随着太阳能成本的持续快速下降（在过去五年中为50％）以及电价稳步上升（如果缓慢），太阳能发电的价格均势接近。下图说明了太阳能成本和电价的轨迹，暗示了即将到来的十字路口。1该图将住宅太阳能装置的成本与住宅物业的电费进行了比较。这些数字是全国平均水平，并未反映出电力成本的巨大差异（例如，从西雅图的0.067美元/千瓦时到纽约市的0.170美元/千瓦时以上）。
特别是，自2007年以来，两条生产线一直在迅速融合。太阳能发电的关键时刻是跨界发电，届时来自太阳能的电力（无需补贴）的成本将低于电网电力。以下分析确定了美国前40个大都市区（仅占全国人口的一半以上）这一“太阳能平价”时刻。有关都会区的列表，请参阅附录（尽管夏威夷已经处于太阳能发电平价的水平，但我们并未将檀香山都会区包括在内，因为它在人口中排名第53）。
这是我们连续出版的《屋顶革命》报告（自2012年起）五个部分的第二部分。在这里阅读第1部分。下载整个报告，并在此处查看ILSR的其他资源。
在我们的分析中，我们只专注于住宅太阳能发电的平价，而不是商业太阳能（和商业电价）或公用事业规模的太阳能，其中在批发市场上出售电力。
太阳能平价分析
为了确定主要城市的电网平价年份，我们将在预期项目生命周期内平均安装在住宅物业上的太阳能成本（“平准化成本”）与平均住宅零售电价的预期变化进行比较。
网格奇偶校验的前半部分：太阳能成本
太阳能的平均成本是根据以下假设计算的。首先，我们将住宅太阳能的安装成本定为每瓦$ 4.00。这个数字似乎很低，因为2011年中的住宅太阳能装置的平均成本为6.40.2美元，但与此同时，以团购方式完成的住宅太阳能装置的价格却大大降低。例如，在洛杉矶，“开放邻居”团体购买的装机成本为每瓦特4.40美元。3一些太阳能行业的专家和观察家表示，成本甚至更低。此外，德国小规模太阳能的安装成本平均为每瓦3.40美元或更低，这表明美国短期内存在低成本太阳能的机会4
根据2011年以来的历史低利率，住宅太阳能装置的资本成本按5％计算。我们还假设房主将负担安装成本的80％。为了说明货币随时间变化的价值，我们使用5％的折现率（等于资本成本）和3％的通货膨胀率（美国历史平均水平）来说明在晚年。
根据早期安装的寿命和当前太阳能电池板的质量，太阳能的项目寿命估计为25年。运营和维护成本估计为初始安装成本的1％，比许多其他研究使用的假设略高。太阳能电池阵列的输出基于来自国家可再生能源实验室PVWatts计算器的当地日照数据。面板产量预计每年下降0.5％。
我们在全国范围内使用相同的太阳能安装成本，而忽略了太阳能市场目前存在的差异。我们认为，随着全国太阳能市场的增长，价格的区域差异将变得微不足道。
基于这些假设，当今的太阳能平均成本（无任何激励措施）从洛杉矶的每千瓦时（kWh）约0.19美元到西雅图的0.29美元每千瓦时。有关太阳能成本的更多讨论，请参阅附录，或有关某些上下文，请参阅灵敏度分析。
太阳能激励措施和太阳能成本
当前，有各种减少太阳能成本的激励措施。在联邦一级，30％的投资税收抵免和加速的折旧（值得额外享受20％的折扣）大大降低了太阳能的平准化成本。在许多州和公用事业服务领域，回扣和其他激励措施被添加到联邦激励措施中。
有了激励措施，商业和公用事业规模的太阳能已经在与新型化石燃料发电厂竞争。加利福尼亚的公用事业公司已签订了4.5吉瓦的太阳能合同，其价格低于新建天然气联合循环发电厂（“市场价格参考”）的成本。5圣安东尼奥市的公用事业公司CPS Energy要求竞标50兆瓦的太阳能和他们对价格感到非常满意，以至于他们将订单增加到400兆瓦。6
甚至住宅太阳能也可以与电网价格竞争，特别是随着第三方所有权模式的日益普及。太阳能租赁使住宅业主无需安装太阳能或支付较低的前期费用，通常意味着即使考虑到向第三方支付的租赁费用，他们也会立即减少电费。第三方能够获得联邦税收优惠政策（包括折旧，否则居民用户将无法获得），因此可以与那些以现金购买太阳能作为其住房的人竞争。
这些激励措施的成本并不微不足道。例如，联邦税收抵免允许太阳能项目取回安装成本的30％。几乎所有太阳能项目都宣称，2010年税收抵免额接近16亿美元（878兆瓦太阳能的平均价格为6.20美元/瓦）。7下图说明了太阳能的指数级增长如何意味着太阳能的指数级增长。尽管预测的价格大幅下降，但税收抵免的成本。预测了2011年之后的价值，估算出最适合太阳能容量增加的线，并假设太阳能安装成本每年下降7％。
到2016年，税收抵免的费用每年将达到220亿美元，而税收抵免并不是唯一的补贴。联邦政府估计，太阳能和地热项目的加速折旧每年大约需要3亿美元，预计到2016年将升至70亿美元。8随着太阳能容量的快速增长和成本的下降，以下分析表明可能是时候重新评估了太阳能激励措施。有关此问题的更多信息，请参阅计划淘汰激励计划。
为了避免分析的复杂性，本报告中的所有太阳能成本（上节除外）均反映了未补贴的太阳能成本。
网格奇偶校验的后半部分：电网电费
使用先前报告的每个大都市地区的无补贴太阳能成本，我们将其与每个城市的平均住宅零售电价（由PVWatts计算器（由能源信息管理局得出）报告）进行对比。再一次，变化很大。价格从西雅图的0.067美元/千瓦时到纽约市的0.175美元不等。
为了确定城市何时达到住宅太阳能发电平价，我们假设电价将继续以每年2％的速度（历史平均水平9）上涨，并且太阳能成本将以每年7％的速度下降（低于5年平均值）的10％）。
太阳能的成本可能会趋于平稳，或者电价的上涨速度可能会更慢，我们已经进行了敏感性分析，以研究其中的一些意外情况。
下图说明了从2011年到2027年，每年排名前40位的大都市地区可能以低于零售电网电价的价格购买太阳能的美国人数量。2013年，圣地亚哥是第一个实现电网平价的城市。西雅图是2027年的最后一个。当这些地区的城市达到网格平价时，地理区域就会在图表上列出。有关显示到2021年的图表数据的表格，请参阅附录。
在短期内，南加州的电网价格适中，电价适中，日照良好，而纽约州则由于电网价格特别高而很快到位。到本世纪末，在大都市地区，有四分之一的美国人可以以比电网价格更好的价格购买太阳能。
使用时间定价
尽管以上对太阳能和平均零售电价的比较是准确的，但它忽略了电网电价和太阳能价值的重要因素。在该国的某些地区，公用事业公司已开始提供“使用时间”定价，该价格会在一天中（和季节）的不同时段改变电价，以反映需求特别高的时段发电的较高成本。 。
通常，这些高需求（例如高成本）时间是在空调负荷最高的炎热晴天。当然，这些炎热，晴朗和高需求的日子（以及按使用时间定价的高电网价格）往往与高水平的潜在太阳能发电相吻合。这意味着通过减少需求并在最需要的时候提供额外的发电，太阳能可以为公用事业提供更多的经济价值。
以下两个图形说明了在电力需求高的白天和一年中太阳能光伏系统如何产生更多的电力。例如，洛杉矶的一块太阳能电池板将在夏季月份（6月至8月）提供的电量占其年发电量的28％，而且在高峰定价时段还提供其每日发电量的43％。
每小时太阳能发电量百分比
太阳能电池板输出与高电价的重叠意味着，在洛杉矶和其他社区，该公用事业公司的分时定价计划使太阳能的回报速度更快，因为客户正在用其太阳能电池板抵消比平均价格更高的电费。而且，如果设置正确，应以峰值电价补偿流回公用电网的任何净多余发电量。
下图说明了洛杉矶市公用事业的分时定价计划，该计划在六月，七月和八月的夏季月份的某些白天时段收取更高的价格。
分时定价的可用性意味着将太阳能与平均电网电价进行比较会低估其对居民用户的价值。在最昂贵的时间段内，太阳能电池板将减少房主从电网中的消耗。因此，我们第二次进行了太阳能发电平价分析，将零售电价提高了30％（以反映太阳能的使用时间价值）。10在这种情况下，太阳能发电平价将提高2到3年。大部分城市，如下图所示。
与使用平均零售电价的数据相比，到2021年，使用分时电价计划的人达到电网平价的比例将近50％，几乎是所有美国人的一半。可以得出这样的结论：对所有试图提早提高太阳能竞争力的政策倡导者来说，实施使用时间定价应该是基石。随着分布式太阳能发电的显着扩展，高峰定价的财务优势可能会逐渐消失，但在短期内，这是一种定价机制，可以使太阳能价格更便宜。
经济网格平价
大多数人用简单的术语来考虑网格奇偶校验：“太阳能发电的成本现在低于电网发电吗？”但是随着过去十年电价每年上涨2％，从长远来看，立即安装太阳能可以节省资金，即使当前太阳能发电的成本高于电网价格。因此，我们建模了第三种定价方案，称为“经济网格平价”，该概念可以加快网格平价的年份。经济上网电价之所以发生是因为电价上涨使当今安装的太阳能随着时间的推移越来越有价值。太阳能的成本是固定的，取决于安装阵列的成本。
它将继续提供电力，而无需燃料成本，并且最少需要维护25年或更长时间。电网价格通常会上涨，但是，随着时间的推移，太阳能的价值会更高。旁边的图表说明了洛杉矶的概念。在接下来的几年中，电网电价将比屋顶太阳能便宜，但随后两者发生了变化。在过去的25年中，太阳能节省的资金显着增长。
为了计算每个城市的经济电网平价年，我们只需将太阳能的生命周期成本（25年的平均成本）与安装该年的电网预期成本相匹配。每年，电网价格预计会上涨2％，而太阳能的成本保持不变。我们使用成本和节省的净现值11来确定经济网格的平价年。
通常，使用此方法可以使大多数主要大都市地区的太阳能发电平均价格平均提高两年，如下图所示。详细表格在附录中。
量尺的选择对于太阳能发电平价至关重要。随着分时定价的实施以及对太阳能发电生命周期价值的仔细研究，未来五年可能会使美国三分之一的人口达到太阳能发电的同等水平。
下图显示了按使用时间定价并使用“经济网格平价”到2016年可以实现网格平价的大都市地区，代表总人口9600万。
随着分时定价的实施以及对太阳能发电生命周期价值的仔细研究，未来五年可能会使美国三分之一的人口达到太阳能发电的同等水平。
敏感性分析
尽管我们对各种太阳能平价分析假设充满信心，但情况可能会以意想不到的方式发生变化。本节检查用于太阳能电网平价分析的假设变化的影响，包括电网电价的上涨，太阳能的成本，太阳能成本的潜在平稳期以及太阳能的初始安装成本。
默认假设为：
电价相对稳定，因此在敏感性分析中测试的小范围范围对最终实现电网平价也具有相对较小的影响（请参见相邻图表）。
由于太阳能成本的作用不成比例，而且比电价更难预测，因此我们的敏感性分析揭示了太阳能成本假设的变化如何对整体结果产生重大影响。
平均电网价格下太阳能发电平价的敏感性分析
到2026年，太阳能年度成本轨迹的±2个百分点的变化可能会使任一方向的电网平价美国人数量减少3,000万（图表未显示全部影响，因为我们的宇宙被人为地限制在前40位都会区）。
2020年后太阳能成本的企稳可能会严重限制其后的电网平价扩张，但有趣的是，从长远来看，每瓦高1.00美元的起始成本并不比太阳能成本下降1个百分点慢。
有人可能会争辩说，即使敏感性分析也低估了太阳能成本，但世界市场却相反。到2011年底，美国太阳能的平均安装成本徘徊在每瓦5.20美元，德国人安装太阳能的平均成本为每瓦2.80美元。12巨大的差异表明，成本下降的空间还很大。
参考文献
电价是使用劳工局的电价指数和能源信息管理局的数据计算得出的。太阳能的成本主要来自劳伦斯·伯克利实验室（Lawrence Berkeley Laboratory）的“追踪太阳”系列，该数据是根据密苏里州圣路易斯的太阳能资源计算得出的。↑沃尔德（Matthew）。太阳能装置数量增加，但制造业下降。（《纽约时报绿色》博客，2011年9月20日）。在http：// tinyurl访问1/4/12。 com / 3ugtvlp。↑http://openneighborhoods.net/gosolar↑约翰·法瑞尔（Farrell，John）。来自德国太阳能政策的分布式太阳能光伏价格确实非常低。（能源自立国家博客，2011年7月13日）。在http://tinyurl.com/3lbsa85上访问1/4/12。↑谁说太阳能太贵了？（投票太阳能博客，2011年9月15日）。在http：// tinyurl访问1/6/12。 com / 7sbvcwv。↑圣安东尼奥市公用事业因低价而“泛滥”，使太阳能订单增加到400兆瓦。（投票太阳能博客，2011年7月8日）。在http：// tinyurl访问1/6/12。 com / 445j26b。↑Barbose，G.，等。跟踪太阳四：1998年至2010年美国光伏安装成本的历史摘要。（劳伦斯伯克利国家实验室，2011年9月）。在http://tinyurl.com/3kg3tum访问了12/16/11。↑http：//tinyurl.com/87o6lca↑从1997年至2010年，住宅部门的电价每年上涨2.4％。↑使用时间定价的价值可能会根据高峰定价期的长度，高峰定价的季节长度以及相对于非高峰价格的高峰价格而变化很大。例如，洛杉矶市政公用事业公司提供的使用时间计划将使太阳能抵消的电力价值提高5％，而旧金山PG＆E提供的使用时间计划将增加200美元的溢价。 ％ 或者更多。↑净现值比较收入和支出随时间的“现值”，并针对通胀和折现率调整这些ps。折现率是一种解释以下事实的方法：人们给今天赋予他们的钱比一个月给付的钱还多。↑莱西，斯蒂芬。德国在12月安装了3吉瓦的太阳能光伏发电-美国在2011年全年安装了1.7吉瓦光伏发电。（ThinkProgress，2012年1月10日）。在http://tinyurl.com/6tkll2p访问2/21/12。↑
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