生活投資日誌「財經資訊,專家引路。」 曹仁超 - 陳永陸 - 沈振盈 - 恆指圖表 - 乾坤燭 - 信報 - 投資教學 任志剛 - 銀行體系結餘: 研究部 2009 08 03

2009年8月3日 星期一

研究部 2009 08 03

面對未來持續發展的需要,各種新能源如風能及太陽能等相繼冒起。據美國能源總局資料,近年新能源產能設備投資增幅達一倍以上;更值得留意的是,在各種新能源中,歷年太陽能能量產出及美國風險投資(VC)額則佔最高升幅。

另外,中國近日亦正式開始金太陽計劃,鼓勵太陽能發展,究竟太陽能在各新能源中有何優勢去吸引投資者及政府機構的目光?而太陽能最新的發展情況及未來的投資趨勢又是如何?研究部將從不同角度剖析太陽能在全球新能源熱潮下的優勢,並從中發掘潛在的投資機遇。

基本來說,太陽能的原理為透過接收太陽的光及熱能並直接轉化為其他能量(如動能以作發電及其他用途)。自十九世紀末光電池(photovoltaic cell-PV,主要由半導體製造)被發明以轉換太陽能至電能後,至今太陽能的規模及產能模式亦不斷增大,並主要集中於以下幾方面:

一、太陽熱能發電:運用太陽能產生蒸氣以推動渦輪發電,而渦輪規模已發展至與燃煤發電的規模無異,但相比光電板發電需要的保養成本為高。

二、光電板發電:直接由PV吸收太陽能並直接轉化成電能,產電規模雖然暫時較太陽熱能發電模式小,但相對可在更多不同的地區發電,並補足太陽熱能發電供應以外的額外電力需求。

三、直接使用太陽熱力:直接轉化太陽輻射能量,以提升水或空氣溫度作為熱力的來源,並滿足室內暖氣及其他工業用熱能的需要。

多個正面因素促進發展
無論以上哪種太陽能的產能模式,其實都對環境有很大的正面影響。在運作期間,基本上太陽能發電並無二氧化碳排放,相對一家普通5億瓦特的煤發電廠,則平均每年排放370萬噸二氧化碳,而建造太陽能設備時所間接造成的排放量,亦遠低於使用太陽能導致的減排量。同時,相對其他化石能源,太陽能的供應相對穩定,預期價格變動及國與國之間的能源政治風險相對較低。另外,太陽能發電的光電池(PV)原料為半導體電子零件,因為沒有活動部件,令太陽能PV設備只需極低的保養成本,以及擁有平均二十年的工作壽命。

風險投資漸集中在太陽能
事實上,太陽能可以運用很少的土地資源來產出大量電力。根據世界能源組織研究指出,只需全球1%沙漠地區來發展太陽能,所產生的電量便足夠至2030年的全球電力需求。太陽能發展商Ausra估計,只要在陽光充裕的州份如內華達約一百乘一百哩的面積,便可滿足全個美國的電力需求,而每增加一平方哩土地用作太陽能發電,便能取締一家1.75億瓦特的煤電廠。印度政府亦表明1%的印度土地,便可供應印度全國至2030年的電力需求。

再看陽光充裕的地方與電力需求點如人口集中度高的城市分布,其實各大洲及能源需求大國均有其太陽輻射量豐富的區域【圖一】。中國西部、印度部分地區、中東、地中海地區、澳洲、北非、南美及美洲西部等,均能供應穩定的太陽輻射,以設立大型太陽能產電中心;技術上,高壓電網亦能有效把所產生的電能轉送到各國電力需求點。



每種新能源也有自身的限制,而要引發太陽能的潛力,有需要突破幾個發展的限制:

一、太陽能的成本高於化石能源及核能的成本。如要令太陽能的競爭力可與其他燃料比較,那有需要讓成本降至約0.1美元/千瓦特時,亦即大概是天然氣及裝有減排系統的煤電廠的平均產電成本。

二、太陽能產出的電量需要隨需求量的變化而轉變;然而,需求量的變化未必一定跟隨發電量(太陽能不能像火電一樣可以隨意增減產電量,並一定程度受太陽輻射在不同時段強弱變化所影響),所以有需要發展儲能設備。

不過,一如本文開頭所述,太陽能的能量產出於近十年的按年複合增產率達34.4%,去年按年增長更達七成,成為各新能源增長幅度之冠【圖三】,箇中原因是風險投資在新能源的投資金額逐漸集中在太陽能【圖四】,加上幾年前開始的全球太陽能投資額大幅上升【圖二】,資金投入後經過約年多的太陽能設備安裝,電量產出於去年有顯著的增長【圖三】。然而,面對各種限制,究竟太陽能為何仍有這麼大的吸引力,還有什麼因素令太陽能產電量快速提升?







2015年貼近一般發電成本
太陽能發展的主要限制在於其成本比一般發電途徑為高,以美國為例,每供電單位(千瓦特時)大約0.1美元,而太陽能發電約0.3美元。排除其他環保動機,要令太陽能被廣泛使用,需要太陽能電價最少與一般電價相若。雖然現今的成本還有一定差距,但若以過往太陽能的發電成本看,從七十年代開始由美國及日本帶頭的太陽能科研,已令太陽能的發電主要技術單位──光電池(PV cell)的產電成本大幅度減低【圖五】,使太陽能電價快速下降【圖七】。

有別於其他新能源,太陽能使用半導體作為主要原料,而半導體的產電成本下降速度【圖五】及產量升幅【圖六】則以摩斯法則出現指數曲線(exponential)的樣式(電腦普及和技術明顯進步,亦很主要因為半導體的成本以exponential的速度下跌),根據此趨勢,預料於2015年太陽能成本將貼近一般發電成本【圖七】,屆時很可能促使太陽能發電需求大幅上升。美國太陽能公司First Solar 在近期亦表明太陽能成本在三年內將減半,故此成本下跌速度可能比上述圖七之一般預期更快。

關於儲電的問題,各種新能源如風能亦須面對。自二十世紀中太陽能產電所剩餘的熱力發現可以被熔鹽儲起,至今該技術已進一步發展,令儲能效率可達99%之高。另外,根據美國能源總局的太陽能計劃,電網以外產出的太陽能電力可以儲存在電池中,而在電網以內太陽能設備所產出的多餘電量,則可輸送並儲存至電網之內,例如加州某家庭屋頂上太陽能電板產出電量多於屋內消耗,多餘的電量可輸送至電網,並能以此減低所需電費,此舉增強一般家庭對使用太陽能發電的誘因,同時令多餘產電量有系統的儲存。另外,新研發的光電池如organic photovoltaics(OPVs)讓太陽光能更有效被吸收,使陰晴不定的日子也能產出更多電能,減低儲電的需要。







毋須依靠電網減輸電損耗
太陽能的儲電設備需求比其他新能源如風能低,因為太陽能電力產出與電力需求高峰時段(peak load)關係相對密切;在夏天或是一天最熱的時間往往是太陽最猛烈的時段,電力的供應提高正好可應付溫度調節等各種需求;相反,風能供應與電力需求高峰時段,則沒有明顯的關係。同時,風能發電因為活動的部件比較多,需要維修保養的機會較大;而渦輪的故障頻率比靜態的太陽能半導體故障率高,在渦輪維修中電力供應受影響較大,故太陽能的可靠性有一定優勢。

事實上,太陽能與風能不同,當成本下降及技術達到一定水平時,在陽光充裕的地方,用戶可以在城市中安裝電板自行發電,毋須依靠電網的供應,這亦減低電能因要由遠處運至所導致的能源消耗及建立新電網的額外成本。一如太陽輻射度豐富的地區,風力強勁的地區原本往往沒有電網的覆蓋,然而,即使某城市的風力甚強,但是渦輪轉動的噪音及所佔據的大量位置,令電網必須建立以輸送遠處產出的風電能至用戶。

面對太陽能的各種優點及未來快速發展的趨勢,究竟什麼資產才是太陽能冒起時優質的投資管道?而中國在太陽能發展的進程中亦有什麼可投資的機會?研究部將再繼續探討。

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