風への注意：再生可能エネルギー成長ブームに関する見解

エグゼクティブサマリー

再生可能エネルギーのコストは現在非常に急速に低下しているため、わずか数年以内に従来の化石燃料よりも一貫して安価な発電源になるはずです。 陸上風力発電のコストは2010年以来約23％減少しましたが、太陽光発電（PV）電力のコストは同じ期間に73％減少しました。

エネルギー部門のクライアントを支援することに多くの時間を費やしてきたので、この記事の私の動機は以下を調べることです。

1. 過去10年間の再生可能エネルギーの成長とその予測される成長。
2. コストの持続的な低下、したがって再生可能エネルギーの料金の低下の背後にある理由。
3. 電力会社と機器製造会社の2つの主要な利害関係者に対する料金引き下げの影響。

注：この記事では、ソーラーホームシステム（SHS）、バッテリー/ストレージベースのアプリケーション、電気自動車（ EV）、暖房システム、バイオ燃料など。

1.再生可能エネルギーの成長

2017年、世界の再生可能エネルギー発電容量は167ギガワット（GW）増加し、世界中でほぼ2,200GWに達しました。 これを概観すると、すべてのエネルギー源からの世界の総設備容量は約6,700 GWです。したがって、再生可能エネルギーは、設置されているすべての発電所の33％を占めています。 ただし、これは、生成されるすべてのエネルギーの33％が再生可能エネルギー源からのものであることを意味するものではないことに注意してください。 生成される総エネルギーは、設備利用率（CF / CUF）またはプラント負荷率（PLF）の関数であり、原則として、石炭やガスなどの従来の発電所の方が高くなります。 設備利用率とプラント負荷率については、後で詳しく説明します。

同じ期間に、石炭とガスベースの電力の純追加は70 GWであり、再生可能エネルギーの追加容量の約40％でした。 太陽光発電（PV）は2017年に大幅に32％増加し、続いて風力エネルギーが10％増加しましたが、石炭火力の追加は減少しました。

世界的な再生可能エネルギーの移行は、急速な価格の下落、技術の向上、そしてますます有利な政策環境のために、速いペースで前進し続けています。

IEAの予測によると、再生可能エネルギーは2022年まで力強い成長を遂げ、設備容量は43％増加します（つまり、920 GWの追加）。 さらに、風力と太陽光を合わせると、今後5年間で世界の再生可能エネルギー容量の成長の80％以上を占めることになります。

再生可能エネルギーの成長は、太陽光発電、風力、中国によって支配されています

再生可能エネルギーは、世界が2040年までに新エネルギー容量に投資する予定の10兆ドルの86％を占めると予測されています。中国だけで、世界の再生可能エネルギー容量の成長の40％以上、総投資額の45％を占めています。大気汚染と容量目標に関する懸念。 この戦略を補完するのは、中国企業が世界の年間総太陽電池製造能力の約60％を占めているという事実です。 中国の市場と政策の進展は、太陽光発電の需要、供給、価格に世界的な影響を及ぼします。

電力市場のこの深刻な変化は、2023年までに太陽光と陸上の風力が新しい米国のガスプラントと経済的に競争し、2028年までにそれらを上回ります。今後、2040年までに、太陽光と風力は設備容量のほぼ50％を占め、33を超える発電量の％-風力発電容量が4倍になり、太陽光発電が14倍になります。

設備容量に加えて生成されるエネルギーの増加

再生可能エネルギーは現在、エネルギー生成の観点から、従来のエネルギーの主力製品である石炭にも追いついています。 電力（MW）とエネルギー（MWh）の違いを簡単に理解する方法は次のとおりです。一般に、再生可能エネルギーの設備利用率（CF / CUF）またはプラント負荷率（PLF）は、従来の発電所よりも低くなります。つまり、1MWごとです。容量の点で、再生可能プラントは、対応する従来のプラントよりも少ないエネルギー（またはMWh）を生成します。

太陽光発電所と風力発電所の場合、PLFは通常15〜30％の範囲ですが、石炭およびガス発電所の場合、PLFは60〜90％の範囲であり、95％ものPLFも達成可能です。つまり、1MWの再生可能エネルギー発電所です。通常、年間1,750 MWhを生成しますが、従来のプラントは通常、年間7,000MWhを生成します。これは大きな違いです。 再生可能エネルギーの中で、水力のみが従来の電力PLFと競合でき、一部の水力発電所はPLFが70％を超えています。

PLFが低くても、容量の追加率は増加し、世界的に見て、再生可能エネルギーは現在、ガスプラントと同じ量のエネルギーを生成しています。 また、2023年までに石炭とのギャップ（17％ギャップ）を埋めると予測されており、これは大きな成果です。

2.生産コストの低下

太陽光発電におけるムーアの法則

私の観察では、モジュールとインバーターは、実用規模の太陽光発電プロジェクトのコストの約70％を占めています。これらは、太陽光発電のコスト低下を推進している2つのコンポーネントです。

モジュール（実際のパネル）とインバーターがどのように見えるか、および太陽光発電所のコンテキスト内でのそれらの重要性を理解するために、SarahHwongの回路図を参照します。

ソーラーモジュールとインバーターの価格は、供給過剰、ユーロと円の減価、最低輸入価格の下方修正など、さまざまな理由で下落しています。 太陽光発電業界では、購入者も価格に非常に敏感であるため、機器サプライヤーに永続的な価格圧力がかかります。 ソーラーモジュールの世界平均販売価格は、2018年6月に開始された新しい政策により中国政府がソーラー成長を抑制したため、2018年には約35％下落すると予想されています。

風力発電設備の価格下落の要因には、タービンとインバーターの価格の下落、設置技術の改善、サプライチェーン管理の改善、製造業者の資本コストの削減などがあります。

均等化発電原価またはLCOEへの影響

均等化発電原価（LCOE）は、エネルギーの重要な指標です。 これは、発電所から（耐用年数全体にわたって）各MWhの電力を生成するための総費用を測定します。 これには、プロジェクトの開発、建設、およびさまざまな運用コストが含まれます。 2018年に私たちが目にしているのは、太陽光発電と風力のLCOEが現在化石燃料と同等になっていることです。

陸上風力発電の平均均等化発電原価は45ドル/MWhと最も低く、実用規模の太陽光発電所は50ドル/MWhとそれほど遅れていません。 比較すると、従来の技術からの最低コストは、平均60ドル/ MWhのガス複合サイクル技術と、平均102ドル/MWhの石炭火力発電所でした。

風力、太陽光、地熱などの多くの再生可能技術は、安価に構築できませんが、稼働すると燃料費がかからず、一般的にO＆Mコストも低くなります。 したがって、再生可能エネルギー機器の設備コストの低下は、従来の発電源の設備コストの同様の低下よりも、LCOEにはるかに大きな影響を及ぼします。 燃料、運用、および保守のコストは、通常、20〜25年間のインフレに伴って上昇するため、LCOEに不釣り合いに大きな影響を及ぼします。

その結果、太陽光発電と風力発電の購入契約について発表された契約価格は、新設のガス発電所と石炭火力発電所の発電コストにますます匹敵するか、それよりも低くなっています。 特に太陽光発電のコスト削減の効果を以下に示します。2017年のLCOEは、2009年のLCOEのわずか14％です。

なぜまだ化石燃料が必要なのですか？

風力と太陽光は現在、コスト競争力があり、化石燃料に比べてかなりの環境上の利点がありますが、それでもなお「断続的」または「可変」エネルギー源と見なされています。 太陽が常に輝くとは限らず、風が常に吹くとは限りません。

その結果、風力と太陽光は、特定の従来の「ベースロード」ソースがシステムに提供するサービスを完全に置き換えることはできません。 しかし、公益事業者と電力事業者は、これらのテクノロジーが全面的に電力網により多くの価値を提供できる多くの新しい方法を発見しています。

再生可能エネルギー技術の次のブレークスルーは、バッテリーを使用した安価でスケーラブルで効率的なエネルギー貯蔵です。 ある意味で、これは再生可能エネルギーの聖杯であり、発電が不可能なときに使用するためにエネルギーを貯蔵することができます。 リチウムイオン電池の価格は2014年以降半減しており、多くのアナリストは、多数の大型電池工場が建設されるにつれて価格がさらに下がると考えています。 Elon MuskのTeslaやSolarCityなどの企業で見たように、バッテリースペース内の革新と垂直統合は急速に進んでいます。

3.再生可能エネルギーからの関税の低下

固定価格買取制度（FIT）をめぐる競争オークションの台頭

再生可能エネルギープロジェクトは、歴史的に政府の政策に依存して、発電された電力に対して受け取る固定価格買取制度（または固定価格買取制度）についての自信を与え、プロジェクトの収益を導きました。 政策は現在方向を変えており、多くの国が政府が設定した料金から、公益事業規模のプロジェクトのための長期の電力購入契約（PPA）を伴う競争オークションに移行しています。

PPAは、電力の購入者または「オフテイカー」（国有または民間の公益事業または民間企業）と発電機との間で署名された契約であり、所定のコストまたは「料金」で発電された電力の一部またはすべてを購入します。定義された期間（通常、更新可能なコンテキストでは20〜25年）。

2017〜22年の再生可能エネルギー容量の拡大のほぼ50％は、2016年の20％強と比較して、競争力のあるPPAオークションによって推進されると予想されます。入札によるこの競争力のある価格発見メカニズムは、バリューチェーン全体でコストを圧迫し、政府のための費用効果の高い政策オプション。

オークション価格は下がり続けています

競争の激化により、インド、ドイツ、トルコなどの主要国では、太陽光発電と風力発電プロジェクトの報酬レベルがわずか2年間で30〜40％削減されました。 風力発電と太陽光発電の発表されたオークション価格は引き続き下落していますが、新設プロジェクトの平均発電コストは依然として高いままです。 2017年から22年の期間に、世界の平均発電コストは、実用規模の太陽光発電で約25％、陸上風力で約15％さらに減少すると推定されています。

低入札を記録する

2017年のオークションで最も低い料金はメキシコからのもので、太陽光と風力の平均入札額はそれぞれ$ 20.80/MWhと$18.60/MWhでした。 どちらの数字も世界記録の最低値と見なされています。 インドでは、ソーラーオークションは現在、わずか4年前の90-100ドル/MWhから30-40ドル/MWhの料金を目撃しています。 世界中の他のオークションとは異なり、インドでの落札関税はインフレ連動債ではないため、その真の価値は急速に低下します。

ユーティリティと顧客にとって朗報ですか？

エネルギー料金の低下は、国営の公益事業者や政府の支出が減少することを意味します。 低価格が最終消費者（産業、商業、住宅）に転嫁されれば、彼らにも利益がもたらされます。 民間企業などの最終消費者も、発電会社と直接PPAを締結している場合にメリットがあります。

次に、これらの料金引き下げがエネルギーバリューチェーンの他の利害関係者、つまり発電会社や機器メーカーに与える影響を見ていきます。

4.発電会社および製造会社への影響

料金の引き下げにより、発電会社はコストを適応させ最適化することを余儀なくされました。 設備調達コストの削減、資金調達コストの削減、規模の経済は、実際にプロジェクトを実施する能力よりも重要であると考えられています。 発展途上国では、開発者が負担する必要のある追加のリスクも、現地通貨の減価、ヘッジ費用、輸入関税と税金の不確実性を通じて、これらの費用に追加されます。

コスト削減策

見積もられた一般的な入札は、一般的に実際の生産コストよりも低くなります。 上記のデータから、ソーラーの平均コストは$ 50 / MWhの範囲にありますが、見積もりおよび落札価格は現在$ 30/MWh未満の範囲にあります。 35〜40ドル/ MWhの低コストを考慮しても、これは太陽光発電の生産者が平均していることを意味します。 生成された$5-10/MWhを失う。 電力生産者にコストを削減する他の方法を見つけるように強制します。その一部は、20〜25年にわたるプラントの長期的なパフォーマンスに影響を与える可能性があります。 詳細な技術仕様が提供されていない、または検査手順が厳密でない入札では、これにより、次のようなアイテムの品質が標準以下になる可能性があります。

モジュール

モジュールの製造に使用されるすべてのコンポーネント（つまり、セル、バックシート、ガラス、フレームなど）は「コスト最適化」できますが、これらの標準以下のモジュールが20〜25年間定格電力を生成するかどうかは変わりません。見られる。 モジュールでは、セルは太陽光エネルギーから電気エネルギーへの変換が行われる場所です。 特定の条件では摂氏約80度の温度に達する可能性があるため、低品質のセルは長期的には生成に深刻な影響を与える可能性があります。

インバーター

それらの役割は、モジュールによって生成された直流（DC）を、グリッドに供給できる交流（AC）に変換することです。 太陽光発電システムの心臓部を形成する回路。 現在使用されているほとんどのインバーターの寿命は10〜15年であり、平均的なPPAの期間（つまり25年）の間に少なくとも1回は交換する必要があります。 しかし、料金が下がり、O＆M予算が少ないため、インバーターは一般的なコスト削減の犠牲者です。

構造

モジュール取り付け構造としても知られる鋼構造は、すべての気象条件で20〜25年間モジュールを保持する役割を果たします。 最新の傾向は、MWあたりのトン数（MWあたり25 MT未満）と厚さ（1mm未満）の両方の観点から、取り付け構造に使用される鋼の量を減らすことです。 鉄鋼はインフレに関連する比較的高価な部品であるため、建設予算に深刻な影響を与える可能性があります。

その他

毎日のケーブル、導体、アースなどのプラントコストのバランスは、マイナーな項目のように見えるかもしれませんが、重要です。 ここで品質を妥協すると、最適ではない、さらには危険な植物につながる可能性があります。 同様に、設置手順に関しても、予算が少なく、スケジュールが厳しい場合に、エンジニアリングと設置の手抜きが予想されます。

ディープポケットのあるものが優先され、統合は避けられません

これらのコスト削減策はすべて、プラントの全体的な生産（PLFまたはCUF）に影響を与え、LCOE（生成されたkWhごとに計算される）が高くなります。 料金が固定されており、実現率が低いため、企業を生み出すための悪循環を開始します。

再生可能エネルギー資産の開発は、現在、ポケットの深い大企業のみを対象としています。 私は、大小を問わず、複数の太陽光および風力プロジェクトのクライアントに入札を提出する機会がありました。すべての場合において、小さいサイズ（5MW未満）の入札は、大きいプロジェクトサイズ（50MWを超える）ほど競争力がありませんでした。 これは大規模なプロジェクトが享受する自然なメリットですが、多くの場合、50MWの太陽光発電プロジェクト（約200〜250エーカーの隣接する土地が必要）を設定することは、土地が利用できないか手頃でないために実現できない可能性があります。太陽光発電のMWには、4〜5エーカーの土地が必要です。これは、土地の形状、地形、その他のサイトの状態に基づいて増加する可能性があります。

大規模な発電所ではなく分散型電源の必要性は切迫しており、古くからあるものですが、低料金は小規模な発電ユニットの終焉を早めるだけです。

一般的な低入札料金は、再生可能エネルギーの真のコストについて「オフテイカー」（購入者）の心に非現実的な期待を設定しています。 国有または民間のオフテイカーは、発電所の規模に関係なく、再生可能エネルギーの最低入札価格よりもはるかに高い金額を支払うことを望んでいません。 これもまた、コスト削減、最適ではないパフォーマンス、より高いLCOE、および発電機のkWhあたりのより高い損失という悪循環につながります。

これは太陽光発電業界の統合につながり、州および中央の公益事業者によって発表されたすべての主要なPPA契約を手にしたのはほんの一握りのプレーヤーだけでした。 小規模なプレーヤーは、ビジネスモデルをピボットし、迅速なキャッシュフローのためにEPC（Engineering、Procurement＆Construction）モデルに重点を置く必要がありましたが、ここでは、一般的な料金のためにマージンが薄くなっています。 大企業の中でも、ユニット経済の悪化により清算や一時解雇が行われている。

機器メーカーへの影響

モジュール/セルメーカーは、継続的な予測不可能性に直面して戦略を調整する必要がありました。 中国は太陽光発電の世界需要の40％以上を支配しているため、ここで行われた政策決定は製造会社に深刻な影響を及ぼします。 2018年5月、中国政府は太陽光発電への支援の撤回を発表しました。 これは市場の供給過剰につながり、今後何年にもわたって供給過剰が続くことへの恐れがあります。 メーカーの前のオプションは次のとおりです。

1. 在庫に座ります。
2. 余分な生産を吸収するために新しい顧客を見つけます。
3. 製品を大幅な割引価格で販売し、現在の需要レベルに対応するために容量を減らします。
4. 上記のすべて。

これは通常、中国製品が歴史的に低価格で海外市場に殺到するため、中国と海外の両方の製造工場で一時解雇につながります。

価格の下落の前向きな見出しの下で、隠れた危険に嘘をつく

再生可能エネルギーのコストは下がっていますが、公表されているオークションの料金は、そのエネルギーを生成するための実際のコストを反映していません。 発電機が受け取るコストと収益の正の差は、バリューチェーンに悪影響を及ぼします。 ここで述べたように、ユニットの経済性は常に重要であり（再生可能エネルギーでも）、企業はこれを自分たちの危険で無視しなければなりません。

価格の下落は進歩の例として祝われるべきではありません。 価格の下落は、進歩的な再生可能エネルギー体制を示すために、持続可能で包括的である必要があります。