voxeu可再生能源无法完全取代化石燃料

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1、VoxEU：可再生能源无法完全取代化石燃料2009-11-1217:57:20　　提要：为应对气候变化问题，当前许多国家努力发展以风能和太阳能为主的可再生能源发电。就发电成本而言，理想情况下的风能发电具备竞争力，太阳能发电成本较高，但呈下跌之势；然而，风能和太阳能的间歇性抬高了发电成本。在无需增加成本的情况下，用可再生资源取代部分化石燃料发电具有可行性。然而，利用可再生能源方面的真正阻碍在于，目前还没有电力储存技术；这种情况下，用可再生能源完全取代化石燃料是不可能完成的任务。　　（外脑精华·北京

2、）可再生能源能否让全球以合理成本摆脱气候变化问题的困扰？奥巴马总统给出了肯定的回答。他在就职演说中承诺：“将利用太阳能、风能和土壤来驱动汽车和给工厂提供能源。”此外，美国能源部宣称，到2012年和2050年时，可再生能源发电量在美国发电总量中的比例应分别达到10%和25%。其他工业化国家也有类似的目标。这是目标是否具有可行性呢？如果具有可行性，那么，所需付出的成本是多少呢？　　不可再生能源发电的基准成本　　一家现代化高效燃煤发电厂的发电成本是6至7美分/千瓦时，同燃气发电成本基本相同，而核能发电

3、成本在8至9美分/千瓦时。为了给衡量可再生能源发电成本提供标准，我们需要根据温室气体排放成本来调整化石燃料的发电成本。　　煤炭对此尤为敏感，一家大型燃煤发电厂日均耗煤近1万吨，而每消耗一吨煤将产生2至3吨二氧化碳。鉴于一家电厂每年的二氧化碳排放量可达到数百万吨，而二氧化碳排放成本是25美元/吨，我们将燃煤电厂的日均运营成本增加50万美元。难怪环保人士会对煤炭深恶痛绝　　25美元/吨的二氧化碳排放成本使得燃煤发电成本上涨了2美分/千瓦时，燃气发电成本上涨近1美分/千瓦时，燃煤和燃气发电总成本因而分

4、别达到8.5美分/千瓦时和7.5美分/千瓦时。此外，美国国家科学院在近期发布的一项报告中预测，由于无视温室气体效应，燃煤发电的额外医疗成本为3.6美分/千瓦时。　　风能和太阳能发电成本较高　　风力发电成本取决于风力强度和风力可靠性，而风力可靠通过风力涡轮发电机的容量因子来测量。30%的容量因子意味着一台功率为1兆瓦的风力涡轮机年均最高发电量为装机容量的30%。风力发电机的容量因子一般在25%-40%之间。一台容量因子为25%的风力涡轮机必须安装4兆瓦机组来确保平均发电量达到1兆瓦，这无疑将推高风

5、力发电的成本。　　而且风能发电还面临传输成本问题，因为具有强风和可靠风源的地点通常同电力消费地区相距甚远，扩建一个电网的成本可以达到200万美元/英里。　　如果不算传输成本，在一个理想地区的风能发电成本在6至10美分/千瓦时，如果同纳入温室气体排放成本的燃煤发电成本相比，显然这一成本具有竞争力，甚至同不含温室气体排放成本的燃煤发电成本相比，可能同样具有竞争力。　　太阳能发电的成本更高。太阳能发电可以利用太阳能光伏电池和太阳能热量或聚热技术两种完全不同的方法。　　太阳能光伏电池板是利用硅的光电性能

6、，用太阳光光子敲击硅薄膜产生直流电。通过这种方法发电的成本通常很高，超过了20美分/每千瓦。　　但是，今年以来硅薄膜的价格已经下跌了50%，而且目前仍呈下跌势头，这主要是由于中国产能激增。当新建电厂的电池芯片成本下降时，通过太阳能光伏技术发电的成本可能将会降至10美分/每千瓦左右。专家们预计太阳能电池芯片的价格将会继续下降，因而太阳能光伏发电成本有望在未来几年中将至同含有二氧化碳排放成本的燃煤发电成本相当的水平。　　太阳热能或聚集型太阳能热发电技术是通过聚集太阳热能来产生蒸汽，从而驱动涡轮机发电

7、，是一种常见的发电方法。这是目前两种太阳能发电技术中成本较低的一种发电技术，发电成本约为12美分/千瓦时。　　间歇性可再生能源无法储存　　太阳能和风能发电都具有间歇性：当出现一朵乌云遮住太阳的情况，一家太阳能光伏发电厂的发电量可以在几秒钟中内从50兆瓦降至近乎于零，然后随着天气转晴，发电量迅猛回升。　　如果风力减弱，一家风力发电厂的发电量在几个小时内可从100兆瓦将至10兆瓦以下。　　这给必须时刻确保电力供应和需求相匹配的电网管理者们带来了麻烦。他们有两种对策，一是同愿意在出现电力需求超过供应的

8、情况下暂时不予供电的部分客户签署间歇性供电合同，二是配备可以在很短时间内开启和关闭的发电设施。燃气涡轮发电机因而受到青睐，但有些电网公司将水电作为当可再生能源发电量出现波动时的备用电力资源。　　需要确保供需的灵活性给从风能和太阳能发电厂购电的电网公司带来了额外成本。这项成本的规模似乎将随同来自间歇性能源的电力供应所占比重的上升而增长，如果此类能源的电力供应所占比重为30%，成本将达到约3美分/千瓦时。　　从间歇性角度分析，太阳能热发电厂要好于风力发电厂和太阳能光伏电厂。太阳能热发电厂可以储存热能