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可再生能源發電成本已可與火電比肩？
來源：日經技術在線 | 0評論 | 5950查看 | 2014-04-10 17:00:00    
　　世界性的可再生能源成本已急速下降，可再生能源“貴”的常識正在成為歷史。本文介紹大規模風力發電廠和百萬瓦級光伏電站接連投入運轉的美國，其低成本之低很具有沖擊性。

　　在日本仍被視為“成本高”……

　　在日本，在討論可再生能源的時候，依然是把成本高作為前提。官方最近一次重新審視發電成本要追溯到2011年舉辦的成本等檢驗委員會，發表的時間為同年12月。

　　當時得出的成本水平大體成了固定價格收購制度（FIT）成本的前提。收購價格在發電成本的基礎上，加上了內部收益率（IRR）和系統接入成本。成本委員會的結論顯示（2010年版本），每kWh電能的成本，核能為8.9日元（下限），煤炭為9.5日元，LNG為10.7日元，地面風力為9.9～17.3日元，百萬光伏為30.1～45.8日元。按照FIT的條件，光伏發電的收購價格雖然從40日元降到了32日元，但其他條件基本未變，成本委員會的估算依然適用。

　　但是，在海外條件好的地方，現在已經出現了價格低得驚人的長期購電協議（PPA：Power Purchase Agreement）。以美國1kWh的協議價格為例。風力發電的最低價格為2.5美分，3美分左右的協議在不斷涌現。光伏發電也出現了期間25年、價格不到7美分的協議。這已經達到了比火力、核能大規模發電還低，至少也與之齊平的水平。考慮到減稅的因素，實際會略高，即使如此，價格依然很低。

　　在風力重鎮德克薩斯州，3美分是一般水平

　　在以風力開發量稱雄美國的德克薩斯，1kWh3美分左右的PPA已是一般水平，甚至有創2.5美分紀錄的例子。即使考慮到聯邦政府按照發電量實施的減稅措施PTC（Product Tax Credit），也就是在10年內優惠2.2美分，在最初的10年，價格也僅為5美分左右。考慮到整個協議期，價格還要更低。

　　除了大規模項目的規模效益，這里還擁有得天獨厚的風況條件。其設備利用率（容量因子）高達4～5成。這樣的成本水平與火力發電相比也具有競爭力。在頁巖氣革命把天然氣價格拉低到歷史低點的情況下，3美分左右的成本，再加上3美分的設備相關成本，至少在新投資領域，風力發電具有競爭力。在德克薩斯和中西部，決定建設火力發電反而需要勇氣。

　　風車的技術革新日新月異，再考慮到天然氣價格的上漲和碳價補助，風力發電更是如虎添翼。最近，風力發電采用的技術，很多都能以相同的風速，獲得更多的發電量。比方說，在每架風車上安裝蓄電池，可相應于風況快速調整葉片角度（間距），通過延長葉片降低發電對風速的要求，以及根據天氣預報和電網流量情況，優化控制輸出功率的軟件技術等。

　　美國是總輸出功率高達6100萬kW的風力發電大國（截至2013年12月底），而德克薩斯州擁有1240萬kW，在全美首屈一指（資料1）。


　　資料1.美國的風力發電設置量（2013年12月累計）

　　該州計劃建設風力發電2200萬kW，正在建設的容量超過700萬kW。2013年底，該州耗時6年、投資68億美元建設的輸電線全線開通，為設置1850萬kW創造了條件。州內現在的風力發電比例達到了10％。從2008年的4.9％，5年內增加到了原來的兩倍。

　　巴菲特斷定“風力最便宜”

　　如此令人驚訝的低成本不只出現在德克薩斯。在擁有廣闊平原的中西部，大型風力發電廠正在如雨后春筍般涌現。因為這里風況好，而且系統與東海岸的巨大電力市場相連。奧巴馬政府的綠色新政考慮到了這條“風道”。在風道之上，坐落著許多預計要裁員和關閉的汽車、煤炭火力發電企業，風力發電在承接雇用上也成為了眾望所歸。風車制造屬于旋轉式的機械產業，相關設備將供應給發電公司。

　　稀世罕有的投資家沃倫·巴菲特斷定“風力發電最便宜”。2013年12月，巴菲特執掌的能源開發公司“中美能源公司”（MidAmerican Energy）與西門子簽訂了10億美元的風力發電設備采購協議。而在此之前，巴菲特曾明言要在愛荷華州投資20億美元進行風力開發，至此，其中的2分之1已經兌現。該州州長布蘭斯塔德稱贊這次的風力項目是“愛荷華州有史以來最大的經濟活動”。而且，西門子的風車工廠地處該州，還有望起到拉動就業的效果。

　　巴菲特高度評價風力的成本競爭力，認為風力是取代老化的煤炭火力的最佳選擇。而投資風力的摩根士丹利（Morgan Stanley）也在2013年11月舉辦的研討會上，高度評價了風力發電在中西部地區的成本競爭力。在當地不乏設備利用率超過50％的項目，其長期協議單價有望達到2.5美分。

　　奧斯汀市的光伏發電步入新階段

　　德克薩斯州州府奧斯汀市有民營電力公司“奧斯汀能源”（Austin Energy）。該公司鑄就了光伏發電史上一座輝煌的里程碑。

　　該公司將在25年中，以1kWh低于5美分的價格向SunEdison購買15萬kW的光伏電力。對于這一交易，在3月7日的《奧斯汀美國政治家報》（Austin American-Statesman）報道后，3月10日的Greentech Media也作了跟進。下面，筆者基于二者的報道，結合自己的感想，介紹該交易的情況。

　　奧斯汀市為應對氣候變暖及穩定采購低成本電源，提出了大幅擴增可再生能源采購的目標。到2016年，要把可再生能源在發電量中所占的比例提高到35％。現在，以風力為中心，這一比例已經達到了25％。該市已經簽訂了85萬kW的風力發電購買協議。

　　除此之外，該市還制定了在2020年之前，使光伏發電的使用量達到20萬kW的目標，光伏發電活躍的舞臺今后將越來越多。采用風力的一個目的是替代煤炭火力，而光伏發電更大意義上則是確保峰值功率。現在，該市的電力需求不斷增大，高峰時的系統受到的限制也越來越大。

　　略低于5美分的價格水平并非是一時性的。響應奧斯汀市征集的企業有30家左右，其中大多數與SunEdison相比毫不遜色。也就是說，SunEdison并不是冒著虧本的風險提出這樣條件的。

　　條件中包含了聯邦政府的免稅措施。光伏發電的代表性援助措施中有一項是30％的投資減稅（ITC：Investment Tax Credit），一般都會利用。另外，還可以選擇在10年內享受2.2美分/kWh優惠的PTC。ITC適用的項目費用有限，不同項目的適用范圍各異。適用范圍是總項目費用的80％時，去掉補助的成本為6.6美分。而選擇PTC的話，成本約為5.6美分。

　　能夠實現低成本的理由

　　成本為何這么(me)低(di)？這里面當然有(you)光(guang)伏發電系統成本降低(di)的(de)(de)(de)原因，作(zuo)為買方的(de)(de)(de)奧斯汀(ting)能源也(ye)是一大因素。該公司的(de)(de)(de)財(cai)務內容嚴謹詳實，評(ping)級也(ye)比較高。能夠享受(shou)大規(gui)(gui)模協議(yi)的(de)(de)(de)規(gui)(gui)模效(xiao)(xiao)益。協議(yi)在(zai)(zai)最初預(yu)定的(de)(de)(de)5萬(wan)kW的(de)(de)(de)基礎上追加10萬(wan)kW，共計15萬(wan)kW。交易相(xiang)關者指出，規(gui)(gui)模效(xiao)(xiao)益在(zai)(zai)削減財(cai)務費用方面特別有(you)效(xiao)(xiao)。

　　一般來說，金融機構會策劃出整合風險評估與減稅等政策支援的金融商品。隨著光伏發電項目相關數據的累積，風險評估變得容易，如果規模夠大，審查成本也會隨之降低。要想讓可再生能源項目的成本降低，壓縮財務成本是一種有效的辦法。因為在超長期協議中，財務成本所占的比例會增大。

　　另外，為了避免在與其他地區的采購競爭中處于劣勢，奧斯汀市公布了每種電源的的采購條件，也就是采購成本的范圍（資料2）。


　　風力為2.8～5.5美分，光伏發電為4.5～5.5美分，木質生物質為9～16美分，天然氣為7美分，煤炭為10美分，核能為13美分。其中，可再生能源是長期協議價格，而火力和核能可認為是參考了電力交易市場的采購價格。在夏季，因為市場價格飆升，所以均價較高。采取夏季峰值對策的誘因也會提高。這時，適合峰值的光伏發電和消費錯峰將發揮出效果。光伏發電的價格如今已經降低到了2009年的1/3左右。

　　奧斯汀市以30年的平均成本來作判斷。此時，到20年后，燃料成本為零的可再生能源完成了折舊，優勢還將更大。德克薩斯州的電力系統是獨立的，因此該州的能源環境可產生影響。雖說其風力、光伏發電的條件在美國國內都算很好，但因是電力自由化的先進州，一級市場發達，所以剩余電力并不算多。總而言之，是市場
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