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美国研究报告称:美国光伏和电池储能系统成本持续下降

日期:2021-11-23    来源:solarindustry

国际储能网

2021
11/23
16:03
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关键词: 光伏和电池储能系统 储能成本 光储项目 光伏测试

据报道,美国国家可再生能源实验室(NREL)日前发布了光伏和电池储能系统的年度安装成本明细报告。这份名为《2021年第一季度美国光伏系统和储能成本基准》报告详细列出了截至2021年第一季度的光伏系统安装成本。

户用、商业屋顶和公用事业规模光伏系统的成本继续下降——与去年相比分别下降了3%、11%和12%。与前几年不同,今年各应用场景的系统成本有所增加或持平。然而,系统成本的增加被组件成本降低19%所抵消,使整体成本继续维持十年来的下降趋势。

该报告的作者使用了一种自下而上的成本建模方法,这种方法考虑了安装过程中产生的所有系统和项目开发成本,以模拟户用、商业和公用事业规模光伏系统的成本(无论有或没有配套部署储能系统)。他们还从安装成本的角度模拟了典型的安装技术和业务运营模式。这一策略可确保硬件成本反映组件的实际采购成本以及支付给安装商的成本,其中包括利润。这些基准假设商业环境未受到新冠疫情的影响,并代表了美国平均水平。

NREL的太阳能和储能技术经济分析师VigneshRamasamy说:“由于疫情期间与建筑相关的原材料成本增加,系统材料成本的总余额或者保持相对不变,或者在某些情况下,与2020年第一季度报告的系统成本余额相比略有增加。促使2021年第一季度光伏和储能系统安装成本降低的主要因素是更低的组件成本、更高的组件效率和更低的电池组成本。”

从2020年开始,NREL就在其年度报告中加入了光储项目和独立储能项目的成本。而2021年基准报告发现,户用和工商业光储系统的成本持续下降,公用事业规模光储系统的成本下降幅度最大(最多下降12.3%)。独立储能系统的成本也有所下降。

系统安装总成本的一个主要组成部分是光伏组件的成本。在其名为《光伏组件技术:2020年基准成本和技术演进框架结果》报告中,NREL的研究人员计算了组件的最低可持续价格(MSP),即支持业务长期可持续发展所需的价格。具体而言,该报告通过使用自下而上的制造成本分析和15%的毛利率来计算价格。

该报告对三种成熟的、实现量产的光伏组件,以及目前正在开发或试生产的两种具有发展前途的光伏组件进行了基准测试。晶硅在当前的光伏市场中占主导地位,其MSP是最低的——晶体硅的成本为0.25至0.27美元/W。

碲化镉(CdTe)组件的MSP略高(0.28美元/W),而铜硒化铜铟镓(CIGS)的MSP则更高(0.48美元/W),这主要是由于劳动力、设备和设施的成本增长。该报告提供了进一步减少MSP的技术路线图。晶硅和碲化镉组件的价格在短期和长期内将持平,而CIGS溢价有所下降,但成本差异仍然很大。

报告考虑的两种正在发展的技术是III-V族化合物和钙钛矿。III-V族化合物的MSP基准价格为77美元/W,远高于目前成熟技术的基准,所以该技术目前仅应用在太空和地面聚光器等小众市场。这一问题反映在III-V族技术发展路线图中,即使部分成本又降低的可能,但该技术成本的长期预测仍为20美元/W,比其他技术的长期MSP高两个数量级。然而,III-V族组件仍然值得开发,因为它们是市场上效率最高的光伏产品。目前,多结III-V族组件的最高效率为47.1%,甚至可能更高。

这份报告中,NREL首次对钙钛矿光伏组件进行了技术经济性评估。小规模生产的单片钙钛矿组件的MSP为0.38美元/W。假设组件效率可在不提高成本的基础上得到提升,那么钙钛矿潜在的成本降低预计将MSP降低到0.18美元/W。钙钛矿还可以在多结配置中与其他光伏技术相结合。该报告根据试生产结果估计早期生产中硅基钙钛矿串联组件的MSP为0.31美元/W。

随着生产规模的增长和制造经验的积累,规模经济带来的成本降低也很重要,但它们并未包含在NREL的成本降低路线图中。这一分析报告未涵盖的其他重要组件价格驱动因素包括全球供需波动、与光伏开发和制造相关的美国国内政策、贸易政策和企业战略。然而,将自下而上的组件MSP结果与组件市场价格进行比较,将有助于阐明这些其他驱动因素的影响。


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