太陽能供電計費方式：以美元/千瓦小時替代傳統的美元/瓦

Chris Schairbaum / 德州儀器能源技術策略總監

    德州儀器(TI)贊助在美國華盛頓舉行的“太陽能十項全能技術大賽(Solar Decathlon)”。與2007年相同，20支大學參賽隊伍會在2009年的比賽中同臺較勁，每一支團隊都會經歷住宅建筑、產品采購，以及出現問題、處理問題、迅速解決問題、第二天又出現許多“問題”的無止盡設計修改，進而在這樣的過程中獨辟蹊徑地開創出自己的技術方法。對這些大學生和研究生而言，他們可以提早接觸現實世界中的私人企業。

    TI在太陽能方面已經研究很長一段時間。通常，太陽能產業以美元/瓦($/W)來計算太陽能裝置。例如，200瓦太陽能板(也稱作模塊)的規范輸出峰值為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(10x200W)。

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

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

    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美元這一費用除以各戶人家的2,000瓦系統，這便是傳統的太陽能產業計費方法，結果為8.50美元/瓦。

    目前在大多數的地方，若不計算聯邦、州或當地實施的減稅和獎勵政策，費率大約在5美元/瓦到9美元/瓦之間。許多業界人士認為此一數值應達到1美元/瓦或更低，因為該行業需要這樣低的費率來達到市電同價(grid parity)，并使消費者和商業用戶廣泛采用太陽能。

    以美元/瓦來計費的問題在于它無法將特定太陽能裝置所產生的可用能源總量納入考慮。根據美元/瓦來購買和評價太陽能裝置，就如同現在僅根據卷標上的處理器速度來購買計算機一樣。一臺價值1,000美元、處理器速度為2GHz的計算機，若按照此一算法將會得到500美元/GHz的數值。這是一個有趣的數字，但它并未提供任何有關開機時間、頁面下載速度、紅眼照片編輯速度、DVD刻錄時間等信息。

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

    若需要知道太陽能供電如何優于0.10美元/kWh，太陽能裝置就遇到了工業標準中以美元/瓦來計費的第一個問題——它提供了兩種截然不同的電費數值。因此，人們需要將8.50美元/瓦的太陽能裝置成本轉換為x.xx美元/kWh，才能知道好不好。這就是讓人非常困惑的地方，因為并非所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，采用高質量的太陽能電池、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包含預計在未來數年內能夠在太陽能電池和逆變器電子組件上看到的進步技術，費率為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電量卻差很多，導致極大不同的美元/kWh。說到底，美元/kWh才是人們所關心的，它是今天決定付費的計算方法，同時還會是將來太陽能經濟競爭力的最終評判。

    不斷改變的裝置技術、逆變器拓撲結構、太陽能電池效率、控制電子組件和總系統安裝成本，將會決定太陽能的投資報酬率。人們依靠規模經濟和工程創新的平衡來獲得與市電同價相當的美元/kWh和太陽能裝置投資報酬率(ROI)。按照近來太陽能產業急遽成長的投資和研究看來，市電同價的目標已近。■