英國Exeter大學全球系統研究所的一份報告認為，全球已經達到了"不可逆轉的太陽能臨界點"，太陽能將成為未來幾年最高效、最具成本效益的發電形式。

上周，研究人員發表了題為"太陽能轉型趨勢"的論文。論文研究了從現在起至2060年，包括太陽能、可再生能源和化石燃料在內，多種發電形式的相對成熟度和技術先進性。

如下圖所示，報告作者預計，至2050年，太陽能光伏發電將在全球能源結構中占據主導地位，至2044年，將占全球發電量的一半以上。這與化石燃料領域形成了鮮明對比。預計從2020年到2050年，天然氣和石油在全球能源結構中的占比將從23.93%降至7.78%，石油從2.74%降至2.49%。

2020-2050年全球能源結構預測圖

太陽能的命運也與其他形式的可再生能源發電背道而馳。預計從2020年到2050年，陸上風電和水電在全球能源結構中的相對貢獻將會下降。

作者認為，全球太陽能行業的持續擴張歸因于技術創新和有效的政策，以及與該行業相關的強勁"學習率"，這有助于打造一個不斷自我評估和發展的行業。

報告作者寫道："太陽能行業之所以具有如此高的學習率，原因有很多。它的簡單性、模塊化和大規模可復制性帶來了大量的學習機會，這與整個電子行業的學習機會有關。”

"事實上，許多溢出效應都源自計算機行業，太陽能光伏發電的創新和改進仍在繼續。例如，(混合)鈣鈦礦電池的商業化有望實現更高的效率和更低的單價。由于技術風險的下降、所需金融知識的減少，部分資金的采購成本也下降了。”

預計至2028年，中國對太陽能行業的投資將占其GDP總量的3.57%

不斷下降的太陽能成本

這一趨勢的另一個關鍵原因是太陽能電力成本的持續下降。

報告指出，2010-20年間，行業的平準化度電成本(LCOE)每年下降15%，而在此期間，全球太陽能電力裝機容量每年增長25%。

這與國際可再生能源機構(IRENA)得出的結論不謀而合。IRENA指出，2021年-2022年間，全球太陽能電力的平準化度電成本(LCOE)下降了3%，雖然下降速度較慢，但仍表明新太陽能電力裝機容量的成本在下行，這使太陽能項目對潛在投資方更具財務吸引力。

下圖顯示了美國和中國這兩個世界超級能源大國的太陽能LCOE降幅與煤炭和風能LCOE降幅的比較。2020年-2050年，這兩個國家的煤炭發電成本都有所增長，美國達到了117.37美元/MWh的高點。最重要的是，在此期間，中國煤炭行業的LCOE漲幅超過了美國太陽能行業的LCOE漲幅。

圖表展示了美國和中國各種電力形式的LCOE

與其他可再生能源相比，太陽能行業這些令人鼓舞的數據支撐了更高的增長。報告指出，與全球太陽能電力容量的增長相比，陸上風電容量在2010-20年間的年增長率僅為12%。作者得出的結論是，如果這種增長速度持續下去，太陽能和風能將在二十年間成為全球最主要的能源行業，其中太陽能的影響尤為顯著。

報告作者寫道："2020年，在E3ME-FTT模型定義的70個地區中，風能的LCOE最低。[在]不屬于這種情況的地區，太陽能光伏、核能或煤炭占主導地位。至2030年，這種情況會發生逆轉，全球大部分地區的太陽能發電都會占據優勢。”

"我們假設全球每千瓦光伏組件的成本下降是均勻的，而每個地區的太陽輻照度是不同的。由于這種全球溢出效應，世界上大多數地區都有可能獲得低成本太陽能。”

挑戰仍存

然而，報告作者指出，全球能源網絡需要擴大和升級才能滿足大部分需求。今年早些時候，美國和歐洲的太陽能行業都對各自電網整合日益增長的太陽能項目組合的能力表示擔憂，Exeter大學的學者對此也有深刻的認識。

"這包括如何應對季節性變化，而電池并不在行。"“管理大量間歇性能源的成本可能會抵消太陽能組件和風力渦輪機成本的進一步下降，阻礙它們的快速推廣。各國支持太陽能和風能投資的資金供應不均也可能是一個問題。”

作者得出的結論是，"供應鏈可能沒有為如此快速的技術推廣做好準備。最后，化石燃料使用量或貿易量下降地區的政治阻力可能會抑制政府接受太陽能革命的意愿。”

不過，最終全球有通過投資和政策制定來支持這一轉變的意志力。下圖顯示，全球太陽能行業的投資將在未來十年達到頂峰，而全球范圍內的持續投資將是太陽能行業應對這些挑戰的先決條件。

圖表顯示每個地區到2050年的太陽能投資。圖表：光伏技術