美国光伏市场分析：装机小、数量多、增长快
发布日期：2020-03-19 来源：中国电力报 作者：于琳娜 浏览次数：115
根据美国能源信息署的预测，2020年美国将新增13.5吉瓦的太阳能光伏装机，超过了2016年8吉瓦的新增纪录。公用事业规模的电力部门太阳能光伏新增容量的一半将来自4个州：德克萨斯州（22%），加利福尼亚州（15%），佛罗里达州（11%）和南卡罗莱纳州（10%）。由于屋顶太阳能系统的增加，预计居民住宅、商业部门的光伏装机也会实现创纪录的增长。
根据短期能源展望，美国能源信息署预计到2020年底将有额外的5.1GW小规模太阳能光伏装机投入使用。
美国光伏特点
截至2018年11月，美国超过公用事业规模的太阳能光伏（PV）发电设施约有2500个，其中的大部分规模较小，合计占公用事业规模发电量的2.5%，占年发电量的1.7%。美国能源信息署认为公用事业规模的发电设施是指总发电装机大于1兆瓦的设施，但是某些公用事业规模的发电设施不止使用一种发电技术，光伏是常用的几种之一，且其本身装机可能不足1兆瓦（较为罕见）。小型公用事业规模设施的增长预计可持续到2020年。美国能源信息署在2018年10月发布的初步月度发电机组清单报告中表示，到2020年底新上线的216座太阳能光伏设施中，大部分规模为5兆瓦甚至更小。
目前，北卡罗莱纳州拥有433个装机不超过5兆瓦的公用事业规模光伏发电设施，这些设施的总装机为1803兆瓦，位列美国所有州之首，约占美国所有1~5兆瓦公用事业规模光伏发电设施的四分之一。
装机成本稳步下降
在其他州，小型公用事业规模的光伏发电装机的增长受到包括社区太阳能设施等战略的鼓励。社区太阳能设施将其装机的一部分出售给非现场客户，这些客户不一定能够获得太阳能发电。在社区计划中，客户可以认购制定的社区太阳能设施，并在电费单上每月获得其购买的太阳能装机份额所产生的能源信用额。社区太阳能设施的平均装机为2兆瓦。
根据美国新建公用事业规模发电机2017年的数据，太阳能光伏系统的年装机加权平均建设成本持续下降，而陆上风力发电和天然气发电的成本略有增加。这三种发电技术占当年美国电网新增总容量的97%以上。自2013年以来，太阳能光伏发电的平均成本下降了37%，风能下降了13%，天然气发电下降了4.7%。2017年美国发电装机总投资较上年下降了27%。
通常来说，太阳能光伏发电机的安装成本高于风能和天然气发电机。
2017年，太阳能光伏发电机在美国所有新建发电设施中成本所占份额较大，占总投资的37%。这一年，美国开发商在太阳能光伏发电上花费了将近120亿美元，并增加了5GW的发电能力。相比之下，天然气和风力发电的投资较少，仍分别增加了10.5吉瓦和5.8吉瓦的产能。
太阳能光伏发电成本下降的原因是晶硅轴基的跟踪板成本下降，2017年的平均建造成本低到每千瓦2135美元。晶硅轴跟踪板占2017年新增太阳能光伏装机的一半以上，新增产能为2.6吉瓦。
相关优惠政策
美国能源信息署认为，美国电网增加的风能和太阳能装机和规模，很大程度上取决于联邦政策，这些行业对政府政策十分敏感。投资税抵免（ITC）属于企业租税的一种，由美国联邦政府提出，是鼓励纳税人投资可再生能源发电设备的奖励性措施。在太阳能方面，凡是符合规定的设备，政府会减免投资者相当于设备成本30%的赋税，且无额度上限。
2020年，美国太阳能投资税抵免将开始下降，幅度大约为30%，公用事业规模和商业太阳能系统将最终降到10%，到2022年，住宅系统的投资税抵免将完全到期。美国能源信息署假设新的公用事业规模太阳能光伏发电站的建设周期为两年，因此2019年投入使用的发电站可获得30%的全额税收抵免，但之后享受的优惠将有所减少。
此外，其他相关优惠还包括“产品税赋抵免”和“美国复苏与再投资法案”，前者每使用1千瓦时电可获得0.022美元的税金抵免，后者为符合资格的太阳能设备提供相当于成本30%的奖励金，但优惠措施不可同时使用。
美国能源信息署预计关税对终端太阳能装置的发电产生的影响会很小。由于模块成本在太阳能光伏系统总成本中所占比例较小，关税导致住宅和非住宅的太阳能光伏成本分别上涨4%和6%
亚利桑那州拥有最好太阳能资源
根据2014~2017年平均值计算，美国公用事业规模太阳能光伏发电站容量因数为25%。容量因数是指特定机组全年实际发电量与该机组理论上全年最大发电量的比例。美国西南部的州往往比东南部或东北部的州拥有更好的太阳能资源和更高的容量因数。
亚利桑那州的表现优于其他任何州。以2014~2017年的数据为例，亚利桑那州实现了29.1%的容量因数。截至2017年底，亚利桑那州的公用事业规模太阳能光伏发电装机为1.7吉瓦，约占全国总量的7%；犹他州拥有0.9吉瓦的装机，其容量因数为29%，在美国排名第二。加利福尼亚州的容量因数为28.4%，排名第三，但该州拥有9.4吉瓦的公用事业规模太阳能光伏设施，占全国总量的37%。
相比之下，美国东南部的乔治亚州和北卡罗来纳州的光伏发电容量因数要比美国西南部纬度相近的州低得多，东北部的一些州容量因数甚至更低，如新泽西州和马萨诸塞州。三个主要因素在很大程度上决定了容量因数：资源质量、跟踪能力和逆变器尺寸。阳光更充足的地方比如美国西南部，每年有更多小时的阳光直射，因此，太阳能光伏组件可以捕捉更多的阳光。
增加跟踪太阳角度的设备，有助于最大化光伏系统的能量输入，更大的逆变器可以将光伏板产生的直流电转换为电网可用的交流电，这也有助于提高系统的总输出。