执行概要

可再生能源的成本现在下降得如此之快，以至于在短短一年内，它应该会成为比传统化石燃料更便宜的发电来源 几年. 自2010年以来，陆上风力发电的成本下降了约23%, 而同期太阳能光伏发电(PV)的成本下降了73%.

投入了大量时间的 帮助客户 在能源领域，我在这篇文章中的动机是研究:

1. 过去十年可再生能源的增长及其预期增长.
2. 可再生能源成本持续下降以及由此导致的电价下降背后的原因.
3. 关税下降对两个关键利益相关者——发电公司的影响 & 设备制造企业.

注意:在本文中, 我们专注于太阳能光伏(太阳能 PV)和基于风能的公用事业规模电力, 而不是其他发展中的可再生能源技术，如太阳能家庭系统(SHSs), 电池/基于存储应用程序, 电动汽车(ev), 加热系统, 生物燃料, 等.

1. 可再生能源的增长

2017年，全球可再生能源发电能力 增加 增加了167吉瓦(GW)，在全球范围内达到了近2200吉瓦. 从长远来看, 全球所有能源的总装机容量约为6%,700万千瓦——所以可再生能源占所有已安装发电厂的33%. 然而，请注意，这并不意味着33%的能源来自可再生能源. 产生的总能量是容量因子(CF/CUF)或电厂负荷因子(PLF)的函数，通常对于煤和天然气等传统发电厂来说更高. 稍后我会详细介绍容量因子和工厂负荷因子.

在同一时期，煤炭和天然气发电的净增量为 70 GW，约占可再生能源新增装机容量的40%. 2017年，太阳能光伏发电(PV)增长了32%, 其次是风能, 增长了10%, 而煤电增量则有所下降.

由于价格迅速下降，全球可再生能源转型继续快速推进, 技术进步和日益有利的政策环境.

根据IEA的预测, 到2022年，可再生能源将实现强劲增长, 装机容量增长了43%.e. 新增920gw). 另外, 未来五年，风能和太阳能将占全球可再生能源产能增长的80%以上.

可再生能源增长由太阳能光伏、风能和中国主导

可再生能源预计将占到 2022年至2027年，全球90%的电力产能将扩张. 仅中国就占全球可再生能源产能增长的40%以上，占总投资的45%, 这在很大程度上是由对空气污染和产能目标的担忧推动的. 与这一战略相辅相成的是，中国企业占了大约 60% 占全球太阳能电池年生产能力的一半. 中国市场和政策的发展将对太阳能光伏需求产生更广泛的全球影响, 供应, 和价格.

这深刻的 转换 这意味着，到2023年，太阳能和陆上风能将在经济上与美国新的风电市场竞争.S. 到2028年将超过它们. 前进, 到2040年，太阳能和风能将占装机容量的近50%，占发电量的33%以上——风能和太阳能的装机容量分别增长4倍和14倍.

除装机容量外的发电量增长

可再生能源现在也在追赶传统的能源主力, 煤炭, 在能源生产方面. 这里有一个快速的方法来理解功率(MW)和能量(MWh)之间的区别, 与传统发电厂相比，可再生能源的容量系数(CF/CUF)或电厂负荷系数(PLF)较低, i.e. 每1兆瓦的容量, 可再生电厂比相应的传统电厂产生更少的能量(或兆瓦时).

用于太阳能和风能发电厂, PLF通常在15-30%之间，而对于煤和天然气发电厂来说, PLF可以在60-90%的范围内，PLF也可以高达95%, i.e. 一个1兆瓦的可再生能源发电厂通常会产生1,每年750兆瓦时，而传统发电厂通常每年生产7兆瓦时,000兆瓦时一年——一个巨大的差异. 在可再生能源, 只有水电可以与传统电力plf竞争, 一些水电站的plf超过70%.

即使plf很低, 产能增加的速度已经提高到, 在全球范围内, 可再生能源现在产生的能量与天然气发电厂相同. 预计到2023年，它们还将缩小与煤炭的差距(差距17%)。, 哪一个代表了一项重大成就.

2. 生产成本下降

太阳能光伏中的摩尔定律

据我观察, 模块和逆变器约占公用事业规模太阳能发电项目成本的70%，而这两个组件一直在推动太阳能发电成本的下降.

了解模块(实际面板)和逆变器的外观, 以及它们在太阳能发电厂中的重要性, 我指的是 莎拉Hwong的 示意图:

由于各种原因，太阳能组件和逆变器价格有所下降, 包括但不限于:供过于求, 欧元和日元贬值, 下调最低进口价格. 在太阳能光伏产业, 买家对价格也极为敏感, 这给设备供应商带来了持续的价格压力. 太阳能组件的全球平均销售价格预计将下降约 35% in 2018这要归功于中国政府 限制太阳能增长 通过2018年6月启动的新政策.

推动风电设备价格下跌的因素包括 价格下降 涡轮机和逆变器, 安装技术的改进 , 更好的供应链管理, 制造商的资金成本也会降低.

对平准化成本或LCOE的影响

Levelized cost of electricity (LCOE) is an important metric in energy; it measures the all-in cost of generating each MWh of electricity from a power plant (over its entire useful life). 这包括项目开发、建设和各种运营费用的成本. 我们在2018年看到的是，太阳能光伏和风能的LCOE现在与化石燃料相当.

陆上风电的平均平准化成本最低 45美元/千瓦时公用事业规模的光伏电站也不甘落后 50美元/千瓦时. 相比之下, 传统技术中成本最低的是燃气联合循环技术, 平均60美元/兆瓦时和煤电厂, 平均102美元/千瓦时.

许多可再生技术, 比如风, 太阳能, 和地热, 建造起来不便宜吗, 但一旦启动并运行，它们就没有燃料成本了, 通常有较低的O值&M也有成本. 因此, 可再生能源设备成本的下降对其LCOE的影响要比传统发电设备成本的类似下降大得多. 燃料, 在20-25年的时间里，运营和维护成本通常会随着通货膨胀而上升, 因此，它们对LCOE有不成比例的高影响.

结果是, 已公布的太阳能光伏发电合同价格与风电购买协议越来越具有可比性, 或者低于, 新建燃气和燃煤电厂的发电成本. 你可以在下面看到太阳能成本降低的影响, 2017年的LCOE仅为2009年的14%.

为什么我们还需要化石燃料?

尽管风能和太阳能现在具有成本竞争力，并且比化石燃料提供了相当大的环境优势, 尽管如此, 仍然被认为是“间歇性的”或“可变的”能源. 太阳不会一直照耀，风也不会一直吹.

结果是, 风能和太阳能不能完全取代某些传统的“基本负荷”能源为系统提供的服务. 然而, 公用事业和电力运营商正在发现许多新的方式，这些技术可以为电网提供更多的价值.

可再生能源技术的下一个突破将是廉价能源, 使用电池的可扩展和高效的能量存储. 在某种意义上, 这是可再生能源的圣杯, 能够储存能量，以便在无法发电时使用. 锂离子电池价格上涨 减少了一半 自2014年以来, 许多分析师认为，随着大量大型电池工厂的建成，价格将进一步下跌. 正如我们所见 比如埃隆·马斯克的特斯拉和SolarCity, 电池领域的创新和垂直整合进展迅速.

3. 可再生能源关税下降

上网电价(fit)竞争拍卖的兴起

从历史上看，可再生能源项目依赖于政府政策，让它们对关税(或电价)有信心 Feed-in-Tariff)，以指导项目收入. 政策现在正在改变方向，许多国家正在从政府设定电价转向公用事业规模项目的长期电力购买协议(PPAs)竞争性拍卖.

购电协议是电力的购买者或“承购者”(国有或私人公用事业或私人公司)与发电商签署的购买电力的协议, 或者在规定的时间内(可再生能源通常为20-25年)以预定成本或“电价”产生的所有电力。.

2017- 2022年，近50%的可再生能源产能扩张预计将由竞争性PPA拍卖推动, 相比之下，2016年这一比例仅略高于20%. 这种通过招标的竞争性价格发现机制挤压了整个价值链的成本, 从而成为政府更具成本效益的政策选择.

拍卖价格继续下跌

在印度等一些关键国家，竞争加剧使太阳能光伏和风能项目的薪酬水平在短短两年内降低了30-40%, 德国, 和土耳其. 风能和太阳能的公开拍卖价格持续下跌, 尽管新建项目的平均发电成本仍然较高. 在2017- 2022年期间, 据估计，公用事业规模的太阳能光伏发电的全球平均发电成本将进一步下降约25%，陆上风电的平均发电成本将下降近15%.

出价创历史新低

2017年拍卖中最低的关税来自 墨西哥 ——在那里 太阳能和风能的平均出价为20美元.80美元/兆瓦时和18美元.60 /兆瓦时分别. 这两个数字都被认为是世界新低. 在印度, 太阳能拍卖目前的电价为30-40美元/兆瓦时, 低于4年前的90-100美元/兆瓦时. 不像世界上其他的拍卖会, 在印度，获胜的关税与通胀无关, 因此，它们的真正价值迅速受到侵蚀.

对公用事业和客户来说是个好消息?

能源关税的下降意味着国有公用事业和政府支出的减少. 如果较低的价格转嫁给终端消费者(工业), 商业或住宅), 他们也从中受益. 私人企业等终端消费者如果直接与发电公司签订购电协议，也会受益.

我们现在将研究这些关税下降对能源价值链中其他利益相关者的影响.e. 发电公司和设备制造商.

4. 对发电公司和制造公司的影响

电价下降迫使发电公司调整和优化成本. 降低设备采购成本, 较低的融资成本, 规模经济比实际实施项目的能力更为重要. 在发展中国家, 开发者需要承担的额外风险也会增加这些成本, 通过当地货币贬值, 套期保值成本, 进口关税和税收的不确定性.

削减成本措施

现行报价通常低于实际生产成本. 根据上述数据, 太阳能的平均成本在50美元/兆瓦时左右, 而报价和中标价格现在都在30美元/兆瓦时以下. 即使我们考虑到35-40美元/兆瓦时的较低成本，这也意味着太阳能生产商处于平均水平. 每兆瓦时损失5-10美元. 迫使电力生产商寻找其他方式来削减成本——其中一些可能会影响电厂20-25年的长期业绩. 未提供详细技术规范或检验程序不严格的投标, 这可能导致产品质量低于标准，例如:

模块

用于制造模块的每个组件(i.e. 电池、背板、玻璃、框架等.)可以“成本优化”, 但这些低于标准的模块是否能产生20-25年的额定功率还有待观察. 在组件中，电池是太阳能转换为电能的地方. 在某些条件下，它们的温度可以达到80摄氏度左右, 因此，从长远来看，质量较低的电池会严重影响发电.

逆变器

Their role is to convert the direct current (DC) produced by the modules into alternating current (AC) that can be fed into the grid; circuitry that forms the heart of the 太阳能 PV system. 目前使用的大多数逆变器的寿命为10-15年，在平均PPA(1)的有效期内至少需要更换一次.e. 25年). 但随着关税下降和低汇率&M预算，逆变器是一个常见的成本削减牺牲品.

结构

钢结构, 也称为模块安装结构, 在各种天气条件下，是否有工作使模块保持20-25年. 最新的趋势是减少安装结构中钢材的使用量，包括每兆瓦吨数(每兆瓦小于25吨)和厚度(小于1毫米)。. 钢铁是与通胀挂钩的相对昂贵的组成部分，因此可能严重影响建筑预算.

其他人

植物平衡 成本, 比如每天的电缆, 导体, 和接地, 可能看起来是次要的，但却是至关重要的. 在质量上妥协可能会导致劣质甚至不安全的工厂. 与安装过程类似, 在预算较低、时间紧迫的情况下，工程和安装的捷径在哪里

那些财力雄厚的企业将占上风，整合将不可避免

所有这些削减成本的措施都将影响工厂的整体产量(PLF或CUF), 从而导致更高的LCOE(以每千瓦时发电计算). 这对发电公司来说是一个恶性循环, 由于关税是固定的，因此实现较低.

开发可再生能源资产现在只属于财力雄厚的大型企业. 我有机会为多个太阳能和风能项目客户投标, 大的小的，在所有的情况下, 较小规模(小于5MW)的投标不如较大规模(大于50MW)的投标具有竞争力。. 虽然这是大型项目所享有的自然优势, 在很多情况下, 建立一个50兆瓦的太阳能发电项目(大约需要200-250英亩的连续土地)可能不可行，要么是因为土地不可用，要么是因为土地负担不起 注意:每兆瓦的太阳能需要4-5英亩的土地, 哪些可以根据地形而增加, 地形和其他场地条件.

分布式发电的需求, 而不是大型工厂, 是一个紧迫而古老的问题吗, 但低关税只会加速小型发电机组的消亡.

普遍存在的低价电价让“承购者”(购买者)对可再生能源的真实成本产生了不切实际的期望. Offtakers, 国有或私营, 不愿意为任何可再生能源支付远高于最低报价的价格——无论发电厂的规模如何. 这又导致了削减成本的恶性循环, 最优性能, 更高的LCOE和更高的每千瓦时发电机损耗.

这导致了太阳能发电行业的整合, 只有少数几家公司获得了州和中央公用事业公司宣布的所有主要PPA合同. 较小的参与者不得不调整他们的商业模式，更多地关注EPC(工程), 采购 & 构建)快速现金流模型, 但由于现行的关税，这里的利润非常微薄. 即使在大公司中也是如此, 由于单位经济状况恶化，已经出现了清算和裁员.

对设备制造商的影响

组件/电池制造商不得不调整策略，以面对持续不断的挑战 不可预知性. 因为中国控制着全球40%以上的太阳能光伏需求, 这里做出的任何政策决定都会严重影响制造业公司. 2018年5月，中国政府宣布退出对太阳能光伏的支持. 这导致市场供过于求，人们担心未来几年供过于求会持续下去. 制造商面临的选择是:

1. 坐拥存货.
2. 寻找新的客户来吸收过剩的产品.
3. 以很大的折扣出售产品，并减少产能以满足当前的需求水平.
4. 以上都是.

这通常会导致中国和海外的制造工厂裁员, 因为中国产品以历史最低的价格涌入海外市场.

在物价下跌的正面新闻标题下，隐藏着危险

而可再生能源的成本已经下降, 公开的拍卖电价并没有反映出发电的真实成本. 发电机的成本和收益之间的正差对价值链产生不利影响. 正如前面提到的 在这里, 单位经济效益总是很重要的(即使在可再生能源领域也是如此)，企业必须忽视这一点，否则后果自负.

价格下跌不应被视为进步的例证. 价格下跌必须具有可持续性和包容性, 作为一个进步的可再生能源制度的标志.