公用事业如何以及为何使太阳能看起来昂贵

最初发布在ilsr.org

2月，我拜访了亚利桑那州图森市可持续发展中心的人们，他们为垄断电商对太阳能的态度感到困惑。尽管图森电力处于该国最佳阳光的心脏地带，但它仅从可再生资源中获取4％的电力（而从煤炭中获取超过70％的电力）。红色箭头在该国的太阳能资源地图上显示了图森：

尽管拥有世界一流的太阳能资源，但图森公用事业公司计划在未来15年内安装更多的天然气发电厂，而不是太阳能。难道是由于他们高昂的太阳能成本吗？

该实用程序的2014年资源计划表明，它尚未抓住（或拒绝抓住）机会。尽管它预测在未来15年内可再生能源将增长600兆瓦（MW），但这只是预期的天然气产能增加（1200 MW）的一半。

一切都取决于数字。

在TEP的2014年综合资源计划中，该公用事业公司估计新天然气发电的成本在每兆瓦时88美元至119美元之间（或每千瓦时8.8至11.9美分，这是住宅消耗的计量单位）。对于太阳能发电，其成本超过每千瓦时（kWh）16美分。

但是对于日照资源，TEP的计算有点阴暗。

首先，它包括一个“系统集成和备份成本”为每千瓦时5.2美分的组件。这意味着TEP暗示它必须在太阳没有以最大容量照耀的任何时刻构建或购买备用发电。

出于以下原因，有几个原因使该订单项有问题：

传统发电厂有时也不可用-在公用事业企业中，这是“计划外停机”-但公用事业企业不会为其使用的每座电厂建造两座发电厂。它具有“备用余量”-发生重大故障时可随时待命的电厂。区域电网（西部电力协调委员会）的备用保证金超过系统高峰需求的33％。换句话说，已经有许多电厂已建成并可用于备份。[注意：TEP建议其与其他公用事业的传输线连接受到限制，并且其运行更像一个孤岛。并没有透露自己的备份/预留余量是多少。]实用程序系统已经建立，可以处理大量的分钟到分钟的变化。如果太阳上的间歇性云层可以使电网下降，那么冰箱或空调的循环也可以下降。公用事业系统已经建立，可以应对每天的变化，但是太阳能的大部分变化是可以预测的。毕竟，我们知道太阳升起和落山的时间。太阳能的输出往往会跟随系统的峰值使用量–最佳的输出是在电力系统接近其峰值利用率的炎热，阳光明媚的夏日午后。带有跟踪器的太阳能阵列的输出的一半（例如，从东向西跟随太阳）是在TEP系统的夏季峰值负载期间产生的。电网工程师同意，在某个时刻电网整合成本可能不为零。太阳能，但它将需要电网上前所未有的太阳能量（超过总能源供应量的15％或更多）。即使在这个水平上，简单的解决方案（例如太阳能电池板的地理分布）也可以将集成和备份成本降低100倍。

换句话说，TEP的集成和备份成本使太阳能成本高涨了45％。

剪掉那条单线，我们会有截然不同的画面。现在太阳能以每千瓦时11.1美分的价格与拟议中的天然气电厂8.8-11.9美分具有竞争力。请记住，几乎所有太阳能成本都是前期准备，燃料成本保证为零，而天然气价格的任何波动都将转嫁给纳税人。有关天然气价格波动（带有能源情报署价格预测）和太阳能价格波动的回顾，请参见下文。具有讽刺意味的是，TEP完全提前到了在15年规划期结束时将汽油价格预测翻番（p295），但由于这些成本已经转嫁给了纳税人……。

天然气价格波动

太阳能价格波动

太阳能成本高涨的原因不仅仅在于备份和集成成本。

11.1美分的价格似乎更合理，但可以将其与美国国家可再生能源实验室的System Advisor模型进行比较。该软件包可对整个国家的太阳能资源和成本进行建模，其默认值包含多年的太阳能成本数据跟踪。该模型不包括任何激励措施，且资本成本（每瓦特）比TEP使用的1.99美元高出15％（每瓦特），因此该模型将太阳能的平准化成本为每千瓦时7美分。联邦政府实行30％的税收优惠政策，该模型表明，图森1兆瓦太阳能电池阵列的收支平衡价格为每千瓦时4.5美分，比TEP的价格低60％！

但不要依赖成本模型。五年前，皮马县在罗杰路废水回收厂签署了一份太阳能电池阵列的电力购买协议，每千瓦时不到10美分。该公司还与另一家5兆瓦的草原火力发电厂签订了以9.3美分/千瓦时的价格购买电力的合同。2014年，首席合同与采购经理Terry Finefrock表示，该县在绿谷签署了另一份太阳能购买协议，价格为每千瓦时5.7美分（相比之下，上述模型的价格为4.5美分，外加少量利润）。换句话说，图森的居民和企业已经可以用公用事业公司在其官方资源计划中建议的价格的三分之一购买太阳能！

下表说明了公用事业公司的太阳能成本估算值与实际成本之间的巨大差距。

到现在为止，应该清楚公用事业如何使太阳能看起来昂贵。他们混淆不清，隐藏在“电网稳定性”和“可变性”的背后，夸大其词。

但为什么？

像许多现有的垄断企业一样，TEP看到其商业模式即将在分布式电力的奠基石上建立。保护和能源效率正在减少收入。分布式太阳能为客户提供了前所未有的机会来增加其能源供应，从而减少了对新电厂的销售和需求（后者是股东所有公用事业的收入和利润命脉）。迫在眉睫的财政危机是公用事业监管系统的结果，该系统向TEP支付费用以打错游戏。如果客户可以摆脱垄断，TEP将无法为其股东维持利润。

但是，TEP并未探索与低成本太阳能兼容的商业模式，而是暗示太阳能成本太高，并且比上世纪的商业模式翻了一番。它的资源计划将向新的化石燃料基础设施投入数十亿美元，这将需要数十年的时间让图森客户偿还。每年将需要约17亿加仑的水用于新的天然气发电。最后，这将破坏纽约市希望到2040年使温室气体排放量达到零净排放的希望，因为新电厂将一直运行到2070年或以后。

自从我最初编写此代码以来，新内容是：TEP建议减少对客户拥有的太阳能的赔偿。

在美国，几乎没有哪个地方的太阳能比图森便宜，但它的电力公司似乎准备故意忽略清洁，本地化和具有成本效益的能源生产的机会。而且我们知道为什么。

本文最初发布在ilsr.org上。要及时更新，请在Twitter上关注John Farrell或获取“民主能源”每周更新。

System Advisor模型的假设

4 kW DC系统，第一年的输出功率为7,078 kWh $ 3.29 / Watt的安装成本$ 20 / kW-yr的维护成本0.5％的面板年退化率70％的债务期限为5％十年2.5％的通货膨胀率2.5％的实际折现率（标称值的5％）其他设置是系统默认值