A global dataset for coal-to-renewables cost crossover analysis
本文提出了一个全面的全球数据集和仪表板，该数据集将工厂层面的煤炭运营成本与当地的可再生能源及融资条件相结合，旨在实现继续煤炭运营与向太阳能及风能转型之间经济交叉点的直接、透明的比较。
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全球电网正处于一场无声而巨大的转变之中。一个多世纪以来，煤炭一直是电力生成的可靠支柱，这种燃料通过持续燃烧产生热量，维持着灯火通明和工厂运转。但能源的经济学变化速度快于基础设施本身。一方面，我们拥有已经建成且正在运行的老旧煤电厂；它们最大的成本不再是建设，而仅仅是维持日常运转所需的燃料和维护费用。另一方面，我们拥有太阳能电池板和风力涡轮机，它们虽然需要巨额的前期投资来建造，但一旦开始旋转或在阳光下闪耀，其运营成本几乎为零。未来的关键问题不仅在于可再生能源是否更容易建造，还在于它们是否比已经矗立在那里的煤电厂更便宜。这是一个复杂的谜题，因为答案取决于独特的局部条件：特定地点有多少阳光或风力、该国建设新项目借贷资金的成本有多高，以及当地煤电厂实际支付了多少燃料费用。
哥伦比亚大学的一个研究团队构建了一张宏大且详尽的地图来破解这个谜题。他们创建了一个全新的数据集，将维持现有煤电厂运行的成本与在旁边建造新的太阳能或风能发电场进行对比。他们调查了 73 个国家中正在运行的 6,580 个独立煤电单元。对于每一个单元，他们都计算了让该煤电厂再运行一年的确切成本，包括燃料和维护。然后，他们模拟了在附近建造一个新的可再生能源项目的成本，并将当地的风力或日照强度以及该国特定的利率因素考虑在内。他们的目标是找到“交叉点”，即新可用的可再生能源变得比旧煤电厂更便宜的那一刻。
结果显示，对于绝大多数这些煤电厂而言，这种转变已经发生。在他们使用资源质量和融资标准估算的中心分析中，研究人员发现，在 2,836 个主要对比单元中，有 2,702 个单元的新太阳能或风能发电比现有的煤电厂更便宜。这意味着，对于这些电厂来说，为了维持煤炭燃烧而投入的燃料和维护费用，高于从新的可再生能源来源产生同等量电力的总成本。在许多地区，特别是在非洲和亚洲，太阳能成为了最便宜的选择；而在欧洲和美洲的部分地区，风能则是胜出者。该研究还确定了一个较小的群体，包含 134 个电厂，它们的经济状况非常接近；研究人员称这些单元为“对融资敏感型”。对于这些特定的单元，如果建设它们的借贷成本略微降低，可再生能源就会变得更便宜，但即便如此，差距也很小。
研究人员并未止步于一个简单的“是或否”的答案。他们建立了一个灵活的系统，允许任何人测试不同的情景。他们考虑到风能和太阳能具有间歇性，这意味着它们不能 24 小时全天候发电，因此他们在等式中加入了四小时电池储能的成本。当他们把存储足够能量以填补阳光或风力空缺的成本纳入考虑时，那些比可再生能源更便宜的煤电厂数量显著下降。如果每一份可再生能源都必须经过电池，那么交叉点就会在大多数电厂中消失，这表明储能是这个谜题中一个至关重要且昂贵的环节。然而，研究也探讨了如果通过政府支持或政策变革降低可再生能源项目的利率，情况会变得多么乐观。他们发现，如果融资成本仅降低几个百分点，几乎所有煤电厂在他们的数据集中都会变得比可再生能源替代方案更昂贵。
这项工作提供了一个透明的、逐个单元记录的记录，它超越了国家平均水平，转而观察单个发电厂的具体现实。研究人员结合了全球煤炭追踪器、太阳能和风能图谱以及财务报告的数据，创造了一个统一且一致的视角。他们确保区分了直接接入公共电网的电厂与那些服务于私营工业或提供热能的电厂，并将主要结论聚焦在为世界上大部分地区供电的联网电厂上。该数据集现已公开供人使用，使决策者、投资者和研究人员能够准确看到在何处实现煤电退役的经济理由最为充分，又在何处最为薄弱。它证实了向清洁能源的转型不仅是一个技术问题，更是一个局部经济问题，并且对于世界上很大一部分煤电资产而言，数学逻辑已经表明，是时候向前迈进了。
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