分布式光伏發(fā)電項目成本收益分析

李青麗

(上海太陽能科技有限公司，上海 201108)

全球范圍內(nèi)，2017年可再生能源發(fā)電已達到全球發(fā)電量凈增加值的70%。根據(jù)REN21統(tǒng)計， 全球 2017 年可再生能源新增裝機178 GW，較 2016 年同比增長9%，其中光伏新增裝機占比超過55%，風電新增裝機占比達到29%。2017年可再生能源發(fā)電占全球發(fā)電量凈增加值的比例從2016年的63%上升至70%，占總發(fā)電量比例達到26.5%，其中水電占比16.4%，風電占比5.6%，光伏占比19%。截至2018年6底，我國可再生能源發(fā)電裝機達到6.8億kW，同比增長13%。其中，光伏發(fā)電裝機超過1.5億kW，分布式光伏發(fā)電新增1 224萬kW，同比增長72%。

繼2018年5月31日國家發(fā)展改革委、財政部、國家能源局下發(fā)《關(guān)于2018年光伏發(fā)電有關(guān)事項的通知》發(fā)改能源(2018)823號文(下文簡稱“5.31政策”)，國家為促進光伏行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，提高發(fā)展質(zhì)量，加快補貼退坡，相繼下調(diào)新投運之光伏地面電站及分布式發(fā)電項目補貼[1-3]。新政策的出臺對光伏項目產(chǎn)生較大的影響，本文以工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項目為研究對象，對分布式光伏發(fā)電項目成本收益進行分析。

1 分布式光伏發(fā)電工程經(jīng)濟效益

分布式光伏發(fā)電全生命周期可劃分為四個階段：可研階段、設(shè)計階段、建設(shè)階段、生產(chǎn)運營階段。通過分析分布式光伏項目工程經(jīng)濟效益，測算運營期25年整個項目生命周期的情況，考察項目的盈利能力。目前，影響分布式項目投資收益率主要有度電成本、并網(wǎng)模式、補貼政策等因素。

1.1 度電成本

度電成本貫穿于分布式光伏發(fā)電的整個生命周期，與項目的初始投資、項目壽命期、折現(xiàn)率、年均發(fā)電量、年均運維費用等因素有關(guān)。分布式光伏電站的初始投資主要包括太陽能電池組件、電氣設(shè)備、電力電纜、土建安裝費用、調(diào)試費用、并網(wǎng)模式及其他費用等。

1.1.1初始投資

從分布式光伏發(fā)電項目初始投資來看，太陽能電池組件占系統(tǒng)成本的55%左右，電氣設(shè)備成本及土建費用約占35%。隨著國家5.31政策影響加劇及全球補貼政策影響，組件價格呈逐步下降趨勢，光伏市場供大于求，光伏組件可以通過提高工藝水平降低生產(chǎn)成本，還可以通過技術(shù)進步提高電池轉(zhuǎn)換效率，從而攤薄單位成本。目前，常規(guī)太陽能電池組件含稅價格降至2元/W以內(nèi)，高效組件價格也僅為2.3元/W。組件價格占系統(tǒng)成本比例降低至45%左右，電氣設(shè)備成本及土建費用占40%。逆變器、并網(wǎng)柜、電纜、二次監(jiān)控設(shè)備、支架、水泥、基礎(chǔ)、橋架、防雷接地等下降空間有限，價格相對剛性，不具備大幅下降的條件。組件價格下降，以致光伏發(fā)電每瓦裝機成本大幅下降，光伏項目初始投資逐步降低，平價上網(wǎng)正逐步推進。

假設(shè)條件：以上海1 MW工商業(yè)低壓并網(wǎng)自發(fā)自用項目為例，考慮組件成本下降，按6元/W單位建設(shè)成本及5元/W單位建設(shè)成本分別建立模型測算不同初始投資對度電成本的影響。不同初始投資對度電成本的影響見表1。表1中的財務(wù)內(nèi)部收益率測算已考慮國家補貼(0.32元/kWh，20年)及上海市補貼(0.25元/kWh,5年)。

表1 不同初始投資對度電成本的影響

1.1.2發(fā)電量

對度電成本影響較大的另一個因素為發(fā)電量。根據(jù)中國氣象局發(fā)布的2017年《中國風能太陽能資源年景公報》，全國太陽能資源地區(qū)性差異較大、總體上呈現(xiàn)高原、少雨干燥地區(qū)大;平原、多雨高濕地區(qū)小的特點。2017年，我國東北、華北、西北和西南大部年最佳斜面總輻射量超過1 400 kWh/m2，首年利用小時數(shù)在1 200 h上，其中新疆東南部、青藏高原、甘肅西部、內(nèi)蒙古、四川西部等地的年最佳斜面總輻射超過1 800 kWh/m2，首年利小時數(shù)在1 500 h以上，局部超過1 800 h；重慶南部、貴州北部、湖南西北部以及湖北西南部地區(qū)，年最佳斜面總輻射量在10 001 kWh/m2以下，首年利用小時數(shù)小于900 h。此外陜西南部、河南、安徽、江蘇、四川東部、湖北大部、江西、湖南大部、浙江、福建、臺灣、廣州、福建、廣西中兩、貴州西南部等地的年最佳斜面總輻射量在1 000～1 400 kWh/m2之間。

光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率會受到各種因素的影響進而減少發(fā)電量，主要影響因素為光伏溫度因子、光伏陣列的損耗(組件匹配損耗和組件污穢影響)、低壓線損及并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換效率、并網(wǎng)逆變器輸出至高壓電網(wǎng)的傳輸效率、太陽能電池組件的可利用率、太陽能電池組件的自衰減等。

假設(shè)條件：以上海1 MW工商業(yè)低壓并網(wǎng)自發(fā)自用項目為例，靜態(tài)投資5元/W，自用電價0.85元/kWh。分別測算在不同利用小時數(shù)700～1 500 h各財務(wù)內(nèi)部收益率情況。不同利用小時數(shù)對度電成本、財務(wù)內(nèi)部收益率的影響見表2。表2中的財務(wù)內(nèi)部收益率測算已考慮國家補貼(0.32元/kWh，20年)及上海市補貼(0.25元/kWh,5年)。

表2 不同利用小時數(shù)對度電成本、財務(wù)內(nèi)部收益率的影響

1.2 并網(wǎng)模式

并網(wǎng)模式即是影響初始投資的因素之一，也是影響財務(wù)內(nèi)部收益率的重要因素。目前，工商業(yè)分布式項目并網(wǎng)模式按照并網(wǎng)電壓等級分為低壓并網(wǎng)和高壓并網(wǎng)；按消納方式分為：自發(fā)自用和自發(fā)自用余電上網(wǎng)。

1.2.1低壓并網(wǎng)和高壓并網(wǎng)

光伏項目高壓并網(wǎng)取決于以下因素：光伏系統(tǒng)需接入用戶自身高壓變壓器；光伏裝機容量較大，用戶無法完全內(nèi)部消納，需要上網(wǎng)送電。相對于低壓并網(wǎng)，高壓并網(wǎng)需額外增加升壓變壓器，高壓開關(guān)柜、升壓變壓器基礎(chǔ)等成本。建設(shè)成本會增加0.5元/W左右。

假設(shè)條件：以上海1 MW工商業(yè)低壓并網(wǎng)和高壓并網(wǎng)自發(fā)自用項目為例，電價0.85元/kWh，按380 V低壓并網(wǎng)靜態(tài)投資5元/W，以及10 kV高壓并網(wǎng)靜態(tài)投資5.5元/W，分別測算兩種并網(wǎng)模式的收益情況。380 V低壓并網(wǎng)和10 kV高壓并網(wǎng)對度電成本、財務(wù)內(nèi)部收益率的影響見表3。表3中的財務(wù)內(nèi)部收益率測算已考慮國家補貼(0.32元/kWh，20年)及上海市補貼(0.25元/kWh,5年)。

表3 380 V低壓并網(wǎng)和10 kV高壓并網(wǎng)對度電成本、財務(wù)內(nèi)部收益率的影響

1.2.2自發(fā)自用和自發(fā)自用余電上網(wǎng)

全部自發(fā)自用一般用于用戶側(cè)用電負荷較大、且用電負荷持續(xù)、一年中很少有停產(chǎn)或者半停產(chǎn)發(fā)生的情況，即使放假期間，用戶的用電維持負荷大小也足以消納光伏電站發(fā)出的大部分電力。自發(fā)自用余電上網(wǎng)是指分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電力主要由用戶自己使用，多余電量送入電網(wǎng)。

假設(shè)條件：以上海1 MW工商業(yè)高壓并網(wǎng)自發(fā)自用項目為例，自用電價0.85元/kWh，靜態(tài)投資5.5元/W,自發(fā)自用余電上網(wǎng)比例分別為80%和20%，測算兩種并網(wǎng)模式的收益情況。自發(fā)自用和自發(fā)自用余電上網(wǎng)并網(wǎng)模式下對財務(wù)內(nèi)部收益率及投資回收期的影響見表4。表4中的財務(wù)內(nèi)部收益率測算已考慮國家補貼(0.32元/kWh，20年)及上海市補貼(0.25元/kWh,5年)。

表4 自發(fā)自用和自發(fā)自用余電上網(wǎng)并網(wǎng)模式下對財務(wù)內(nèi)部收益率、投資回收期的影響

1.3 補貼

根據(jù)國家5.31政策，新投運的、采用“自發(fā)自用余電上網(wǎng)”模式的分布式光伏發(fā)電項目，全電量度電補貼標準降低0.05元，即補貼標準調(diào)整為每千瓦時0.32元(含稅)。采用“全額上網(wǎng)”模式的分布式光伏發(fā)電項目按所在資源區(qū)光伏電站價格執(zhí)行。截止到今年5月底國家安排的1 000萬千瓦分布式光伏建設(shè)規(guī)模已用完，2018年5月31日后并網(wǎng)的分布式項目不納入國家許可的規(guī)模管理范圍，由地方根據(jù)自身財力、消納能力等依法予以支持。

從光伏行業(yè)來看，政策的收緊及組件價格大幅下降導致光伏加速進入平價上網(wǎng)時代。分布式光伏以自發(fā)自用和自發(fā)自用余電上網(wǎng)并網(wǎng)模式更具收益性及開拓性。

假設(shè)條件：以上海1 MW工商業(yè)低壓并網(wǎng)自發(fā)自用項目為例，自用電價0.85元/kWh，靜態(tài)投資5元/W,分別測算有補貼及取消補貼的收益情況。有無補貼政策下對項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率及投資回收期的影響見表5。

表5 有無補貼政策下對項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率、投資回收期的影響

國家5.31政策的實施雖然會導致分布式光伏的收益率降低，但通過測算分析有消納能力又不需要國家補貼的分布式項目仍可以繼續(xù)開展，尤其是地方給予支持項目。

2 結(jié)語

本文以工商業(yè)分布式光伏項目為研究對象，從成本、多種并網(wǎng)模式分析了目前分布式光伏投資收益情況。由于光伏行業(yè)投資較大、成本較高，我國光伏行業(yè)發(fā)展對政策和技術(shù)進步依賴性顯著。從投資者角度看，不同能源間的投資決策最終取決于期望收益率，光伏作為新興能源在度電成本上與傳統(tǒng)能源相比優(yōu)勢并不明顯，因此政策扶持及加速技術(shù)進步尤為關(guān)鍵。