研究人员发现太阳能光伏发电的收益超过成本

在过去的十年中，太阳能光伏(PV)阵列的成本迅速下降。但与此同时，在已安装大量光伏发电能力的地区，光伏发电的价值却有所下降。公用事业规模的光伏系统的运营商已经看到，随着越来越多的PV发电机上网，电价下降了。在同一时期，许多燃煤电厂被要求安装排放控制系统，导致全国和地区的空气污染减少。结果是改善了公众健康，但同时也抵消了用光伏发电抵消煤炭发电的潜在健康益处。

鉴于这些竞争趋势，光伏发电的收益是否超过成本?要回答这个问题，就需要平衡前期资本成本和光伏系统的使用寿命。确定前者非常简单。但是评估后者具有挑战性，因为收益会随时间和地点而有所不同。麻省理工学院能源计划的博士后帕特里克·布朗博士(Patrick R. Brown PhD '16)说：“差异不仅仅是由于指定地点全年收到的日照量不同而引起的。” “它们也是由于电价和污染物排放量的变化。”

公用事业规模的光伏发电价格下降的部分原因在于在批发电力市场上买卖电力的方式。在“日复一日”的市场上，生成者和客户提交出价，以指定他们将在第二天的指定时间以不同的价格水平买卖多少。首先选择成本最低的发电机。由于光伏系统的可变运营成本接近于零，因此几乎总是选择它们，从而取代了当时最昂贵的发电机。支付给每个选定发电机的价格由系统上成本最高的运营商确定，因此，随着更多的PV电源开启，更多的高成本发电机退出，每个人的价格下降。结果，在一天当中，当太阳能发电最多时，付给发电机的价格最低。

布朗指出，一些发电商甚至可能出价为负价。他解释说：“他们实际上是在向消费者付费，以行使他们的权力来确保他们被派遣出去。” 例如，僵化的燃煤和核电厂可能会竞标负价格，以避免频繁的停工和启动事件，这会导致额外的燃料和维护成本。可再生能源发电商也可能会出价负价以获得更大的补贴，这些补贴将根据生产情况予以奖励。

健康益处也会随时间和地点而变化。在人口密集的依靠煤炭发电的地区，部署光伏发电对健康的影响要比在人口较少的地区拥有大量清洁水电或风力的地区更大。如果输电线路出现拥堵，使该地区陷入附近任何可用的高污染源，那么光伏发电对当地健康的好处就会更高。空气污染的社会成本在很大程度上被“外部化了”，也就是说，在电力市场中它们几乎是无法计算的。但是，可以使用统计方法对其进行量化，因此在评估光伏发电的成本竞争力时，可以纳入因排放减少而产生的健康益处。

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