太阳能价格暴跌 光伏组件成本在4年中下降了99%

2019-10-13 17:54:33

过去四十年来,太阳能光伏(PV)模块的成本急剧下降,下降了99%,通常被誉为可再生能源技术的主要成功案例。但是一个问题从未得到完全解决:到底是什么导致了这一惊人的下降?

麻省理工学院研究人员的一项新分析已查明了节省的原因,包括最重要的政策和技术变化。例如,他们发现政府帮助发展市场的政策在降低这项技术的成本方面起着关键作用。在设备级别,主要因素是“转换效率”的提高,即给定数量的阳光产生的电量。

这些见解可以帮助告知未来的政策并评估其他技术是否可以实现类似的改进。麻省理工学院副教授Jessika Trancik,博士后Goksin Kavlak和研究科学家James McNerney的论文今天在《能源政策》杂志上报告了这一发现。

该团队研究了通过更改模块和制造工艺而影响成本的技术水平(“低水平”)因素。太阳能电池技术有了很大的进步。例如,这些电池在将阳光转化为电能方面变得更加高效。Trancik解释说,诸如此类的因素属于处理物理产品本身的低级机制。

该团队还估计了“高层”机制的成本影响,包括边做边学,研究与开发以及规模经济。例如,改进的生产工艺减少了生产缺陷电池的数量,从而提高了产量,以及更大的工厂带来了规模经济的事实。

这项研究涵盖了1980年至2012年(在此期间模块成本下降了97%),发现存在六个低层因素,占总体成本下降的10%以上,其中四个因素至少各占15%。结果表明:“必须转动许多不同的“旋钮”,以实现成本的稳步下降,” Trancik说。降低成本的机会越多,迅速用尽的可能性就越小。

研究表明,这些因素的相对重要性已经随着时间而改变。早些年,通过改进设备本身和制造方法,研发是降低成本的主要机制。然而,在过去的十年中,随着太阳能电池和模块制造厂的规模不断扩大,成本持续下降的最大因素是规模经济。

“这提出了一个问题,哪些因素可以帮助继续降低成本,”特兰西克说。“工厂规模的限制是什么?”

Trancik说,就政府政策而言,刺激市场增长的政策约占总成本下降的60%,因此“在降低成本方面发挥了重要作用”。刺激市场增长的政策包括可再生能源投资组合标准,上网电价和各种补贴等措施。她说,政府资助的研发活动占了其他40%,尽管在早期几年中公共研发活动起了更大的作用。

她补充说,这是重要的信息,因为“很长时间以来,人们一直在争论这些政策是否有效-它们是否真正在推动技术进步?现在,我们不仅可以回答这个问题,还可以说出多少。 ”

Trancik说,这项发现基于对设备级机制的建模而不是纯粹的相关性分析,为技术创新和减少排放的政策之间可能形成的“良性循环”提供了有力证据。随着排放政策的实施,低碳技术市场的增长,技术的改进以及未来减排的成本可能会下降。“这项分析有助于我们理解为什么会发生这种情况,以及反馈的强度。”

Trancik和她的同事们计划将类似的方法应用于分析其他技术,例如核电以及太阳能装置的其他部分,即所谓的系统平衡,包括安装所需的安装结构和功率控制器。太阳能模块-本研究未包括在内。Kavlak说:“我们开发的方法可以用作回顾性和前瞻性评估不同技术成本的工具。”

Trancik说:“这为建模技术变革提供了一种不同的方式,从设备级别一直到政策措施,以及介于两者之间的一切。” “我们正在打开技术创新的黑匣子。”

McNerney说:“展望未来,我们可以提高人们对通常会使技术快速改善的因素的直觉。将此工具应用于太阳能光伏发电只是我们可以做的开端。”

尽管研究集中在过去的性能上,但它确定的因素表明“该技术看起来确实存在进一步改善成本的机会”。研究结果还表明,研究人员应继续研究替代晶体硅的技术,而晶体硅是当今太阳能光伏技术的主要形式,但人们正在积极探索具有更高效率或更低材料成本的许多其他品种。

该研究还强调了在提高制造系统效率方面继续取得进展的重要性,而制造系统在降低成本方面的作用至关重要。Trancik说:“在这个方向上可能会有更多的收获。”

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