帖子:为什么太阳能一直被低估了

Felix Creutzig博士人类住区可持续发展经济学主席在柏林技术大学,也是一个工作小组的负责人在土地利用、基础设施和运输在墨卡托研究所全球公共资源和气候变化,柏林。

有竞争的想法最好的技术来快速低碳能源系统,根据需要,以避免危险的气候变化。必威体育在线注册

一些场景强调碳捕获和存储的作用呈现燃煤和燃气的发电厂越来越高。其他人指出核能和第三组是可再生能源更加乐观。必威体育在线注册

但它是合理的,即使这些更乐观的前景大大低估了太阳能的潜力。在一个分析,发表在自然能源必威体育在线注册,我和我的同事们问为什么会发生这一切,多少太阳能可以有助于减缓气候变化。

太阳能的场景

有巨大的变化在可再生能源对未来能源结构的预期贡献。必威体育在线注册一个场景比较研究美联储到政府间气候变化专门委员会(IPCC)发现全球太阳能发电从8-35穰焦(EJ) 2050年,每年在场景一致保持温度低于2摄氏度。

这对应于在全球电力供应的5 - 17%。相比之下,同样的研究项目生质能源供应50 - 90 ej每年2050。必威体育在线注册

必威体育在线注册能源期货一般分析的场景国际能源机构必威体育在线注册(IEA)和能源系统必威体育在线注册模型部署到通知IPCC。重要的是,IEA场景通常用于校准IPCC的场景。由此产生的预测表明煤炭大角色,加上捕获和储存二氧化碳地下,核能和生物能。

但从历史上看,这些研究似乎对太阳能有偏见。在我们的自然能量分析中,我和必威体育在线注册我的同事都表明,预测IEA(下面的图,黑色线条)绿色和平组织(绿线)——这当然是无罪的厌恶太阳能一直低估了部署的实际利率(红线)。

国际能源机构,一个关键的参考模型,预测增长率的16 - 32%每年在1998和2010之间。事实上,真正增长20 - 72%不等,年平均为38%。这种差异造成了巨大under-predictions多少太阳能将被安装。

而平均增长率19%会导致在未来10年增长470%,增长率为38%可以生产能力在十年内增加了2500%。即使是最乐观的场景中,从2007年到2010年,绿色和平组织公布的低估了太阳能的增长。最初的高增长率有望下降到每年24 - 32%,速度超过了实际的发展。

模型和场景低估了太阳能光伏产业的发展不是一次,但是反复,所以预测和现实之间的差距没有缩小。

丢失的模型

为什么会有这样的期望和现实之间的差距?诚然,太阳能的发展,从一个小基地,一直是惊人的。一些技术已经容纳不了这么快。

消费者愿意支付溢价绿色科技在自己的屋顶上,而雄心勃勃的政策工具(如德国的Feed-in-Tariff和加州的可再生能源组合标准推动可再生能源比预期快得多。

这些迄今为止不佳被能源系统动力学模型,往往代表不同的气候政策的复杂混合的简化和程式化的方式——例如,作必威体育在线注册为一个单一,整个经济的碳价格。这些模型还假设社会总是寻求降低成本,忽视个人喜好的潜在作用。

最重要的是,快速初始部署成本迅速下降,持续造成的。事实上,太阳能模块成本下降了约23%在装机容量翻一番,这一现象被称为“技术学习”。传统上,技术学习已经不足体现在许多模型。

的除去成本太阳能现在削弱化石燃料在竞争激烈的市场。等众多地区的迪拜、墨西哥和智利最好的太阳能光伏项目是卖不到0.03美元每千瓦小时(kWh)。在印度和赞比亚,一些光伏项目发电达到或者低于0.06美元/千瓦时,而煤炭。

最后一个因素解释了为什么模型低估了太阳能成本预测的其他技术。因此,他们不仅高估了太阳能的成本,他们也对降低成本过于乐观的替代品,甚至未能预见成本上升。

现实的潜在

在我们的分析,我们提出了新的太阳能的现实潜力的估计使用全局模型的能量系统,经济和气候,叫做必威体育在线注册提醒波茨坦气候影响的研究。

我们插入这个模型中观察到的太阳能的发展能力和成本,以及修正方法估算技术学习。这是地上的一个关键参数成本,换句话说在光伏技术学习的成本水平。

我们的结果是显著的。到2050年,太阳能电力供应的30%,在竞争激烈的市场中(没有补贴)在世界范围内,在悲观的假设在地板上成本和50%更为乐观的假设。

换句话说,我们的电力系统将从依赖一致的“基本负载”煤转化为变量的太阳能。这提供了一个前景光明的减缓气候变化,但也会改变,和要求,全球电力市场。

实现这一太阳能潜力取决于至关重要的政策主张和支持。煤炭和其他化石燃料的根深蒂固,背后巨大的政治权力。此外,化石燃料可以提供电力时要求,而太阳可能不是眼前一亮电力消费者的需求。

随着太阳能中央能源供应,电池系统和存储变得越来越重要。必威体育在线注册一些佛蒙特州等州已经部署的特斯拉的家电池系统来帮助稳定电网。在明尼苏达州,一项研究表明太阳能电池存储在一起更划算平衡电网比天然气。

电池成本下降得更快比太阳能。这是一个幸运的巧合,存储成本而不是光伏成本将太阳能投资的决定因素。另一个新的研究中,也只是发表在自然能源必威体育在线注册发现,结合太阳能、风能和电池存储似乎都可以直接与化石燃料竞争为基础的电力期权。

当然,有效减缓气候变化的不确定,即使使用太阳能和风能的上升。在缺乏坚实的措施消除煤,天然气和石油从能源系统,化石燃料与可再生能源在一个不适当的平衡共存了几十年。必威体育在线注册定价通过碳污染严重的煤炭税收将补充政策旨在促进全球电力混合太阳能的份额。