如今，太阳能和风能已经成为电网脱碳的支柱。彭博新能源财经的分析显示，在电池的配合下，此类清洁能源发电容量有潜力帮助实现总发电量的70-80％脱碳。然而，对于有志于实现接近净零排放的国家来说，这还不够。因此，各类使用低碳技术的可调度电源开始登上舞台，以满足清洁能源不足时的用电需求。本文从成本竞争力的角度对该领域中的三位“种子选手”进行了对比：氢能（hydrogen）、碳捕获和封存（CCS）以及小型模块化核反应堆（SMR）技术。


目前，全球燃氢电厂的平均LCOE基准为363美元/MWh（假设利用小时容量因子为55％）。此估值基于如下条件：氢气产自使用可再生能源供电的电解槽；采用岩洞存储方式且使用燃气轮机。

2021年，配备碳捕获和封存（CCS）技术燃煤电厂的全球平均LCOE基准为289美元/MWh，燃气电厂则为250美元/MWh。此值基于如下条件：发电厂的整体容量因子为55％；Capex资本支出水平为450万美元/MW，包含捕集系统的成本，但不包括CO2的运输和储存成本。这种资本支出水平比如今全球成本最低的CCS电厂（即位于美国德克萨斯州的Petra Nova项目）还要低35%。彭博新能源财经认为，实现这一目标的方法包括：优化现有设备设计、扩大项目规模、建设配备燃烧后碳捕获系统的下一代火电厂。

小型模块化核反应堆（SMR）电厂指拥有多个小型反应堆（低于300MW）产生蒸汽推动轮机发电的电厂。目前全球只有少数SMR项目在建，其中包括位于阿根廷的Carem SMR项目（25MW）。我们估计，该项目的资本支出水平将达到2,400-2,800万美元/MW，高于最初预算的1,800万美元/MW。Carem发电厂在容量因子为55％时的LCOE预计为354美元/MWh，在不间断运行时的LCOE则为240美元/MWh。

在本文介绍的三种技术中，配有CCS技术的电厂是目前LCOE最低的选择。CCS系统在化石燃料及发电厂资本支出低廉的情况下对LCOE的影响最为明显。在天然气价格便宜的美国，燃气发电厂是否配备CCS技术的LCOE对比可以达到156美元/MWh与36美元/MWh的差距。在中国，因为目前燃煤电厂的建设成本低至50万美元/MW，使用CCS技术的煤电厂可达到133美元/MWh的LCOE，而不使用CCS技术时的LCOE则为61美元/MWh左右。

从调峰电源来说，假设其利用小时容量因子为10％，则燃料费用在发电容量的完整使用寿命中仅占一小部分成本。因此，降低LCOE的关键不在于燃料，而在于降低资本支出。在本文介绍的三种技术中，使用开放循环轮机的燃氢发电厂可实现的资本支出最低，为78-94万美元/MW。对比之下，搭配CCS的燃煤和燃气电厂的资本支出为500万美元/MW，SMR电厂更是达到2,400万美元/MW。因此，2021年，调峰情况下燃氢电厂的LCOE基准为623美元/MWh，远低于搭配CCS的开放循环燃气电厂的895美元/MWh。然而，这一水平仍比建造和运营2.5小时电池存储项目的成本（220美元/MWh）高出三倍，更不用说无CCS的开放循环燃气电厂的全球平均LCOE可低至174美元/MWh。

为了促进电力领域的持续脱碳，这三种技术必须首先显著降低成本，让用户负担得起，才有机会考虑与传统发电机组竞争。这意味着，对于燃氢电厂来说，使用电解槽制氢的燃料成本必须从目前估计的约2.9-4.2美元/kg（22-31美元/MMBtu）下降至1.0美元/kg（7.4美元/MMBtu）以下。电厂还需要广泛采用能够充分燃烧降低NOX排放的新一代燃氢涡轮机组。假设2030年累计建设装机量达到30GW，燃氢电厂的LCOE将在2030年下降至133-236美元/MWh，到2050年下降至82-134美元/MWh（均假设容量因子为55%）。

搭配CCS的发电厂必须将资本支出降低至Petra Nova项目的一半，即达到约300-350万美元/MW，主要途径包括提高设备的标准化和规模化。由于CCS在许多行业均有应用，因此电力应用也可从中获益。假设2030年CCS发电厂的累积建设规模达30GW，则未搭配CCS的燃煤和燃气电厂的LCOE将在2030年达到64-198美元/MWh，到2050年达到69-212美元/MWh。

SMR技术必须提高规模以降低小型反应器装置的制造成本。供应商的目标是将SMR电厂的资本支出水平从目前的2400万美元/MW降低至400到500万美元/MW。为了实现这一目标，累计建设容量缺口仍为几十GW。由于大多数项目预计不会在21世纪20年代前实现商业化，因此这一目标可能很难在21世纪30年代中期前成为现实。一旦实现资本支出目标，SMR电厂的LCOE可能会降至86美元/MWh（假设容量因子为55％）。

本文中使用的所有数据正式用户均可见BNEF项目财务模型：EPVAL 9.1

一组数据

363美元/MWh

2021年燃氢电厂的全球平准化度电成本（LCOE，假设利用小时容量因子为55%）

289美元/MWh

2021年搭配CCS技术的常规燃煤电厂的全球LCOE值

354美元/MWh

首个小型模块化核反应堆发电站的LCOE值估计

原标题：各类未来电源的LCOE（氢能、CCS和小型核反应堆）重点