观察:即使是太阳能的最大拥护者也低估了太阳能

国事天下事记事簿 2024-09-21 11:59:26

每天,太阳光向地球发送173,000太瓦的能量,是人类使用能量的10,000倍。也就是说,太阳能的潜力巨大,我们远远没有达到极限。

这就是为什么太阳能前景如此诱人,尤其是作为导致气候变化的化石燃料的替代品。在过去的十年中,太阳能技术的性能得到了极大的提升,成本也大幅下降。

因此,光伏电池板以惊人的速度像蒲公英一样出现在田野和屋顶上。然而,即使是对能源行业最了解、对太阳能最乐观的人,也仍然低估了太阳能。事实上,在能源领域内,预测者不断预测太阳能会随着其继续向太阳攀升而趋于平稳,这已经成为一个长期存在的笑话。

“太阳能确实不断给我们带来惊喜,”《太阳能如何变得廉价》的作者格雷戈里·内梅特在一封电子邮件中说道,"在目前看来,这似乎不应该。30年来,太阳能每年大约增长30%。成本持续下降,因此新用户和新用途不断涌现。"

在过去的一年里,太阳能发电量实现了惊人的增长,即使以太阳能的标准来看也是如此。根据能源智库Ember的一份新报告,今年全球太阳能发电量有望比去年增加29%,达到593吉瓦,而去年已经是创纪录的一年。这相当于全球所有运营中的燃煤电厂发电量的四分之一以上。2020年,全球太阳能总装机容量仅为760吉瓦。是的,我用了所有斜体字来强调这一点。

随着技术的进步和价格的下降,太阳能发电装机容量增加并不奇怪,但持续激增仍然令人震惊。

“当你看到我们今年和去年安装的绝对数字时,你会感到非常惊讶,"该报告的主要作者、Ember电力数据分析师Euan Graham说道。

近年来,推动太阳能发电装置数量激增的因素有很多,例如更好的硬件、规模经济以及成熟且对能源需求旺盛的新兴市场。目前,太阳能发电量仅占全球发电量的5.5%左右,因此还有巨大的发展空间。但太阳能仍然对电网构成一些技术挑战,而世界对电子产品的巨大需求意味着各国都在寻找一切可能的能源。

因此,如果你担心气候变化,那么仅仅太阳能获胜是不够的,温室气体必须减少。

为什么太阳能前景一片光明?

太阳能有很多优点,尤其是光伏电池板。它们是模块化的,可轻松放大或缩小——郊区屋顶上十几个面板和一个占地数英亩的兆瓦级发电厂中的数千个面板之间没有太大区别。它们在工厂中采用成熟的工艺(即半导体制造工艺)进行大规模生产。这意味着单个面板的成本和性能的微小改进在总体上将带来巨大的优势。

太阳能的收益绝非微不足道:自2010年以来,太阳能发电价格下降了89%,而硅太阳能电池板的效率在过去40年中从15%猛增到超过26%。

太阳能的可扩展性意味着好奇的开发人员可以在增加投资之前以更少的预付投资进行尝试。大多数太阳能装置使用现成的组件,因此,当房主或公用事业公司决定涉足太阳能领域时,他们可以迅速开始发电。格雷厄姆说:"与建造核电站甚至风电场相比,太阳能的开发时间绝对是最短的,从最初的许可到首次发电可能需要五到七年的时间。”

即使你不关心气候变化,太阳能也已成为满足你对电子产品的需求的最便宜、最快捷的方式之一。得克萨斯州是美国最大的石油和天然气生产州,也是全国电网太阳能发电量最高的州,超过了加利福尼亚州。

但是,太阳下山后怎么办?

太阳能确实存在一些缺点。太阳每天都会沉入地平线以下,而且太阳能的输出量会随着天气和季节的变化而变化——阴天和白天变短时输出量会下降。在电力充裕时储存起来,在电力短缺时使用,可以解决这个问题,而且在这方面也有好消息。

电池等储能技术也在不断进步,成本也在不断降低。自1991年以来,电池价格下降了97%。由于技术进步、成本下降以及节能市场扩大,美国电网储能容量有望比去年翻一番。2023年,全美将有超过10千兆瓦的太阳能和储能设施投入使用,而今年这一数字可能翻一番。“储能技术(与太阳能相比)还处于早期阶段,但我们可能会看到这一领域迅速扩张,尤其是在太阳能和风能渗透率已经很高的地区,例如加利福尼亚州和德克萨斯州,"S&P Global Commodity Insights能源研究总监史蒂夫·派珀在一封电子邮件中说道。

在世界许多地方,太阳能加储能能源项目已经比新建化石燃料发电厂便宜,而且成本还有望进一步下降。

即使知道这些,能源专家仍然低估了太阳能的潜力。派珀说:“预测人员认识到,在太阳能光伏方面,我们正处于快速扩张和普及的阶段。在这样的时期,即使对扩张速度的预测稍有偏差,也会导致很大的预测误差。”

太阳能扩张的细节甚至更令人惊讶

并非每个国家都乘着太阳能火箭直冲太阳。个别国家的太阳能装置量会随着其经济表现和政策激励力度(如上网电价、净计量和税收抵免)而出现波动。

在过去的几年里,全球太阳能发展主要集中在中国。美国历史上安装的所有太阳能电池板的总量,还比不上中国去年安装的太阳能电池板的总量,几乎占全球新增太阳能总量的60%。如此大规模的发展打破了众多预测模型。

“在过去一年左右的时间里,没有一家研究机构能够预测出中国太阳能发电能力的增长速度,”能源市场分析公司伍德麦肯兹全球太阳能业务负责人米歇尔·戴维斯说道,"为了修正来自中国市场的数据,所有人都上调了预测值。”

光伏也是中国出口战略的重要组成部分,去年,中国将太阳能电池板批发价削减了一半。这反过来又导致出口激增,并带动了其他国家的太阳能繁荣。巴基斯坦是世界上人口第五多的国家,仅在今年上半年就进口了13千兆瓦的中国太阳能组件。这几乎占巴基斯坦迄今为止总装机容量的三分之一。

戴维斯提醒说,进口太阳能电池板并不一定意味着它们都会被安装,但这绝对表明太阳能正在发展,而且太阳能对发展中国家的影响可能比对更大或更富裕的国家更大。虽然发展中国家太阳能的绝对增量可能较小,但它们在电网中的比例却更大。

戴维斯说:“这些发展中国家在较小的基础上以更快的速度增长。太阳能领域的巨头是中国、欧洲和美国。不过,这些市场正在成熟,增长速度没有那么快。”

天空中有些乌云

这种情况不可能永远持续下去,对吗? 好吧,再说一遍,太阳能在全球电力供应中的占比仍然只有一位数,而且它通常是成本最低、速度最快、最简单的发电方式。 这种势头不会很快消失。 在美国,美联储最近降息意味着获得太阳能发电贷款的成本可能会更低,从而再次推动太阳能的发展。

与此同时,一些挑战也出现了。如果您想立即为美国电网增加太阳能发电,就需要排队等候。由于硬件限制,您为老旧电网增加的间歇性电力是有限的,而进行必要的升级需要花费时间和金钱。等待时间越来越长:2015年,一个典型的能源项目在等待并网时需要等待三年左右。到2023年,等待时间将接近五年。获得建造更多大型太阳能发电站的许可也是一个繁琐的过程。许多国家都面临着类似的障碍。

此外,美国正在通过贸易壁垒来扶持国内清洁能源行业,包括对中国太阳能电池板征收关税。这可能会给美国生产商带来优势,但也会增加整体成本,并给供应链带来限制。美国还投资4000万美元,将更多的太阳能供应链纳入其境内。

太阳能并非从天而降,它存在于全球经济中,而全球经济中仍有80%的能源来自煤炭、石油和天然气。全球能源消耗总量正在增长,并非所有人都能辨别自己获取热能和电能的来源。因此,化石燃料的需求也在增加,尽管其需求可能会在本世纪末达到峰值。为了实现将本世纪全球变暖限制在3.6华氏度以内的国际气候变化目标,温室气体排放量必须以更快的速度下降,并在2050年前有效降至零。

分析师预计,太阳能将有助于降低这一曲线。根据伍德·麦肯兹的数据,未来十年全球太阳能总容量将增长近四倍。虽然目前尚不确定世界能否实现其气候目标,但太阳能的普及将如旭日东升般势不可挡。

参见Vox202年9月20日

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