近日，國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)（IRENA）發(fā)布《2020年可再生能源發(fā)電成本報(bào)告》，指出得益于技術(shù)進(jìn)步、規(guī)模經(jīng)濟(jì)、競(jìng)爭(zhēng)性供應(yīng)鏈和開(kāi)發(fā)人員經(jīng)驗(yàn)不斷改善，可再生能源電力成本持續(xù)下降。過(guò)去二十年，全球可再生能源裝機(jī)容量增長(zhǎng)了3.7倍，從2000年的754吉瓦增長(zhǎng)到2020年的2799吉瓦。大多數(shù)新投產(chǎn)的可再生能源電力成本已經(jīng)比最便宜的化石燃料發(fā)電成本要低。越來(lái)越低的可再生能源發(fā)電成本，使得采用可再生能源大規(guī)模代替煤炭發(fā)電成為可能。具體內(nèi)容如下：
一、2020年太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電成本持續(xù)下降，其中太陽(yáng)能熱發(fā)電降幅最大
與2019年相比，2020年全球陸上風(fēng)電新增裝機(jī)的平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）加權(quán)平均值降幅最大，達(dá)到13%，從0.045美元/千瓦時(shí)降至0.039美元/千瓦時(shí)，略高于2019年的降幅。同期，海上風(fēng)能LCOE下降了9%，從0.093美元/千瓦時(shí)降至0.084美元/千瓦時(shí)。公用事業(yè)規(guī)模太陽(yáng)能光伏（PV）的LCOE下降了7%，從0.061美元/千瓦時(shí)降至0.057美元/千瓦時(shí)，低于2019年13%的降幅。到2020年，公用事業(yè)規(guī)模的全球光伏裝機(jī)成本加權(quán)平均值下降了12%，僅為883美元/千瓦。新建太陽(yáng)能熱發(fā)電（CSP）項(xiàng)目的LCOE同比下降了16%。
圖1 2019-2020年全球公共事業(yè)規(guī)模的太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電LCOE加權(quán)平均值變化趨勢(shì)
二、2010-2020年可再生能源發(fā)電成本顯著降低
過(guò)去十年，受政策支持與產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動(dòng)，以太陽(yáng)能和風(fēng)能為代表的可再生能源發(fā)電價(jià)格逐步降到了與化石燃料相當(dāng)?shù)乃?，可再生能源在電力系統(tǒng)中的裝機(jī)規(guī)模越來(lái)越大。其中太陽(yáng)能光伏（公共事業(yè)規(guī)模和屋頂分布式）的加權(quán)平均裝機(jī)成本大幅下降了81%，從2010年的4731美元/千瓦降至2020年的883美元/千瓦，全球累計(jì)裝機(jī)容量從2010年的42吉瓦增加到2020年的714吉瓦。陸上風(fēng)電加權(quán)平均裝機(jī)成本從2010年的1971美元/千瓦降至2020年的1355美元/千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量從從2010年的178吉瓦增加到2020年的699吉瓦。2010-2020年間，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的LCOE從0.381美元/千瓦時(shí)降至0.057美元/千瓦時(shí)，降幅達(dá)85%，成本的下降主要?dú)w因于安裝成本下降。與之相比，陸上風(fēng)力發(fā)電成本的下降更多是由于渦輪機(jī)價(jià)格下降和更高容量渦輪機(jī)的普及帶來(lái)的發(fā)電效率提升。海上風(fēng)電新投產(chǎn)項(xiàng)目的LCOE從2010年的0.162美元/千瓦時(shí)降低到2020年的0.084美元/千瓦時(shí)，降幅高達(dá)48%，截至2020年底，海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量?jī)H為34吉瓦，為陸上風(fēng)電的二十分之一。2010-2020年間，CSP的LCOE從0.340美元/千瓦時(shí)降至0.108美元/千瓦時(shí)，降幅達(dá)68%，截至2020年底，CSP累計(jì)裝機(jī)容量?jī)H為6.5吉瓦，不到太陽(yáng)能光伏裝機(jī)規(guī)模的百分之一。2010-2020年，生物質(zhì)發(fā)電新增裝機(jī)60吉瓦，LCOE基本不變，2020年約為0.076美元/千瓦時(shí)，其中印度為0.057美元/千瓦時(shí)、中國(guó)為0.06美元/千瓦時(shí)、歐洲為0.087美元/千瓦時(shí)、北美為0.097美元/千瓦時(shí)。同期，水力發(fā)電新增裝機(jī)規(guī)模715吉瓦，LCOE增加18%，從0.038美元/千瓦時(shí)上升到0.044美元/千瓦時(shí)。此外，2010-2020年，全球地?zé)崮馨l(fā)電LCOE從0.049美元/千瓦時(shí)增長(zhǎng)到0.071美元/千瓦時(shí)，2020年新增裝機(jī)規(guī)模同比增加192兆瓦。
圖2 2010-2020年全球新投產(chǎn)的不同可再生能源電力的LCOE變化態(tài)勢(shì)
（單位：美元/千瓦時(shí)）
三、可再生能源發(fā)電成本的不斷降低將限制燃煤發(fā)電發(fā)展
自2010年以來(lái)，全球累計(jì)新增可再生能源裝機(jī)容量644吉瓦，在新興經(jīng)濟(jì)體中，可再生能源新增發(fā)電量累計(jì)達(dá)到534吉瓦，為這些國(guó)家電力系統(tǒng)累計(jì)節(jié)省320億美元開(kāi)支。隨著太陽(yáng)能光伏發(fā)電和陸上風(fēng)力發(fā)電成本的下降，新的可再生能源發(fā)電成本不僅比新建化石燃料發(fā)電廠的電力成本更低，還將影響現(xiàn)有燃煤發(fā)電廠的運(yùn)營(yíng)成本。例如，2010-2020年間，印度燃煤電廠平均容量因子從78%下降到53%；同期，美國(guó)燃煤電廠平均容量因子從65%下降到40%左右，導(dǎo)致美國(guó)煤電裝機(jī)容量下降了近三分之一，從2011年峰值的318吉瓦降至2020年底的216吉瓦。由于燃煤電廠的固定運(yùn)營(yíng)成本較高，發(fā)電廠容量因子降低后，運(yùn)行成本大幅上升，進(jìn)一步削弱了燃煤電廠的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著新的可再生能源投產(chǎn)、能源效率提升以及一些地區(qū)使用天然氣，都將導(dǎo)致現(xiàn)有燃煤電廠產(chǎn)能下降，在未來(lái)燃煤發(fā)電收益不足以維持正常運(yùn)營(yíng)的情況下，燃煤電廠投資熱情將受到大幅抑制?？傮w而言，2020年有超過(guò)800吉瓦的燃煤發(fā)電廠運(yùn)營(yíng)成本高于新建的公共事業(yè)規(guī)模太陽(yáng)能光伏和陸上風(fēng)電。替換這些燃煤電廠，每年將最少節(jié)約320億美元的系統(tǒng)成本，以及減少約30億噸的CO2排放。
四、低成本的太陽(yáng)能和風(fēng)能制氫為電力部門提供了一條經(jīng)濟(jì)的脫碳途徑
目前，人們普遍認(rèn)為，通過(guò)可再生能源制氫（綠氫）以及合成燃料和化學(xué)品等間接脫碳成本高昂，造成這種觀念的主要因素包括：第一，由于太陽(yáng)能和風(fēng)能容量因子較低，導(dǎo)致電解槽負(fù)荷時(shí)間較短，可再生能源電力成本較高；第二，制氫電解槽裝機(jī)成本較高，需要長(zhǎng)時(shí)間可再生能源負(fù)荷運(yùn)行才能生產(chǎn)低成本氫。就目前而言，低成本的太陽(yáng)能光伏和陸上風(fēng)能是可以實(shí)現(xiàn)的。研究表明，首先，即使在可再生能源生產(chǎn)成本顯著降低和電解槽性能改善之前，在特定市場(chǎng)（如太陽(yáng)能光伏和陸上風(fēng)能資源都很豐富的沙特阿拉伯）生產(chǎn)綠氫也能夠具有良好競(jìng)爭(zhēng)力。其次，低成本的太陽(yáng)能和風(fēng)能制氫最初可能需要依賴于具有豐富太陽(yáng)能和風(fēng)能資源的地區(qū)，但中長(zhǎng)期來(lái)看，隨著電解槽成本降低和性能改善，地理位置的限制作用會(huì)逐步減弱。
五、未來(lái)還應(yīng)加快部署太陽(yáng)能供熱技術(shù)以助力實(shí)現(xiàn)全球溫升控制在1.5℃之內(nèi)
在全球所有地區(qū)，太陽(yáng)能供熱技術(shù)被用于為工業(yè)和建筑部門提供低溫?zé)崮?，目前仍處于發(fā)展早期階段。2018年太陽(yáng)能供熱裝機(jī)容量?jī)H為4吉瓦，為實(shí)現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》以及全球溫升控制在1.5℃的目標(biāo)，要求到2050年太陽(yáng)能供熱的裝機(jī)容量達(dá)到1290吉瓦。而2020年，歐洲太陽(yáng)能供熱的裝機(jī)容量?jī)H增加3%，增長(zhǎng)速度過(guò)于緩慢。丹麥的太陽(yáng)能供熱裝機(jī)容量居全球首位，截至2020年底累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1吉瓦。其中集中式太陽(yáng)能熱電站加權(quán)LCOE從2010年的0.066美元/千瓦時(shí)降至2019年的0.045美元/千瓦時(shí)。并且，隨著供應(yīng)鏈競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈以及開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的積累，丹麥太陽(yáng)能供熱技術(shù)的平準(zhǔn)化成本具有急劇下降的發(fā)展趨勢(shì)。其他國(guó)家也呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，奧地利在2013-2020年間太陽(yáng)能供熱的加權(quán)平均裝機(jī)成本下降了55%；德國(guó)在2014-2020年間下降了45%；墨西哥在2010-2020年間下降了17%。
