太阳能变得便宜了。那我们为什么没有更多地利用它呢？

我们中的许多人可能认为，如此多的能源仍然来自天然气和煤电厂的原因很简单：这些燃料更便宜。但尽管这曾经是正确的，但这一假设实际上已被过去十年太阳能和风能成本的下降所推翻。

就新发电厂的能源成本而言，陆上风能和太阳能目前是最便宜的能源，成本低于天然气、地热能、煤炭或核能。

尤其是太阳能，其成本正在以惊人的速度下降。就在 10 年前，它还是建设新能源开发项目最昂贵的选择。根据《能源平准化成本报告》的数据以及《我们的数据世界》最近的报道，自那时以来，太阳能成本已下降了 90%。公用事业规模的太阳能电池阵列现在是建设和运营成本最低的选择。风力发电也出现了大幅下降——过去十年，新建风力发电场的终生成本下降了 71%。

文章指出，天然气价格在此期间也出现下降，尽管降幅较小（32%），但这是由于近期水力压裂繁荣，而不是像可再生能源那样的长期趋势。十年来，建造煤电厂的成本保持相对稳定。

低成本背后的故事

文章称，太阳能之所以变得便宜，是因为所谓的学习曲线和良性循环。利用太阳能曾经非常昂贵，以至于它只用于卫星。例如，1956 年，每瓦太阳能发电的成本为 1,825 美元。（现在，公用事业规模的太阳能每瓦成本低至 0.70 美元。）

卫星的最初需求推动了所谓的“良性循环”。为卫星生产的太阳能电池板越多，其价格就越低，它们被更多用于其他小众用途。随着技术改进和规模经济的兴起，成本进一步下降，太阳能最终能够作为一种可行的通用能源首次亮相。自 1976 年以来，太阳能发电量每翻一番，太阳能电池板价格平均下降 20.2%。

相比之下，化石燃料无法跟上这一速度。这是因为化石燃料发电厂必须购买开采的燃料才能运行。在煤电厂，供应煤炭约占总支出的 40%。阳光和风能是免费的，随着技术的进步和行业的发展，利用它们发电的成本可以大幅下降。

佛罗里达新学院的环境经济学家马克·保罗补充道，这一周期并非完全由商业驱动。“在我们所谓的价格曲线的早期阶段，美国政府投入了大量资金开发现代（光伏）技术，”他说。“它大大提高了太阳能电池板的效率，无论是生产能力还是太阳能发电量。”

当今的能源结构

全球能源结构对可再生能源的低价做出了反应。2019 年，72% 的新增能源产能来自可再生能源，全球可再生能源产能在过去 20 年中增长了两倍多。

在美国，可再生能源也在不断增加。2007 年，风能占能源容量的不到 1%，太阳能占比更低，而煤炭占比则达到一半。虽然对 2020 年的估计仍是初步的，但可再生能源（包括太阳能和风能以及水力发电和生物质能等其他能源）的总产出很可能超过煤炭，而煤炭仅占发电量的五分之一左右。忧思科学家联盟的能源分析师约翰·罗杰斯表示：“2020 年……将是美国新增风力发电量最好的一年，也是新增太阳能发电量最好的一年。”

但这些变化仍不足以以遏制气候变化最严重影响所需的速度减少温室气体。

虽然全国各地的煤电厂都在关闭，但水力压裂的繁荣带来了大量廉价的化石天然气。虽然这种丰富而廉价的燃料燃烧时排放的二氧化碳比煤炭少 60%，但它仍然加剧了气候变化，包括其设施臭名昭著的甲烷泄漏。由于石油用于驱动汽车和卡车，它仍然占污染排放的很大一部分。事实上，交通运输的排放量比该国任何其他行业都要多。

绿色转型延迟

尽管成本大幅下降，但可再生能源并没有以预期的速度取代化石燃料。这是因为整个能源行业的投资、政策和基础设施都严重偏向化石燃料。

亚利桑那大学能源经济学家阿什利·兰格 (Ashley Langer) 解释说，虽然在考虑新电厂时，建设可再生能源的成本更低，但这一指标并不一定适用于运营现有的化石燃料电厂。她补充说，有时公用事业的监管结构实际上使维持煤炭或天然气电厂的运营更有利可图。

兰格说，对于为美国大约一半州提供电力的州监管垄断企业来说，情况尤其如此。这些投资者所有的公用事业公司在电力设施方面的投资保证有一定的回报率，这基本上保证了运营这些电厂的持续收益。即使其能源的实际市场成本会使运营成本高昂，但这些垄断企业的设立使得这实际上不是一个问题。

“真正阻碍我们快速转型的是我们所谓的锁定效应，”保罗说。“我们已经支付了建造化石燃料电厂的费用，在大多数情况下，使用现有基础设施生产一单位电力的成本比建造新基础设施的成本更低。因此，考虑到我们已经支付了这些化石燃料基础设施的前期成本，在化石燃料电厂的生命周期结束之前，我们推动快速淘汰化石燃料电厂，这在经济上还不太合适。”

不过，这种情况可能很快就会改变。与为现有化石燃料设施增加额外容量的成本相比，建设新的可再生能源的成本正变得越来越具有竞争力。在 2020 年 Lazard 分析中，公用事业太阳能发电的终生成本（包括补贴）为每兆瓦时 31 美元，风能发电的终生成本为每兆瓦时 26 美元。增加容量的成本为煤炭 41 美元，天然气 28 美元。

除了已经在化石燃料方面投入大量资金外，由于公用事业、能源生产商和矿业公司之间的长期合同，该系统还存在很大的惯性。而且由于该国每年的能源总使用量并没有增加那么多，因此没有太多动力去建设新的可再生能源。

除了市场力量和垄断之外，几乎没有其他更明显的障碍阻碍可再生能源的广泛推广。

一天或一年中，阳光和风能并不一致，有时，发电的最佳地点实际上并没有多少人居住在那里。美国风力最强的地区——通常是内陆地区，如大平原——使用电力的人比拥挤的沿海城市还少。佐治亚理工学院能源经济学家马特·奥利弗说，老化的美国电网目前没有能力将可再生能源电力输送到远距离。

这些间歇性和地理因素带来的挑战并非无法克服——电池和水可以储存能量，还可以建造更好的输电系统。但解决方案需要大量投资来开发和建设所需的基础设施。

迈向清洁能源

在疫情引发的高失业率和低利率的背景下，可再生能源及其目前低廉的价格终于可以迎来它的机会了。

马克斯·罗瑟在《我们的数据世界》一文中写道：“很少有政策选项能够带来更多就业机会、降低消费者价格，并让地球更加绿色、安全。”他补充说，如果富裕国家现在投资可再生能源，这些技术将变得更加实惠，因此更有可能在全球范围内采用，以满足日益增长的能源需求。

在美国，联邦政府可以在这些投资中发挥巨大作用。它可以以低利率借款，并利用这一优势帮助州和地方的能源转型项目。保罗解释说，这可以采取由联邦政府支持的国家气候银行的形式，为地方脱碳工作发行债券。马萨诸塞州参议员爱德华·马基和马里兰州参议员克里斯·范霍伦刚刚提出一项法案，提议成立这样一家银行。

联邦政府还可以直接投资清洁能源。兰格说，政治领导人确保能源转型的主要方式之一是持续为太阳能和风能提供补贴。由于政府资金不稳定，风能行业尤其举步维艰。“美国的风能补贴非常不确定，”兰格说。国会会通过补贴，推动风能行业蓬勃发展，但随后又让这些补贴到期——导致企业破产。

不过，推动可再生能源蓬勃发展或许是件容易的事。拜登总统提出了到 2035 年让美国实现 100% 清洁能源的目标。要实现这一目标，就需要提前淘汰大量化石燃料电厂。

这对煤炭来说是一个问题，煤炭已经逐渐被淘汰，但兰格指出，自 2005 年以来，新天然气的激增将对这些重大气候目标构成挑战。只要没有什么阻止能源生产商和公用事业公司盈利，这些新工厂可以轻松运行数十年。更具有挑战性的是，强制关闭可能会影响人们的能源账单。“如果你提前关闭天然气工厂，费率就会上升，”兰格说。“这要么从你的税收中扣除，要么进入你的电费。”

当然，从长远来看，让工厂继续运转、让地球继续变暖对人类来说要比停止使用化石燃料付出更大的代价。但这些停止使用的成本在不久的将来仍然是现实。PopSci 为本文采访的所有四位经济学家都表示，征收碳税将有助于确保污染者支付他们应得的份额。这可以采取限额与交易市场的形式，或对产生的每吨排放物征税。目前，还没有对碳污染征税，这意味着增加大气中碳的所有成本都由生态系统和个人承担，他们以诸如空调价格上涨和医疗保健费用等方式付出代价。（你可以说，这就像社会主义，但只适用于有权有势的人和污染者）。

虽然制定每吨碳排放价格将影响能源账单和油价，但一些政府已经制定了渐进式解决方案。例如，在不列颠哥伦比亚省，该国碳排放税的收益以税收红利的形式支付给公众。

鉴于油价低迷，有人认为现在是完全收购化石燃料行业的最佳时机。一次性收购将使联邦政府能够迅速关闭化石燃料工厂并制止其政治影响。“我们需要拆除现有的化石燃料经济，”保罗说。“如果我们不这样做……建设绿色经济背后的市场力量将会缓慢。”