为什么现在不用太阳能「为什么用太阳能热水器的越来越少」

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事实证明，能源系统中内置了很多惯性。

太阳能电池板变得更高效，更便宜，而你甚至没有意识到。

我们中的许多人可能会认为，如此多的能源仍然来自天然气和燃煤电厂的原因很简单：这些燃料更便宜。但是，尽管这曾经是真的，但在过去的十年中，最近太阳能和风能成本的下降实际上已经消失了。

当谈到新发电厂的能源成本时，陆上风能和太阳能现在是最便宜的来源 - 成本低于天然气，地热，煤炭或核能。

特别是太阳能，已经以惊人的速度贬值。就在10年前，它是建设新能源开发项目最昂贵的选择。从那时起，根据《能源成本平准化报告》的数据，以及最近《我们的数据世界》所强调的，这一成本下降了90%。公用事业规模的太阳能电池阵列现在是建造和运营成本最低的选择。风力发电也出现了急剧下降 - 新风电场的生命周期成本在过去十年中下降了71%。

太阳能变得更便宜，而你甚至没有意识到它。信息图：萨拉·乔多什

文章指出，天然气价格在那段时间里也有所下降，尽管幅度较小（32%），但这是由于最近的水力压裂热潮，而不是像可再生能源那样的长期趋势。十年来，建设燃煤电厂的成本保持相对稳定。

文章描述说，由于称为学习曲线和良性循环的力量，太阳能变得便宜。利用太阳的力量曾经非常昂贵，以至于它只用于卫星。例如，在1956年，一瓦太阳能容量的成本为1，825美元。（现在，公用事业规模的太阳能每瓦的成本可能低至0.70美元。

对卫星的最初需求助长了所谓的“良性循环”。为卫星生产的面板越多，其价格下降得越多，它们就越被用于其他利基目的。由于技术改进和规模经济的兴起，成本进一步下降，太阳能最终能够作为可行的通用能源首次亮相。自1976年以来，太阳能容量每增加一倍，太阳能电池板的价格平均下降20.2%。

相比之下，化石燃料跟不上这个步伐。这是因为化石燃料发电厂必须购买开采的燃料才能运行。在燃煤电厂中，供应煤炭约占总费用的40%。阳光和风是免费的，这使得随着技术的进步和行业的发展，利用其力量的成本急剧下降。

佛罗里达新学院的环境经济学家马克·保罗（Mark Paul）补充说，这个周期并不是在一个只有商业的真空中发生的。“美国政府在我们认为的价格曲线的早期阶段投入了大量资金来开发现代[光伏]技术，”他说。“它大大提高了太阳能组件的效率，无论是在我们生产它们的能力方面，还是在太阳能能够产生多少能量方面。

全球的能源结构对可再生能源的低价做出了回应。2019年，72%的新能源装机容量来自可再生能源，全球可再生能源装机容量在过去20年中增加了两倍多。

在美国，可再生能源也在增加。2007年，风能占能源容量的不到百分之一，太阳能甚至更少，而煤炭占一半。虽然2020年的估计仍处于初步阶段，但可再生能源（包括太阳能和风能以及水电和生物质能等其他来源）的总产量很可能超过煤炭，煤炭仅占发电量的五分之一左右。"2020 ...这将是美国新风能装置有史以来最好的一年，也是新太阳能装置有史以来最好的一年，“关注科学家联盟的能源分析师约翰罗杰斯说。

但这些变化仍然不足以以遏制气候变化最严重影响所需的速度减少温室气体。

虽然全国各地的燃煤电厂一直在关闭，但水力压裂热潮带来了大量廉价的化石天然气。虽然与煤炭相比，这种丰富且负担得起的燃料在燃烧时排放的二氧化碳减少了60%，但它仍然会导致气候变化，包括其设施臭名昭着的甲烷泄漏。.石油仍然占污染排放的很大一部分，因为它用于为汽车和卡车提供动力。事实上，交通运输的排放量比该国任何其他部门都多。

尽管成本大幅下降，但可再生能源并没有以你预期的速度取代化石燃料。这是因为整个能源行业的投资、政策和基础设施都非常偏向于化石燃料。

虽然在考虑新工厂时建造可再生能源更便宜，但该指标并不一定适用于运营已经存在的化石燃料工厂，亚利桑那大学能源经济学家Ashley Langer解释说。她补充说，有时，公用事业的监管结构实际上使保持煤炭或天然气工厂的运行更有利可图。

兰格说，对于在美国大约一半的州提供电力的州监管垄断企业来说尤其如此。这些投资者拥有的公用事业公司保证其对电力设施的投资具有一定的回报率，这基本上保证了持续的收益，以换取这些工厂的运营。即使他们的能源的实际市场成本会使运营成本高昂，但这些垄断的建立并不是一个真正的问题。

“真正阻止我们快速过渡的是所谓的锁定效应，”保罗说。“我们有现有的化石工厂，我们已经支付了建造它们的费用，在大多数情况下，使用现有基础设施生产一个单位的电力的成本比建造新的基础设施更便宜。因此，鉴于我们已经支付了这种化石燃料基础设施的前期成本，经济性还不完全一致，我们将在化石燃料工厂的生命周期结束之前促进其快速淘汰。

不过，这种情况可能很快就会改变。随着向现有化石燃料设施增加额外容量的成本，建造新的可再生能源的成本正变得越来越具有竞争力。在2020年的Lazard分析中，电力的终身成本（包括补贴）是公用事业太阳能每兆瓦时31美元，风能每兆瓦时26美元。增加产能的成本是煤炭41美元，天然气28美元。

除了已经在化石燃料上投入了大量资金外，由于公用事业公司，能源生产商和矿业公司之间的长期合同，该系统还存在很多惯性。由于该国的能源使用总量每年都没有增加那么多，因此没有太多动力来建造新的可再生能源。

撇开市场力量和垄断不谈，在广泛推出可再生能源方面，几乎没有其他更具体的障碍。

太阳和风在一天或一年中并不一致，有时最好的电力场所实际上并没有很多人住在那里。该国风力最强的地区 - 通常在大平原等内陆地区 - 使用这种电力的人数少于拥挤的沿海城市。老化的美国电网目前没有能力从可再生能源中长距离分配电力，佐治亚理工学院能源经济学家马特奥利弗说。

这些间歇性和地理性的挑战并非不可克服 ——电池和水可以储存能量，并且可以建造更好的传输系统。但这些解决方案将需要大量投资来开发和建设所需的基础设施。

在大流行引发的高失业率和低利率中，可再生能源及其现在便宜的价格终于可以有其时刻。

“很少有政策选择能够为消费者带来更多的就业机会，更便宜的价格，以及一个更环保，更安全的星球，”Max Roser在“我们的数据世界”一文中写道。他补充说，如果富裕国家现在投资可再生能源，这些技术将变得更加实惠，因此更有可能在全球范围内采用，以满足不断增长的能源需求。

在美国，联邦政府可以在这些投资中发挥巨大作用。它可以以低利率借款，并利用这一优势帮助州和地方层面的能源转型项目。保罗解释说，这可以采取由联邦政府支持的国家气候银行的形式，为当地的脱碳工作发行债券。马萨诸塞州参议员爱德华·马基和马里兰州的克里斯·范·霍伦刚刚提出了一项法案，提议成立这样一家银行。

联邦政府也可以对清洁能源进行直接投资。兰格说，政治领导人确保能源转型的一个主要方法是为太阳能和风能提供持续的补贴。特别是风能行业由于政府资金不一致而陷入困境。“美国的风能补贴一直非常不确定，”兰格说。国会将通过导致风电行业增长繁荣的补贴，但随后允许这些补贴到期 - 导致破产。

不过，帮助可再生能源蓬勃发展可能是容易的部分。拜登总统已经宣布了一个目标，即到2035年使美国达到100%的清洁能源。要实现这一目标，就需要将许多化石燃料工厂提前退役。

对于已经逐渐消失的煤炭来说，这是一回事，但兰格指出，自2005年以来新天然气的扩散将成为这些重大气候目标的挑战。这些新工厂可以很容易地运行几十年，只要没有什么能阻止能源生产商和公用事业公司盈利。使事情更具挑战性，强制关闭可能会影响人们的能源账单。“如果你早点退役天然气工厂，利率就会上升，”兰格说。“它要么从你的税收中出来，要么会进入你的电费账单。

当然，从长远来看，让工厂继续运行，让地球继续变暖，对人类来说将比关闭化石燃料付出更大的代价。但这些关闭成本在不久的将来仍然是现实。PopSci在本文中采访的所有四位经济学家都表示，对碳征收费用将有助于确保污染者支付其公平的价格份额。这可以采取限额和交易市场的形式，也可以对产生的每吨排放征税。目前，没有对碳污染征税，这意味着大气中碳增加的所有成本都由生态系统和个人承担，他们以空调和医疗保健成本上升的方式支付。（这就像社会主义，但你可以说，只适用于有权势和污染的人）。

虽然制定每吨碳的价格会影响能源账单和加油站的价格，但一些政府已经制定了渐进的解决方案。例如，在不列颠哥伦比亚省，该国碳费的收益作为税收红利支付给公众。

由于油价走低，一些人认为这是完全收购化石燃料行业的黄金时机。一次性收购将使联邦政府能够迅速关闭化石燃料工厂，并停止其政治影响力。“我们需要拆除现有的化石燃料经济，”保罗说。“如果我们不这样做...建立绿色经济背后的市场力量将会很慢。