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美国光伏也绕不开成本这堵墙
  发布时间:2010-12-8  阅读:2229

  据美国国家能源部能源信息部估计,太阳能发电是所有发电技术中成本最高的,每兆瓦约396美元。那是风能平准化成本的两倍,燃煤发电的四倍。并且这种分析的假设是公司运营的大规模发电。而装在屋顶的小型装置成本更高,因为它们没有批量购买和安装的优势。

  尽管人们都承认太阳能的无穷无尽与清洁环保,但要在社会生产生活中彻底普及光伏,路途依旧遥远。即便是在世界上经济实力最强的美国,发展光伏产业同样绕不过成本这堵墙带来的考验。

  计算成本非易事

  如今,在对待光伏太阳能的意义和定位上,各国已经基本取得了一致:太阳能是人类未来能源的重要组成部分。可什么时候才能实现大规模发电,尚未形成统一意见。关键的问题便在于目前太阳能发电的成本估算并非易事。

  可以看到,光伏发电的成本在过去的几年里不断下降,应用的份额也越来越高。2000年时,美国每年装运的光伏电池和组件仅有两万五千块。而到了2008年,这个数字增加了五十万。但是,与传统能源相比,依旧是小巫见大巫——2008年光伏发电仅占美国能源消耗的0.1%。即使在应用更加早和普及的欧洲,例如德国,也仅达到1.1%。

  成本,是阻碍光伏走进千家万户的一堵高墙壁。据美国国家能源部能源信息部估计,太阳能发电是所有发电技术中成本最高的,每兆瓦约396美元。那是风能平准化成本的两倍,燃煤发电的四倍。并且这种分析的假设是公司运营的大规模发电。而装在屋顶的小型装置成本更高,因为它们没有批量购买和安装的优势。美国能源部可替代能源国家实验室2009年发布的一份关于资助太阳能设施安装的报告称,考虑到阳光照射是免费的,一个家庭仍需要二十年才能赚设备安装成本的76%至109%。

  如何计算太阳能发电的成本,难点在于太阳能发电涉及众多方面。美国国家能源部阿尔贡国家实验室的科学家萨斯·多利表示,各地区光照条件差别很大,但这也仅仅是一个方面。

  目前,衡量发电成本的通用方法是计算整个系统的平均成本,即该收多少电费才可以抵消发电设备的花费。“但目前尚未有一个得到普遍认可的计算方法来解决这个必须回答的问题,因而人们对于光伏发电的成本还是雾里看花。”多利说。尤其是光伏系统的工作状况,以及近三十年内受阳光照射的准确等等成本计算的关键指数,很难得到统一。

  突破关键在材料

  近几年来,随着光伏产业的迅猛发展,多晶硅这个词汇由默默无闻迅速地变得广为人知。可以说,材料对于这个行业而言,占据着最为重要的地位。

  半导体工业主要是制作微小的特定图形的硅,需要在电镜下才能看清它的复杂结构。它们的进展主要是关于如何低成本地设计和制备这些精细结构的。但是太阳能电池并不精细,它只是简单的几层半导体。这样情况就完全不一样了,因为它们的成本直接跟材料的成本相关,而非制作特定图形的成本。

  在美国业界看来,若要降低光伏发电成本,使用新材料是最为有效的途径。世界第一的光伏企业First Solar主要就使用碲化镉而非硅材料。因为用碲化镉制作薄膜太阳能电池比硅要廉价许多。然而,与硅晶电池相比,薄膜电池无论在转换效率还是产品寿命上,都存在尚未解决的软肋。

  另外,在住户的屋顶安装太阳能板,并不是将电池一摆就完事。很多配套的设备和人工也须计算入成本。这显然又是一个很重要的因素。美国新能源国家实验室光伏中心的负责人瑞恩·拉法尼指出,太阳能电站的成本其实只占到整个光伏系统成本的一半。

  没有应用就没有进步

  必须承认地是,随着技术的创新与进步,光伏电力的成本与日下降。可是让太阳为人类提供主要能源的日子依然很远。尽管实验室研究已经能够将光电转换的效率提高到30%甚至更高,但实验终究不代表大规模的生产应用。此外,光伏设备能否长期稳定地使用,也需要花费很长时间进行技术攻关。

  美国能源部布鲁克海文国家实验室的能源经济学家保罗·弗莱利认为,不同的产业实现市场化的速度是不一样的。消费电子工业比较快,汽车工业却需要七八年。“光伏发电设施要求至少二十年的长效耐用。这代表着测试方面需要投入很多的时间和精力。”他说。

  但是,可替代能源毕竟代表着未来的趋势,不会因成本的阻碍而停滞不前。太阳能发电在美国的若干地区已经走在了前面。在日照充足的加州以及夏威夷,太阳能发电已经可以和普通电网媲美了。

  另外,传统能源的价格优势,实际是建立在二氧化碳和有毒污染物的排放之上,而医疗卫生、环境保护和应对气候变暖的成本而并没有计算到美国的电价里。因此,可以相信,在征收碳排放税的政策鼓励下,美国光伏发电必将在短时间内接入电网

 
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