對于可再生能源的補(bǔ)貼一直是公共政策領(lǐng)域一個爭論不休的話題。各國對于太陽能和風(fēng)力發(fā)電這樣的新興產(chǎn)業(yè)所投入的資金已達(dá)數(shù)千億美元,就是希望有一天新能源會替代化石燃料,從而大大減少二氧化碳的排放量。
這種做法似乎正在見效,光伏電池板的價格自2008年以來降低了一半。由于光伏電池板占到了太陽能發(fā)電廠大約一半的成本,所以太陽能發(fā)電廠的成本在2010年至2013年也下降了22%。在一些陽光充足的地方,太陽能產(chǎn)生的電的價格與傳統(tǒng)燃煤或燃?xì)獍l(fā)電的價格已經(jīng)大體相當(dāng)。
目前,經(jīng)濟(jì)學(xué)家使用“平準(zhǔn)化成本”來考量新能源發(fā)電的成本。所謂的“平準(zhǔn)化成本”,就是用預(yù)計的電力供應(yīng)量(兆瓦)除以發(fā)電機(jī)組在其使用年限內(nèi)所有成本的凈現(xiàn)值(資本加運(yùn)營)所得出的數(shù)據(jù)。麻省理工學(xué)院的保羅·喬斯科指出,平準(zhǔn)化成本未將間歇性成本考慮在內(nèi),這也是有問題的。因為沒有風(fēng)就不能使用風(fēng)力發(fā)電,所以傳統(tǒng)發(fā)電廠還要補(bǔ)充可再生能源發(fā)電的不足,但是這些都沒有被計算在可再生能源的平準(zhǔn)化成本中。
此外,由于風(fēng)能和太陽能發(fā)電不穩(wěn)定,導(dǎo)致需求時而能滿足,時而不能滿足,難免會造成一些損失,如果將這個因素也計算進(jìn)去,那么,即使可再生能源與傳統(tǒng)能源平準(zhǔn)化成本相同,它們產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也可能較低。
美國著名智庫布魯金斯學(xué)會的查爾斯·弗蘭克從成本與效益的角度,對不同能源的利弊進(jìn)行了分析。其中,可再生能源的成本包括,修建和運(yùn)行發(fā)電廠的成本,開發(fā)相關(guān)技術(shù)耗費(fèi)的成本,當(dāng)風(fēng)力或太陽能發(fā)電廠處于停止發(fā)電狀態(tài)時后備電力花費(fèi)的成本,以及處理使用過的核燃料棒所花費(fèi)的成本等。而可再生能源所產(chǎn)生的收益則包括,相比燃煤或燃?xì)獍l(fā)電廠發(fā)電,節(jié)約下來的燃料成本,以及不用治理碳排放省下來的成本。將可再生能源的成本與收益進(jìn)行簡單的加減計算,就會發(fā)現(xiàn),可再生能源的成本其實比傳統(tǒng)能源高得多。
弗蘭克列舉了四類零碳能源(太陽能、風(fēng)能、水電與核能),再加上一種低碳排放能源(一種特別高效的燃?xì)獍l(fā)電廠),并把它們與各種傳統(tǒng)能源進(jìn)行了比較。很明顯,盡管低碳和無碳發(fā)電廠停止發(fā)電的時候會造成一些損失,但在停用期間,它們也不需要減排。
核能發(fā)電可能是利用效率最高、最環(huán)保的發(fā)電方式。同樣的發(fā)電量,核能能減少的二氧化碳排放量是風(fēng)能和太陽能的好幾倍。如果每排1噸二氧化碳需要花費(fèi)50美元,核能產(chǎn)生每兆瓦(1兆瓦等于1000千瓦)電所節(jié)省的碳排放費(fèi)用超過40萬美元,而風(fēng)能是近7萬美元,太陽能是10萬美元左右。
然而,建造核電站成本很高。位于英格蘭西南部辛克利角的一個新發(fā)電廠已經(jīng)耗資至少270億美元。從總體的成本和收益來看,化石燃料發(fā)電廠也有閑置的時候,太陽能和風(fēng)能發(fā)電廠的停產(chǎn)也必須將這些因素考慮進(jìn)去。弗蘭克稱這些為“節(jié)省生產(chǎn)力成本”,即綠色能源工廠沒有建立就不會對發(fā)電成本帶來影響。因此,1個裝機(jī)容量為1兆瓦,但是發(fā)電效率只有25%的風(fēng)能發(fā)電廠只能取代1個裝機(jī)容量為0.23兆瓦,但是發(fā)電效率可以達(dá)到90%的燃煤電廠。太陽能發(fā)電廠發(fā)電效率只有15%,比風(fēng)能更低。7個太陽能發(fā)電廠或4個風(fēng)力發(fā)電廠所生產(chǎn)的電只等同于1個同等規(guī)模的燃煤電廠所產(chǎn)生的電。
通過弗蘭克的計算,如果將所有的成本和收益合計,太陽能是迄今為止最昂貴的減少碳排放的方式。第二昂貴的是風(fēng)能,水力發(fā)電投入產(chǎn)出適中,最具成本效益的零排放技術(shù)是核能。在歐洲使用實際碳價格(低于10美元)讓太陽能和風(fēng)能看起來更糟。碳價格要升至每噸185美元,太陽能才會產(chǎn)生效益。
當(dāng)然,選擇不同能源有各種各樣的理由,有的人會把減少碳排放放在首位,有的人會優(yōu)先考慮核安全。目前,大多數(shù)發(fā)達(dá)國家對太陽能和風(fēng)能提供補(bǔ)貼,以幫助自己國家遏制氣候變化,但這是減少溫室氣體排放最昂貴的方式。所以,各國政府要想實現(xiàn)減排目標(biāo),就應(yīng)該從能源的來源入手,而不僅僅是促進(jìn)可再生能源的發(fā)展。
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