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電力生產成本

Electricity costs

Electricity costs, © Colourbox

02.03.2020 - 文章

電力生產成本──電力的成本到底是多少?
首先必須注意的是,計算電力成本原本是用於比較不同的發電方式。發電成本通常是以 LCoE 來計量,也就是「發電均化成本」(Levelized Cost of Electricity)。LCoE ...

電力生產成本──電力的成本到底是多少?

計算生產成本:

首先必須注意的是,計算電力成本原本是用於比較不同的發電方式。發電成本通常是以 LCoE 來計量,也就是「發電均化成本」(Levelized Cost of Electricity)。LCoE  是指一座發電廠在其使用年限期間發電的平均成本,用意是以一套標準來比較不同的技術。但是 LCoE 並未考量到特定發電廠的營運經濟效益,以及特定發電技術的靈活度與波動性,同時 LCoE 也沒有考慮到外部成本,例如環境污染成本或不會顯示在電費帳單上的社會成本。


會對健康或環境造成傷害的外部後續成本,並未納入發電成本的計算(該成本由Fraunhofer研究所以歐分/度計算)。

不過,德國聯邦環境署公布了關於這些外部附加費用的數據資料,包括懸浮微粒汙染值、二氧化硫、氨或二氧化碳排放等排放係數,都一併列入,以計算出環境成本。

化石燃料發電廠的後續成本非常高,因為其對公共健康和生態系統造成很多方面的影響,或是破壞土地,使其無法再繼續使用。這些後果可能完全沒有或只有部分納入外部成本的計算中。畢竟永久成本幾乎無法估算出價格。

一般的發電廠中,褐煤發電廠生產的電力最便宜,價格介於 4.59 到 7.98 歐分/度之間。

硬煤發電廠生產的電力通常稍微貴一點,大約是 6.27 到 9.86 歐分/度。

燃煤發電的生產成本關鍵在於各電廠的使用情況。但是燃煤發電廠在發電方面的靈活度很低,換言之,這些電廠無法依需求量調整發電量。這就是為什麼因應再生能源發電量波動時,燃煤發電的補償功用有限。除此之外,燃料價格和碳權價格也在上漲,結果就是基於經濟因素,燃煤發電的生產成本可能會上漲更多,再生能源可能會淘汰化石燃料。

根據德國聯邦環境署的資料,目前燃煤發電廠的環境成本,褐煤大約是21 歐分/度、硬煤 19 歐分/度。這些成本大部分都是溫室氣體(褐煤將近 19 歐分/度、硬煤將近 17 歐分/度)。

除了環境成本,煤礦開採就算已經停止很長一段時間,還是會產生永久成本。這些成本包括礦坑水資源管理、地下水過濾和針對山坡地永久破壞的處理。舉例來說,採礦會產生坑洞,坑洞裡會積水,因此必須定期抽水。硬煤開採的永久負擔估計為 2.8 億歐元(德國魯爾基金會),主要花費在於排水。至於褐煤開採,環境破壞成本為 3.84 億歐元,遷移當地居民的成本為 1.72 億歐元。

燃氣和蒸汽發電廠(複合循環發電廠)的發電成本介於 7.78 到 9.96 歐分/度之間。

較高的生產彈性和較低的二氧化碳排放,可以抵銷更昂貴的生產成本。現代化高彈性燃氣機組使用上更具靈活度,但是成本落在 11.03 到 21.94 歐分/度之間,明顯高於複合循環發電廠。

燃氣發電廠的環境成本相對較低一些,約為 8.60 歐分/度。

隨著 2022 年廢除核能已近在咫尺,計算眼前的實際發電成本已不再重要。。截至目前,核能發電的生產成本大約是 13 歐分/度。要取得核能發電後續成本的可靠數字是極為困難,因為選擇的研究報告不同,其數值會有很大的波動。2017 年,綠色和平組織定出了一個價格,為 6.2 至 15.2 歐分/度,其中包含外部成本和溫室氣體排放成本。

不過,廢核將帶來高昂的除役費用:核電廠除役的處理和籌資、拆卸和適當包裝放射性廢料,都必須由核電廠營運商負責。德國政府負責暫時及最終貯存設施的施作和籌資。核電廠營運商已付出241億歐元作為基金,提供發電廠營運商所使用。

風力發電可說是傳統發電最主要的競爭者。風力發電的生產成本,絕大部分取決於地點和發電廠的實際使用密集度。若是在最理想的情況,風力發電的成本可能比化石能源還便宜。陸域風電的發電成本僅在 3.99 到 8.23 歐分/度之間。

若地點非常理想,離岸風力發電廠的產電成本,可以達到 7.79 至 9.95 歐分/度。若是在較不佳的位置,例如沿海水域,成本就可能高達 13.79 歐分/度。離岸風電成本之所以較高,是因為與陸域相比,離岸風機必須採更耐用、更昂貴的材料。此外,在海上的施工和物流成本都明顯高出許多,維護成本也更加可觀。

外部環境成本僅有 0.28 歐分/度,其中 0.18 歐分/度來自溫室氣體排放,而這些溫室氣體主要都出自設備的製造、施作和最終的拆卸過程。風機的運轉期間幾乎不會產生任何排放。

根據系統類型和太陽輻射程度的不同,太陽能發電成本在 3.71 到 11.54 歐分/度左右(某些地區可能更低)。大型地面系統的生產成本特別低廉;小型屋頂系統每度的成本是最高的。因為太陽能的利潤十分可觀,因此目前德國首度在沒有補貼的情況下建造了太陽能公園。

隨著全世界需求量飆升和零件成本下降(特別是晶體模組的批發價格),太陽能也變得越來越便宜。太陽能系統的製造商現在都保證他們的模組壽命能超過 25 年。由於太陽能系統的營運成本一般來說比較低,系統的使用壽命更長,發電成本也就能降得更低。未來,太陽能系統發電的成本,應該會比現在還要便宜。

太陽能系統的環境成本目前為 1.64 歐分/度,其 1.2 歐分/度為溫室氣體排放。

不同於化石燃料或核能,再生能源沒有永久成本。


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