有意思的情況是，從環(huán)保的角度出發(fā)，人們會得出可再生能源應(yīng)該替代化石能源的觀點，然而算一算經(jīng)濟賬，卻很容易分裂為不同的陣營?？梢?，決定可再生能源能否替代化石能源的根本因素，還是可再生能源的生產(chǎn)和使用到底有沒有經(jīng)濟性。
所幸，這些年來可再生能源的供應(yīng)成本一直在下降，雖然目前仍然高于化石能源，但這一臨界點已經(jīng)不遠了。
能源的供應(yīng)成本
能源的供應(yīng)成本，包括內(nèi)部和外部兩塊成本。內(nèi)部成本是能源自身開發(fā)和利用的直接成本，而外部成本則主要包括對環(huán)境等外部因素造成影響的間接成本。
首先，這些年來化石能源供應(yīng)的內(nèi)、外部總體成本在逐漸增加。內(nèi)部成本表現(xiàn)為化石能源的開采難度逐步加大，成本增長。隨著油氣勘探開發(fā)逐步向深海、極地等復(fù)雜地質(zhì)地理條件地區(qū)轉(zhuǎn)移，開采成本持續(xù)走高。
據(jù)國際能源署統(tǒng)計分析，世界石油的平均邊際開采成本2003年時是30美元/桶，2011年則達到了80美元/桶;其次，外部成本也在不斷增加。傳統(tǒng)化石能源開發(fā)利用會造成大量污染物排放，對大氣、水、土壤等造成嚴(yán)重破壞，且危害人類健康，同時化石能源燃燒所導(dǎo)致的二氧化碳等溫室氣體排放，還造成了全球氣候變暖等系統(tǒng)性災(zāi)害。正是為了糾正化石能源的巨大環(huán)境負外部性，很多國家和地區(qū)已經(jīng)或考慮征收資源稅、碳稅、環(huán)保稅，或開展碳排放權(quán)交易等，這些措施無一例外將導(dǎo)致化石能源資源供應(yīng)成本進一步上漲。
與之形成對比的是，可再生能源的內(nèi)部成本在逐步下降，開始表現(xiàn)出競爭力。從經(jīng)濟性角度來看，可再生能源的競爭性正在提高，如果進一步考慮其較低的環(huán)境外部成本，則綜合效益更大。據(jù)德國專家計算，燃煤電廠每發(fā)一度電應(yīng)該要計算外部成本每度約9-12美分，而太陽能發(fā)電的外部成本僅為每度約0.9-1.5美分。
在中國，這樣的情景正在上演，傳統(tǒng)化石能源的處境已不如以前，資源消耗和枯竭壓力帶來煤炭價格的上漲壓力，導(dǎo)致火電成本升高。而大量增加的煤炭消耗還導(dǎo)致諸多環(huán)境問題，如京津冀等區(qū)域近年來霧霾嚴(yán)重，政府計劃投入數(shù)萬億元進行大氣治理。如果綜合考慮這些環(huán)境治理成本，化石能源的供應(yīng)成本絕不低廉。相反，可再生能源的生態(tài)和環(huán)境效益漸趨明顯，長期來看將成為提升競爭力的重要因素。
當(dāng)然，外部環(huán)境成本在短時間還難以內(nèi)部化，目前階段影響能源供給成本的主要還是內(nèi)部成本。相比于火電6-10美分/千瓦時的平均度電成本，可再生能源成本水平還相對較高。不同種類的可再生能源成本水平也有差距，其中，水電、生物質(zhì)和風(fēng)電的價格已較容易被市場接受，而太陽能光熱發(fā)電的度電成本還相對較高。過去5年間，可再生能源發(fā)電的成本降低趨勢明顯，如美國的太陽能、風(fēng)能發(fā)電成本已經(jīng)出現(xiàn)大幅下降，在某些區(qū)域市場甚至已經(jīng)低于燃煤或天然氣發(fā)電。
據(jù)美國太陽能產(chǎn)業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2013年大型太陽能發(fā)電項目的長期合同電價，相比2008年已經(jīng)下降了70%以上。標(biāo)準(zhǔn)公用事業(yè)規(guī)模的太陽能項目前期安裝成本，平均也比2009年下降超過1/3。風(fēng)電的情況與太陽能類似，據(jù)美國風(fēng)能協(xié)會產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)，近年來風(fēng)電成本下降超過一半。在美國某些區(qū)域，已經(jīng)有風(fēng)電項目的發(fā)電成本低于現(xiàn)有的傳統(tǒng)發(fā)電了。
歐盟市場也差不多。從歐盟光伏發(fā)電成本的趨勢分析，每千瓦時的度電成本2010-2020年間大致要下降50%。據(jù)預(yù)測歐盟的光伏發(fā)電平準(zhǔn)化成本由2010年的18美分/千瓦時-30美分/千瓦時，按照年均5%的速度逐年下降，至2020年預(yù)計降至約合9美分/千瓦時-21美分/千瓦時。
中國將成為可再生能源發(fā)電與常規(guī)能源發(fā)電競爭最為激烈的市場，可再生能源與化石燃料的度電成本差異還將繼續(xù)縮小。隨著天然氣價格改革，國內(nèi)會逐步將天然氣發(fā)電度電成本推升到10美分/千瓦時左右，而目前光伏發(fā)電成本將與此相仿和持平。
中國太陽能發(fā)電成本逐年下降：1977年，太陽能發(fā)電成本曾經(jīng)高達200元人民幣/千瓦時。到2000年底，單晶硅太陽能電池發(fā)電成本已經(jīng)降到42-47元人民幣/千瓦時，非晶硅電池發(fā)電成本為23-25元人民幣/千瓦時。隨著國產(chǎn)太陽能電池組件技術(shù)水平的提高，目前中國太陽能發(fā)電成本已經(jīng)降至0.7-0.8元人民幣/千瓦時左右(約合12美分/千瓦時)。
可再生能源的經(jīng)濟性
從自身經(jīng)濟性提高的因素來看，可再生能源在全球能源發(fā)展轉(zhuǎn)型的大背景下的確迎來了發(fā)展機遇期。無論是從全球范圍看，還是從中國的實際情況分析，世界上的主要發(fā)達國家以及中國等新興經(jīng)濟體都已經(jīng)進入可再生能源開發(fā)和利用的快速上升通道。
在歐洲、美國，新增能源裝機中可再生能源的比重已經(jīng)占到60%到70%，可再生能源投資已經(jīng)超過化石能源投資。在中國，新增能源裝機容量中可再生能源的比重占到一半，按照投資額計算，60%都是可再生能源。就光伏產(chǎn)業(yè)而言，光伏與傳統(tǒng)化石能源競爭的關(guān)鍵是價格和成本，由于光伏發(fā)電的價格高于常規(guī)能源，長期以來中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要依賴于國家政策補貼。但近幾年來，中國晶體硅光伏組件制造技術(shù)取得了巨大進步，圍繞著降低成本的研發(fā)工作也取得顯著成績，硅片厚度持續(xù)降低、電池效率不斷提升，短短幾年時間，光伏發(fā)電成本下降幅度超過市場預(yù)期。
顯而易見的事實是，十多年前可再生能源還是次要的能源系統(tǒng)，現(xiàn)在的增長速度卻超過其他任何能源，而且成本的下降也使其能夠與化石能源抗衡。五六年前，2009年光伏發(fā)電上網(wǎng)基準(zhǔn)價為1.5元/千瓦時，如果按照光伏發(fā)電價格每年下降8%，2014年光伏發(fā)電價格將低于1元/千瓦時。
從實際情況看，數(shù)據(jù)顯示目前國內(nèi)光伏行業(yè)的度電成本已達0.7元-0.8元，而目前傳統(tǒng)能源的度電成本在0.4元附近。如果加上國家一定數(shù)額的政策補貼(財政補貼或替代機制如綠證不退坡的情況下)，度電成本能夠達到0.4元及以下，光伏應(yīng)用將可能達到一個“臨界點”。
當(dāng)然，人們可能會問，既然現(xiàn)在可再生能源的發(fā)電成本已經(jīng)具備一定競爭力了，為什么沒有出現(xiàn)可再生能源替代傳統(tǒng)化石能源的巨變?可再生能源發(fā)電的比例仍然很低?這里需要說明的是，可再生能源替代效應(yīng)發(fā)揮的大小，除了其自身成本競爭力的因素以外，還受到發(fā)電不穩(wěn)定性因素的制約?？稍偕茉矗顼L(fēng)能和太陽能的供應(yīng)都具有間歇性，只能在部分時間發(fā)電，為了保持電力的持續(xù)供應(yīng)，就需要配建傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠，由此造成其運行負荷和效率不高，為保證運行還需要給予一定補貼。發(fā)電不穩(wěn)定的因素使得可再生能源替代傳統(tǒng)能源的效果打了折扣。
但是長遠來看，可再生能源的替代趨勢是確定的。國家能源局預(yù)計到2020年，中國新增的風(fēng)電項目不再需要補貼，可以實現(xiàn)自我良性發(fā)展。《國家能源局綜合司發(fā)布關(guān)于開展風(fēng)電平價上網(wǎng)示范工作的通知》已于2017年5月底發(fā)布，吹響了我國風(fēng)電平價上網(wǎng)的號角。太陽能光伏發(fā)電在部分地區(qū)和部分領(lǐng)域，也基本能實現(xiàn)與電網(wǎng)供電成本平價發(fā)展。2025年將全面實現(xiàn)光伏平價上網(wǎng)。
未來的20年間，可再生能源將可能占到全球能源供應(yīng)增長的半壁江山。平價上網(wǎng)的臨界點如果突破，可再生能源成為主力能源的時代將到來。
