中國儲能網(wǎng)訊：近日，國際可再生能源署（IRENA）發(fā)布了《可再生能源發(fā)電成本報告》，披露了全球范圍內(nèi)2017年投運(yùn)的生物質(zhì)發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、水電、陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電、光熱發(fā)電、大型地面光伏的加權(quán)平準(zhǔn)發(fā)電成本（LCOE，以2016年美元不變價格計算）。
報告顯示，無論是近期數(shù)據(jù)還是未來預(yù)計，光熱發(fā)電、光伏發(fā)電、海上風(fēng)電、陸上風(fēng)電四種主要可再生能源的發(fā)電成本均明顯下降。IRENA認(rèn)為，成本下降主要源于以下因素：1）競標(biāo)機(jī)制讓成本更加透明化；2）國際競爭將大量經(jīng)驗(yàn)豐富的開發(fā)商帶入新興市場，其專業(yè)技術(shù)、購買力和進(jìn)入國際金融市場的便利性進(jìn)一步降低了項目成本和風(fēng)險；3）技術(shù)進(jìn)步帶來的效率提高。
圖：2010-2017各種可再生能源技術(shù)的LCOE變化趨勢
圖：2010-2020四種可再生能源技術(shù)的LCOE變化趨勢
報告指出，項目總投資成本的下降在不同程度上促進(jìn)了LCOE的下降，尤其是光熱、光伏發(fā)電和陸上發(fā)電。報告顯示，2010年到2017年間新投入運(yùn)行的光熱電站中，單位kW成本下降了27%，總體LCOE則下降了33%。
截止2016年末，光熱發(fā)電和海上風(fēng)電的累計裝機(jī)量分別為5GW和13GW，兩者的實(shí)際發(fā)電成本雖然相比其它可再生能源仍較高，但總體來看成本呈下降趨勢。尤其是光熱發(fā)電，在2016年~2017年間，國際光熱發(fā)電市場出現(xiàn)了一系列創(chuàng)歷史新低的中標(biāo)價格。
從數(shù)據(jù)來看，2016年和2017年無疑是光熱發(fā)電取得重大突破的兩年，在此期間，全球范圍內(nèi)光熱項目的投中標(biāo)電價屢創(chuàng)新低。如迪拜700MW光熱發(fā)電項目（中標(biāo)價7.3美分/kWh）和南澳大利亞150MW Aurora項目（中標(biāo)價6美分/kWh）都是典型代表。
光熱發(fā)電技術(shù)具備高學(xué)習(xí)率
IRENA根據(jù)學(xué)習(xí)曲線模型估計，2010年到2020年期間，光熱發(fā)電的學(xué)習(xí)率有望達(dá)到30%（學(xué)習(xí)率，learning rate，學(xué)習(xí)曲線效應(yīng)的量化值，即裝機(jī)規(guī)模每翻一番，成本會隨之下降的百分比），而海上風(fēng)電、陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電的學(xué)習(xí)率則分別為14%、21%和35%。
注：學(xué)習(xí)曲線模型是國際主要機(jī)構(gòu)預(yù)測成本走勢常用的一種方法。目前，國際能源署、美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室、美國能源信息署、德國Fraunhofer實(shí)驗(yàn)室以及我國部分研究機(jī)構(gòu)，均將學(xué)習(xí)曲線模型用于對可再生能源成本的預(yù)測。我們可通過學(xué)習(xí)曲線模型預(yù)測光熱電站成本。
按照之前相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計，光熱發(fā)電的學(xué)習(xí)率應(yīng)在10%到12%之間。然而最新的研究結(jié)果表明，自2013年以來，光熱發(fā)電學(xué)習(xí)率預(yù)計會超過20%，如果將迪拜和南澳項目計入在內(nèi)，2010年到2022年的學(xué)習(xí)率可達(dá)30%。
行業(yè)起步雖晚，但成本下降迅速
據(jù)報告介紹，海上風(fēng)電和光熱發(fā)電雖然還處在發(fā)展初期，但2010年到2017年間，成本卻已呈現(xiàn)明顯下降趨勢。
從2016年和2017年諸多項目的中標(biāo)電價來看，這些將在2020年以后投運(yùn)的光熱發(fā)電和海上風(fēng)電項目成本會降至6-10美分/kWh之間。
到2020年，通過競標(biāo)達(dá)成的項目所產(chǎn)出的發(fā)電量并不多，只占新增加的可再生能源年發(fā)電量的一小部分，且對某個具體的項目來說，最終中標(biāo)價格呈現(xiàn)的趨勢并不能代表LCOE的趨勢。盡管如此，最新的中標(biāo)結(jié)果依然顯示，2020年及以后，光熱、光伏、海陸風(fēng)電的成本會繼續(xù)下降。雖然對比某個項目的LCOE成本和中標(biāo)價格所得出的結(jié)論并不一定可靠，但已有數(shù)據(jù)總量和兩個數(shù)據(jù)集之間的一致趨勢也使得總體趨勢更加可靠。
IRENA認(rèn)為，太陽島各部件（如反射鏡、集熱器）的技術(shù)進(jìn)步、安裝設(shè)計成本下降、特定組件成本下降都可以降低光熱發(fā)電的成本。此外，塔式吸熱器各部件的成本下降空間比槽式集熱器稍大一些，當(dāng)然這也與目前塔式光熱電站裝機(jī)量相對較少有關(guān)。
相比其它可再生能源發(fā)電技術(shù)，光熱發(fā)電項目的規(guī)劃部署相對有限，但隨著未來規(guī)劃項目的增加，成本將會明顯下降；同時，由于開發(fā)商和各參與方經(jīng)驗(yàn)越來越豐富，供應(yīng)商和EPC總承包的風(fēng)險邊際也會降低。成本下降的潛力會進(jìn)一步促進(jìn)光熱發(fā)電市場的發(fā)展，并有效助力全球能源結(jié)構(gòu)向低碳化轉(zhuǎn)型。
儲熱功能價值巨大
光熱發(fā)電的優(yōu)勢之一便是低成本的儲熱能力。配置儲熱系統(tǒng)的光熱電站可以保證電力的穩(wěn)定輸出，并為電網(wǎng)提供靈活友好型的可調(diào)度電力，而且具備成本效益，位置選擇靈活等優(yōu)勢。
盡管LCOE是對比衡量各項目競爭力的一個有效標(biāo)準(zhǔn)，但它是一項未把各供電商在市場上的相互作用考慮在內(nèi)的靜態(tài)指標(biāo)。而某項技術(shù)路線的LCOE如果忽視了任何一點(diǎn)市場可能帶來的影響因素，其發(fā)電成本就會高于或低于市場平均價格。比如，配置儲熱系統(tǒng)的光熱電站可以盡可能在電力成本高的周期多輸出，無論是否有太陽光照。
儲熱成本仍有下降空間
配備儲熱系統(tǒng)的光熱發(fā)電站的成本一般會更高，但同時也意味著系統(tǒng)將擁有更高的容量因子。
槽式系統(tǒng)自上世紀(jì)80年代在美國加州最早建造以來，投資成本一直呈現(xiàn)下跌趨勢，直到進(jìn)入西班牙，不帶儲熱系統(tǒng)的槽式電站投資成本才開始上漲。據(jù)IRENA可再生成本數(shù)據(jù)庫顯示，2009年到2013年間，光熱電站的投資成本在3650~11300美元/kW之間。
2008年到2011年間，槽式系統(tǒng)的投資成本大幅度上漲，部分原因是西班牙某些項目地的太陽能資源相對貧乏，但DNI值研究顯示，至少65%的成本下降都不應(yīng)歸因于太陽能資源的匱乏，而應(yīng)歸結(jié)于電站配置的成本上漲。
光熱發(fā)電LCOE變化史
據(jù)數(shù)據(jù)顯示，從2009年到2012年，光熱電站的LCOE相對比較穩(wěn)定。但在2012年，隨著西班牙、美國等地的新增裝機(jī)量大幅度增加，更多具有競爭力的電站投入運(yùn)行，LCOE開始下降。
據(jù)估計，2013年到2014年的LCOE相較2009-2012年下降了五分之一，這個時期恰好與光熱市場中心從西班牙轉(zhuǎn)入太陽能資源更豐富、裝機(jī)成本更低的新興市場相吻合。然而，這個時期內(nèi)的低LCOE是與高DNI值緊密相關(guān)的，學(xué)習(xí)曲線效應(yīng)和技術(shù)進(jìn)步還不是成本下降的主要推動力，但同時也創(chuàng)造了巨大的成本下降空間。
2012年到2014年，項目地DNI值的增長和LCOE成本的下降均得益于電站容量因子（實(shí)際發(fā)電量與額定最大可發(fā)電量的比率，考慮一個光熱電站年發(fā)電小時數(shù)的重要數(shù)據(jù)）的上升；這個時期內(nèi)容量因子的增加不但與光照資源的豐富程度有關(guān)，也與電站的儲熱調(diào)度能力有關(guān)。
從2014年到2016年，我們很難得出LCOE發(fā)展趨勢的準(zhǔn)確結(jié)論，但可知其處在14美分/kWh~35美分/kWh的區(qū)間。這個時期內(nèi)，大部分項目的LCOE都在30美分/kWh以下，最近公布的計劃裝機(jī)量也預(yù)示著明顯的下降趨勢，典型例子就是迪拜700MW項目7.3美分/kWh和南澳150MW項目6美分/kWh的超低中標(biāo)價。
同時，我們也要謹(jǐn)慎對待這些超低中標(biāo)價。由于最終的中標(biāo)價格取決于合同中的一系列具體條款，購電協(xié)議價格與LCOE往往不能完全一一對應(yīng)，如果將它們與LCOE直接對比會非常復(fù)雜。另外需注意的一點(diǎn)是，這些電價在2020-2022年或以后，電站運(yùn)行時才會正式實(shí)施。
但無論如何都可以看出，相比化石能源，可再生能源的競爭力正在不斷增強(qiáng)。到2020年，運(yùn)行中的光熱電站的發(fā)電成本將達(dá)到化石燃料發(fā)電成本范圍的低端。
