光伏發(fā)電成本優(yōu)勢帶動能源轉(zhuǎn)型
為了因應全球暖化危機,世界各國于2015年簽署的《巴黎協(xié)議》中明訂了減少溫室氣體排放以將全球氣溫變化控制在2°C以內(nèi),并致力于將溫度變化控制在1.5°C內(nèi)的目標。降低碳排的需求迫切,能源轉(zhuǎn)型成了各國需要面臨的重大議題,根據(jù)InfoLink的計算,2030年全球再生能源累計裝機必須分別達到3,409GW及6,887GW,才能夠滿足巴黎協(xié)議2°C、1.5°C的溫度控制目標,其中光伏將成為推動新增裝機的主力。
除了開發(fā)過程快速便捷外,讓光伏從其他再生能源中脫穎而出的最主要原因,就是其低廉的成本。早在2020前后,許多主要國家的光伏度電成本就已經(jīng)追平甚至低于傳統(tǒng)化石能源,近年來光伏發(fā)電快速降本的主要來源為光伏組件的發(fā)展:光伏組件在光伏發(fā)電的系統(tǒng)成本中占比高達約三至五成,由于其供應鏈的競爭程度極高,廠家積極尋求降本途徑并推動了生產(chǎn)技術快速迭代,使得組件每瓦成本顯著改善,為光伏發(fā)電帶來優(yōu)勢。在近年發(fā)展下,有效促進光伏發(fā)電成本下降的技術趨勢包括:
(資料圖片僅供參考)
硅片厚度減?。和高^降低硅片厚度,相同的硅棒可以產(chǎn)出更多的硅片,能有效減少降低組件中的硅成本。2021年開始硅片原料多晶硅的價格快速高漲,更進一步刺激硅片薄片化的速度,目前主流的厚度已從2020直至2021年初的175μm經(jīng)過多次演進來到2022年底的150-155 μm,N型TOPCon甚至有生產(chǎn)商開始實現(xiàn)135-140 μm厚度的量產(chǎn)。
硅片大尺寸化:大尺寸硅片具有更大的發(fā)電面積,能提高單個組件的瓦數(shù)表現(xiàn),降低整體系統(tǒng)安裝成本。2022年M6(166mm)尺寸快速退坡,市場份額從2021年的42%銳減到約15%;大尺寸硅片(M10、G12)則取而代之成為市場主流,目前市場上硅片尺寸以M10(182mm)為主、G12(210mm)次之,兩者相加市占高達82%。目前預計短期主流仍為M10,但未來G12也將逐漸擴大市占率。
電池效率提升:主流的P型電池效率從2020年初PERC 21.9%、2021年初22.4-22.5%提升到目前23%,而隨著P型逐漸抵達技術瓶頸,N型的TOPCon、HJT等效率則逐漸提升,目前效率皆已超過24%,尤其TOPCon在成本上具備優(yōu)勢,成為2023年擴產(chǎn)時主要的技術選型,也確立了未來N型市占逐漸擴大甚至可能成為主流的趨勢。
除了生產(chǎn)上的技術趨勢,光伏組件的價格也將影響整體光伏系統(tǒng)的發(fā)電成本。2021年開始受到上游多晶硅價格影響,整體供應鏈價格至今仍處于高位,最高價格曾達到0.28USD/瓦(2.1RMB/瓦) 。即使近兩年組件供應鏈價格高漲,但自2020以來,新冠疫情后經(jīng)濟復蘇加上烏俄戰(zhàn)爭影響,傳統(tǒng)能源價格被快速推升,光伏系統(tǒng)發(fā)電雖處于在組件成本仍高的時期,但整體成本仍比起傳統(tǒng)能源來得低。
考慮到未來國際碳關稅實施的可能性,傳統(tǒng)能源發(fā)電成本可能更進一步上升;而光伏的趨勢則呈現(xiàn)相反,廠家在激烈競爭下大幅度擴產(chǎn),產(chǎn)能規(guī)劃遠超終端需求,未來供過于求的情況加劇后組件價格有望出現(xiàn)下降,相比之下又更進一步擴大了光伏發(fā)電在成本上的優(yōu)勢。
InfoLink將影響光伏發(fā)電成本的主要因素分為影響需求端的補貼政策、及影響供應端的物料價格變化,并從這兩個角度切入比較,并計算中、美、歐三大區(qū)域市場的光伏發(fā)電成本LCOE:
中國中央政府對于光伏的補貼已結束,因此發(fā)電成本主要受到供應端的價格影響,由于廠家激烈競爭大量擴產(chǎn),使得全球光伏產(chǎn)業(yè)鏈的超過85%產(chǎn)能集中在中國,輔材料也以中國為主要的生產(chǎn)國,規(guī)模經(jīng)濟發(fā)展下使得當?shù)毓夥l(fā)電能夠享有最具優(yōu)勢的成本,根據(jù)InfoLink計算,2022年中國光伏發(fā)電的LCOE大約落在30.5 USD/MWh。
美國本身并無完整的光伏供應鏈,光伏產(chǎn)品主要依賴東南亞進口,當?shù)亟M件價格高于其他非中國地區(qū),且由于物料及勞力等成本也相對高昂,整體系統(tǒng)成本明顯高于中國;然而美國光伏發(fā)展的優(yōu)勢在于政府的補貼,用來刺激需求的投資稅務補貼(Investment Tax Credit, ITC)額度高達26%,以此補貼稅率及當?shù)貎r格計算,2022年美國光伏發(fā)電的LCOE為33.97USD/MWh。未來削減通膨法案(Inflation Reduction Act, IRA)開始實施后將帶來更高的ITC補貼,并新增發(fā)電生產(chǎn)補貼(Production Tax Credit, PTC)的補貼額度,發(fā)電成本將再進一步下降。
歐洲當?shù)責o完整供應鏈,光伏產(chǎn)品多從中國進口,因此歐洲的發(fā)電成本變化將會顯著受到中國供應鏈影響。受到傳統(tǒng)能源價格上漲,歐洲對于再生能源的需求迫切,因此對于光伏組件價格相對中國有更高的接受度。政策方面,雖許多國家都提出積極的裝機目標,但實際政府補貼力度仍不及美國,補貼對LCOE的影響相對較小。受到光伏供應鏈價格高漲的影響,根據(jù)當?shù)亟M件價格計算,2022年歐洲平均LCOE約35USD/MWh。
可以看出,顯著影響中、美、歐各個市場發(fā)電成本的共同要素為光伏組件的供應鏈價格,近兩年光伏供應鏈處于高價,但隨著多晶硅產(chǎn)能的逐漸釋放,預期會帶來價格上的緩解,屆時將能有效拉低整體光伏發(fā)電的成本;此外,除了組件價格的下降,新技術的發(fā)展及應用也有望進一步降低光伏LCOE,光伏在成本上的優(yōu)勢將會成為推動全球能源轉(zhuǎn)型的關鍵。
(圖片來源:veer圖庫)