IRENA报告|可再生技术创新指标：图说成本、专利和标准方面的进展
可再生技术创新指标：成本、专利和标准方面进展的图示分析
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这些有关创新“产出”的指标（即成本较低的新技术或改进的技术、流程和系统），通过专门为此目的而创建的方法获得，提供了对七种随时间推移的可再生能源技术发展方式的定性和定量见解，这些指标反映了完全或部分的研发和示范活动。
这些指标对政策制定者和研究人员而言是一种宝贵的资源，假定截止目前的主要重点是收集有关创新过程投入的数据（例如研发支出）。IRENA 收集的指标为对不同技术的创新支持的相对表现进行更严格的比较分析提供了可能性。这也可能成为对政策制定者的重要支持，因为从过去经验中获得的见解，可以帮助为下一轮需要扩大规模的技术制定出创新政策。
本报告分为三个部分：
o 在第一部分，报告描绘了过去十年七种能源技术的成本和性能指标（cost and performance indicators）。以丰富的图表形式，介绍了太阳能光伏、聚光太阳能、用户侧电池（behind-the-meter batteries）、陆上风电和海上风电、氢电解槽和大规模太阳能热能等七种技术的各项具体发展情况。
在第二部分，通过聚焦专利和标准数据（patents and standards data）， 深入探讨了过去 10 年海上风电和氢能领域的进展。可以通过IRENA的INSPIRE数据专题网站查看可视化后的数据 。
可视化仪表盘专题网站
http://inspire.irena.org/Pages/home.aspx
可再生能源技术专利创新发展情况
可再生能源技术国际标准分布情况
o 在第三部分中，基于海上风电技术的试点分析，报告结合了所有指标以整体评估创新进展的案例研究进行了讨论。在海上风电创新追踪方面，IRENA在2021 年 6 月专门发布过另外一个研究报告：《追踪创新的影响：以海上风电为例》报告。可以参考。
Tracking the Impacts of Innovation: Offshore wind as a casestudy
https://irena.org/publications/2021/Jun/Impact-of-Innovation-Offshore-wind-case-study
https://irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2021/Jun/IRENA_Impacts_Innovation_2021.pdf
本报告的研究工作得到了欧盟委员会Horizon 2020 研究和创新计划（赠款协议号 899899）的支持。
该项目还为创新使命（Mission Innovation）的洞察(Insights)模块做出了贡献。（http://mission-innovation.net/innovation-platform-insights/）
除了报告之外，有关成本和性能指标的详细数据图表还可通过tableau网站访问：
太阳能光伏（https://public.tableau.com/app/profile/irena.resource/viz/IRENA_Costs_PV_EC/SolarPV）
聚光太阳能CSP（https://public.tableau.com/app/profile/irena.resource/viz/IRENA_Costs_CSP_TEIF/Story1）
用户侧电池储能
（https://public.tableau.com/app/profile/mtaylor/viz/IRENABTM-storage-dsh-v1-2/Behind-the-meter-storage）陆上风电（https://public.tableau.com/app/profile/irena.resource/viz/IRENA_Costs_OnshoreWind_EC/OnshoreWind）
海上风电（https://public.tableau.com/views/IRENA_Costs_OffshoreWind_EC/OffshoreWind?:embed=y&:showVizHome=no&publish=yes&:toolbar=no#1）
氢电解槽（https://public.tableau.com/views/IRENA_Costs_Hydrogen_TEIF/Story1?:%20embed=y&:showVizHome=no&publish=yes&:toolbar=no%20%0bCSP:%20https://public.tableau.com/views/IRENA_Costs_CSP_TEIF/Story1?:%20embed=y&:showVizHome=no&publish=yes&:toolbar=no%0d）
报告目录和主要图表
报告目录：七种能源技术的成本和性能指标
大规模光伏价格下降和性能增长情况
38个国家和地区公用事业规模光伏总成本下降趋势及下降分布图
各个市场之间的总安装成本存在显著差异。这是结构性原因所致，例如劳动力成本和商品定价的区别，也包括一系列其他因素。各地市场的成熟度和规模会影响到当地供应链的竞争力（例如组件产品的上架和安装过程、专业的安装承包商等），而开发商可能没有那么多经验。政策和监管设置也起到一定的作用，影响从电网连接成本到项目开发提前期、获得许可证和环境影响评估成本的方方面面。然而，在更具竞争力的水平上存在着成本趋同的趋势。而且现在要比过去发生得更快，因为经验丰富的项目开发商在新市场中可寻找机会，而竞争性采购流程对开发商施加了压力，要求他们遵守最佳实践方案，供应链也变得更具竞争力。
2010-2020年一些国家的光伏LCOE变化趋势
聚光太阳能（CSP）十年成本和效率变化情况
电表后端电池储能系统（用户侧储能）示意图
电池储能成本下降和性能提升数字
电池存储系统和 BoS 的不同组件示意图
德国等国家住宅电池系统成本下降趋势图
德国住宅电池储能系统规模分布
德国住宅电池储能系统成本的时间序列图，显示出规模经济所能带来的影响。2014 年至 2020 年间，按净容量类别划分的成本范围从 1787 美元/千瓦时至 2913 美元/千瓦时下降到 618 美元/千瓦时至 920 美元/千瓦时之间的更窄范围。价格对应于最小容量（不超过5 kWh）和最大容量（15 kWh-30 kWh）两种类别，分别代表了 54% 和 58% 之间的下降。但到了 2021 年第三季度末，价格又有所上涨，按类别划分的成本范围下降至 816 美元/千瓦时至 1215 美元/千瓦时之间。2014 年，15 千瓦时以上的系统比 5 千瓦时以下的系统便宜约 39%。在 2020 年和 2021 年期间，与 2014 年相比，差异略有所下降。在这两年中，15 千瓦时以上的系统仅比 5 千瓦时以下的系统便宜 33%。
陆上风电成本下降和性能提升情况
风机价格下降了39%，总安装成本下降了31%，LCOE下降56%。性能方面风机容量增长了32%，叶轮直径增长了43%，容量因子提升了31%。
陆上风电平均项目容量增长情况，几个主要国家都有大幅度增长，但也有部分国家项目平均容量反而有所下降
从 2010 年到 2020 年，印度的陆上风电平均项目规模大幅增加，增长了 747%，从 2010 年的 17 MW增加到 2020 年的 141 MW。墨西哥和美国也出现了类似的趋势，平均项目规模墨西哥从 56 兆瓦增加到171 MW，美国从 91 MW增加至 216 MW。比利时和英国的平均项目规模都比较低，但也都有所增加。比利时平均规模从 12 MW增加到 14 MW，英国从 14 MW增加到 19 MW。但法国和意大利的平均项目规模分别下降了 35% 和 85%。
轮毂高度的增长，与项目容量不同，轮毂高度一直在攀升。
风轮直径的增长和轮毂高度一样，大幅提升
轮毂高度和风轮直径对比关系图
随单机容量（横轴）风轮直径（数轴）的变化情况
风电机组价格下降趋势
大多数市场在 2007 年至 2010 年期间处于风电机组价格的峰值。到 2020 年底约下降了 44% 至 78%。2020年大多数主要市场的价格从 700 美元/千瓦到 910 美元/千瓦不等（中国除外）。
中国在 1998 年处于最高位，当时的价格约 2520 美元/千瓦，到了 2002 年开始出现价格大幅下降。随着供应链更长、更具竞争力以及制造能力的增长，供应不足的问题得到缓解，风机价格以不规则、逐步的方式下降，到了 2020 年平均价格下降到只有 540 美元/千瓦左右。但中国在 2020 年因抢装问题，装机量激增导致供应紧张，又略高于 2019 年的水平。
总安装成本、容量因子和LCOE下降趋势（2010至2020年）
2010 年至 2020 年间，全球陆上风电加权平均总安装成本下降了 32%，从 1971 美元/千瓦降至 1349 美元/千瓦。2020 年又比 2019 年的 1491 美元/千瓦的价值下降了 10%。2020 年各国家/地区的陆上风电加权平均总安装成本在 1038 美元至 3189 美元/千瓦之间。中国和印度的加权平均总安装成本比其他地区低 20% 至 67%。
十五个国家的总安装成本趋势图，年度间稍有增长但总的趋势明显在下降
32个国家陆上风电总安装成本变化趋势
按地区分布的陆上风电总安装成本下降趋势图
陆上风电成本下降分解，风机价格占比最大，电网连接和项目计划和发展下降最低。
容量因子增长情况，从27%增长到36%
1984年至2010年15个国家容量因子变化情况
30多个国家2010-2020年容量因子变化情况
容量因子与风速关系图，按国家分列
运维成本变化曲线图。
2010至2020年全球陆上风电LCOE变化趋势。
2020 年，大约 100 GW的新增陆上风电项目投入使用，新并网陆上风电的总体 LCOE 已低于最便宜的新增化石燃料发电来源。2010 年至 2020 年间，全球陆上风电加权平均 LCOE 下降了 56%，从 0.089 美元/千瓦时降至 0.039 美元/千瓦时。2020年同比下降了13%。
按国家列出的十年陆上风电LCOE变化趋势图
海上风电十年增长情况，图表未反映2020年和2021中国快速增长的海上风电新安装容量。
海上风电总安装成本下降了32%，平价LCOE下降了48%，性能增长方面，风机容量大增143%，叶轮直径增长46%，容量因子增加了6%。
因2020和2021年数据未统计进去，中国快速增长的海上风电性能增长的数据未能及时反映进去。
欧洲海上项目水深、离岸距离、项目容量等关键数据变化情况
欧洲和其他地区项目水深、离岸距离及项目规模对比情况。
欧洲几个国家海上风电项目与中国海上项目的对比
水深与基础选择关系图表
海上风电轮毂高度与叶轮直径关系，气泡大小代表单机容量
海上风电叶轮直径变化趋势（按国家和单机容量的逐年变化）
海上风电轮毂高度变化趋势（按国家和单机容量的逐年变化）
海上风电单机容量变化，从3MW增长到8MW以上
海上风电总安装成本变化趋势
按国家分列的海上风电总安装成本变化折线图
海上风电成本组成
欧洲单个项目安装周期
按国家分列项目水深和离岸距离与安装成本关系，考虑项目容量因素
海上风电容量因子变化，中国、欧洲和其他地区分列。
海上风电容量因子与风速关系变化趋势
几个主要国家和地区的海上风电容量因子变化情况
海上风电LCOE与总装机容量关系图
海上风电LCOE变化趋势
几个主要市场海上风电LCOE变化趋势
氢电解槽成本与性能提升情况
大规模太阳能热加热成本下降和性能提升情况。2014-2020年平均安装成本下降了68%，项目平均规模增长了12.7倍。
海上风电专利增长情况
各国高价值海上风电专利情况，德国、法国和丹麦及荷兰最多。
国际标准数量增长情况及分布
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告PDF和图片。
来源：国际可再生能源署IRENA
https://irena.org/publications/2022/Mar/Renewable-Technology-Innovation-Indicators
编译：风能专委会CWEA公众号
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