美国2020年第一季度太阳能发电系统和储能系统成本分析报告(一)

1.介绍

自从2009年以来，美国国家可再生能源实验室（NREL）一直在对美国部署和运营的太阳能发电系统(PV)成本进行建模。该实验室发布的调查报告对美国在2020年第一季度建造的住宅、商业和公用事业规模太阳能发电系统（其中包括配套部署储能系统和没有配套储能系统）的成本进行了基准测试。

采用的基准测试方法包括自下而上地计算安装住宅、商业和公用事业规模太阳能发电系统时产生的系统和项目所有必要的开发成本，并对2019年第一季度和2020年第一季度的成本进行了建模，其中并不包括任何先前的供应协议或合同。

一般来说，美国国家可再生能源实验室（NREL）试图从安装成本的角度对典型的安装技术和业务运营进行建模，其基准是美国平均水平。并按太阳能发电系统的逆变器类型（组串式交流逆变器、直流组串逆变器和微型逆变器）划分的住宅太阳能发电系统和商业住宅太阳能发电系统的平均基准成本，并按逆变器市场份额加权。住宅太阳能发电系统的基准在安装商和集成商的商业模式中进行平均，并按市场份额进行加权。所有基准都包括当前市场上可用的变化——考虑到规模、设备和运营用途（特别是储能系统）的差异。所有基准均假设技术水平一致的劳动力。公用事业规模太阳能发电系统所需的劳动力类型在很大程度上取决于开发过程。所有基准均假设使用单面单晶硅太阳能组件，而使用碲化镉(CdTe)或双面组件的基准测试可能会导致显著不同的结果。2020年度基准报告中的数据为美国能源部的太阳能技术办公室(SETO)的政府绩效和报告法案(GPRA)成本目标的制定和跟踪进展提供了信息。

（1）关键定义

（2）与先前报告相比的主要变化

•该报告使用美国2019年消费者物价指数（CPI）对这些成本进行通货膨胀的调整。因此，模型中的历史值被调整并以实际美元而不是名义美元的形式呈现。

•2019年第一季度和2020年第一季度基准测试使用单晶硅太阳能发电组件，而所有历史基准测试均使用多晶硅太阳能发电组件。这种转变反映了美国太阳能市场发生的总体趋势。

•在2020年第一季度住宅太阳能发电系统的基准分析中，扩展了对客户获取、工程和管理费用的建模。除了提供更精细的成本之外，还包括许多美国太阳能安装商承担的额外成本，这些成本在以前的版本中没有体现；因此在本报告中的基准软成本高于之前的报告。

•对于本报告的前几版中，设定的土地收购成本为0.03美元/W。但有人指出大多数公用事业规模的太阳能发电系统并不拥有土地所有权，本报告将2019年和2020年的土地成本从前期资本支出（土地征用）重新分类为运营支出（租赁付款）。

2.总体模型输出

（1）独立部署太阳能发电系统模型结果（总安装成本）

*模型结果是使用美国2019年消费者物价指数（CPI）对数值进行通货膨胀的调整。因此，该模型中的历史值会进行调整并以实际美元而非名义美元的形式呈现。

*成本类别汇总以供比较。“软成本-其他”代表征地、销售税以及EPC/开发商的管理费用和净利润。

*成本模型的当前版本与2018年第一季度基准报告中使用的版本相比进行了一些重大更改，并纳入了之前未详细进行基准测试的成本。为了更好地区分历史成本趋势与成本模型的变化，为了更好地将历史成本趋势与成本模型的变化区分开来，报告还使用2018年第一季度版本的住宅、商业和公用事业规模太阳能发电模型计算了2019年第一季度和2020年第一季度的基准。而“来自模型更新的额外成本”类别表示建模结果之间的差异。

独立部署太阳能发电系统模型结果（2019年第1季度vs. 2020年第1季度）

（2）独立部署太能阳发电系统模型结果（软成本）

*基准报告中的“软成本”被定义为非硬件成本——即“软成本”=总成本-硬件成本（模块、逆变器、结构和电气）。

*住宅太阳能发电系统和商业太阳能发电系统与公用事业太阳能发电系统相比具有更大的软成本百分比。

*软成本和硬件成本相互影响。例如，模块效率的提高减少了构建给定规模太阳能发电系统所需的模块数量，从而降低了硬件成本，而且这一趋势也降低了直接人工和相关安装开销的软成本。

*本图中软成本占比的增加，说明软成本的下降比硬件成本下降得更慢；它并不表示软成本在原有基础上增加。

（3）整体独立太阳能发电模型结果(LCOE)

总投资成本的降低，以及运营、系统设计和技术的改进，已经导致电力成本的显著降低。美国的住宅和商业太阳能发电系统在实现电力供应社会成本（SETO）2020年电价目标的过程中分别完成了93%和97%，而美国的公用事业规模太阳能电系统提前三年实现了目标。

需要注意的是，从2010年到2015年使用固定倾斜太阳能发电系统进行平准化能源成本(LCOE)基准测试，然后从2016年到2020年切换到单轴跟踪系统，以反映公用事业规模太阳能发电行业的市场份额变化。所有详细的平准化能源成本(LCOE)的数值都可以在附录中找到。

（4）公用事业规模太阳能+储能模型结果（总安装成本）

*2018年至2020年，直流耦合和交流耦合系统的公用事业规模太阳能+储能系统的基准成本分别降低了9%和8%。

*大约28%～30%的总成本降低可归因于锂离子电池和双向逆变器的成本降低。

*虽然交流耦合系统和直流耦合系统（如逆变器、结构BOS、电气BOS）在配置上存在一些差异，但它们之间的总成本差异仅为1%。

（5）住宅太阳能+储能系统模型结果（总安装成本）

*2016年至2020年，交流耦合的低弹性和高弹性案例的住宅太阳能+储能基准成本分别降低了11%和25%。

*这些成本的降低大部分可归因于交流耦合太阳能组件和电池成本的降低。

*尽管太阳能发电模块系统的额定装机容量在2016年至2020年期间从5.6kW增加到7.0kW，但其成本仍然在下降。

（6）太阳能+储能模型结果(LCOOS)

对于2020年第一季度基准报告，推导出了太阳能+储能系统平准化成本（LCOSS)的公式，以更好地展示运营的太阳能+储能系统总成本（以MWh为单位）。上图显示了每个细分市场的共址部署的交流耦合太阳能+储能系统的平准化能源成本，以及独立部署太阳能发电系统的平准化能源成本。

对于住宅太阳能+储能系统来说，平准化能源成本在没有获得联邦税收抵免（ITC）的情况下为201美元/MWh，在获得30%联邦税收抵免（ITC）的情况下为124美元/MWh。对于商业太阳能+储能系统，在没有获得联邦税收抵免（ITC）的情况下为113美元/MWh，在获得30%联邦税收抵免（ITC）情况下为73美元/MWh。对于公用事业规模的太阳能+储能系统，在没有获得联邦税收抵免（ITC）情况下为83美元/MWh，在获得30%联邦税收抵免（ITC）的情况下为57美元/MWh。（未完待续，严禁转载）

作者：David Feldman、Vignesh Ramasamy、Ran Fu、Ashwin Ramdas、Jal Desai和Robert Margolis