在過(guò)去的十年中，太陽(yáng)能光伏(PV)陣列的成本迅速下降。但與此同時(shí)，在已安裝大量光伏發(fā)電能力的地區(qū)，光伏發(fā)電的價(jià)值卻有所下降。公用事業(yè)規(guī)模的光伏系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)看到，隨著越來(lái)越多的PV發(fā)電機(jī)上網(wǎng)，電價(jià)下降了。在同一時(shí)期，許多燃煤電廠被要求安裝排放控制系統(tǒng)，導(dǎo)致全國(guó)和地區(qū)的空氣污染減少。結(jié)果是改善了公眾健康，但同時(shí)也抵消了用光伏發(fā)電抵消煤炭發(fā)電的潛在健康益處。

鑒于這些競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)，光伏發(fā)電的收益是否超過(guò)成本?要回答這個(gè)問(wèn)題，就需要平衡前期資本成本和光伏系統(tǒng)的使用壽命。確定前者非常簡(jiǎn)單。但是評(píng)估后者具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)槭找鏁?huì)隨時(shí)間和地點(diǎn)而有所不同。麻省理工學(xué)院能源計(jì)劃的博士后帕特里克·布朗博士(Patrick R. Brown PhD '16)說(shuō)：“差異不僅僅是由于指定地點(diǎn)全年收到的日照量不同而引起的。” “它們也是由于電價(jià)和污染物排放量的變化。”

公用事業(yè)規(guī)模的光伏發(fā)電價(jià)格下降的部分原因在于在批發(fā)電力市場(chǎng)上買賣電力的方式。在“日復(fù)一日”的市場(chǎng)上，生成者和客戶提交出價(jià)，以指定他們將在第二天的指定時(shí)間以不同的價(jià)格水平買賣多少。首先選擇成本最低的發(fā)電機(jī)。由于光伏系統(tǒng)的可變運(yùn)營(yíng)成本接近于零，因此幾乎總是選擇它們，從而取代了當(dāng)時(shí)最昂貴的發(fā)電機(jī)。支付給每個(gè)選定發(fā)電機(jī)的價(jià)格由系統(tǒng)上成本最高的運(yùn)營(yíng)商確定，因此，隨著更多的PV電源開(kāi)啟，更多的高成本發(fā)電機(jī)退出，每個(gè)人的價(jià)格下降。結(jié)果，在一天當(dāng)中，當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)電最多時(shí)，付給發(fā)電機(jī)的價(jià)格最低。

布朗指出，一些發(fā)電商甚至可能出價(jià)為負(fù)價(jià)。他解釋說(shuō)：“他們實(shí)際上是在向消費(fèi)者付費(fèi)，以行使他們的權(quán)力來(lái)確保他們被派遣出去。” 例如，僵化的燃煤和核電廠可能會(huì)競(jìng)標(biāo)負(fù)價(jià)格，以避免頻繁的停工和啟動(dòng)事件，這會(huì)導(dǎo)致額外的燃料和維護(hù)成本?？稍偕茉窗l(fā)電商也可能會(huì)出價(jià)負(fù)價(jià)以獲得更大的補(bǔ)貼，這些補(bǔ)貼將根據(jù)生產(chǎn)情況予以獎(jiǎng)勵(lì)。

健康益處也會(huì)隨時(shí)間和地點(diǎn)而變化。在人口密集的依靠煤炭發(fā)電的地區(qū)，部署光伏發(fā)電對(duì)健康的影響要比在人口較少的地區(qū)擁有大量清潔水電或風(fēng)力的地區(qū)更大。如果輸電線路出現(xiàn)擁堵，使該地區(qū)陷入附近任何可用的高污染源，那么光伏發(fā)電對(duì)當(dāng)?shù)亟】档暮锰幘蜁?huì)更高?？諝馕廴镜纳鐣?huì)成本在很大程度上被“外部化了”，也就是說(shuō)，在電力市場(chǎng)中它們幾乎是無(wú)法計(jì)算的。但是，可以使用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行量化，因此在評(píng)估光伏發(fā)電的成本競(jìng)爭(zhēng)力時(shí)，可以納入因排放減少而產(chǎn)生的健康益處。