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各種可再生能源技術成本大比拼

來源：財新無所不能 | 0評論 | 9767查看 | 2015-03-09 18:57:00

　　太陽無私地把能源奉獻給人類，盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量的22億分之一，地球所截獲的太陽總能流也達到5400000EJ/a（艾焦/年），即太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當于500萬噸煤。植物的光合作用僅占1260EJ/a，僅為地球所截獲的太陽總能流的0.023%。就這么一點點為人類提供了化石燃料和生存的資源。

　　在人類誕生之前，由太陽能促進生物質生長，再將殘體經過數億萬年地下埋藏而生成原煤、原油和天然氣等化石燃料。在人類出現之后，從傳說中的燧人氏鉆木取火起，人類開始使用能源，直到瓦特改良蒸汽機為止，這是一段講不清有多少年代的時期，人類使用的清潔能源是取之不盡的柴薪，但人類利用太陽奉獻的能源——化石燃料和再生能源都要付出代價的。所謂再生能源+互聯網=零成本是不成立的。

　　人類利用能源總是從容易獲得的柴薪開始，然后依次是能量密度大的煤、原油和天然氣。似乎再生能源最容易獲得，實際上商品價格最高。也就是說，能源從柴薪時代開始，經由煤炭時代和石油時代。盡管石油在能源市場上仍然起著重要作用，但由于全球經濟快速發展，能源需求量暴增，原油在一次能源消費中的地位逐年降低，此時原煤和再生能源趁勢增長，這個時代稱為后石油時代。后石油時代是新能源快速成長和發展時期，也是石油替代產品的培育、成長和發展時期。后石油時代的特征表現為：更加激烈地爭奪常規油氣資源；加快非常規油氣資源的開發利用；加緊搶占清潔能源技術制高點。

　　為了解決能源供應不足和霧霾問題，再生能源發展很快，特別是再生能源發電。在我寫的“千萬不要被“第三次工業革命”忽悠了！”文章中，披露了2010年英國電力生產成本、2011年法國電力生產成本、2012年臺灣電力公司電源成本和2013年德國電力生產成本，因為這類數據發表時間都滯后，也算得上新鮮的。

　　雖然各國情況不同，其再生能源的商品價格也各不相同，但從這些表中可以看出，發電成本最低仍然是火力發電，特別是燃煤發電；在清潔能源中，水力發電是最低的，其次為核能發電。火力發電、水力發電和核能發電的商品價格都容易被市場接受，而再生能源發電從表1可以看出，2013年水力發電和風電場所占份額最高，兩者占再生能源發電的87.3%，其電力價格均可被市場接受。

　　那么，生物質發電、太陽能光伏、地熱、聚熱發電和海洋能發電等生產成本如何呢？ REN21（Renewable Energy Policy Network for the 21st Century）發布的《Renewables 2014 Global Status Report》報告，這是能源研究者必看的再生能源發展的年度報告。再生能源價格是重要的內容之一，現把它列于表2。表中常見有兩個術語：

　　容量因數（Capacity factor）：容量因數=特定機組全年實際發電量/特定機組理論上全年最大發電量。例：600KW機組全年實際發電量為1500000kWh，容量因數 = 1500000/(600×24×365.25)=0.285= 28.5%。共燒（Co-fire）：兩種不同的燃料在同一時間燃燒，其優點是可伴隨另一種燃料燃燒時，可更價廉或更環保。

　　為了跟燃煤發電的價格比較，就常拿來說事的德國燃煤發電價格作參比。取：褐煤發電 45 EUR/MWh≈5美分/kWh ；硬煤發電 70 EUR/MWh≈8美分/kWh 。

　　從表2可以看出，水力發電、風電場和生物質發電都被能源市場接受，但光伏發電，特別是屋頂光伏，其價格最高；另外，小型風力機的發電價格依舊高。

　　再生能源除了發電以外，還可以應用于分布式再生能源、加熱和冷卻及制造運輸燃料，現把這些價格數據列于表3～5，構成完整的再生能源價格數據。

　　表中提及的平準化成本(Levelized Cost of Energy，LCOE)是指采用非化石燃料發電如太陽能發電、生物質發電等在生命周期內的價格。請注意表4提到“地熱供暖”，歐洲國家所說的“地暖”是指地熱供暖，而國內所謂“地暖”是采用天然氣燃燒或電阻絲發熱通過絕熱層（地磚）供暖。前者屬于利用清潔能源，環保、經濟；后者屬于大量排放溫室氣體，浪費。

　　另外，表4到“家用木質顆粒加熱爐”，那是利用廢木料壓成顆粒方便運輸和使用，2013年歐洲國家產量為2360萬噸，并且歐洲國家之間有貿易。千萬不要認為柴薪是高碳，造成霧霾，其實是生物質，屬于可再生能源，歐洲國家居民用以取暖和烹飪，并解決了減少煙道出口的霧霾。

　　就目前而論，光伏發電的成本最高，其中分散式的屋頂光伏更高，當然可以相信將來會逐步降低，但是要像杰里米·里夫金寫的“第三次工業革命”，把未來能源限制在“把每一棟樓房轉變成住房和微型發電廠”，成為未來獲取能源的方式，就不可行了。人口增長不與電力需求增長成正比例，而是人均電力消費量隨著時間的推移逐年增長。

　　全球未來的清潔能源仍然以集中式發電——水力發電、核能發電、再生能源發電為主，分散式發電——屋頂發電、海洋能發電等為輔，呈現的是區域性能源網絡，而不是全球能源互聯網。這幾張表要細看，任何脫離經濟規律，脫離價格，談什么“第三次工業革命”、“能源互聯網”，甚至“全球能源互聯網”，都顯得沒有意思。

　　造地球的神仙是很不公正的，給人口眾多的中國分配的化石燃料很少，把煤分配得特別多，但仍然不如俄羅斯和美國。中國缺油少氣，只好參與國際油氣貿易，進口原油和天然氣。煤支撐著中國的經濟發展，可是大量排放溫室氣體，又造成霧霾，以給中國政府和能源界造成很大的壓力。另外一方面也要看到，中國能源界也蠻夠拼的了，盡管中國再生能源發電不如意大利、西班牙、德國等歐洲國家，但中國一直在快速奔跑，比美國強多了。根據美國能源情報署（EIA）的統計，2012年（2013年數據尚未發表）再生能源發電占總發電量的比例，中國為21.0%，美國為12.6%，相差8.4%，就這點數據也夠奧巴馬拿出點力氣來拼的了。

作者龐名立：曾在中國計量科學院（北京）和中石油（四川）工作。著有多本石油和天然氣書籍。

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