IRENA研究量化24/7供电的平准化电力成本

国际可再生能源机构（IRENA）在其题为《24/7可再生能源：坚实太阳能和风能的经济性》的研究中，首次计算了将波动性太阳能发电转化为持续供电的项目级成本。对于全天候可再生能源供应而言，这些成本比单纯的光伏平准化度电成本（LCOE）更具参考意义。

研究结果显示：在阳光充足且框架条件有利的地区，光伏（PV）与电池储能系统（BESS）的组合已经可以比新建煤电或燃气发电厂更具成本效益。

太阳能电力：系统服务型供电的成本有多高？

平准化度电成本记录了可再生能源在全球的崛起。2024年，全球太阳能发电的平均成本为每兆瓦时44美元，新投产的公用事业规模可再生能源产能中有91%的发电成本低于最便宜的传统化石燃料替代方案。然而，这一数字仅反映了每兆瓦时发电的平均成本——并未说明电力是在何时产生的。项目规划者正因现货价格下跌而面临收入压缩，越来越难以依赖这些参数。即使在向家庭、企业和工业提供具有成本效益的电力方面，来自波动性发电来源的LCOE也无法反映全局，因为所有这些部门都需要可靠的供应。在供应安全的成本被量化之前，任何关于能源转型的辩论都缺少一个关键部分。

研究考察了什么

迄今为止，评估全天候供电成本需要对整个电力系统进行精细建模——这对于项目规划者、投资者和政策制定者的日常工作来说过于复杂。IRENA转而基于单个项目计算成本，并将结果称为“坚实LCOE”。对于选定的地点，该研究计算了哪种太阳能装机容量与储能的组合能够提供最具成本效益的稳定供电，默认可靠性目标为95%。

该研究考察了多个地点，包括内华达州、西班牙的塔韦纳斯沙漠、中国华北的河北省、拉贾斯坦邦的塔尔沙漠、巴西的巴伊亚州、南非的西北省、阿曼内陆和南昆士兰，以及2024年并网的252座中国太阳能电站。选址基于两个标准。第一，这些地点具有极高的太阳辐照度——这是测试坚实太阳能电力是否具有竞争力的天然起点——而且它们也是世界上大多数人口的居住地。第二，它们展现了多样化的框架条件：中国展示了国内制造和廉价融资所能实现的效果，而美国则展示了资本成本、电网费用和审批如何推高最终价格。这揭示了成本中有多少来自技术——又有多少来自选址和法规。

计算方法如何运作

在太阳能装置的标准成本之上，还加入了“坚实化溢价”，涵盖所有确保稳定供电所需的资产，如储能系统和通过额外太阳能容量实现的发电超配。恒定的供电曲线是一个建模假设。它反映了稳定的承购方（如数据中心或连续用电的工业企业）在合同中要求的供电模式。

拉斯维加斯一座100兆瓦的电站说明了设计的重要性。一个四小时储能系统足以覆盖80%的需求，电力成本保持在每兆瓦时80美元以下。在85%及以上时，成本急剧上升：每增加一个百分点的覆盖率，就需要不成比例的大量储能来填补最后几个罕见缺口——即“电池墙”。相反，设计一个更大的太阳能电站可能更具成本效益。这样可以将95%的覆盖率控制在每兆瓦时约113美元。这意味着仅依靠储能是最昂贵的选择，而超配与BESS相结合才是最可行的方案。

阿布扎比提供了一个现实案例：Al Dhafra综合体将5.2吉瓦的光伏与19吉瓦时的储能相结合，稳定输出1吉瓦的电力——估计成本为每兆瓦时70美元。

成本正在快速下降

自2020年以来，优质地点的坚实成本已下降约31%，降至每兆瓦时54至82美元之间。预计到2035年还将再下降近一半。其原因在于，2010年至2024年间，光伏成本下降了87%，BESS成本下降了93%；2025年，交钥匙系统的价格又进一步下降了约30%。

相比之下，中国新建煤电厂的成本为70至85美元，而全球新建燃气发电厂的成本超过100美元。在中国，坚实太阳能电力的成本已经远低于这些水平。

被低估的杠杆：电网接入

在欧洲，另一个效应可能比价格更为重要。储能系统可以平滑发电峰值，使现有电网接入能够承载显著更多的太阳能容量——据Ember称，最多可增加五倍。在电网接入排队时间较长的国家，这可能是增加发电量的最快途径。澳大利亚和葡萄牙已经在利用这一方法。

什么推动成本

比系统年均发电量更重要的是其低发电时段的持续时间。一个连续多日阴天的地点所需的储能容量远大于天气稳定的地点——即使两者在一年中的总发电量相同。电池可以可靠地覆盖日间循环，但持续数天的干旱期会将它们推向极限。

最有效的解决方案是混合组合。太阳能和风能的发电曲线天然互补。在英国，两种能源同时不足的天数仅占2%。IRENA对此效应进行了量化：与依赖单一技术相比，同时使用两种能源可将成本降低约三分之一，且不损害供应安全。因此，在资源条件允许的情况下，最具成本效益的坚实供电电站会同时结合两者。

IRENA的一个重要观察是，没有一个电力系统需要每座电站都成为全天候供应商。可靠性是通过电网、储能、灵活需求和可控发电之间的相互作用来实现的，这通常更为经济。对于大多数商业承购方而言，80%至90%的可靠性目标是最具成本效益的折中方案。

建设更快，价格更稳定

首先是速度：配备储能的太阳能装置通常在获得批准和电网接入后一到两年内即可投入运行，而根据S&P Global的数据，仅燃气发电厂的涡轮机等待时间就长达五到七年。其次是定价：坚实太阳能电力的定价基于电站和资本成本而非燃料成本，使其与全球市场脱钩。

这一潜力能否实现，更多取决于电力采购的规则而非技术。印度在招标中明确要求供应商保证其组合组合每小时提供最低电力量。最近的拍卖因此以低于每兆瓦时60至65美元的价格实现了约95%的可用率。在中国，储能系统曾一度是电网接入的要求——该强制要求于2025年3月被取消，因为国内产业已不再需要它。

结论

IRENA的坚实LCOE方法之所以重要，是因为它使得计算持续可再生能源供电的成本成为可能，同时将可用性纳入考量。它简化了项目规划者的工作，并让社会和经济体对相关成本有了切实的认识。然而，制定合适的框架条件以让最具成本效益的坚实LCOE技术胜出，是政策制定者的责任。The smarter E Europe继续倡导24/7可再生能源，并通过其年度展览联盟汇聚关键利益相关方，以推动实现完全由可再生能源驱动的未来。

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