文章速递
根据《国家能源局关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》(国能发新能〔2021〕25号),为引导新能源理性投资、有序建设,现将2021年7月各省级区域新能源并网消纳情况公布如下。
《自然·能源》杂志发表的劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory) Ryan Wiser等人的2020年风电成本调查报告,是近年来最让人乐观的风电发展未来报告。140位全球风电行业专家们在2020年预计,到2050年,陆上和海上风电的成本将下降37%~49%,这比2015年预测的成本还低了50%。如果新的预测可以实现,风电将在能源供应体系中发挥比之前预期更大的作用。没有比它更激动人心的报告了!
专家调查预测,到2050年风电成本将下降37%至49%
过去五年内,风电的成本加速降低,远超过专家们在2015年的推断预测。本文展示了针对风电成本调查的最新结论,并将其与之前的结果进行比较,同时讨论了早期调查预测结果的准确性。由于过去五年风电成本明显下降,并预期保持这一趋势,专家们在2020年预计,到2050年,陆上和海上风电的成本将下降37%~49%,这比2015年预测的成本低了50%。如果新的预测可以实现,风电将在能源供应体系中发挥比之前预期更大的作用。综合考虑两次调查(2015、2020),我们认为未来风电的成本仍存在着相当大的不确定性。文章的结论说明了考虑成本不确定性的重要性,强调了专家揭示这些不确定性的积极作用和局限性,并为能源系统模型设计者和相关人员提供了有借鉴意义的经验和教训。
风电作为许多国家最低成本的电力供应和脱碳方式之一,在技术创新和行业逐渐成熟(例如,机组尺寸、工业化程度、风险规避、供应商竞争)、竞争激励(例如,通过引入竞价来采购项目)和其他因素(例如,钢铁价格、贷款利率)的推动下,全球装机量得到了迅速的扩张。一开始,陆上风电推动实现了成本的降低,但在过去五年内,海上风电行业也逐渐成熟,成本下降速度也得到加快。
虽然近年来风电成本已经大幅下降,但未来在科学、工程、制造和商业等方面仍有可能得到创新。现在正是反思已经取得的降本成绩并评估未来成本降低可能性的适当时机,这也将影响风电未来在全球电力供应和脱碳领域的角色定位。
通过对140位全球风电行业专家的调查,我们对未来风电成本降低的规模、不确定性和驱动因素进行了分析。专家调查法(Expert elicitation)利用不同领域专家的知识,来展开对未知的或不确定量的预估。当历史数据有限或未来情况可能与过去不同时,这种调查方式特别有效,因该方法使得未来的不确定性可以被评估,而可评估这一点也许是最重要的。风电项目的成本随着项目本身的情况和时间的变化极为明显,不确定的技术和商业创新也会影响其未来走势,所以可以考虑和评估这些变化和不确定性的方法是有优势的。大量文献表明,专家调查法——这种已经被多次应用于预测能源技术成本趋势的方式,是比较合适风电降本预测工作的。
其他用来预测成本的方法也各有利弊。在解释过去风电成本的趋势时,人们广泛使用的是学习曲线法(Learning curves),但当将它用于预测未来趋势时,这种方法默认未来趋势和过去一致。工程评估法(Engineering assessments)则包括了设计和成本的建模,但它通常只包含未来可能性中的一部分,而且受到许多不确定假设的限制。可再生能源项目的竞价上网电价和购电协议(PPA)电价近来也成为预测未来成本的方法,但通常只限于预测未来五年时间。这些方法通常都不能深入发掘不同成本预测的可能性,尽管每种方法都有一定的优势——学习曲线法和竞价法可以将经验和实际数据紧密结合,工程评估法在技术角度的评估丰富且详细。最后,考虑到成本预测的复杂性,每种方法都有自己的适用场景。而且,由于风电行业的持续发展,不断更新评估结果也十分有必要。
2015年,本文作者们曾进行过一次类似的全球专家调查,预测表示尽管存在较大的不确定性,风电的成本仍有可能大幅降低。正如本文所示,风电成本的实际下降速度甚至比专家们在2015年预测的还要快。所以从很多方面来说,进行一次新的调查预测很有必要。首先,鉴于风电行业在过去五年中发生了重大变化,旧的预测亦已过时,需要重新进行评估。第二,通过五年后进行相类似预测,可评估两种趋势之间的关系,并判断早期预测的准确性。本文还探讨了可能导致专家低估成本下降的因素,并强调了专家揭示未来成本不确定性的积极作用和局限性。研究结果对专家调查的设计和执行也产生了初步的影响,并对能源系统模型设计者和规划者在成本不确定性的重要性方面提出了见解。第三,虽然作者以前的工作低估了预测结果,但仍然相信专家调查法是一个有效的方法。正如文章所述,2015年采用工程评估法和学习曲线法来完成的成本预测,结果并不比当年采用专家调查法预测的结果更好。同时,专家调查法有着其他方法不具备的优势。最后,虽然大体方法一致,我们还是从2015年的调查预测工作中获得了经验教训,并对2020年的调查预测方法进行了一些修改。
与过去趋势和其他预测的比较
将基于调查的预测和基于历史学习率的预测相比较,可以表明专家们对风电成本在历史道路上继续延续的预期程度。对不同方法的预测结果进行比较,可以表明方法上的差异是否解释了预期成本趋势的变化。
对于陆上风电LCOE,长期历史学习率方法的估计结果为10%~20%,这意味着全球累计风电装机量每增加一倍,LCOE平均减少10%~20%。将2019年至2035年预期LCOE减少的中位成本情景与一系列全球陆上(或全部)风电的装机预测相结合,可以得出13%的中位隐含LCOE学习率(所有装机预测的中位隐含LCOE学习率为10%~19%)。这一比率与历史长期学习法得出的结果基本一致,但低于2014年至2019年35%~46%的计算值。
往期精彩内容
长按关注
|
01 |
|
02 |
|
03 |
|
04 |

