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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 | 10883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(yong)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)總是(shi)從容(rong)易獲得(de)的(de)柴薪(xin)開(kai)始(shi)，然(ran)后(hou)依次(ci)是(shi)能(neng)(neng)(neng)量密度大的(de)煤、原油(you)和(he)天然(ran)氣。似乎(hu)再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)最容(rong)易獲得(de)，實(shi)際上(shang)商品(pin)價格(ge)最高。也(ye)就是(shi)說，能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)從柴薪(xin)時(shi)代(dai)開(kai)始(shi)，經(jing)由(you)煤炭時(shi)代(dai)和(he)石(shi)油(you)時(shi)代(dai)。盡(jin)管石(shi)油(you)在能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)市場上(shang)仍(reng)然(ran)起著重(zhong)要作用(yong)，但由(you)于全球(qiu)經(jing)濟(ji)快(kuai)速(su)發(fa)展，能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)需求量暴(bao)增(zeng)，原油(you)在一(yi)次(ci)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費中(zhong)的(de)地位逐年降低，此時(shi)原煤和(he)再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)趁勢(shi)增(zeng)長，這個(ge)時(shi)代(dai)稱(cheng)為后(hou)石(shi)油(you)時(shi)代(dai)。后石油時(shi)(shi)代是新能源快速成(cheng)(cheng)長(chang)和發展時(shi)(shi)期，也是石油替代產品的(de)培育、成(cheng)(cheng)長(chang)和發展時(shi)(shi)期。后石油時(shi)(shi)代的(de)特征(zheng)表現為：更加激烈地(di)爭奪常規油氣(qi)資(zi)源；加(jia)快非(fei)常規油氣資(zi)源的(de)開發(fa)利用(yong)；加緊(jin)搶占(zhan)清潔能源技(ji)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(tai)陽能光伏、地(di)熱(re)、聚熱(re)發電和海洋能發電等生產成本(ben)如何呢？ REN21（Renewable Energy Policy Network for the 21st Century）發布的《Renewables 2014 Global Status Report》報告(gao)，這(zhe)是能(neng)源(yuan)研究者必看的再生(sheng)能(neng)源(yuan)發展(zhan)的年度(du)報告(gao)。再生(sheng)能(neng)源(yuan)價格是重要的內容之一，現(xian)把它列于表2。表中常見有兩個(ge)術語(yu)：

　　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(zu)全(quan)年(nian)實(shi)際發電量為(wei)1500000kWh，容量因數 = 1500000/(600×24×365.25)=0.285= 28.5%。共(gong)燒(shao)（Co-fire）：兩種(zhong)不同(tong)的燃料在同(tong)一時(shi)間燃燒(shao)，其優點是可(ke)伴隨另一種(zhong)燃料燃燒(shao)時(shi)，可(ke)更價廉或更環保(bao)。

　　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(ying)煤發電 70 EUR/MWh≈8美分/kWh 。

　　從表2可以看出，水力(li)發(fa)(fa)電、風電場和生物質發(fa)(fa)電都被(bei)能源市場接(jie)受，但(dan)光(guang)伏發(fa)(fa)電，特別(bie)是屋頂光(guang)伏，其(qi)價格最(zui)高(gao)；另外，小(xiao)型風力(li)機(ji)的發(fa)(fa)電價格依舊高(gao)。

　　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(ti)到“地(di)(di)熱供(gong)暖(nuan)”，歐(ou)洲國家所說的“地(di)(di)暖(nuan)”是指地(di)(di)熱供(gong)暖(nuan)，而國內所謂“地(di)(di)暖(nuan)”是采用天然(ran)氣(qi)燃燒或電阻(zu)絲(si)發熱通過絕熱層（地(di)(di)磚）供(gong)暖(nuan)。前者屬(shu)(shu)于(yu)利用清(qing)潔能源，環保、經濟；后(hou)者屬(shu)(shu)于(yu)大量排放溫室(shi)氣(qi)體(ti)，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(ke)學院（北京）和中石油（四川(chuan)）工作。著(zhu)有多本石油和天然氣書籍(ji)。

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