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LCOE 计算器:任意电厂的平准化度电成本

投资、固定和可变运维、燃料与热耗率、容量系数、寿命、WACC、建设期、衰减和碳价 → 每 MWh 平准化成本,按构成拆分,并与 11 种技术对比。

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计算结果

LCOE 约为 45.4 €/MWh,明显低于 70 €/MWh 的市场价格(利润 24.6 €/MWh)。最大成本构成:资本。
LCOE
45.4€/MWh
4.54 € 分/kWh
资本回收
37.4€/MWh
占 LCOE 的 82%
固定运维费
8€/MWh
燃料 + 可变运维
0€/MWh
碳成本
0€/MWh
0 kg CO₂/MWh
每 kW 年发电量
1,577kWh/kW
满负荷 1,577 小时
资本回收系数
7.26%/年
30 年,6%
建设期利息
3%
建设 1 年
与市场价相比的利润
24.6€/MWh
LCOE 构成(€/MWh)
各技术典型 LCOE(€/MWh,碳价 0 €/t CO₂)
敏感性:各输入 −20% / +20%

技术对比(典型输入)

技术投资 /kWCF寿命WACCLCOE /MWhkg CO₂/MWh
集中式光伏(你的输入)75018%306%45.40
户用屋顶光伏1,40014%255%1020
陆上风电1,20036%256%41.90
海上风电2,80045%257%87.50
燃气联合循环(CCGT)1,00055%307%78370
燃气调峰(开式循环)75010%307%172.6561
煤电(超临界)2,20060%407%80.2851
核电(新建大型轻水堆)7,00090%607%106.60
水电(大型)2,80045%606%63.70
地热(闪蒸)4,00080%307%71.90
生物质(专用)2,50075%257%113.40
  • 预设成本是 2023–2024 年全球典型值,大致以美元计(IRENA、Lazard、IEA/NEA);实际项目因国家、场址和合同差异很大。请按你的情况修改输入。
  • LCOE 是按实际值、税前、电厂出口计算的指标。它不考虑系统成本(备用、储能、电网)、市场价值差异和补贴,所以比较可调度电源和波动性电源时要谨慎。

这个 LCOE 计算器怎么算

平准化度电成本只回答一个问题:*这座电厂在寿命期内平均每 MWh 要卖多少钱,才能收回投资?*任何发电技术都适用。先从 11 个预设里选一个(地面和屋顶光伏、陆上和海上风电、燃气联合循环和调峰机组、煤电、核电、水电、地热和生物质),再用你自己的项目数据覆盖任意输入。

每一笔成本、每一 MWh 电量,都按你填的实际 WACC 折现到现在。第 20 年花的一欧元,分量比建设期花的一欧元轻;第 20 年发的一 MWh 也一样。五个部分分别平准化,再叠加起来:资本回收(含建设期利息和可选的退役费用)、固定运维、可变运维、燃料和碳成本。敏感性图显示哪个输入对结果影响最大,对比图则按你设定的碳价把 11 种技术全部算一遍。

计算公式

LCOE = Σ (I_t + M_t + F_t + C_t) / (1 + r)^t ÷ Σ E_t / (1 + r)^t

Capital = capex × IDC ÷ Σ [8.76 × CF × (1 − d)^(t−1) / (1 + r)^t] (per kW, MWh per kW-year) Fuel = heat rate (GJ/MWh) × fuel price (per GJ) Carbon = heat rate × fuel CO₂ factor (t/GJ) × carbon price IDC = average of (1 + r)^(k − 0.5) over the construction years k

不考虑衰减和建设期时,资本项就简化成大家熟悉的 capex × CRF ÷ (8.76 × CF),其中 CRF = r(1+r)ⁿ / ((1+r)ⁿ − 1) 是资本回收系数。

计算示例:一座地面光伏电站

默认值对应 2024 年一个典型光伏项目:隔夜投资 每 kW 750,固定运维 每 kW 每年 12,容量系数 18%(每 kW 每年 1,577 kWh),寿命 30 年,每年衰减 0.5%,建设期一年,实际 WACC 6%。

  • 6%、30 年的资本回收系数:每年 7.26%
  • 建设期利息让投资增加 3.0%(按 6% 计半年)
  • 资本成本:≈ 每 MWh 37.4(占总数 82%)
  • 固定运维:≈ 每 MWh 8.0
  • LCOE ≈ 每 MWh 45.4,即每 kWh 4.5 美分,与 IRENA 2023 年光伏全球平均值 44 USD/MWh 相当。

换成燃气联合循环预设,情况就倒过来了。资本成本只有每 MWh 约 20,但每 GJ 8 的燃料要加约 53,每吨 70 的碳价再加约 26。

怎么看计算结果

  • LCOE 是按实际价格计的盈亏平衡平均电价。拿它和电厂实际能拿到的电价比。光伏和风电要看捕获电价,在可再生能源占比高的市场,它往往比基荷均价低 10–40%。
  • 成本构成告诉你该从哪里下手。资本密集型技术对更便宜的融资敏感,燃料密集型技术则对燃料价格和碳价敏感。
  • 敏感性图显示每个输入变动 ±20% 时 LCOE 的变化。

典型输入(2023–2024 年,近似美元计价)

技术 投资 /kW 固定运维 /kW·年 CF 寿命 典型 LCOE /MWh
地面光伏电站 600–1,000 8–17 15–28% 25–35 30–60
屋顶光伏 1,000–2,500 15–30 11–18% 25 70–150
陆上风电 1,000–1,700 25–45 25–45% 25–30 30–70
海上风电 2,500–4,500 60–110 40–55% 25–30 70–140
燃气联合循环 800–1,300 12–25 40–70% 30 45–110(取决于燃料)
煤电 1,500–4,000 35–80 50–80% 40 65–170
核电(新建) 5,000–12,000 100–160 85–93% 60 90–220

降低 LCOE 的办法

  1. 对可再生能源来说,便宜的资金比便宜的设备更管用:WACC 每降一个百分点,LCOE 大约降 6–8%。
  2. 提高容量系数:选更好的场址,用跟踪支架、更高的风机塔筒和更高的容配比。
  3. 延长寿命:用优质部件,做技改扩容。运行 35 年而不是 25 年,每 MWh 的资本成本能降 10–15%。
  4. **建得快一点。**建设期越长,利息越多,核电和大型水电尤其如此。
  5. **火电厂的效率很说明问题。**气价每 GJ 8 时,燃气联合循环机组效率每提高一个百分点,每 MWh 约省 1。

局限

LCOE 是电厂层面、按实际价格、税前的指标。它不考虑税收、补贴、通胀、收入曲线和系统成本,还假定燃料价格、碳价和容量系数按实际价格保持不变(随着可再生能源增长,化石电厂的运行小时往往会减少)。预设值是全球典型数字;某个国家的实际成本可能只有一半,也可能翻倍。想看考虑税收和债务的现金流,就用 NPV 与 IRR 计算器。

方法与假设

LCOE = [Σ(投资t + 运维t + 燃料t + 碳t)/(1 + r)t] ÷ [Σ Et /(1 + r)t]。投资在建设期内平均分摊,并复利计算到投运日(建设期利息)。每 kW 发电量 = 8.76 MWh × 容量系数,每年按衰减递减。每 MWh 燃料成本 = 热耗率 × 燃料价格;碳成本 = 热耗率 × 燃料 CO₂ 因子 × 碳价。固定运维按每 kW·年计,再按折现电量平准化。

常见问题

什么是平准化度电成本(LCOE)?
平准化度电成本是一个恒定的每 MWh 价格:按给定折现率,电厂在整个寿命期内按这个价格卖电,正好能收回全部成本(建设、融资、运维、燃料和碳成本)。它是比较不同发电技术成本的标准尺子。
如今光伏和风电的 LCOE 是多少?
据 IRENA 统计,2023 年投运项目的全球加权平均 LCOE:地面光伏电站约 0.044 USD/kWh,陆上风电 0.033 USD/kWh,海上风电 0.075 USD/kWh。Lazard 2024 年给出的美国区间(不含补贴):地面光伏约 29–92 USD/MWh,陆上风电约 27–73 USD/MWh。
折现率(WACC)为什么影响这么大?
光伏、风电、水电和核电这类资本密集型电厂,LCOE 的 70–90% 来自资本回收。WACC 从 4% 升到 10%,核电站的 LCOE 会上涨约 80–100%,光伏上涨约 50%。燃气电厂的成本大头是燃料,受的影响小得多。
燃料价格怎么换算成每 MWh 电的成本?
用每 GJ 燃料价格乘以热耗率(GJ/MWh)。一台热耗率 6.6 GJ/MWh(效率约 55%)的燃气联合循环机组,气价每 GJ 8 时,燃料成本是每 MWh 52.8。热耗率 = 3.6 ÷ 效率。
用 LCOE 比较光伏和燃气、核电公平吗?
只能算部分公平。LCOE 不反映电是什么时候发的、那一刻值多少钱,也不包括平衡波动性可再生能源的系统成本(储能、备用、电网)。分析师会补充价值调整 LCOE(IEA)、平准化可避免成本,或做完整的系统成本研究。
容量系数该填多少?
用长期预期净发电量除以“铭牌功率 × 8,760 小时”:光伏 11–25%(日照好的地区配跟踪支架会更高),陆上风电 25–45%,海上风电 40–55%,腰荷燃气机组 50–60%,核电 85–93%。我们的容量系数计算器可以把年发电量 MWh 换算成 CF。

资料来源与参考

  1. IRENA (2024). Renewable Power Generation Costs in 2023
  2. Lazard (2024). Levelized Cost of Energy+ (LCOE+), version 17
  3. IEA & NEA (2020). Projected Costs of Generating Electricity 2020
  4. NREL — Annual Technology Baseline (ATB)

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