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图4 煤电度电成本的主要影响因素及变化趋势
Fig.4 Main influencing factors and change trend of coal electricity cost per kilowatt hour
综合来看,2030年煤电度电成本将由2020年的0.359元/(kW·h)上升至0.424元/(kW·h)。
3.2 气电
受利用小时数变化、燃料价格上涨影响,预计气电发电度电成本呈上升趋势。如图5所示。利用小时数方面,燃气发电利用小时数将先升后降,2025—2040年间利用小时数将上升到3000 h以上,之后逐步下降至2060年的约1550 h。天然气价格方面,预计受开采成本上升以及供需偏紧影响,工业用气价格将由2020年的2.13元/m3,上涨至2030年的3.90元/m3。
图5 天然度电成本的主要影响因素及变化趋势
Fig.5 Main influencing factors and change trend of natural electricity cost per kilowatt hour
综合来看,2030年气电成本上升至0.999元/(kW·h)。
3.3 风电
受生产工艺进步导致设备造价降低,以及技术进步提升发电设备的利用效率的共同影响,陆上风电、海上风电发电成本呈下降趋势。但受前期成本较高的海上风电发展较快及补贴退坡影响,风电综合度电成本先升后降。
如图6 a)所示,中国陆上风电单机容量普遍为3~4 MW,2020年平均造价7000~8000元/kW、度电成本0.430元/(kW·h)左右。远期看,风电设备单机容量向6 MW以上发展,配套建设费用将显著下降。随着风机叶轮转换效率上升,利用小时数升高,预计2060年陆上风电造价将降低至5100元/kW、度电成本降低至0.305元/(kW·h)。如图6 b)所示,中国海上风电主力机组单机容量为5~6 MW,平均造价约16000元/kW。远期看,10 MW及以上风电装机有望实现规模化安装,将降低单位容量成本;海上风电将逐步向深远海发展,有利于提升利用小时数,但也会减缓海上风电成本下降速度。预计2060年海上风电造价将降至9000元/kW、度电成本降至0.317元/(kW·h)。
图6 风电造价及度电成本变化
Fig.6 Cost of wind power generation
2020年,陆上风电、海上风电电量占比分别为95%、5%,加权平均度电成本0.322元/(kW·h)。预计2030年高成本的海上风电电量占比约20%,风电平均度电成本0.370元/(kW·h),具体变化见如图6 c)。
3.4 太阳能发电
受工艺进步导致设备造价降低,以及技术进步提升设备利用效率的共同影响,光伏发电、光热发电度电成本呈下降趋势。短期内,受成本较高的光热发电装机规模增长及补贴退坡影响,太阳能发电综合成本呈先涨后降趋势。
对于光伏发电,如图7 a)所示,中国光伏发电平均造价约3500元/kW、度电成本0.322元/(kW·h)。近期硅料成本上涨一定程度影响太阳能发电造价,但远期来看,随着技术进步,硅料成本将呈下降趋势。另外,由于晶体硅电池、铜锌锡硫薄膜电池、钙钛矿电池等技术不断发展,光伏发电能量转换效率将由目前20%上升至30%以上。预计2060年光伏发电造价降低至1900元/kW、度电成本降至0.150元/(kW·h)。对于光热发电,如图7 b)所示,由于技术进步等因素影响,预计2060年光伏发电造价降低至8000元/kW、度电成本降低至0.260元/(kW·h)。
图7 太阳能发电造价及度电成本变化
Fig.7 Cost of solar power generation
2020年,光伏、光热电量占比分别为99%、1%,加权平均度电成本0.342元/(kW·h)。预计2030年光热发电电量占比约10%,太阳能发电平均度电成本0.352元/(kW·h),具体变化见图7 c)。
3.5 水电
受新增水电逐步西移导致开发成本上升影响,水电综合度电成本呈上升趋势。未来新建水电将主要集中在西南地区的金沙江上游、澜沧江上游、雅鲁藏布江干支流等流域。预计大渡河、金沙江等非高海拔地区水电造价达1.5万元/kW,雅砻江等高海拔地区水电造价达3万元/kW,新增水电平均度电成本约0.563元/(kW·h)。考虑存量、增量水电站占比情况,预计水电度电成本将由目前的0.253元/(kW·h)上涨至2030年的0.302元/(kW·h),具体变化如图8所示。
图8 水电度电成本变化
Fig.8 Cost of hydropower generation
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