IEA如何低估太阳能行业_中华矿石信息网

最初发表在《能源邮报》上。Terje Osmundsen着。

照片：开发计划署

挪威国际太阳能公司Scatec Solar的高级副总裁特里·奥斯蒙森（Terje Osmundsen）写道：国际能源署（IEA）一直对太阳能的增长潜力和成本发展持过于悲观的假设。根据Osmundsen的说法，IEA使用的成本假设甚至比当前的市场价格还高100％。他指出，由于国际能源署（IEA）的误导性信息，政策制定者误以为太阳能的扩散将需要大量补贴。他呼吁国际能源机构与国际可再生能源机构（IRENA）一起进行一项有关太阳能实际经济的联合研究。

国际能源机构（IEA）可能是世界上最具影响力的能源智囊团，它并不是可再生能源的公开敌人。对于可再生能源的重要性，IEA经常有好话要说。然而，其旗舰出版物《世界能源展望》（WEO）仅预见了可再生能源特别是太阳能发电的适度发展。但是WEO的评估有多可靠？

如今，在世界各地（美国，智利，南非，印度等），公用事业公司都与太阳能生产商签署了《购电协议》，其电价与新建天然气和燃煤电厂的电力成本具有竞争力。但是根据IEA，这几乎是不对的，因为他们的分析声称，大规模太阳能光伏发电的成本是替代能源成本的两倍以上。因此，《世界能源展望》（WEO）指出，用太阳能光伏代替化石燃料的实现将非常缓慢，而且成本很高。

假设成本比当前市场价格高出100％，那么与基准研究相比，IEA的模型预测的PV这样温和的市场发展也许就不足为奇了。

现在是纠正WEO的这一基本缺陷的时候了，因为它传播了一种欺骗性的信息，即在未来20年中，对于每兆瓦时太阳能光伏发电，纳税人或消费者每年平均将支付130美元的补贴。

实际上，在某些市场上，我们已经到了太阳能光伏在没有补贴的情况下就开始与化石燃料替代品竞争的地步，随着太阳能成本的持续下降和化石燃料成本的持续，这种情况将蔓延到更多的市场。上升。在本文中，我将重点介绍太阳能光伏，但我知道，对于WEO对其他种类可再生能源的市场预测，也提出了类似的批评。

《世界能源展望》预测太阳能将出现负增长

在WEO的主要方案（新政策方案）中，包括水电在内的可再生能源占2012年至2035年新增发电量的50％，占总发电投资的62％。但是由于多种因素（现有基础设施的遗留，总需求增长以及间歇性风能和太阳能的容量较低等因素），可再生能源在发电方面的贡献仍然很小，为31％，而2011年约为20％。

关于太阳能光伏发电，IEA甚至预测会放缓。如第1页所示，自2010年以来，该行业的年均增长率为25％，预计今年将达到40 GW。在《世界经济展望》的新政策情景中，年均增长回落到2011年的水平，等于负增长率。

根据《世界经济展望》 2013年版（世界经济展望，2013年）中的表5.4和5.5，从现在到2035年，全球太阳能光伏的年均增长（总增加额减去已淘汰的工厂）将在未来23年内达到26 GW。

正如我们将在下面看到的，这是可比基准研究预测的产能增加的两到三倍。采取这种保守态度的主要原因似乎是IEA对PV成本的过时假设。

根据IEA的数据，太阳能光伏发电仍然非常昂贵，在欧洲和美国接近0.25美元/千瓦时，而且将维持如此长的时间（请参见下表1）。IEA预计，到2020年，在中国，美国和欧洲，大型光伏的平均电力成本（LCOE，请参见下文定义）将下降至每千瓦时0.13-0.19美元。IEA预测，欧洲和中国的批发电价将适度上涨，而美国的电价将基本保持稳定。IEA然后定义为补贴，一方面是计算出的PV的平准化电力成本与预测的批发电价之间的差额。鉴于这些成本假设，IEA得出结论，从现在到2035年，所有太阳能光伏发电将平均获得每千瓦时0.13美元/千瓦时的补贴，相当于2035年之前的1.6万亿美元补贴。面对如此巨大的价格标签，难怪政客，经济学家和说客继续声称可再生能源过于昂贵。

提出的第一个问题是，电力批发价格是否是估算补贴水平的相关基准。在许多国家，批发价格受到各种形式的补贴或监管的扭曲。在快速增长的新兴市场中，公用事业和大型消费者被迫依靠使用重质燃油或柴油的发电机来满足不断增长的需求-这种解决方案的价格是官方批发能源价格的几倍。

此外，太阳能电价固定为20至25年，这与批发价格起伏不定，并受到燃料价格和二氧化碳风险的影响相反。因此，许多公用事业和承购方会考虑将固定20年费率的电力购买协议视为“补贴”，而不是缓解燃料和二氧化碳价格风险的商业工具，即使该费率高于预期的市场价格也是如此。接下来的几十年。

但是，最重要的是，IEA的《世界能源展望》中有关光伏成本的假设已经过时。从第2页可以看出，该组织估计2012年美国和欧洲的光伏平均成本在0.23-0.24 $ / kWh的范围内。中国处于最低水平，约为每千瓦时0.17美元，而其他阳光普照地区介于两者之间。

问题是：这些成本数字是当前市场价格的2-3倍。

根据美国能源部国家实验室的一项研究（NREL 2012），在美国，大型太阳能光伏的平均议定电价（经通货膨胀调整后）在2013年降至0.06美元/千瓦时以下。加上美国30％税收抵免的价值，这仍然使竞争性电价低于每千瓦时0.10美元。2013年，美国的电网新增了超过4吉瓦的太阳能光伏发电，这使其成为仅次于天然气的第二大发电容量贡献者。

在其他地方也可以看到类似的模式，尽管太阳辐射以及安装和财务成本的差异造成了电价的巨大差异。在最近的一项研究中，德国弗劳恩霍夫研究所（Fraunhofer Institute）计算得出，2013年德国南部地面公用事业规模光伏的平准化成本下降至0.08-0.11€/ kWh（0.11-0.14 $ / kWh）（Fraunhofer ISE 2013）。在南欧，尽管融资成本较高，但成本略低，为0.06-0.08欧元/千瓦时（0.08-0.10美元/千瓦时），接近国际能源署报告的成本的三分之一。

该成本曲线告诉我们，计划在2020年之前完成的大部分煤炭和天然气发电项目将达到成本水平，可以用风能或太阳能替代，而无需花费或成本非常有限。

纵观新兴市场，南非就是一个有趣的例子。在2011年招标的新一轮新可再生能源计划中，选定投标的平均电价接近0.30美元/千瓦时。一年后的第二轮，电价降至低于0.20美元，而在2013年的第三轮中，选定竞标者提供的平均电价接近0.10美元/千瓦时。此外，本地生产的商品和服务的份额已增加到50％，为太阳能相关业务中成千上万的新工作奠定了基础。在快速增长的市场（如中国，印度和智利）中，我们看到了与南非相同的模式：在制定并证明了政策框架并允许市场规模增长之后，高于平均水平的太阳辐射似乎收敛在0.11-0.12 $ / kWh左右。这与弗劳恩霍夫（Fraunhofer）对“高太阳辐射”地区（例如中东和北非）的计算相对应。在这些市场中，平均的电力成本估计为0.08-0.10 $ / kWh。

在日本，福岛事故之后，日本政府需要迅速对可再生能源进行投资，这也吸引了日本企业。因此，日本政府决定为太阳能光伏发电设定较高的入门电价，即0.40美元/千瓦时，但在日本，成本也会迅速下降。

IEA预测与基准报告

假设成本比当前市场价格高出100％，那么与基准研究相比，IEA的模型预测的PV这样温和的市场发展也许就不足为奇了。例如，彭博新能源财经在其参考情景中预测，可再生能源将占到2030年所有发电量的70％，而国际能源署在2035年之前则占50％（BNEF 2013）。彭博社预测，到2030年，该行业将增加1450吉瓦，相当于每年80吉瓦，是国际能源署预测的2.5倍。

但是，两项研究所需的投资水平大致相同，为12.6亿至13亿美元，这意味着彭博社每美元的PV值是IEA的2.5倍。彭博社预测，光伏发电在总发电量中所占的份额将在18年内提高到6％，而IEA预测的23年内仅为2.5％。

IEA首席经济学家法提赫·比罗尔（Fatih Birol）在1月16日接受挪威日报《 Dagens Naeringsliv》的采访时说，如果IEA除了行业和金融分析师之外还有其他结论，那是“因为我们有其他基本假设，或者是因为他们只看一种技术，而我们整体来看发电部门。”花旗研究公司去年10月（花旗2013年）提供了这样一种替代基准研究。这项名为“能源达尔文主义”的研究正是按照法提赫·比罗尔（Fatih Birol）的建议进行的，即将太阳能整体视为电力部门的一部分。

为了达到第3页所示的综合成本曲线，研究人员研究了计划从现在到2020年投入运行的煤炭和天然气发电项目。沿垂直轴绘制了一系列项目的估计平均用电成本，沿水平轴绘制了项目的累计估计输出。此外，花旗还绘制了太阳能光伏和风能的实际和新兴发电成本范围。

结果是：花旗（Citi）预测，到2020年，太阳能光伏的成本将为0.07-0.09 $ / kWh，与彭博社的假设相似，接近IEA 2020年成本估算的50％。

该成本曲线告诉我们，计划在2020年之前完成的大部分煤炭和天然气发电项目将达到成本水平，可以用风能或太阳能替代，而无需花费或成本非常有限。因此，花旗（Citi）预测，到2030年，可再生能源将占所有发电新投资的61％。花旗表示，到2030年，光伏发电将吸引发电行业所有投资的13％，其中大部分是无补贴的，而是由燃料替代驱动的。

什么地方出了错？

当我在2012年首次发表关于IEA WEO的评论时，我质疑为什么IEA没有公布建模背后的基本假设（Osmundsen 2012）。今年，IEA值得赞扬。IEA网站上提供的“ WEO 2013 PG假设”文件阐明了这种观点。

首先，该模型的大型光伏投资成本（经合组织国家每瓦2.5至3美元）被夸大了。根据弗劳恩霍夫研究所的说法，实际投资成本大约降低了40％，每瓦1-1.70欧元（1.35-2.20美元）。这与我们在市场上看到的实际成本相吻合。

此外，国际能源署（IEA）认为，行业的学习曲线，即光伏产能每增加一倍，成本降低的百分比将下降至18％，而过去几年为40％。因此，IEA假设2020年的光伏投资成本仍高于2013年的实际成本，并且远高于基准预测。

花旗估计，如果我们假设学习率为22％，投资成本将降至0.93美元/瓦。以40％的学习率计算，到2020年，成本将平均降至每瓦0.65美元。

阅读《展望》，人们会清楚地看到，IEA更加关注太阳能和风能带来的不便，而对收益的认识却较少

美国的“ Sunshot”计划是能源部，研发实验室与行业之间的工业创新合作伙伴关系。他们的常规业务情景假设到2020年没有创新突破，在这种情况下，公用事业规模光伏的平均投资成本将降至1.38美元/瓦。在其创新路线图中，到2020年投资成本将降至每瓦1美元。

1976年，光伏模块的价格为每瓦65美元。在2008年，它已跌至4美元。2013年底，价格约为每瓦0.65美元。成本会继续下降吗？要回答这个问题，重要的是了解光伏技术和制造中的工作动态。工艺创新和产品创新仍然有很大的潜力。光伏面板的制造过程将更加节省资源和实现自动化，因此更便宜。以晶片制造为例，今天的晶片制造每瓦消耗6-7克硅。通过减小晶片的厚度，可以减少硅的消耗。一些创新公司似乎已接近将这种潜在破坏性技术商业化。

在性能方面，电池设计通过新功能不断改进，从而提高了良率，并提高了电阻。太阳能电池板将太阳辐射转换为电能的效率（目前估计使用晶体电池（与薄膜电池相反）的太阳能电池板的效率为16-18％）也将继续提高。使用当今的晶体技术，最高理论效率为31％。但是，投入了大量的研发资源来开发高效电池。一个方向是引入纳米技术。另一个是将多个结（“层”）集成到一个单元中。有了每个新的结点，该单元就可以捕获更大的太阳辐射带宽。因此，我们可以放心地假设，大批量出售的商用光伏面板也将继续提高其效率。

各种报告都支持成本将继续下降的观点。GTM Research在2013年6月的报告中估计，“行业领先的中国晶硅（c-Si）光伏模块制造商的生产成本将从2012年第四季度的每瓦50美分下降到年底的每瓦36美分”（Greentech Solar，2013年）。因此，麦肯锡建议，从2012年到2015年，光伏商业规模屋顶系统的投资成本将下降40％，到2020年将再下降约30％（McKinsey 2012）。

德意志银行（Deutsche Bank）在2014年1月发布的一份报告中指出，目前在没有补贴的情况下，太阳能在全球至少19个市场中具有竞争力（Greentech Solar 2014）。该银行预计，随着太阳能系统价格的进一步下降，2014年会有更多的市场达到电网平价。

现在，太阳能电池板仅占光伏系统投资成本的不到50％。剩下的份额-所谓的系统平衡-是逆变器，结构，土建工程，安装，变压器，电缆等。它们的成本在最近几年也已显着下降，并将继续保持下去。规模经济以及逆变器，结构，电缆等的尺寸随更高效面板的直接比例而下降这一事实是两个可预测的驱动因素。但最重要的是，新老厂商将继续引入更智能的结构，跟踪器和安装技术，以及更高效的逆变器和变压器。

最后，假设光伏的使用寿命只有20年，IEA预计到2035年将停用160吉瓦的太阳能。这极不可能。基于各种研究，当今的专家认为光伏的长期弹性很高（CAT 2014）。尽管面板制造商的性能保证将在25年后失效，但光伏电站很可能会继续发电30至40年，甚至更长。随着时间的流逝，设备的某些部分将被更换，但是太阳能发电厂的基础设施将保持不变。

表格1。WEO与基准研究IEA（WEO 2013）基准投资成本2020（$ / Wp）2.23（US）NREL高：1.38NREL低：1.0花旗：0.93（学习率22％）花旗：0.65（学习率40％）可再生能源占新产能的50％（到2035年）BNEF：70％（到2030年）（PV：27％）20131年累计投资现值PV到20351年3000亿美元到2030年2590亿美元可再生能源占总发电量的比重到2035年30％（PV：2.6％）到2030年达到36％（PV：6％）2013-2035年光伏平均补贴（美元/千瓦时每年）0.13（累计1.6万亿美元）2013-2030752 GW的新增PV容量到2030年达到20351450 GW

简而言之，IEA的《世界能源展望》应该重新考虑其模型和假设，并停止将光伏描述为一种非常昂贵的替代方案。从具有时间跨度的展望到2035年，人们会期望就能源部门和整个社会如何为未来几年的情况做准备进行讨论，当时太阳能光伏已成为大部分地区首选且成本最低的发电方式世界的。

当然，IEA强调，与更高比例的可变可再生能源有关的“系统成本”很重要，这很重要，将需要大量投资和新的商业模式，以平衡间歇性风能和太阳能的电网容量和可调度或存储容量。但是，通过阅读《展望》，人们可以清楚地看到IEA更加关注太阳能和风能带来的不便，而对收益的认识却很少。

IEA和IRENA都是国际组织，受政府的授权，可以就如何加快向低碳能源系统的转型提供政策方面的建议。但是，如本报告所示，IEA的《世界能源展望》和IRENA的REmap是两个世界。

光伏电源非常可靠（几乎没有停机时间），并且从系统操作员的角度来看，它支持频率稳定。通常生产的产品更靠近用户，它减轻了电网压力，并且可以快速轻松地按比例放大以满足需求的增长。太阳能光伏取代了威胁健康的污染，减轻了燃料进口国的沉重外汇负担。它创造了工程，制造，组装，安装以及操作和维护方面的就业机会。例如，在美国，太阳能公司在2013年增加了将近24,000个工作岗位，其中50％在安装中。每年增长20％，是全国就业增长平均水平的十倍（PV Magazine 2014）。

IEA和IRENA应该联手

我认为，IEA很有可能在明年的《展望》之前审查其模型。我感到乐观的主要原因是，现在与政府相关的机构和能源专家也开始描绘出与我们习惯于IEA的主流观点截然不同的图景。今年1月，政府资助的国际可再生能源机构（IRENA）根据对20个国家的深入审查，发布了其第一个全面的REmap 2030（占2030年全球最终最终能源消费总量的74％）（IRENA 2014））。

IRENA路线图显示，到2030年，有关国家可以以有限的替代成本（平均每千兆焦耳2.5美元），将可再生能源占总能源消耗的份额翻一番。考虑到诸如健康和二氧化碳排放成本等外部性，社会将可再生能源份额增加一倍的净节省量估计为每GJ 3-15美元。此外，REmap方案每年将平均带来900,000个额外的直接工作。根据IRENA的分析，就潜在意义而言，可再生能源在降低二氧化碳排放量方面至少与能源效率同样重要，并且其重要性只会在2030年以后才会增加。

在电力部门，IRENA路线图预测到2030年可再生能源的轨迹将从占总发电量的18％增加到44％。毫不奇怪，风能和太阳能光伏将发挥关键作用，从今天到2030年，每年平均至少增加五倍和十二倍，分别平均增加约70吉瓦和60吉瓦的新风能和光伏容量。但也许更重要：IRENA计算得出，太阳能光伏发电量增长12倍的平均替代成本为每GJ 2.5美元。这相当于每兆瓦时8.5美元-约为IEA计算的“光伏补贴”的7％。考虑到健康和二氧化碳排放成本，IRENA估计，用可再生能源替代化石燃料可节省的费用为每GJ 1.7-20美元，或每MWh 6-70美元。

IEA和IRENA都是国际组织，受政府的授权，可以就如何加快向低碳能源系统的转型提供政策方面的建议。但是，如本报告所示，IEA的《世界能源展望》和IRENA的REmap是两个世界。如果两个组织齐心协力，发表关于电力行业可再生能源的经济和潜力的联合研究，将为政府和利益相关者提供更好的服务。

关于作者

挪威总理，能源和工程业务执行经理，前公关顾问，顾问，顾问Terje Osmundsen现在是国际太阳能公司Scatec Solar AS的战略业务开发负责人。他是公认的思想领袖，并定期为网络杂志Energi og Klima撰写文章。他要感谢Scatec的John Andersen，Ole Grimsrud和JørgenDale提出的宝贵意见。

该报告最初由挪威气候基金会出版（Norsk Klimastiftelse，报告号1/2014），经作者独家许可在此重新发布。原始文件可以在这里找到。

关于LCOE的注意事项

能源平均成本（LCOE）是对连接点的发电成本进行的计算。它用于比较替代能源的电力成本，包括投资成本，运营和维护（O＆M）成本，性能和燃料成本，并以统一的贴现率（通常为10％）进行贴现。折现率越高，在比较中，最资本密集型能源的成本就越高。与风能，生物能，天然气和煤炭等最常见的替代品相比，光伏能源显然是每千瓦时最密集的资本，但它没有燃料成本，而且运维成本也很少。

参考文献

彭博新能源财经（BNEF）：2013年全球可再生能源投资趋势。摘自：http://www.unep.org

替代技术中心（CAT）：太阳能光伏板可持续使用多长时间？取自：http：//info.cat.org.uk，2014年2月。

花旗银行：能源达尔文主义。能源行业的发展，2013年。取自：https://www.citivelocity.com/citigps/

达根斯·纳林斯利夫（DN）：“ Tar feil gangpågang”，2014年1月16日。

Fraunhofer ISE：电力成本均衡化。可再生能源技术。研究，2013年。取自：http://www.ise.fraunhofer.de

Greentech Solar：“德意志银行预测第二次太阳能“淘金热”，2014年1月9日。摘自：http://www.greentechmedia.com

Greentech Solar：“到2017年太阳能光伏组件的成本将降至每瓦36美分”，2013年6月17日。摘自：http://www.greentechmedia.com

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国际可再生能源机构（IRENA）：重新映射2030。可再生能源路线图，报告，2014年。取自：http://irena.org/remap/

麦肯锡：“太阳能：黎明前最黑暗”，《麦肯锡季刊》，2012年春季。取自：http://www.mckinsey.com

国家可再生能源实验室（NREL）：美国的住宅，商业和公用事业规模的光伏（PV）系统价格：当前驱动因素和降低成本的机会，报告，2012年2月。取自http://www.nrel.gov/