태양가는 생각? 지금까지 - 가격은하지만 어떤 장소에서, 그리드 전기의 비용을 접근하고있다. joncallas / 플리커, CC BY-SA
이번 주 국립 신 재생 에너지 연구소 (National Renewable Energy Laboratory)는 옥상의 태양열 패널이 거의 전기 40 %의 그러나 태양에 들어가는 비용은 어떨까요?
많은 사람들이 태양광 패널에서 전력을 생산하는 비용이 전력망에서 구매하는 비용과 같거나 낮아지는 시점, 즉 "그리드 패리티"가 언제인지 궁금해합니다. 이 시점이 되면 태양광 도입이 가속화될 수 있습니다.
하지만 질문을 할 때 종종 사과와 오렌지를 비교하곤 하며, 장소와 설비 유형마다 답이 다르다는 사실을 잊곤 합니다.
예를 들어, 공공 시설용 태양광 시스템(일반적으로 패널이 하루 종일 태양을 향하도록 기울기와 방향을 천천히 바꾸는 대형 배열)에서 생산되는 전기는 일반적으로 집에 설치된 태양광 패널에서 생산되는 전기보다 저렴합니다. 또한, 가정용 전기 요금은 평균적으로 약 1 킬로와트 - 시간당 12 센트 미국에서는 도매 전기 요금(일반적으로 전력 회사가 발전기에 지불하는 가격)보다 훨씬 높습니다. 킬로와트시당 4센트 미만.
동시에, 주마다 태양 에너지의 양이 다릅니다. 예를 들어 플로리다의 태양광 발전은 일반적으로 알래스카보다 경제적입니다. 이러한 모든 요인들이 사람들이 예상하는 것보다 문제를 더 복잡하게 만듭니다.
그러면 어떻게 하면 옥상 태양광 설치 비용과 지역 전력망에서 전력을 구매하는 비용을 비교하여 어느 주가 그리드 패리티에 도달하는지 알아낼 수 있을까?
태양광 비용에 숫자 넣기
태양광 패널의 균등화 또는 평균 발전 비용은 시스템 구매, 설치, 자금 조달 및 유지 관리에 소요된 모든 비용을 시스템이 수명 기간 동안 생산할 것으로 예상되는 총 전력량으로 나누어 계산합니다. 이 값을 균등화 발전 비용(LCOE)이라고 하며, 킬로와트시(kWh)당 달러($/kWh)로 표시합니다. 석탄이나 천연가스 발전소의 비용을 결정하는 데에도 동일한 지표를 사용할 수 있습니다. 계획가들은 수십 년에 걸친 발전소 비용을 단일 숫자로 줄여주기 때문에 균등화 발전 비용을 선호합니다.
LCOE는 지표로서 이해하기 쉽고 널리 사용된다는 장점이 있지만, 몇 가지 단점도 있습니다. 즉, 지리적 변동성, 계절적 변화, 그리고 탄소 배출 비용과 같은 환경적 영향에 대한 비용을 일반적으로 무시한다는 것입니다. 가변적인 풍력 및 태양광 발전기를 우라늄, 석탄, 천연가스로 가동하는 발전소처럼 원하는 대로 켜고 끌 수 있는 발전소와 비교했을 때, 이 지표는 다소 단순해 보입니다.
오늘날 미국에서 태양광 PV로 생산되는 에너지의 평균 비용은 다음과 같다고 보고됩니다. kWh 당 12.2 센트이는 평균 소매 가격과 거의 같습니다.
전기 요금을 꼼꼼히 확인하는 사람들은 이 가격이 집에서 쓰는 전기 요금과 비슷할 것이라고 생각할 수도 있습니다. 하지만 이 가격은 오해의 소지가 있습니다. 왜냐하면 이 가격은 미국 전역의 공공사업용 태양광 발전의 평균 가격을 나타내는 것이지, 가정용 태양광 패널로 전기를 생산하는 데 드는 비용을 나타내는 것이 아니기 때문입니다.
그렇다면 거주 지역의 가정용 태양광 발전이 그리드 패리티에 얼마나 가까운지 어떻게 알 수 있을까요? 궁극적으로 이는 두 가지 요소에 달려 있습니다. 지역 전력망에서 구매하는 전기 요금과 태양광 발전으로 생산할 수 있는 전기 요금에 대해 얼마나 받을 수 있는지입니다. 두 가지 모두 살펴보겠습니다.
얼마나 많은 태양을 얻나요?
에너지 정보 기관(EIA)은 우편번호별 평균 전기 요금 지도아래 지도는 카운티 단위로 평균화하여 작성자가 재구성한 것입니다. 진한 빨간색(또는 더 어두운 색)은 평균 가정용 전기 요금이 더 높음을 나타냅니다.
미국 EIA의 평균 전기 요금 지도전기 요금은 전국적으로 매우 다양하며, 이러한 차이는 여러 경제적, 역사적 또는 규제적 이유로 인해 발생할 수 있습니다. 마찬가지로, 태양광 발전 비용과 태양광 자원의 가용성(즉, 햇빛이 얼마나 자주, 얼마나 강하게 비치는지) 또한 미국 전역에서 동일하지 않습니다. 아래 그림은 전국 모든 카운티의 가정용 태양광 발전의 LCOE를 보여줍니다.
미국 전역의 주거용 태양광 발전의 LCOE주택용 태양광 발전 비용 데이터는 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스 에너지 연구소에서 진행 중인 대규모 캠퍼스 전체 연구 프로젝트에서 수집되었습니다. 이 데이터의 주요 가정은 총비용입니다. 태양광 PV 설치 비용은 와트당 3.50달러입니다. 남쪽을 향하고 25도 기울어진 고정형 배열의 경우. 태양광 발전 데이터는 2013년 미국 국립 재생에너지 연구소(National Renewable Energy Laboratory)의 자료를 기반으로 합니다. 공부.
남쪽 방향과 기울기는 경험칙을 나타내며 그렇지 않을 수도 있습니다. 모든 지역에 최적의 태양열 배치.
미국 에너지 부 SunShot 이니셔티브 주택용 태양광 발전 시스템 설치 비용을 와트당 1.50달러로 낮추는 것을 목표로 하고 있습니다. 중국산 저렴한 태양광 패널 덕분에 하드웨어 비용이 크게 하락하여 전체 태양광 발전 시스템 가격은 고객 확보, 설치, 공급망, 허가 등 "소프트 비용"에 의해 결정됩니다. 그럼에도 불구하고 전체 설치 시스템 비용은 지속적으로 하락하고 있습니다.
이러한 비용 절감은 인상적이지만, 생산되는 에너지 비용의 주요 요인은 태양광 패널에 도달하는 태양 복사열의 양입니다. 물론, 일부 지역은 다른 지역보다 일조량이 더 많기 때문에 애리조나의 태양광 패널은 워싱턴주의 태양광 패널보다 더 많은 에너지를 생산하여 주택 소유자에게 더 경제적입니다.
그리고 일반적인 전기 비용은 전국적으로 다릅니다. 송전 비용이 가장 낮은 지역(예: 워싱턴)은 일조량이 낮아 태양광 발전 비용이 가장 높은 지역 중 하나입니다. 이러한 지역에서 태양광 발전 비용이 동등 수준에 도달하기는 어려울 것입니다.
반면, 뉴멕시코, 캘리포니아, 하와이 등 그리드 전기 가격이 높고 태양광 LCOE가 비교적 낮은 지역도 있습니다. 이러한 지역은 태양광이 조만간 동등 수준에 도달할 수 있는 최적의 위치입니다.
이동 대상
이 점을 설명하기 위해, 태양광 비용 지도의 기초가 되는 동일한 정보를 활용하여 설치된 태양광의 총 설치 비용을 와트당 $0.50씩 줄여서, 와트당 $3.50에서 와트당 $1.50(SunShot 목표)까지 계산해 보겠습니다. 그런 다음 각 카운티의 태양광 LCOE에서 전기 요금을 뺍니다. 이 차이가 XNUMX이거나 음수인 경우(전기 요금 > LCOE), 해당 카운티가 가정용 태양광 발전의 그리드 패리티에 도달하는 시점을 예측할 수 있습니다.
아래는 태양광 설치 가격이 하락함에 따라 예상되는 가격 변동점을 보여주는 GIF입니다. 총 설치 비용에는 연방 투자 세액 공제와 지역 세액 공제 및 세제 혜택이 포함되어 있습니다.
다양한 태양광 설치 비용에서 주거용 태양광 LCOE가 지역 평균 전기 요금과 동일 수준에 도달하는 위치를 보여주는 GIF입니다.이러한 계산과 추정에는 몇 가지 주의 사항이 있습니다. 첫째, 위 계산은 PV 소유주가 해당 지역의 표준 전기 요금으로 발전량을 지불받는다고 가정합니다. 이러한 방식을 일반적으로 순계량 측정이라고 합니다.
하지만 공공 서비스 제공업체가 태양광 발전 설비를 설치한 고객과 소통하는 방식은 매우 다양합니다. 일부 공공 서비스 제공업체는 자사 패널에서 전력망에 공급하는 잉여 전력에 대해 주택 소유주에게 도매 시장 가격을 지불하기도 하는데, 이는 일반적으로 소매 가격보다 상당히 낮습니다. 공공 서비스 제공업체가 소매 가격이 아닌 도매 가격을 기준으로 주택 소유주에게 가격을 지불한다면 태양광 발전은 경제성이 떨어집니다.
하지만 그게 전부는 아닙니다. 이산화탄소 및 기타 오염 물질 배출을 줄이는 비용적 이점도 있습니다. 반면, 야간이나 흐린 날씨에 태양광 발전의 "확장"에 드는 비용도 있습니다.
이러한 요소들을 고려할 때, "태양광 발전 설비를 설치하는 것이 경제적으로 타당할까요?"라는 질문에 대한 답은 "상황에 따라 다릅니다"입니다. 지도에서 알 수 있듯이, 전기 요금 변동 외에도 태양광 발전의 전체 비용이 얼마나 빨리 감소하는지 주시하는 것이 중요합니다.
저자에 관하여
조슈아 D. 로즈(Joshua D. Rhodes), 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스 에너지학과 박사후 연구원. 현재 그는 에너지 효율 및 분산형 발전의 시스템 수준 적용을 포함한 주거용 스마트 그리드 적용 분야를 연구하고 있습니다. 또한 정책과 좋은 정책이 지역 경제의 효율성에 미치는 영향, 특히 시장 원리를 활용하여 주거용 건물의 효율성을 높이는 정책에 관심을 두고 있습니다.
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