Nghĩ đến việc đi năng lượng mặt trời? Giá đang tiếp cận chi phí điện lưới, nhưng chỉ ở một số nơi - cho đến nay. joncallas / flickr, CC BY-SA

Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia tuần này cho biết các tấm pin mặt trời trên mái nhà có khả năng tạo ra gần như 40 phần trăm điện Ở Mỹ Nhưng chi phí đi năng lượng mặt trời thì sao?

Nhiều người hỏi khi nào chi phí sản xuất điện từ các tấm quang điện mặt trời (PV) sẽ bằng hoặc ít hơn so với mua từ lưới điện - một điểm được gọi là chẵn lẻ lưới lưới có thể đẩy nhanh việc áp dụng năng lượng mặt trời.

Nhưng khi hỏi, họ thường so sánh táo để cam và quên rằng câu trả lời khác nhau từ nơi này đến nơi khác và từ một loại cài đặt khác.

Ví dụ, điện từ các hệ thống năng lượng mặt trời quy mô tiện ích (thường là các mảng lớn trong đó các tấm từ từ thay đổi độ nghiêng và hướng để đối mặt với ánh nắng mặt trời cả ngày) thường có chi phí thấp hơn điện được sản xuất từ ​​các tấm pin mặt trời cố định trên nhà của ai đó. Ngoài ra, giá điện dân dụng, trung bình khoảng Xu 12 mỗi kilowatt-giờ tại ở Mỹ, cao hơn nhiều so với giá điện bán buôn - các tiện ích giá trả cho máy phát điện - đó là thường ít hơn 4 cent cho mỗi kilowatt-giờ.

Đồng thời, các tiểu bang khác nhau có ít nhiều mặt trời - năng lượng mặt trời ở Florida thường kinh tế hơn ở Alaska chẳng hạn. Tất cả những yếu tố này làm cho câu hỏi phức tạp hơn mọi người có thể dự đoán.

Làm thế nào, sau đó, chúng ta có thể so sánh chi phí của năng lượng mặt trời trên mái nhà với chi phí mua điện từ lưới điện địa phương và từ đó tìm ra khi nào các quốc gia sẽ đạt điểm ngang bằng lưới điện?

Đưa một con số vào chi phí năng lượng mặt trời

Chi phí điện, hoặc trung bình, từ một mảng điện mặt trời được lấy từ tất cả số tiền bỏ ra để mua, lắp đặt, tài trợ và bảo trì hệ thống chia cho tổng lượng điện mà hệ thống dự kiến ​​sẽ sản xuất trong suốt vòng đời của nó. Chúng tôi gọi giá trị này là Chi phí điện được phân cấp (LCOE) và nó được biểu thị bằng đô la mỗi kilowatt-giờ ($ / kWh). Số liệu tương tự có thể được sử dụng để xác định chi phí cho một nhà máy than hoặc khí đốt tự nhiên. Các nhà hoạch định thích nó bởi vì nó giảm chi phí của một nhà máy điện trong một khoảng nhiều thập kỷ thành một con số duy nhất.

Mặc dù có những điểm mạnh của LCOE như một thước đo - nó rất dễ hiểu và được sử dụng rộng rãi - nó cũng có một số khuyết điểm. Cụ thể, nó để lại sự thay đổi về địa lý, thay đổi theo mùa và thường bỏ qua chi phí cho các tác động môi trường như chi phí phát thải carbon. Số liệu này hơi đơn giản khi so sánh các máy phát điện gió và mặt trời biến đổi với các nhà máy điện mà bạn có thể bật và tắt tùy ý, chẳng hạn như các nhiên liệu được cung cấp bởi uranium, than và khí tự nhiên.

Ngày nay, chi phí trung bình của năng lượng từ pin mặt trời tại Mỹ được báo cáo là Xu 12.2 mỗi kWh, tương đương với tỷ lệ bán lẻ trung bình.

Những người theo dõi chặt chẽ về giá điện có thể nghĩ rằng nó ngang bằng với những gì họ đang trả cho điện tại nhà. Tuy nhiên, con số này có thể gây hiểu nhầm bởi vì nó đại diện cho giá trung bình của năng lượng mặt trời quy mô tiện ích trên khắp Hoa Kỳ, không nhất thiết là chi phí sản xuất điện từ các tấm pin mặt trời trong nhà của chúng ta.

Vì vậy, làm thế nào để chúng ta biết năng lượng mặt trời dân cư gần với lưới điện nơi bạn sống như thế nào? Cuối cùng, điều đó phụ thuộc vào hai điều: bạn trả bao nhiêu tiền điện mua từ lưới điện địa phương và bạn có thể được trả bao nhiêu cho điện bạn có thể sản xuất từ ​​PV. Chúng ta hãy nhìn vào cả hai.

Bạn nhận được bao nhiêu mặt trời?

Cơ quan Thông tin Năng lượng (EIA) đã tạo ra một Bản đồ của giá bán điện bình quân theo mã zip, Tính trung bình để cấp quận và làm lại của tác giả trong bản đồ dưới đây. Các màu đỏ đậm (hoặc tối hơn) màu sắc cho thấy giá điện sinh hoạt trung bình cao hơn.

Bản đồ giá điện bình quân trên ĐTM Mỹgiá điện khác nhau rất nhiều trên khắp đất nước, và những khác biệt này có thể được gây ra bởi một số lý do kinh tế, lịch sử hoặc quy định. Tương tự như vậy, các chi phí của năng lượng mặt trời và sự sẵn có của các nguồn tài nguyên năng lượng mặt trời (tức là, làm thế nào thường xuyên và mạnh mẽ như thế nào mặt trời chiếu sáng) cũng không đồng nhất trên khắp nước Mỹ con số dưới đây cho thấy LCOE của năng lượng mặt trời ở trên tất cả các quận trên toàn quốc.

LCOE của năng lượng mặt trời dân cư trên khắp Hoa KỳDữ liệu về chi phí năng lượng mặt trời dân cư được lấy từ một dự án nghiên cứu quy mô lớn đang diễn ra tại Viện Năng lượng tại Đại học Texas ở Austin. Các giả định chính đằng sau dữ liệu là tổng chi phí Mỹ $ 3.50 / Watt cho việc lắp đặt pin mặt trời cho một mảng cố định chỉ về phía nam với độ nghiêng 25 độ. Dữ liệu sản xuất năng lượng mặt trời dựa trên Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia 2013 nghiên cứu.

Đó là hướng nam và độ nghiêng đại diện cho một quy tắc của ngón tay cái và có thể không phải là vị trí năng lượng mặt trời tối ưu ở mọi địa phương.

Bộ Năng lượng Mỹ Sáng kiến ​​SunShot có một mục tiêu đã nêu là hạ thấp việc lắp đặt hệ thống PV năng lượng mặt trời dân cư xuống $ 1.50 / watt. Các bảng PV giá rẻ từ Trung Quốc đã giảm chi phí phần cứng đến mức giá của toàn bộ hệ thống PV hiện đang bị chi phối bởi các chi phí mềm của Wap - cụ thể là mua lại khách hàng, lắp đặt, chuỗi cung ứng, giấy phép, v.v. chi phí tiếp tục giảm.

Trong khi những cắt giảm chi phí là rất ấn tượng, người lái xe lớn trong chi phí năng lượng được sản xuất ra lượng bức xạ mặt trời đập vào các tấm pin mặt trời. Rõ ràng, một số địa điểm là có nhiều ánh nắng hơn những người khác vì vậy một mảng năng lượng mặt trời ở Arizona sẽ tạo ra năng lượng nhiều hơn một trong tiểu bang Washington, làm cho hệ thống kinh tế cho các chủ sở hữu nhà.

Và, chi phí điện hiện hành thay đổi trên toàn quốc. Một số khu vực có chi phí điện lưới thấp nhất (ví dụ: Washington) có một số chi phí năng lượng mặt trời cao nhất vì mức độ ánh nắng mặt trời thấp. Sẽ rất khó để làm cho năng lượng mặt trời đạt được ngang bằng ở những địa điểm đó.

Mặt khác, có những địa điểm khác có giá điện lưới cao và LCOE năng lượng mặt trời tương đối thấp, bao gồm New Mexico, California và Hawaii; những nơi này là vị trí đắc địa để năng lượng mặt trời được bình đẳng sớm hơn.

Mục tiêu di động

Để minh họa điểm này, chúng tôi lấy cùng một thông tin làm nền tảng cho bản đồ chi phí năng lượng mặt trời và giảm tổng chi phí lắp đặt của năng lượng mặt trời đã lắp đặt theo mức tăng $ 0.50 / Watt - từ $ 3.50 / Watt xuống còn $ 1.50 / Watt (mục tiêu của SunShot). Sau đó, chúng tôi có thể trừ tỷ lệ điện từ LCOE năng lượng mặt trời ở mỗi quận. Khi sự khác biệt này bằng XNUMX hoặc âm (giá điện> LCOE), chúng tôi có thể ước tính khi nào quận đó sẽ ở mức ngang bằng lưới điện đối với điện mặt trời dân dụng.

Dưới đây là một GIF cho thấy ước tính của điểm tương đương khi giá mặt trời lắp đặt giảm. Lưu ý rằng tổng chi phí lắp đặt bao gồm tín dụng thuế đầu tư liên bang và bất kỳ khoản giảm giá và ưu đãi thuế địa phương nào.

GIF hiển thị các vị trí nơi LCOE năng lượng mặt trời dân cư đạt ngang bằng với giá điện trung bình tại địa phương với các chi phí lắp đặt năng lượng mặt trời khác nhau.Những tính toán và ước tính đi kèm với một số hãy cẩn thận. Đầu tiên, tính toán trên giả định rằng chủ sở hữu PV được trả tiền cho thế hệ của họ với mức giá điện tiêu chuẩn trong khu vực của họ. Sự sắp xếp này thường được gọi là đo lường mạng.

Nhưng có một loạt các cách mà các tiện ích tương tác với khách hàng đã cài đặt pin mặt trời. Một số tiện ích có thể trả giá thị trường bán buôn cho chủ nhà đối với lượng điện dư thừa mà họ cung cấp vào lưới điện từ các bảng của họ, có xu hướng thấp hơn đáng kể so với giá bán lẻ. Nếu các tiện ích trả tiền cho chủ nhà dựa trên tỷ lệ bán buôn, thay vì tỷ lệ bán lẻ, năng lượng mặt trời sẽ ít kinh tế hơn.

Nhưng đó không phải là tất cả. Người ta có thể thêm vào các chi phí lợi ích của việc giảm lượng khí thải CO2 và các chất ô nhiễm khác. Mặt khác, có những chi phí liên quan đến "làm săn chắc lên" năng lượng mặt trời khi nó ban đêm hay đục.

Hãy ghi nhớ những yếu tố này, câu trả lời cho câu hỏi, Liệu nó có ý nghĩa kinh tế đối với tôi khi lắp đặt năng lượng mặt trời không? Như bản đồ chứng minh, điều quan trọng cần xem, ngoài bất kỳ thay đổi nào về chi phí điện, là chi phí chung của năng lượng mặt trời sẽ giảm nhanh như thế nào.

Giới thiệu về Tác giả

Joshua D. Rhodes, Nghiên cứu Postdoctoral Năng lượng, Đại học Texas ở Austin. nghiên cứu hiện nay của ông xem xét các lĩnh vực ứng dụng lưới điện thông minh ở bao gồm các ứng dụng hệ thống cấp hiệu quả năng lượng và hệ phân tán. Ông cũng quan tâm đến chính sách và các tác động chính sách tốt có thể có về hiệu quả của nền kinh tế địa phương, đặc biệt là chính sách mà sử dụng các lực lượng thị trường để nâng cao hiệu quả của các cổ phiếu xây dựng khu dân cư.

Bài viết này ban đầu xuất hiện trên The Conversation

Sách liên quan:

at Thị trường InnerSelf và Amazon