为了应对气候变化，欧盟早已设定了通过减少化石能源消费、提高能效和发展可再生能源来实现2020年温室气体减排的目标。在可再生能源领域，到2020年可再生能源将满足能源消费的20%，欧盟实现这一目标已无悬念可言[1]。2014年欧盟确立了2030年温室气体减排目标，可再生能源被继续委以重任，到2030年可再生能源要最低满足27%的能源消费需求[2]。 面对共同的目标，欧盟成员国的实际行动各有侧重。例如对于如何在电力部门进行减排，各国有着不同偏好。一部分国家强调可再生能源的重要性，而另一些国家则比较看好核电以及在煤电和天然气发电领域大规模应用碳捕集和封存技术（CCS）[3]。 究竟哪一种技术路径可以更加成本有效（Cost-effective）地帮助欧盟实现2030年电力行业碳减排目标，能源转型政策分析领域的一家知名德国 智库Agora Energiewende 于2014年发表了一份报告，对此问题给出了分析。报告首先比较了几种主要的低碳技术（太阳能发电、风电、核电和CCS）在独立发电成本上的差异；然后比 较在不同的电力系统组合下，发电系统的成本差异。比较的组合包括A和B，组合A包括陆上风电、太阳能光伏发电和天然气发电（包括联合循环燃气发电和开放式 循环燃气发电）；组合B包括核电和联合循环燃气发电。基于以上的比较分析，Agora给出了具有一定说服力的分析结果。我们将用两篇文章介绍这份报告。尽 管此报告的数据基本来自欧盟两个主要经济体德国和英国，但我们认为它对于探讨中国如何选择低碳能源技术也有相当的参考价值。

（数据来源：Carbonbrief.Link: http://www.carbonbrief.org/five-charts-show-the-historic-shifts-in-uk-energy-last-year; German Norwegian Energy Forum, Link: https://opportunities-in-europe.com/2015/10/07/german-norwegian-energy-forum-october-22-in-berlin/）

对于太阳能光伏、风能和核能，Agora使用德国和英国关于发电支付（Remuneration）[4]的公开数据。对于应用CCS的化石能源发电，不存在官方发电成本数据，因为CCS商业发电厂尚不存在实体[5]。报告使用了英国化石燃料CCS发电示范项目里关于发电成本的预估数据，Agora认为这些数据可能是未来真正CCS化石燃料发电成本的低限，即将来应用了CCS技术的化石燃料发电成本会更高。

德国风能、太阳能光伏与英国新核能的发电支付比较

关于核能发电成本，报告是根据英国的新开发的核电项目Hinkley Point C (HPC)来计算的，比较基于HPC协议。根据英国政府与开发者在HPC项目上达成的协议，英国将新建一座核电厂并于2030年开始投入运营。一旦核反应 堆发电上网，建设核电站的公司将获得收益92.50 英镑/MWh（扣除通胀因素，以2012年英镑购买力为准），换成欧元（€）大约是112 €2013/MWh，这样的回报水平可以持续35年[6]。这35年将作为比较基准时间范围。鉴于此回报在“差价合约”框架内的长期性，Agora认为可以与德国时限20年的风能和太阳能的“上网电价”(Feed-in tariff)支付方式进行比较。

图1显示了英国核电在基准时间框架内支付的固定价值（假定英镑兑换欧元用固定汇率0.85），相比之下，德国太阳能光伏和陆上风电的支付款项价值会不断缩减。根据目前德国法律[7]，在不对通胀进行任何调整的条件下，风电或太阳能光伏发电将可获得20年的固定上网电价。因此，随着时间推移，支付款项的实际价值将减少。假设通胀率为2%，这与欧洲央行维持物价稳定的目标保持一致[8]。为保持与35年的时间基准范围一致，假定20年后有新的风电或太阳能光伏发电设备装机上网，且上网电价等同于第一次，保持不变。这样的假设高估了风电、太阳能光伏电站在35年周期内的发电成本，但并不妨碍与英国核电项目HPC的成本对比。

HPC核电的电价在35年内等额支付，每年都是112 €2013/MWh。相反，德国的一座大型太阳能光伏电站在一开始得到的电价回报是96 €2013/MWh，而在其运营的最后一年，得到的电价回报缩减到57 €2013/MWh。同样的，德国陆上风电项目第一年享受到的电价是73 €2013/ MWh，第35年减为44 €2013/MWh。

显然，仅从发电技术本身来看，德国陆上风能和太阳能光伏的电价成本水平要低于英国的HPC核电项目。如果考虑到未来基于技术学习效应、风能和太阳能成本会进一步降低的情况，英国新建核电的成本劣势会更明显。

磐石认为Agora的比较有一定的局限，毕竟核电的发电支付仅用HPC作为比较对象，数据不充分。如果能从核电占比很高的法国找到数据来比较，那么Agora得出的结论会比更有说服力。

结合CCS技术的化石燃料发电的LCOE

对于应用了CCS技术的化石燃料发电技术，尚不存在政府官方发布的发电支付数据。但是许多研究对这项技术的成本进行了预测。这种单个成本的计算采用平准化发电成本（Levelized cost of energy, LCOE）最为合适，并且该成本预测不包括未来与整个能源系统相关的任何其他成本组件，如电网成本或提供充足备用电力的成本。 基于化石燃料发电技术LCOE由文献中得出。LCOE是衡量能源发电成本中较为简单而被广泛接受的一种指标，用来计算经济寿命内不同技术的单位发电成本[9]。 LCOE的计算需要用到年度满负荷运营小时数和给定技术的投资和运营成本。一般而言，一个给定技术发电支付支持计划里包含了LCOE，如上网电价就是一种 将LCOE考虑在内的电价支持机制。这样来说，发电成本可以被看作LCOE的代理。本文所提供的成本估算已经足以用来比较核能和可再生能源的发电支付水平 与其他发电技术的LCOE。

图2: 采用CCS的燃气和燃煤发电的平准化发电成本比较（单位：€2013/MWh）

图2显示了英国能源和气候变化部门对于2019年LCOE的预测结果。天然气CCS发电厂的LCOE为112 €2013/MWh。而煤炭CCS发电厂的LCOE预计将达到126 €2013/MWh ，如果采用整体煤气化联合循环发电系统（IGCC），LCOE可能更高[10]（DECC 2013）。 在比较不同低碳发电技术的成本差异时，我们也不能忽略风电和太阳能光伏的可变性特点，如果将充分的备用电力装机的成本计算在内，比较哪种低碳发电技术的组合发电成本最小是非常重要的。这个问题我们将在下一篇文章中讨论。

尾注：

[1] A policy framework for climate and energy in the period from 2020 to 2030. Link： http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/ALL/?uri=CELEX:52014DC0015

[2]2030 Energy Strategy. Link: https://ec.europa.eu/energy/node/163

[3】]例如，英国政府最近与一些企业达成一项核电站建设协议，建设Hinkley Point C核电站。对于CCS来说，由于目前尚无可以商业化运营的CCS发电厂，因此还缺乏基于实际经验的成本数据。在欧盟委员会2008年设想的12个CCS示 范电厂中，有两个英国的项目仍在活跃进行中：煤炭CCS发电厂White Rose和天然气CCS发电厂Peterhead。

[4]这里指发电企业发一定数量的电所得到的支付。为了支持发展低碳发电技术，Agora报告里所讨论的各种发电技术都有政府承诺的上网电价水平的保证。本文对于这样在政府承诺下、发电企业可以获得的上网电价统一称为发电支付（Remuneration）。

[5]IEA (2013): World Energy Outlook 2013, International Energy Agency, Paris, http://www.worldenergyoutlook.org/ publications/weo-2013/

[6] UK Government (2013a): Initial Agreement reached on new nuclear power station at Hinkley, Press release as of 21 October 2013, www.gov.uk/government/news/initial-agree- ment-reached-on-new-nuclear-power-station-at-hinkley; ECB (2014a): Euro exchange rates GBP on 21 October 2013. (1 EUR = 0.84650 GBP) European Central Bank http://www. ecb.europa.eu/stats/exchange/eurofxref/html/eurofxref- graph-gbp.en.html

[7] 截止到2014年4月本报告出版的时间。2014年德国的可再生能源法经历调整，2015年1月1日起实施新的固定电价补贴政策。Agora的报告自然无法考虑新政策影响。

[8]ECB (2014b): The definition of price stability. European Central Bank http://www.ecb.europa.eu/mopo/strategy/prices- tab/html/index.en.html

[9]OECD (2012): Nuclear energy and renewables: system effects in low-carbon electricity systems, ISBN 978-92-64-18851- 8,http://www.oecd-nea.org/ndd/pubs/2012/7056-system- effects.pdf

[10]DECC (2013): Electricity generation costs 2013, UK Department of Energy & Climate Change, July 2013, https://www. gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/223940/DECC_Electricity_Generation_Costs_for_ publication_-_24_07_13.pdf

作者：赵昂 、喻天晔