Năm 1956, cuộc thử nghiệm đầu tiên về quang điện mặt trời đã tạo ra 1 watt năng lượng với mức giá vừa phải là 1.865 USD đã điều chỉnh theo lạm phát. Nói cách khác, bạn cần phải bỏ ra hơn nửa triệu đô la mới có thể tương đương với một tấm pin mặt trời áp mái công suất 320 watt hiện đại. Tất nhiên, ngoài giá cả, bạn cũng cần tìm chỗ cho một con tàu pin mặt trời từ năm 1956 để nó ngang bằng với sản lượng của một tấm pin hiện đại độc lập duy nhất.
Trong bài viết mới nhất về chi phí năng lượng tái tạo ngày càng giảm, Max Roser của 'World in Data' viết rằng ngay từ đầu, năng lượng mặt trời đã vô nghĩa đối với bất kỳ ai ở bất kỳ đâu trên hành tinh.
Cũng may ở đây có nơi đầy nắng, lưới điện không vào được, giá cả không vấn đề, chỉ còn chỗ trống. Mặt trời đã tìm được chỗ đứng thực tế trong quá trình khám phá không gian thời kỳ đầu, và từ đó, quân domino bắt đầu đổ xuống.
Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ đã chế tạo các tấm pin mặt trời cho vệ tinh và trong quá trình đó đã học cách chế tạo chúng tốt hơn và giá cả phải chăng hơn. Giá của các mô-đun năng lượng mặt trời giảm dần cho đến khi việc quay trở lại trái đất ở những vùng sâu vùng xa xa lưới điện trở thành hiện thực. Các ứng dụng mới đã làm tăng khả năng sản xuất năng lượng mặt trời và ngành công nghiệp này một lần nữa đã trở nên tốt hơn trong việc giảm chi phí xây dựng và triển khai năng lượng mặt trời.
Với sự khuyến khích hơn nữa của trợ cấp, chu kỳ này đã kéo dài hàng thập kỷ và là một ví dụ điển hình về xu hướng công nghệ được gọi là Định luật Wright. Định luật Wright quy định rằng mỗi khi tổng sản lượng của một công nghệ mới tăng gấp đôi (ví dụ: từ 100 megawatt năng lượng mặt trời lên 200 megawatt năng lượng mặt trời), chi phí của nó sẽ giảm theo một tỷ lệ nhất định.
Tác giả, người ủng hộ năng lượng tái tạo và nhà đầu tư Ramez Naam giải thích: 'Điều này đạt được bằng cách vừa học vừa làm. Đây là một sự đổi mới giúp cải thiện bản thân công nghệ và giảm lao động, thời gian, năng lượng và năng lượng cần thiết để sản xuất công nghệ. Một sự kết hợp sáng tạo giữa nguyên liệu thô. Công nghệ.' Quá trình này được gọi là 'đường cong học tập'.'
Mặc dù không phải tất cả các công nghệ đều có đường cong học tập mạnh mẽ, nhưng thực sự có nhiều công nghệ có thể nhanh chóng tiếp thu được từ một thế giới ít người biết đến. (Hãy nhớ kiểm tra bài đăng của Roser để tìm hiểu thêm về Định luật Wright.)
Trên thực tế, khi chúng tôi triển khai nhiều năng lượng mặt trời hơn, chi phí của công nghệ này đã giảm ở mức có thể dự đoán được, điều này cho thấy một lộ trình học tập. Với mỗi lần tăng gấp đôi số lượng lắp đặt năng lượng mặt trời, giá mô-đun pin mặt trời sẽ giảm khoảng 20%.
Khi tổng công suất lắp đặt năng lượng mặt trời tăng lên từ năm 1976 đến năm 2019, các mô-đun năng lượng mặt trời đã tăng từ 106 USD mỗi watt lên 0,38 USD. Tuy nhiên, mặc dù chi phí giảm, giá năng lượng mặt trời vẫn cao hơn nhiều so với giá điện thông thường như than và khí đốt tự nhiên trong hầu hết lịch sử của nó.
Trong một khoảng thời gian tương đối ngắn, chi phí năng lượng mặt trời quy mô tiện ích (tức là một nhà máy điện tập trung cung cấp điện cho lưới điện) đã thay đổi từ không thực tế thành rẻ nhất. Để chứng minh xu hướng này, Rosser đã vẽ biểu đồ chi phí năng lượng trung bình toàn cầu (LCOE) khi xây dựng các nhà máy điện mới. Đây là mức giá do các nhà cung cấp ước tính, họ cần tính phí cho khách hàng để hòa vốn trong toàn bộ vòng đời của nhà máy mới, bất kể năng lượng, và họ bao gồm mọi thứ từ xây dựng, giá nhiên liệu cho đến vận hành.
Từ năm 2009 đến 2019, giá điện của các nhà máy điện mặt trời mới giảm 89%, vượt qua các nguồn năng lượng giá rẻ như than đá và một số khí đốt tự nhiên. Chi phí của điện gió mới trên bờ đã giảm 70% (điều này cũng nhờ vào quá trình học tập công nghệ). Bản thân những con số đã ngoạn mục nhưng không gì có thể thay thế được hiệu ứng hình ảnh đẹp mắt. May mắn thay, đó là bánh mì và bơ của Roser. Nói tóm lại, đây là mười năm qua. (Tất cả giá trong bảng này không được trợ cấp.)
Bạn có thể nhận thấy rằng giá than không hề biến động. Đó là bởi vì than và khí đốt tự nhiên không nằm trong lộ trình học tập như năng lượng mặt trời và gió. Bất chấp giá khí đốt tự nhiên giảm, Roser tin rằng điều này chủ yếu là do giá nhiên liệu giảm do nứt vỡ thủy lực và sự bùng nổ khí đá phiến.
Điều đáng chú ý là chi phí nhiên liệu (tất nhiên là bằng 0 đối với năng lượng gió và mặt trời) chiếm một phần lớn trong giá điện do nhiên liệu hóa thạch cung cấp. Nó sẽ dao động, nhưng nó sẽ không bao giờ bằng không.
Roser viết: 'Điều này có nghĩa là đối với tất cả các nhà máy điện không tái tạo có những chi phí nhiên liệu này, chi phí điện có thể giảm bao nhiêu là một giới hạn khó thấp hơn.'
Cho rằng các nhà máy điện sử dụng năng lượng tái tạo hiện nay nhìn chung rẻ hơn so với các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, người ta có thể nghĩ rằng các nhà cung cấp điện sẽ ngày càng lựa chọn các nguồn năng lượng tái tạo thay vì than đá hoặc khí đốt tự nhiên. Đây thực sự là trường hợp. Theo Roser, năng lượng tái tạo chiếm 72% công suất phát điện mới toàn cầu vào năm 2019. Bất chấp đại dịch, ước tính đến năm 2020, năng lượng tái tạo sẽ chiếm khoảng 90% công suất phát điện mới toàn cầu.
Nhiên liệu hóa thạch vẫn chiếm tỷ trọng lớn nhất trong sản xuất điện và hiện tại, chi phí xây dựng một nhà máy năng lượng tái tạo mới không kém chi phí vận hành một nhà máy nhiên liệu hóa thạch hiện có. Ngoài ra, chi phí năng lượng mặt trời thay đổi tùy theo khí hậu và quốc gia/khu vực - với các quy định cũng như chi phí vốn, đất đai và lao động.
Nahm nói rằng khi mặt trời ở phía bên kia trái đất, chúng ta sẽ cần những loại pin tốt hơn (dường như đang được sử dụng) và các thiết bị lưu trữ để giữ cho nước luôn chảy. Thực tế thách thức tương tự là năng lượng mặt trời đạt đỉnh vào mùa hè, trong khi nhu cầu điện đạt đỉnh vào mùa đông.
Naam viết: 'Ví dụ, ở Đức, ngay cả khi nhu cầu điện vào mùa đông cao hơn mùa hè, thì sản lượng điện mặt trời trong tháng 12 chỉ bằng 1/5 sản lượng điện mặt trời trong tháng 6.'
Đầu năm nay, Naam đã đưa ra dự đoán với giả định tỷ lệ học tập 'thận trọng' là 30% đối với giá nhà máy điện mặt trời - hãy nhớ rằng, 20% đầu tiên đã theo dõi tốc độ học tập của các mô-đun năng lượng mặt trời - và sử dụng công suất lắp đặt năng lượng mặt trời do IEA ước tính Tăng trưởng công suất hàng năm là 16%. Ông chia các dự báo thành các vị trí chi phí cực thấp, thấp, trung bình và cao.
Nói cách khác, những dự báo này chỉ ra rằng đến năm 2030 hoặc 2035, ở những nơi có nhiều nắng nhất, 'xây dựng năng lượng mặt trời mới thường rẻ hơn so với việc vận hành các nhà máy sử dụng nhiên liệu hóa thạch đã có.' Đồng thời, vào cuối những năm 2030, điều tương tự cũng có thể được áp dụng đến những nơi tương đối đắt đỏ như Bắc Âu (ít nhất là vào mùa hè).
Tất nhiên, dự đoán chỉ là: dự đoán. Chúng phụ thuộc vào tốc độ học tập và triển khai được quan sát thực tế kéo dài bao lâu. Naam cho rằng giá có thể giảm xuống mức thấp nhất vì họ sẽ gặp phải nhiều chi phí không thể lay chuyển hơn, chẳng hạn như chi phí đất đai và các nguồn lực khác.
Vì vậy, Naam cho rằng mặc dù năng lượng mặt trời ngày càng đóng vai trò mạnh mẽ nhưng nó không phải là thuốc chữa bách bệnh. Với sự phức tạp của thế giới thực, sự đa dạng hóa có ý nghĩa. Tương lai carbon thấp có thể thuộc về nhiều nguồn năng lượng khác nhau, bao gồm năng lượng gió, năng lượng hạt nhân và thủy điện. Nhưng bất kể điều gì xảy ra, có vẻ như cách chúng ta điện khí hóa cuộc sống hiện đại đang thay đổi nhanh chóng.
Đại học Singularity, Trung tâm Singularity, Hội nghị thượng đỉnh Singularity, Phòng thí nghiệm SU, Phòng thí nghiệm Singularity, Index Medicine, Index Finance và tất cả các logo và thành phần thiết kế liên quan đều là thương hiệu và/hoặc nhãn hiệu dịch vụ của Tập đoàn Giáo dục Singularity.
