太陽能供電計(jì)費(fèi)方式：以美元/千瓦小時替代傳統(tǒng)的美元/瓦

Chris Schairbaum / 德州儀器能源技術(shù)策略總監(jiān)

    德州儀器(TI)贊助在美國華盛頓舉行的“太陽能十項(xiàng)全能技術(shù)大賽(Solar Decathlon)”。與2007年相同，20支大學(xué)參賽隊(duì)伍會在2009年的比賽中同臺較勁，每一支團(tuán)隊(duì)都會經(jīng)歷住宅建筑、產(chǎn)品采購，以及出現(xiàn)問題、處理問題、迅速解決問題、第二天又出現(xiàn)許多“問題”的無止盡設(shè)計(jì)修改，進(jìn)而在這樣的過程中獨(dú)辟蹊徑地開創(chuàng)出自己的技術(shù)方法。對這些大學(xué)生和研究生而言，他們可以提早接觸現(xiàn)實(shí)世界中的私人企業(yè)。

    TI在太陽能方面已經(jīng)研究很長一段時間。通常，太陽能產(chǎn)業(yè)以美元/瓦($/W)來計(jì)算太陽能裝置。例如，200瓦太陽能板(也稱作模塊)的規(guī)范輸出峰值為200瓦。因此，如果在房頂上放置10塊這樣的太陽能板，就等于安裝了一個2,000瓦的系統(tǒng)(10x200W)。

    當(dāng)然，2,000瓦也可稱作2千瓦(kW)；就理論上的峰值表現(xiàn)而言(所謂“理論”當(dāng)然就是絕不會出現(xiàn)的意思)，人們期望在萬里無云、陽光明媚的天氣狀況下，能夠有2kW的電進(jìn)入自己的家…(但實(shí)際上這一數(shù)值不到1.6kW，而且還需取決于具體的天氣狀況）。

    假設(shè)每塊太陽能板要價500美元，那么2kW的太陽能逆變器(將太陽能產(chǎn)生的電流從DC轉(zhuǎn)換為AC的一個盒子)就要花費(fèi)2,000美元；另外，安裝承包商要收取人力、電線、支持系統(tǒng)、執(zhí)照許可、二次配線(utility hook-up)，以及所有其他以太陽能安裝為名義的“系統(tǒng)費(fèi)用差額”等共計(jì)1萬美元的費(fèi)用。

    在不考慮賦稅減免信貸、折扣或其他省錢措施的情況下，所有這些費(fèi)用加起來(500美元x10+2,000美元+1萬美元)就要1萬7,000美元。將1萬7,000美元這一費(fèi)用除以各戶人家的2,000瓦系統(tǒng)，這便是傳統(tǒng)的太陽能產(chǎn)業(yè)計(jì)費(fèi)方法，結(jié)果為8.50美元/瓦。

    目前在大多數(shù)的地方，若不計(jì)算聯(lián)邦、州或當(dāng)?shù)貙?shí)施的減稅和獎勵政策，費(fèi)率大約在5美元/瓦到9美元/瓦之間。許多業(yè)界人士認(rèn)為此一數(shù)值應(yīng)達(dá)到1美元/瓦或更低，因?yàn)樵撔袠I(yè)需要這樣低的費(fèi)率來達(dá)到市電同價(grid parity)，并使消費(fèi)者和商業(yè)用戶廣泛采用太陽能。

    以美元/瓦來計(jì)費(fèi)的問題在于它無法將特定太陽能裝置所產(chǎn)生的可用能源總量納入考慮。根據(jù)美元/瓦來購買和評價太陽能裝置，就如同現(xiàn)在僅根據(jù)卷標(biāo)上的處理器速度來購買計(jì)算機(jī)一樣。一臺價值1,000美元、處理器速度為2GHz的計(jì)算機(jī)，若按照此一算法將會得到500美元/GHz的數(shù)值。這是一個有趣的數(shù)字，但它并未提供任何有關(guān)開機(jī)時間、頁面下載速度、紅眼照片編輯速度、DVD刻錄時間等信息。

    電費(fèi)費(fèi)率一般以千瓦小時(kWh)計(jì)算，這種以1小時時間內(nèi)使用1,000瓦來定價較為合理。根據(jù)定義，市電同價為太陽能發(fā)電成本(x.xx美元/kWh)等于傳統(tǒng)燃煤發(fā)電成本(x.xx美元/kWh）。筆者所住的地區(qū)，電表上的燃煤發(fā)電平均值大約為0.10美元/kwh，但這也有可能因地區(qū)不同而產(chǎn)生很大的差異。

    若需要知道太陽能供電如何優(yōu)于0.10美元/kWh，太陽能裝置就遇到了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中以美元/瓦來計(jì)費(fèi)的第一個問題——它提供了兩種截然不同的電費(fèi)數(shù)值。因此，人們需要將8.50美元/瓦的太陽能裝置成本轉(zhuǎn)換為x.xx美元/kWh，才能知道好不好。這就是讓人非常困惑的地方，因?yàn)椴⒎撬�有的太陽能裝置都一樣。下列為三種不同太陽能裝置的情況：

    裝置A是筆者的系統(tǒng)，采用高質(zhì)量的太陽能電池、逆變器控制以及諸多電子組件，并具備高效率、高穩(wěn)定性，可以得到0.28美元/kWh。裝置B采用較低性能的太陽能電池及逆變器控制，且效率較低。裝置C包含預(yù)計(jì)在未來數(shù)年內(nèi)能夠在太陽能電池和逆變器電子組件上看到的進(jìn)步技術(shù)，費(fèi)率為0.20美元/kWh。

    值得注意的是，所有裝置均的美元/W都一樣，但是它們的每日平均發(fā)電量卻差很多，導(dǎo)致極大不同的美元/kWh。說到底，美元/kWh才是人們所關(guān)心的，它是今天決定付費(fèi)的計(jì)算方法，同時還會是將來太陽能經(jīng)濟(jì)競爭力的最終評判。

    不斷改變的裝置技術(shù)、逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、太陽能電池效率、控制電子組件和總系統(tǒng)安裝成本，將會決定太陽能的投資報酬率。人們依靠規(guī)模經(jīng)濟(jì)和工程創(chuàng)新的平衡來獲得與市電同價相當(dāng)?shù)拿涝?kWh和太陽能裝置投資報酬率(ROI)。按照近來太陽能產(chǎn)業(yè)急遽成長的投資和研究看來，市電同價的目標(biāo)已近。■