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BYPJT7太阳能电池板,特写镜头
太阳能板,特写镜头。 信用:photoalto / alamy股票照片。
客人帖子
2017年8月25日16:00

帖子:为什么太阳能保持低估

Felix Creutzig博士

Felix Creutzig博士

下午1:00 25.08.2017 |
客人的帖子 帖子:为什么太阳能保持低估

Felix Creutzig博士是柏林技术大学人类住区可持续发展经济学的董事,是柏林全球公共和气候变化的Mercator研究所的土地利用,基础设施和运输工作组负责人。

根据需要避免危险的气候变化,有竞争思考能源系统的最佳技术,以迅速脱碳。必威体育在线注册

一些方案强调碳捕获和储存的作用,以使燃煤和燃气发电厂更加气候友好。另一些人则认为是核能,而第三类人则对可再生能源更必威体育在线注册为乐观。

但是,即使这些更乐观的前景也极大地低估了太阳能的潜力是合理的。在分析中,刚刚发表在自然能源必威体育在线注册我的同事和我问为什么这发生了,太阳能有助于气候缓解。

太阳能的场景

可再生能源对未来能源组合的预期贡献有巨大变化。必威体育在线注册一个场景比较研究这些都流入了政府间气候变化小组政府间气候变化专门委员会(IPCC)发现,在保持气温低于2摄氏度的情况下,到2050年,全球太阳能发电量为每年8-35艾焦耳(EJ)。

这相当于全球电力供应的5-17%。相比之下,同一项研究预计,到2050年,以生物质为基础的能源每年供应50-90EJ。必威体育在线注册

必威体育在线注册能源期货通常是根据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的部署,以通知IPCC。重要的是,国际能源机构的设想常常被用来校准IPCC的设想。由此得出的预测结果表明,煤炭以及在地下、核能和生物质中捕获和储存二氧化碳将发挥重要作用。

但历史上,这些研究似乎偏离了太阳能。在我们的自然能源分析中,我的必威体育在线注册同事和我展示了IEA(图表中的黑线)和下面的黑线)和绿色和平(绿线) - 肯定没有犯厌恶太阳能 - 一贯低估了实际部署速度(红线)。

太阳能光伏能力(Gigawatts,红线)实际增长,从IEA(黑线),德国全球变革(WGBU,蓝线)甚至绿色和平咨询委员会(绿线)的IEA(黑线)一直表现出昂贵的预测。资料来源:2017年Creutzig。

国际能源署(IEA)是所有模型制定者的主要参考,它预测1998年至2010年间的年增长率为16-32%。事实上,实际增长率在20-72%之间,年平均增长率为38%。这一差异导致了对太阳能安装数量的严重低估。

虽然平均增长率为19%的增长率超过10年的增长率为470%,但增长率为38%的增长率可能在十年内产生2,500%的能力。即使是由2007 - 2010年的GreenPeace出版的最乐观的情景,无忧无虑的太阳能增长。最初,预计高增长率将每年跌至24-32%,这是现实世界发展所超越的速度。

模型和情景不是一次,而是一次又一次地低估了太阳能发电能力的增长,因此预测和现实之间的差距无法缩小。

缺少模型

为什么期望和现实之间存在这种差距?不可否认,从小型群开始,太阳能的增长已经壮观。很少有技术暂停这么快。

消费者证明愿意在自己的屋顶上为绿色技术支付溢价,而德国饲料型课程和加利福尼亚州的可再生组合标准等雄心勃勃的政策仪器推动了可再生能源的速度比预期快得多。

到目前为止,这些动态却被能量系统模型捕获不佳,这倾向于以简化和程式化的方式代表不同气候政策的复杂组合 必威体育在线注册- 例如,作为单一的经济性碳价格。这些模型还假设社会将始终寻求最小化成本,忽略个人喜好的潜在作用。

最重要的是,更快的初始部署导致成本迅速且始终如一。实际上,太阳能模块成本减少了约23%,每次装机容量都加倍,一个被称为现象“技术学习”。传统上,技术学习在许多模型中没有得到充分反映。

除去成本太阳能在竞争市场中削弱化石燃料。在迪拜,墨西哥和智利等多样化的地方,最好的太阳能光伏项目销售电力低于每千瓦时(千瓦时)。在印度或赞比亚,一些光伏项目在0.06美元/千瓦时生产电力,露出煤炭。

解释为什么模型低估的太阳能是其其他技术的成本预测。因此,他们不仅高估了太阳能的成本,它们也过于乐观地对替代品的成本降低,甚至未能预见到预见的成本增加。

现实潜力

在我们的分析中,我们使用了一个全球能源系统、经济和气候模型,对太阳能的实际潜力进行了新的估计必威体育在线注册提醒,来自波茨坦的气候影响研究所。

我们插入了这一模型,观察了太阳能的发展及其成本,以及修订方法来估算技术学习率。这是一个重要的参数是楼层成本,换句话说,PV水平技术学习的成本。

我们的成果是显著的。到2050年,在全球竞争市场(没有补贴)中,太阳能提供了30%的电力,这是在最低成本的悲观假设下,而在更乐观的假设下,这一比例将达到50%。

换句话说,我们的电力系统将从依赖始终如一的“基负荷”煤转变为可变的太阳能。这为缓解气候变化提供了某种光明的前景,但也将改变全球电力市场的格局和需求。

要实现太阳能的这种潜力,将有赖于关键的政策支持。煤炭和其他化石燃料根深蒂固,背后有相当大的政治力量。此外,化石燃料可以在任何需要的时候提供电力,而在消费者需要电力的时候,太阳可能不会发光。

随着太阳能对能源供应的核心,电池系统和存储越来越重要。必威体育在线注册一些佛蒙特州等州已经部署了特斯拉的家庭电池系统,以帮助稳定电网。在明尼苏达州,一项研究表明,太阳能和电池存储是一个更划算比天然气更能平衡电网。

电池成本甚至比太阳能的成本更快。这是一个幸运的巧合,因为存储成本而不是光伏成本将是太阳能投资的决定因素。另一个新的研究,也刚刚发表在自然能源必威体育在线注册,发现太阳能,风电池和电池存储的组合可以合理地直接与基于化石的电力选择竞争。

当然,即使使用太阳能和风力电源,也没有保证有效的气候缓解。在没有固体措施的情况下从能量系统中除去煤炭,天然气和油,化石燃料可以共存在具有可再生能源的无力均衡中,几十年来。必威体育在线注册通过碳税将污染煤炭定价将补充政策,旨在提升太阳能电力组合的份额。

Creutzig等人。(2017)太阳能减轻气候变化的低估潜力。必威体育在线注册自然能源,必威体育在线注册doi: 10.1038 /必威体育在线注册 nenergy.2017.140

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