我第一次读上面的报价中,我是敬畏的。的确,学习是一个缓慢但稳定的过程。当有人出发在旅途中学习一项新技能,这是正常的人的经历相对增长缓慢的开始。一旦人的掌握基础知识,增长非常陡峭。如果继续提出的人的努力,从长远来看,他们可以控制技能。这是上面的引用的要点,清楚地描述在下面的情节。

我n现实中,获得的知识或能力在一个特定的领域并不是一个平滑的过程。它们面临诸多挑战。就像学习旅程的曲线从整体的角度被称为学习曲线。这是一个图形表示获得的能力或专业知识在一个域时间投资。

学习曲线的形状可以改变取决于上下文。它可以是线性的,s曲线,甚至指数。s曲线(s形的函数)的普遍形式的学习曲线,慢慢积累小步骤开始。这是紧随其后的是大步骤然后再随后较小的步骤学习达到成熟阶段。

学习曲线的概念也适用于经济学。每个产品的市场生命周期经过四个主要阶段:

销售或产品产量的增长在其生命周期中获得类似于知识学习过程。当一种产品产量的增加,相关的经验也增加了导致效率增益。因此,累积产量的增加会导致降低产品的单位成本。这种效应被称为学习曲线效应或者是经验曲线效应。

通常,术语的学习曲线和经验曲线是交替使用取决于上下文。

部署可再生能源技术,特别是变量可再生能源(VRE),在过去十年增长显著。风能和太阳能等能源技术被称为VRE因为属性如间歇性和不确定性。在下面几节中,我将讨论这一趋势,司机,学习曲线的影响VRE部署从2010年到2020年。

根据国际可再生能源机构(IRENA)、可再生能源技术的总装机容量超过一倍从2010年的约1300千瓦,2020年近2900千瓦(IRENA, 2021)。而水力发电和生物质能等可再生能源技术经历了温和的增长在过去的十年中,VRE的安装技术指数同期。

在过去的十年中,部署的技术在全球范围内最是太阳能光伏。太阳能光伏装机容量的增长了近18倍从40瓦在2020年到2010年的710兆瓦。这是紧随其后的是陆上风能技术的从2010年的178千瓦装机容量增长了近4倍在2020年接近700兆瓦。虽然海上风电的装机容量和聚光太阳能发电技术(CSP)的增长也在这一时期,这些技术的总装机容量仍相对较小。总的来说,VRE的装机容量增长近6倍半2020年从222年的2010千瓦到1448千瓦,如下图所示。

dataframe使用的名称美国广播公司,看起来像下面的图片。上述情节dataframe用于获得可在下面的要点。

需要低碳能源结构为减缓气候变化当然是其中的一个主要驱动力VRE增加部署的技术在过去的十年。但是,市场总是由产品的成本。只要市场上有多种选择,满足我们目标,我们倾向于选择最具成本效益的一个。

VRE技术的资本成本在过去十年稳步下降,他们今天继续进一步下跌(IRENA, 2021 b)。从2010年到2020年,太阳能光伏的资本成本下降了超过五倍从4731美元/千瓦到883美元/千瓦。在同一时期,陆上风力的资本成本从1971美元/千瓦下降到1349美元/千瓦。

随着这些技术的资本成本暴跌,发电成本这些技术(称为除去成本的电力(LCOE))也大幅下降。因此,VRE技术已成为近年来日益与化石燃料技术成本竞争力。IRENA表示,全球加权平均LCOE新产能的太阳能光伏,陆上风,海上风力,和CSP技术下降了85%,56%,48%和68%分别在2010年和2020年之间(IRENA, 2021 b)。

资本成本的快速下降和可再生能源技术的LCOE相比不可再生可以归因于可再生能源技术遵循这一事实学习曲线,而非再生。这是因为,虽然化石燃料和核能的LCOE很大程度上取决于燃料价格和运营成本,可再生能源技术没有燃料成本,运营成本相对较低,因此,LCOE可再生能源技术很大程度上依赖于技术本身的成本。

学习曲线的原理是,

这种关系是如下数学公式所示:

学习速率是计算使用以下方程:

基于学习曲线效应,可再生能源技术进入一个良性循环。例如,太阳能光伏的部署区域增加以满足日益增长的电力需求。增加部署,安装单位成本下降的大规模生产。、规模经济、技术进步,效率增加,供应链的竞争。因此,太阳能光伏市场变得更具成本竞争力,进而增加进一步的需求。

基于资本成本和累计投资数据VRE技术、太阳能光伏学习速率为33%,而陆上风力学习速率为18%在2010年和2020年之间。这意味着,每个装机容量翻倍,太阳能光伏的单位资本成本下降了33%,平均18%的陆上风力。

在所有VRE技术,太阳能光伏学习速率最高(33%),其次是CSP(25%)、陆上风力(17%),海上风力(10%)。这是明显的陡度线时的变量都标注在对数刻度。

如果太阳能光伏的学习速率只有10%在2010年到2020年之间,资本成本将会拒绝只有3055美元/ kW 2020年从4731年的2010美元/千瓦。如果学习率为40%,资本成本将会进一步下降到2020年的567美元/千瓦。这是在下面的情节。

世界上传统的电力市场是由化石燃料技术。今天可再生能源技术,尤其是VRE,比化石燃料更便宜的世界在大多数国家。太阳能和风力发电的大规模部署在过去的十年里已经导致了电力系统和电力市场的范式转变。VRE和其他可再生能源技术的部署如何变化的动态价值秩序和发电存在的边际成本在这吗故事。

在这篇文章中,我讨论了可再生能源的趋势和VRE从全球视角。我进一步学习曲线的概念,讨论为什么可再生能源技术的学习曲线,曲线以及如何引导进入一个良性循环的技术成本下降和增加部署。笔记本电脑和数据分析在本文中是可用的GitHub库。感谢您的阅读!

IRENA, 2021。可再生能源的趋势。统计时间序列(irena.org)

IRENA 2021 b。2020年可再生能源发电成本(irena.org)

OWID, 2020年。为什么可再生能源变得如此廉价的这么快?——我们的世界在数据