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NREL：美國光伏和光儲系統成本持續下降
來源:solarindustry
戶用、商業屋頂和公用事業規模光伏系統的成本繼續下降——與去年相比分別下降了3%、11%和12%。與前幾年不同，今年各應用場景的系統成本有所增加或持平。然而，系統成本的增加被組件成本降低19%所抵消，使整體成本繼續維持十年來的下降趨勢。
該報告的作者使用了一種自下而上的成本建模方法，這種方法考慮了安裝過程中產生的所有系統和項目開發成本，以模擬戶用、商業和公用事業規模光伏系統的成本(無論有或沒有配套部署儲能系統)。他們還從安裝成本的角度模擬了典型的安裝技術和業務運營模式。這一策略可確保硬件成本反映組件的實際采購成本以及支付給安裝商的成本，其中包括利潤。這些基準假設商業環境未受到新冠疫情的影響，并代表了美國平均水平。
NREL的太陽能和儲能技術經濟分析師VigneshRamasamy說：“由于疫情期間與建筑相關的原材料成本增加，系統材料成本的總余額或者保持相對不變，或者在某些情況下，與2020年第一季度報告的系統成本余額相比略有增加。促使2021年第一季度光伏和儲能系統安裝成本降低的主要因素是更低的組件成本、更高的組件效率和更低的電池組成本。”
從2020年開始，NREL就在其年度報告中加入了光儲項目和獨立儲能項目的成本。而2021年基準報告發現，戶用和工商業光儲系統的成本持續下降，公用事業規模光儲系統的成本下降幅度最大(最多下降12.3%)。獨立儲能系統的成本也有所下降。
系統安裝總成本的一個主要組成部分是光伏組件的成本。在其名為《光伏組件技術：2020年基準成本和技術演進框架結果》報告中，NREL的研究人員計算了組件的最低可持續價格(MSP)，即支持業務長期可持續發展所需的價格。具體而言，該報告通過使用自下而上的制造成本分析和15%的毛利率來計算價格。
該報告對三種成熟的、實現量產的光伏組件，以及目前正在開發或試生產的兩種具有發展前途的光伏組件進行了基準測試。晶硅在當前的光伏市場中占主導地位，其MSP是最低的——晶體硅的成本為0.25至0.27美元/W。
碲化鎘(CdTe)組件的MSP略高(0.28美元/W)，而銅硒化銅銦鎵(CIGS)的MSP則更高(0.48美元/W)，這主要是由于勞動力、設備和設施的成本增長。該報告提供了進一步減少MSP的技術路線圖。晶硅和碲化鎘組件的價格在短期和長期內將持平，而CIGS溢價有所下降，但成本差異仍然很大。
報告考慮的兩種正在發展的技術是III-V族化合物和鈣鈦礦。III-V族化合物的MSP基準價格為77美元/W，遠高于目前成熟技術的基準，所以該技術目前僅應用在太空和地面聚光器等小眾市場。這一問題反映在III-V族技術發展路線圖中，即使部分成本又降低的可能，但該技術成本的長期預測仍為20美元/W，比其他技術的長期MSP高兩個數量級。然而，III-V族組件仍然值得開發，因為它們是市場上效率最高的光伏產品。目前，多結III-V族組件的最高效率為47.1%，甚至可能更高。
這份報告中，NREL首次對鈣鈦礦光伏組件進行了技術經濟性評估。小規模生產的單片鈣鈦礦組件的MSP為0.38美元/W。假設組件效率可在不提高成本的基礎上得到提升，那么鈣鈦礦潛在的成本降低預計將MSP降低到0.18美元/W。鈣鈦礦還可以在多結配置中與其他光伏技術相結合。該報告根據試生產結果估計早期生產中硅基鈣鈦礦串聯組件的MSP為0.31美元/W。
隨著生產規模的增長和制造經驗的積累，規模經濟帶來的成本降低也很重要，但它們并未包含在NREL的成本降低路線圖中。這一分析報告未涵蓋的其他重要組件價格驅動因素包括全球供需波動、與光伏開發和制造相關的美國國內政策、貿易政策和企業戰略。然而，將自下而上的組件MSP結果與組件市場價格進行比較，將有助于闡明這些其他驅動因素的影響。
