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《IRENA：可再生能源电力成本持续下滑 竞争力日益凸显》

  • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者： guokm
  • 发布时间：2019-08-06

  • 5月29日，国际可再生能源机构（IRENA）发布《可再生能源电力成本2018》 报告指出，得益于技术进步、招投标替代固定上网电价补贴制度以及规模化部署进程，过去十年间，可再生能源发电成本处于持续下降态势。2018年，全球各种商业化可再生能源加权平均电力成本都实现了不同程度的下降，太阳能热发电（CSP）下降了26%，生物质发电下降14%，太阳能光伏发电和陆上风电均下降13%，水电下降12%，地热和海上风电均下降1%。同时，在2020年将并网运营的项目中，将有77%的陆上风电和83%的集中式光伏发电项目电价低于最廉价的新建化石燃料发电电价。更为关键的是，成本下降的趋势会持续到下一个十年，意味着可再生能源电力成本竞争力将日益增强。报告要点如下：

    1、太阳能光伏

    2018年，全球新增太阳能光伏装机容量94 GW，占全球可再生能源装机净增量的一半以上（55%）。由于技术进步和组件成本下降，2018年全球公用事业太阳能光伏电站加权平均装机成本进一步下滑，从2017年的1389美元/千瓦装机成本降至1210美元/千瓦，同比降低13%。其中印度装机成本最低，为793美元/千瓦，较2017年下降27%。意大利和中国紧随其后，分别为870美元/千瓦（-9%）和879美元/千瓦（-23%）。日本装机成本减少了3%，但依旧是全球装机成本最高的国家，达到了2101美元/千瓦。

    受到装机成本下降的驱动，在2010-2018年间，全球公用事业太阳能光伏发电加权平准化度电成本（LCOE）大幅下降了77%，从37美分/千瓦时降至8.5美分/千瓦时，年均降幅达到了13%。而就2018年而言，印度LCOE降幅最大（21%），降至6.3美分/千瓦时；其次是中国，下降20%至6.7美分/千瓦时；美国以18%降幅位列第三。而在具有良好资源和完善监管体系的国家（如智利、墨西哥、秘鲁、沙特和阿拉伯联合酋长国等），太阳能光伏度电成本更是低至3美分/千瓦时。

    图1 2010-2018年间太阳能光伏全球加权平均装机成本（单位：美元/千瓦）、容量因子和LCOE（单位：美元/千瓦时）变化态势

    2、太阳能热发电

    相对太阳能光伏，太阳能热发电（CSP）发展的速度较慢，2018年新增装机容量仅0.5 GW。截至2018年底，全球累计CSP装机容量仅有5.5 GW。全球CSP电站加权平均装机成本从2017年约7200美元/千瓦降至2018年约5200美元/千瓦，同比降低28%。尽管发展速度较慢，但由于开发经验和供应链愈加成熟，2010年以来CSP的LCOE也下降了46%，从2010年的34美分/千瓦时降至18.5美分/千瓦时。未来四年，预计CSP的LCOE会进一步下降至6-10美分/千瓦时。

    图2 2010-2018年间CSP全球加权平均装机成本（单位：美元/千瓦）、容量因子和LCOE（单位：美元/千瓦时）变化态势

    3、风力发电

    得益于风力涡轮机和物流成本下降，2018年全球陆上风电加权平均装机成本从2017年1600美元/千瓦降至1500美元/千瓦，同比降低6%。其中中国装机成本最低约1170美元/千瓦，印度次之（1200美元/千瓦），澳大利亚（1640美元/千瓦）、美国（1660美元/千瓦）、巴西（1820美元/千瓦）、德国（1830美元/千瓦）、法国（1870美元/千瓦）和英国（2030美元/千瓦）紧随其后。由于装机成本下降和涡轮机单机容量提升，2010-2018年间陆上风电LCOE大幅下降了35%，从8.5美分/千瓦时降至5.6美分/千瓦时。而在某些国家/地区，陆上风电项目的LCOE在2014年已降至3-4美分/千瓦时，低于化石燃料发电成本，展现出强劲的经济竞争力。

    2018年，全球海上风电新增装机4.5 GW，增长主要来自欧洲和中国，其中中国就贡献了近40%的增量，英国（29%）和德国（22%）合计贡献了一半以上的增量。与陆上风电类似，全球海上风电加权平均装机成本也在过去的8年间稳步下降，只是降幅较小，从2010年4572美元/千瓦降至4353美元/千瓦。尽管海上风电市场规模依旧不大，但由于装机和运维成本下降以及单机容量增加，海上风电的LCOE在2010-2018年间也稳步下降了20%，即从2010年15.9美分/千瓦时降至12.7美分/千瓦时。

    图3a 2010-2018年间陆上风电全球加权平均装机成本（单位：美元/千瓦）、容量因子和LCOE（单位：美元/千瓦时）变化态势

    图3b 2010-2018年间海上风电全球加权平均装机成本（单位：美元/千瓦）、容量因子和LCOE（单位：美元/千瓦时）变化态势

    4、生物质发电

    与太阳能、风能发电不同，生物质发电的经济性很大程度上取决于是否有安全、可持续的生物质原料供应和转化技术。此外，不同区域不同国家的生物质原料资源量不同，也会影响该发电技术经济性。当前，印度生物质发电的装机成本最低，为700-2600美元/千瓦；其次是中国，为700-3000美元/千瓦；北美和欧洲地区的装机成本相对较高。就全球而言，2018年全球生物质发电加权平均装机成本从2017年的2850美元/千瓦降至2100美元/千瓦，受此影响，生物质发电的LCOE同比下降了14%至6.2美分/千瓦时。

    图4 2010-2018年间生物质发电全球加权平均装机成本（单位：美元/千瓦）、容量因子和LCOE（单位：美元/千瓦时）变化态势

    5、水力发电

    水力发电是技术成熟度最高的可再生能源发电技术，且其成本较低，因此成为可再生能源电力的最主要来源。在2010-2013年间，水力发电装机成本较为稳定，但2014年后随着建设和并网机电设施等成本上升，全球水电加权平均装机成本出现了整体上涨的情况，从2010年的1232美元/千瓦增加到2017年的1768美元/千瓦，在2018年又下降至1492美元/千瓦，但仍高于2010年水平。水电加权平均装机成本的波动情况与新建水电项目的位置有很大的关系，如2018年新增水电项目主要来自中国，其装机成本较平均水平低10%-20%。水电LCOE走势基本与其全球加权平均装机成本一致，2018年较2017年下降了11%至4.7美分/千瓦时，但依旧比2010年水平高出了29%。

    图5 2010-2018年间水力发电全球加权平均装机成本（单位：美元/千瓦）、容量因子和LCOE（单位：美元/千瓦时）变化态势

    6、地热发电

    当前地热发电装机规模仍然较小，且近年来发展势头有所放缓，2018年全球仅新增500 MW装机容量，远低于2015年的峰值水平。考虑到每年新建地热项目数量有限，地热电站的LCOE对新建电站的地理位置极为敏感，因此其LCOE容易出现波动，2010年时地热发电的LCOE为5美分/千瓦时，随后在2012年涨至8美分/千瓦时，又于2013年回落至6美分/千瓦时，并在2013-2018年间稳定在6-7.5美分/千瓦时。

    图6 2010-2018年间地热发电全球加权平均装机成本（单位：美元/千瓦）、容量因子和LCOE（单位：美元/千瓦时）变化态势

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    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2018-09-12
    • 6月4日，21世纪可再生能源政策网络（REN21）发布《全球可再生能源现状报告2018》 指出，持续下滑的成本、日益增强的价格竞争力、专属政策支持、增长的投资、创新的商业模式、能源安全与环境问题的关注以及发展中国家和新兴经济体日益增加的能源需求等诸多因素均推动可再生能源在全球快速发展，促使全球加速从依赖化石能源的传统能源系统向以可再生能源为主体的现代能源系统转型。2017年，全球可再生能源新增装机178 GW，占同期全球新增装机近70%，超过化石能源新增装机容量，创历史新高。尽管取得了长足进步，但可再生能源总体的发展速度仍较慢，能源转型依旧面临重重挑战，包括：能源强度改善步伐较慢、可再生能源在供暖和制冷领域的占比较低、比例日益增加的可再生能源发电并网冲击电网稳定性问题、政策不稳定性、监管障碍和财政约束等。报告要点如下： 2017年可再生能源新增装机容量再创新高，达178 GW，较2016年增加约9%，使得全球累计装机达到2195 GW（图1）。其中，太阳能光伏一马当先，新增装机98 GW，超过燃煤、天然气和核电新增装机容量之和，其在全球新增装机总量的占比最高，约55%。紧随其后的是风电（29%）和水电（11%），新增装机依次为52 GW和19 GW。截至2017年底，可再生能源提供了全球超过四分之一（26.5%）的电力来源，其中水电占比最大为16.4%，风电（5.6%）和生物质发电（2.2%）紧随其后，光伏则以1.9%占比排名第四，其余来自海洋能发电、太阳能热发电和地热发电。2017年，许多国家都实现了高比例的可再生能源并网，如爱尔兰25.2%、德国26%、乌拉圭28.1%，丹麦更是达到惊人的52.9%。上述国家高比例可再生能源并网成功案例表明，通过电网互联、系统耦合以及相关技术的支持（如信息通信技术、储能系统、热泵等），即使没有化石燃料和核能“基荷电源”，仍然可以在电网稳定性无损的前提下实现高比例的可再生能源并网。 图1 2007-2017年全球可再生装机容量发展态势（单位：GW） 伴随技术进步和新商业模式的涌现，可在生能源电力成本正在快速下滑。2017年，德国太阳能光伏电力竞标价格低于0.6美元/兆瓦时，创下了本国的历史新低；而在美国，太阳能光伏电力竞标价格更是创下了0.21美元/兆瓦时的超低价位。此外，加拿大、印度、墨西哥和摩洛哥等国家陆上风电的电力竞标价格均创新低，已降至0.3美元/兆瓦时；而在德国和荷兰，更是出现了首批“零补贴”的海上风电项目；上述情况表明了可再生能源价格竞争力日益增强。当前，尽管全球可再生能源发电仍由公用电力机构或大投资商拥有的大型发电站（兆瓦规模以上）主导，但分布式小型可再生能源发电已蓬勃兴起。受此影响，依托移动技术的即收即付制（Pay-As-You-Go，PAYG）的商业模式得到迅速扩张，2017年全球投向PAYG的商业模式可再生能源电力资金达到了2.63亿美元，全球通过PAYG商业模式享受可再生能源电力服务的人口数量达到了3.6亿人。 2017年，供暖制冷部门的可再生能源转型进展速度依旧缓慢。全球供暖领域的终端用能主要还是依赖传统化石能源，27%来自可再生能源，大部分来自传统生物质利用，其中仅10.3%来自现代可再生能源，包括太阳能热利用和地热等。太阳能热利用领域越来越广，从最初的餐饮领域拓展到了建筑、采矿业等领域，而且还在不断扩展新的应用领域。然而区域制冷系统中应用可再生能源还较为罕见。当前，全球有146个国家制定了电力行业的可再生能源发展目标，而只有48个国家制定了供暖和制冷领域的可再生能源发展目标。总体而言，受到低油价和政策支持力度匮乏的影响，可再生能源在供暖制冷领域的应用发展进展不甚理想，亟需技术创新和加大政策扶持力度。 2017年可再生能源占到道路交通燃料用量的约3%，液体生物燃料仍是主要贡献力量（2.8%），其余来自可再生能源电力。尽管当前可再生能源在交通运输用能中的占比较低，但随着交通电气化的进一步推进，将得到进一步发展。例如，2017年全球新售110万辆电动汽车，将全球电动汽车保有量提高至310万辆；此外，探索将可再生能源集成到电动汽车充电站的方法也在不断创新。但总体而言，对交通部门可再生能源应用的政策支持力度还低于电力部门，需要进一步强化。 截至2017年底，全球几乎所有的国家都在国家/地方层面出台了可再生能源支持政策，其中至少有179个国家制定了可再生能源目标，其中57个国家甚至制定了100%的可再生能源电力目标（表1）。电力部门仍是决策者主要关注的领域，该领域出台可再生能源相关支持政策的国家数量是交通运输领域的1.8倍，是供暖制冷领域的 5 倍。电力招标制近年来获得了越来越多的关注，至少有29个国家开展了可再生能源电力招标。而反观交通运输和供暖制冷部门，对可再生能源的支持力度远低于电力部门，截至2017年底，只有48个国家制定了可再生能源供热制冷目标，42个国家制定了可再生能源交通运输发展目标。截止2017年底，至少145个国家制定了能效政策，至少157个国家制定了能效指标，且至少60个国家针对建筑用能制定了强制性的能效指令。 表1 2016-2017年可再生能源发展部分统计数据 2016 2017 年度可再生能源新增投资（亿美元） 2740 2798 累计可再生能源电力装机容量（不含水电，GW） 922 1081 累计可再生能源电力装机容量（包含水电，GW） 2017 2195 累计水力发电装机容量（GW） 1095 1114 累计生物质发电装机容量（GW） 114 122 年度生物质发电量（TWh） 501 555 累计地热发电装机容量（GW） 12.1 12.8 累计光伏发电装机容量（GW） 303 402 累计太阳能热发电装机容量（GW） 4.8 4.9 累计风力发电装机容量（GW） 487 539 累计太阳能热水器容量（GWth） 456 472 年度乙醇产量（亿升） 1030 1060 年度生物柴油产量（亿升） 310 310 制定有可再生能源政策目标的国家数量 176 179 制定有固定上网电价政策的国家/地方政府 110 113 制定有竞争性招投标过程的国家/地方政府 34 29 制定有供热要求的国家/地方政府 21 22 制定有生物燃料掺混目标的国家/地方政府 68 70 2017年，全球可再生能源（不包括50 MW以上的水电项目）投资总额近2800亿美元（图2），两倍于化石燃料投资额，较2016年上涨2%，投资的主要流向仍为风能和太阳能光伏。投资的增长带来了更多的就业岗位。截至2017年底，全球范围内可再生能源行业从业人数首破千万大关，达1034万人；其中光伏（336万人）、液体生物燃料（193万人）、水电（180万人）和风电（115万人）是主要的就业大户（图3）。可再生能源不仅能解决化石能源领域的失业难题，同时也会成为全球经济的主要驱动力。 图2 2007-2017年全球可再生能源（不包括50MW以上的水电项目）投资发展态势（单位：十亿美元） 图3 2017年主要国家不同可再生能源部门就业人员数量情况（单位：千人） 总体而言，受益于政策支持和技术进步，2017年可再生能源行业再次取得全面发展：可再生能源装机创下有史以来的最大增量，达178 GW；许多发展中国家和新兴经济体正在扩大可再生能源部署规模和加大可再生能源技术和相关基础设施的投资。许多发展中国家的可再生能源投资额占GDP比重与发达国家持平甚至更高。众多高规格的可再生能源相关的倡议和计划被提出，如来自“C40城市气候领导联盟”的25个成员城市在波恩的联合国气候变化大会上提出通过发展可再生能源和提高能效，到2050年之前将使各自城市实现净零排放发展目标；全球电动汽车倡议（EVI）成员国发起了EV30@30挑战行动，旨在2030年实现电动汽车销量占到全球新车销量的30%；中国启动了全球最大的碳排放交易市场等。尽管可再生能源取得了令人鼓舞的成绩，但总体发展速度仍热较慢，其在终端能源消费中占比仅为10.4%（不包括传统生物质），远低于化石能源占比（79.5%）（图4，2016年数据）。同期，受到能源需求增加（+1.1%）和能效提升减缓（-2.1%）的影响（图5），全球能源相关的CO2排放量增长了1.4%至325亿吨，创历史新高，结束了过去连续三年的停滞态势。 图4 2016年不同能源资源在全球终端能源消费中的占比 图5 2011-2017年全球一次能源供应量和能效改善速度发展态势（单位：百万吨油当量） 报告最后总结道，为了加速和扩大可再生能源部署，促进能源加快转型，实现“人人享有可持续能源目标”倡议和《巴黎气候协定》既定的目标，决策者需要采取如下措施：（1）针对取消化石燃料补贴，在全球范围内制定政策，明确最终的执行时间，并制定碳排放交易机制；（2）以大系统观角度出发针对所有用能终端领域制定相关可再生能源发展政策和发展目标；（3）打破传统的思维模式，利用一切可以利用的技术（如人工智能、大数据、自动化技术等）来加快可再生能源部署进程和规模；（4）对现有的能源系统进行重新设计改进，以增强其灵活性和弹性，实现最大程度的可再生能源集成耦合。
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