英国Exeter大学全球系统研究所的一份报告认为，全球已经达到了"不可逆转的太阳能临界点"，太阳能将成为未来几年最高效、最具成本效益的发电形式。
上周，研究人员发表了题为"太阳能转型趋势"的论文。论文研究了从现在起至2060年，包括太阳能、可再生能源和化石燃料在内，多种发电形式的相对成熟度和技术先进性。
如下图所示，报告作者预计，至2050年，太阳能光伏发电将在全球能源结构中占据主导地位，至2044年，将占全球发电量的一半以上。这与化石燃料领域形成了鲜明对比。预计从2020年到2050年，天然气和石油在全球能源结构中的占比将从23.93%降至7.78%，石油从2.74%降至2.49%。
2020-2050年全球能源结构预测图
太阳能的命运也与其他形式的可再生能源发电背道而驰。预计从2020年到2050年，陆上风电和水电在全球能源结构中的相对贡献将会下降。
作者认为，全球太阳能行业的持续扩张归因于技术创新和有效的政策，以及与该行业相关的强劲"学习率"，这有助于打造一个不断自我评估和发展的行业。
报告作者写道："太阳能行业之所以具有如此高的学习率，原因有很多。它的简单性、模块化和大规模可复制性带来了大量的学习机会，这与整个电子行业的学习机会有关。”
"事实上，许多溢出效应都源自计算机行业，太阳能光伏发电的创新和改进仍在继续。例如，(混合)钙钛矿电池的商业化有望实现更高的效率和更低的单价。由于技术风险的下降、所需金融知识的减少，部分资金的采购成本也下降了。”
预计至2028年，中国对太阳能行业的投资将占其GDP总量的3.57%
不断下降的太阳能成本
这一趋势的另一个关键原因是太阳能电力成本的持续下降。
报告指出，2010-20年间，行业的平准化度电成本(LCOE)每年下降15%，而在此期间，全球太阳能电力装机容量每年增长25%。
这与国际可再生能源机构(IRENA)得出的结论不谋而合。IRENA指出，2021年-2022年间，全球太阳能电力的平准化度电成本(LCOE)下降了3%，虽然下降速度较慢，但仍表明新太阳能电力装机容量的成本在下行，这使太阳能项目对潜在投资方更具财务吸引力。
下图显示了美国和中国这两个世界超级能源大国的太阳能LCOE降幅与煤炭和风能LCOE降幅的比较。2020年-2050年，这两个国家的煤炭发电成本都有所增长，美国达到了117.37美元/MWh的高点。最重要的是，在此期间，中国煤炭行业的LCOE涨幅超过了美国太阳能行业的LCOE涨幅。
图表展示了美国和中国各种电力形式的LCOE
与其他可再生能源相比，太阳能行业这些令人鼓舞的数据支撑了更高的增长。报告指出，与全球太阳能电力容量的增长相比，陆上风电容量在2010-20年间的年增长率仅为12%。作者得出的结论是，如果这种增长速度持续下去，太阳能和风能将在二十年间成为全球最主要的能源行业，其中太阳能的影响尤为显著。
报告作者写道："2020年，在E3ME-FTT模型定义的70个地区中，风能的LCOE最低。[在]不属于这种情况的地区，太阳能光伏、核能或煤炭占主导地位。至2030年，这种情况会发生逆转，全球大部分地区的太阳能发电都会占据优势。”
"我们假设全球每千瓦光伏组件的成本下降是均匀的，而每个地区的太阳辐照度是不同的。由于这种全球溢出效应，世界上大多数地区都有可能获得低成本太阳能。”
挑战仍存
然而，报告作者指出，全球能源网络需要扩大和升级才能满足大部分需求。今年早些时候，美国和欧洲的太阳能行业都对各自电网整合日益增长的太阳能项目组合的能力表示担忧，Exeter大学的学者对此也有深刻的认识。
"这包括如何应对季节性变化，而电池并不在行。"“管理大量间歇性能源的成本可能会抵消太阳能组件和风力涡轮机成本的进一步下降，阻碍它们的快速推广。各国支持太阳能和风能投资的资金供应不均也可能是一个问题。”
作者得出的结论是，"供应链可能没有为如此快速的技术推广做好准备。最后，化石燃料使用量或贸易量下降地区的政治阻力可能会抑制政府接受太阳能革命的意愿。”
不过，最终全球有通过投资和政策制定来支持这一转变的意志力。下图显示，全球太阳能行业的投资将在未来十年达到顶峰，而全球范围内的持续投资将是太阳能行业应对这些挑战的先决条件。
图表显示每个地区到2050年的太阳能投资。图表：光伏技术
