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世界經(jīng)濟(jì)論壇網(wǎng)站發(fā)表牛津大學(xué)學(xué)者M(jìn)ax Roser的文章，題目是：Explained: why renewables became so cheap so fast（解釋：為什么可再生能源成本下降如此之快？）
長期以來，化石燃料一直主宰著全球能源行業(yè)，原因有一個：價格便宜。從歷史上看，化石燃料比其他類型的能源便宜得多。因此，可再生能源的轉(zhuǎn)型關(guān)鍵是人們能否負(fù)擔(dān)得起。
要想看到前進(jìn)的道路，我們必須了解現(xiàn)在。今天，化石燃料——煤炭、石油和天然氣——占世界能源產(chǎn)量的79%，如下圖所示，左邊的條形圖顯示了死亡人數(shù)，右邊的條形圖比較了溫室氣體的排放量。
燃燒化石燃料造成的空氣污染每年在世界各國造成360萬人死亡；這是所有謀殺、戰(zhàn)爭死亡和恐怖襲擊死亡人數(shù)總和的6倍。上圖清楚地表明，化石燃料的替代品——可再生能源和核能——比化石燃料更安全、更清潔。
那么，為什么世界要依賴化石燃料呢？
化石燃料在世界能源供應(yīng)中占主導(dǎo)地位，因為過去它們比所有其他能源都便宜。如果我們想讓世界用更安全、更清潔的替代能源，我們必須確保這些替代能源比化石燃料便宜。世界電力供應(yīng)以化石燃料為主。到目前為止，煤炭是最大的能源，供應(yīng)37%的電力；其次是天然氣，供應(yīng)24%。燃燒這些化石燃料發(fā)電和取暖是全球溫室氣體的最大單一來源，造成全球排放量的30%。
下面的圖表顯示了過去10年中，化石燃料和核能的上網(wǎng)電價（反映了其成本）是如何變化的。在過去10年里，核能發(fā)電的成本變得越來越貴，天然氣發(fā)電變得越來越便宜，而世界上最大的電力來源——煤電的成本幾乎保持不變。
如果我們想過渡到可再生能源，最重要的是它們相對于化石燃料的成本。下面這張圖表與上一張相同，但包括了可再生能源的成本（不含補(bǔ)貼）。就在10年前，建造一座燃燒化石燃料的新發(fā)電廠比建造一座新的太陽能光伏發(fā)電廠或風(fēng)力發(fā)電廠要便宜得多。但在過去的幾年里，這種情況已經(jīng)完全改變了。2009年，公用事業(yè)規(guī)模的太陽能光伏發(fā)電成本為每兆瓦359美元。從那以來到2019年的10年內(nèi)，光伏成本下降了89%。近年來，風(fēng)能和太陽能近年來增長迅速；2019年，可再生能源占全球新增產(chǎn)能的72%。
為什么我們看到可再生能源的成本下降如此之快？
化石燃料和核能的成本在很大程度上取決于兩個因素，即燃料的價格和發(fā)電廠的運(yùn)營成本。可再生能源發(fā)電廠不同：運(yùn)營成本相對較低，而且不需要任何燃料。決定可再生能源成本的是發(fā)電廠的成本，技術(shù)本身的成本。
要理解太陽能為何如此便宜，讓我們回顧往事。
我們能找到的可用太陽能技術(shù)的第一個價格點是1956年。當(dāng)時，1瓦太陽能光伏的成本是1865美元（根據(jù)通貨膨脹和2019年的價格調(diào)整）。今天，一塊由房主安裝在屋頂上的太陽能電池板可產(chǎn)生約320瓦的電力。這意味著，按1956年的價格計算，今天的一個太陽能組件將耗資596800.12美元
以這樣的價格——單塊電池板50多萬美元——太陽能顯然無法與化石燃料競爭。那為什么太陽能技術(shù)的歷史沒有就此結(jié)束呢？太陽能不但沒有消亡，反而發(fā)展成為當(dāng)今世界上最便宜的電力來源，原因有二。
第一，即使價格很高，太陽能技術(shù)也確實獨(dú)特的應(yīng)用場景。太陽能的第一次實際應(yīng)用是為1958年的“先鋒一號”衛(wèi)星供電。正是在這個高科技的航天領(lǐng)域，有人愿意為太陽能技術(shù)買單，即使價格極高。
第二個重要原因是，當(dāng)更多的太陽能組件生產(chǎn)出來時，價格下降了。更多的生產(chǎn)給了我們學(xué)習(xí)如何改進(jìn)生產(chǎn)過程的機(jī)會，這是在實踐中學(xué)習(xí)的經(jīng)典案例。高科技部門的最初需求意味著一些太陽能技術(shù)的生產(chǎn)，而這種最初的生產(chǎn)開始了需求增加和價格下降的良性循環(huán)。
20世紀(jì)60年代，太陽能的主要應(yīng)用仍然是衛(wèi)星。但良性循環(huán)開始了，這意味著太陽能組件的價格緩慢但穩(wěn)步下降。隨著價格的下降，這項技術(shù)從太空傳到了我們的地球。20世紀(jì)70年代的第一次地面應(yīng)用是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，用于燈塔、偏遠(yuǎn)的鐵路交叉口或疫苗的冷藏。當(dāng)時，太陽能組件的價格為每瓦106美元，全球太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)容量只有0.3兆瓦。與1956年相比，價格已經(jīng)下降了94%，但相對于世界能源需求而言，太陽能仍然非常昂貴，因此非常小。0.3兆瓦的容量只夠每年為大約20人提供電力。
更多的應(yīng)用意味著價格的下降，價格下降意味著更多的應(yīng)用。在很長一段時間內(nèi)，太陽能技術(shù)的發(fā)展是通過政府補(bǔ)貼和支持來實現(xiàn)的——可以說，早期的高價購買可再生能源可以讓每個人以后都能少花錢。
太陽能光伏組件的學(xué)習(xí)率為20.2%，即每增加一倍的累計裝機(jī)容量，太陽能組件的價格就會下降20.2%。高學(xué)習(xí)率意味著太陽能發(fā)電的核心技術(shù)迅速下降。太陽能組件的價格從每瓦106美元下降到0.38美元，相對于1976年成本下降了99.6%。陸上風(fēng)電行業(yè)實現(xiàn)了23%的學(xué)習(xí)率。產(chǎn)能每翻一番，價格就會下降近四分之一。海上風(fēng)電的學(xué)習(xí)率為10%，但仍然相對昂貴——僅比核能便宜25%，比煤炭貴一點。專家們預(yù)計，未來幾年，海上風(fēng)電的發(fā)電量將變得非常便宜，因為海上風(fēng)電有更大的風(fēng)力渦輪機(jī)容量，持續(xù)不斷的海上風(fēng)力發(fā)電允許更高的負(fù)荷系數(shù)。
可再生能源發(fā)電的成本正在迅速降低。那么，它的競爭對手呢？我們先來看看煤。
煤炭，世界上最大的電力來源。2011年到2019年，全球新建煤電成本從111美元降至109美元。同期太陽能成本下降了89%，風(fēng)能下降了70%，但煤炭成本的價格只下降了2%。煤電的成本在未來不會發(fā)生太大變化，有兩個原因：
首先，大幅度提高燃煤電廠效率的空間不大。典型的發(fā)電廠效率約為33%，而目前效率最高的發(fā)電廠達(dá)到了47%。即使是從三分之一到三分之二的巨大、前所未有的改進(jìn)，也只能與太陽能光伏組件每7.5年取得的進(jìn)步相對應(yīng)。
其次，所有化石燃料的電價不僅取決于技術(shù)，而且在很大程度上取決于燃料本身的成本。發(fā)電廠燃燒的煤炭成本約占總成本的40%。即使建造發(fā)電廠的成本會下降，燃料成本意味著總成本有一個下限。
第二大化石燃料來源天然氣的電力在過去十年中確實變得更便宜了。聯(lián)合循環(huán)天然氣發(fā)電廠的電力下降了32%，全球平均成本為每兆瓦時56美元。但是，過去10年中天然氣發(fā)電價格下降的主要原因是天然氣價格在這一特定時期內(nèi)碰巧下降。天然氣價格在2008年達(dá)到峰值后急劇下降，頁巖氣水力壓裂增加的供應(yīng)是一個關(guān)鍵原因。然而，天然氣價格的下降并不是長期趨勢，今天的天然氣價格比20多年前高。基于與討論煤炭的相同原因（設(shè)備和燃料成本），我們不應(yīng)預(yù)期未來幾十年天然氣發(fā)電的價格會大幅下降。
關(guān)于核能， 2009年以來核電價格上漲了，這一增長是長期趨勢的一部分。價格上漲的一個原因是加強(qiáng)了對核電的監(jiān)管，以提高安全性。第二個原因是，近年來世界上沒有建造許多核電站，因此供應(yīng)鏈規(guī)模小、缺乏競爭力，沒有規(guī)模效應(yīng)，與可再生能源形成了鮮明對比。核技術(shù)不是很標(biāo)準(zhǔn)化，而且很少建造，但太陽能光伏組件和風(fēng)力發(fā)電廠恰恰相反，非常標(biāo)準(zhǔn)化，而且經(jīng)常建造。
但核能在未來仍可能變得更為重要，因為它可以補(bǔ)充可再生能源。可再生能源有其弱點：首先，可再生能源的間歇性電力供應(yīng)仍然是一個挑戰(zhàn)，未來無碳世界可行的能源組合可能包括所有低碳能源、可再生能源以及核能。第二，可再生能源的土地使用量很大，核能的一大環(huán)境效益是它只占用很少的土地。除了現(xiàn)有的核裂變反應(yīng)堆外，科研人員正在努力研制核聚變反應(yīng)堆，這可能會徹底改變世界的能源供應(yīng)。
長期以來，化石燃料一直主宰著全球能源行業(yè)，原因有一個：價格便宜。從歷史上看，化石燃料比其他類型的能源便宜得多。因此，可再生能源的轉(zhuǎn)型關(guān)鍵是人們能否負(fù)擔(dān)得起。
要想看到前進(jìn)的道路，我們必須了解現(xiàn)在。今天，化石燃料——煤炭、石油和天然氣——占世界能源產(chǎn)量的79%，如下圖所示，左邊的條形圖顯示了死亡人數(shù)，右邊的條形圖比較了溫室氣體的排放量。
燃燒化石燃料造成的空氣污染每年在世界各國造成360萬人死亡；這是所有謀殺、戰(zhàn)爭死亡和恐怖襲擊死亡人數(shù)總和的6倍。上圖清楚地表明，化石燃料的替代品——可再生能源和核能——比化石燃料更安全、更清潔。
那么，為什么世界要依賴化石燃料呢？
化石燃料在世界能源供應(yīng)中占主導(dǎo)地位，因為過去它們比所有其他能源都便宜。如果我們想讓世界用更安全、更清潔的替代能源，我們必須確保這些替代能源比化石燃料便宜。世界電力供應(yīng)以化石燃料為主。到目前為止，煤炭是最大的能源，供應(yīng)37%的電力；其次是天然氣，供應(yīng)24%。燃燒這些化石燃料發(fā)電和取暖是全球溫室氣體的最大單一來源，造成全球排放量的30%。
下面的圖表顯示了過去10年中，化石燃料和核能的上網(wǎng)電價（反映了其成本）是如何變化的。在過去10年里，核能發(fā)電的成本變得越來越貴，天然氣發(fā)電變得越來越便宜，而世界上最大的電力來源——煤電的成本幾乎保持不變。
如果我們想過渡到可再生能源，最重要的是它們相對于化石燃料的成本。下面這張圖表與上一張相同，但包括了可再生能源的成本（不含補(bǔ)貼）。就在10年前，建造一座燃燒化石燃料的新發(fā)電廠比建造一座新的太陽能光伏發(fā)電廠或風(fēng)力發(fā)電廠要便宜得多。但在過去的幾年里，這種情況已經(jīng)完全改變了。2009年，公用事業(yè)規(guī)模的太陽能光伏發(fā)電成本為每兆瓦359美元。從那以來到2019年的10年內(nèi)，光伏成本下降了89%。近年來，風(fēng)能和太陽能近年來增長迅速；2019年，可再生能源占全球新增產(chǎn)能的72%。
為什么我們看到可再生能源的成本下降如此之快？
化石燃料和核能的成本在很大程度上取決于兩個因素，即燃料的價格和發(fā)電廠的運(yùn)營成本。可再生能源發(fā)電廠不同：運(yùn)營成本相對較低，而且不需要任何燃料。決定可再生能源成本的是發(fā)電廠的成本，技術(shù)本身的成本。
要理解太陽能為何如此便宜，讓我們回顧往事。
我們能找到的可用太陽能技術(shù)的第一個價格點是1956年。當(dāng)時，1瓦太陽能光伏的成本是1865美元（根據(jù)通貨膨脹和2019年的價格調(diào)整）。今天，一塊由房主安裝在屋頂上的太陽能電池板可產(chǎn)生約320瓦的電力。這意味著，按1956年的價格計算，今天的一個太陽能組件將耗資596800.12美元
以這樣的價格——單塊電池板50多萬美元——太陽能顯然無法與化石燃料競爭。那為什么太陽能技術(shù)的歷史沒有就此結(jié)束呢？太陽能不但沒有消亡，反而發(fā)展成為當(dāng)今世界上最便宜的電力來源，原因有二。
第一，即使價格很高，太陽能技術(shù)也確實獨(dú)特的應(yīng)用場景。太陽能的第一次實際應(yīng)用是為1958年的“先鋒一號”衛(wèi)星供電。正是在這個高科技的航天領(lǐng)域，有人愿意為太陽能技術(shù)買單，即使價格極高。
第二個重要原因是，當(dāng)更多的太陽能組件生產(chǎn)出來時，價格下降了。更多的生產(chǎn)給了我們學(xué)習(xí)如何改進(jìn)生產(chǎn)過程的機(jī)會，這是在實踐中學(xué)習(xí)的經(jīng)典案例。高科技部門的最初需求意味著一些太陽能技術(shù)的生產(chǎn)，而這種最初的生產(chǎn)開始了需求增加和價格下降的良性循環(huán)。
20世紀(jì)60年代，太陽能的主要應(yīng)用仍然是衛(wèi)星。但良性循環(huán)開始了，這意味著太陽能組件的價格緩慢但穩(wěn)步下降。隨著價格的下降，這項技術(shù)從太空傳到了我們的地球。20世紀(jì)70年代的第一次地面應(yīng)用是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，用于燈塔、偏遠(yuǎn)的鐵路交叉口或疫苗的冷藏。當(dāng)時，太陽能組件的價格為每瓦106美元，全球太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)容量只有0.3兆瓦。與1956年相比，價格已經(jīng)下降了94%，但相對于世界能源需求而言，太陽能仍然非常昂貴，因此非常小。0.3兆瓦的容量只夠每年為大約20人提供電力。
更多的應(yīng)用意味著價格的下降，價格下降意味著更多的應(yīng)用。在很長一段時間內(nèi)，太陽能技術(shù)的發(fā)展是通過政府補(bǔ)貼和支持來實現(xiàn)的——可以說，早期的高價購買可再生能源可以讓每個人以后都能少花錢。
太陽能光伏組件的學(xué)習(xí)率為20.2%，即每增加一倍的累計裝機(jī)容量，太陽能組件的價格就會下降20.2%。高學(xué)習(xí)率意味著太陽能發(fā)電的核心技術(shù)迅速下降。太陽能組件的價格從每瓦106美元下降到0.38美元，相對于1976年成本下降了99.6%。陸上風(fēng)電行業(yè)實現(xiàn)了23%的學(xué)習(xí)率。產(chǎn)能每翻一番，價格就會下降近四分之一。海上風(fēng)電的學(xué)習(xí)率為10%，但仍然相對昂貴——僅比核能便宜25%，比煤炭貴一點。專家們預(yù)計，未來幾年，海上風(fēng)電的發(fā)電量將變得非常便宜，因為海上風(fēng)電有更大的風(fēng)力渦輪機(jī)容量，持續(xù)不斷的海上風(fēng)力發(fā)電允許更高的負(fù)荷系數(shù)。
可再生能源發(fā)電的成本正在迅速降低。那么，它的競爭對手呢？我們先來看看煤。
煤炭，世界上最大的電力來源。2011年到2019年，全球新建煤電成本從111美元降至109美元。同期太陽能成本下降了89%，風(fēng)能下降了70%，但煤炭成本的價格只下降了2%。煤電的成本在未來不會發(fā)生太大變化，有兩個原因：
首先，大幅度提高燃煤電廠效率的空間不大。典型的發(fā)電廠效率約為33%，而目前效率最高的發(fā)電廠達(dá)到了47%。即使是從三分之一到三分之二的巨大、前所未有的改進(jìn)，也只能與太陽能光伏組件每7.5年取得的進(jìn)步相對應(yīng)。
其次，所有化石燃料的電價不僅取決于技術(shù)，而且在很大程度上取決于燃料本身的成本。發(fā)電廠燃燒的煤炭成本約占總成本的40%。即使建造發(fā)電廠的成本會下降，燃料成本意味著總成本有一個下限。
第二大化石燃料來源天然氣的電力在過去十年中確實變得更便宜了。聯(lián)合循環(huán)天然氣發(fā)電廠的電力下降了32%，全球平均成本為每兆瓦時56美元。但是，過去10年中天然氣發(fā)電價格下降的主要原因是天然氣價格在這一特定時期內(nèi)碰巧下降。天然氣價格在2008年達(dá)到峰值后急劇下降，頁巖氣水力壓裂增加的供應(yīng)是一個關(guān)鍵原因。然而，天然氣價格的下降并不是長期趨勢，今天的天然氣價格比20多年前高。基于與討論煤炭的相同原因（設(shè)備和燃料成本），我們不應(yīng)預(yù)期未來幾十年天然氣發(fā)電的價格會大幅下降。
關(guān)于核能， 2009年以來核電價格上漲了，這一增長是長期趨勢的一部分。價格上漲的一個原因是加強(qiáng)了對核電的監(jiān)管，以提高安全性。第二個原因是，近年來世界上沒有建造許多核電站，因此供應(yīng)鏈規(guī)模小、缺乏競爭力，沒有規(guī)模效應(yīng)，與可再生能源形成了鮮明對比。核技術(shù)不是很標(biāo)準(zhǔn)化，而且很少建造，但太陽能光伏組件和風(fēng)力發(fā)電廠恰恰相反，非常標(biāo)準(zhǔn)化，而且經(jīng)常建造。
但核能在未來仍可能變得更為重要，因為它可以補(bǔ)充可再生能源。可再生能源有其弱點：首先，可再生能源的間歇性電力供應(yīng)仍然是一個挑戰(zhàn)，未來無碳世界可行的能源組合可能包括所有低碳能源、可再生能源以及核能。第二，可再生能源的土地使用量很大，核能的一大環(huán)境效益是它只占用很少的土地。除了現(xiàn)有的核裂變反應(yīng)堆外，科研人員正在努力研制核聚變反應(yīng)堆，這可能會徹底改變世界的能源供應(yīng)。
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