中國東三省光伏發電系統投資效益分析

陸 超 楊 松 張良利 沈道軍

（浙江正泰新能源開發有限公司，浙江 杭州 310053）

0 引言

太陽能發電不同于傳統的發電方式，其造成的污染極小。太陽能光伏電源或光伏電站的功率可根據需要從數千瓦到數十兆瓦配置，發電系統建設周期短，方便靈活。晶體硅太陽電池作為將光能轉變為電能的半導體器件，其使用壽命可達到20年以上，整個系統的可靠性也更高。

雖然目前太陽能光伏發電成本仍高于常規能源發電的成本，但隨著光伏發電技術的迅速發展、傳統能源的緊張以及人類環保意識的加強，光伏發電的成本將會持續下降。未來，光伏發電成本與其他發電方式成本之間的差距將會縮小，繼而成為較為廉價的發電方式。

1 光伏發電系統

1.1 光伏發電系統的構成

太陽能光伏發電系統也叫太陽電池發電系統，其主要由組件、蓄電池、逆變器以及一些監控、防護等二次設備構成。它能將太陽輻射轉化成電能。雖然太陽能光伏發電系統的應用十分廣泛，它不僅能夠應用于日常的太陽能草坪燈，還能用幾兆瓦的大型光伏項目。但太陽能光伏發電系統的組成結構和工作原理都基本相同。

1.2 光伏發電系統的分類

太陽能光伏發電系統按上網方式可分為兩種：全額上網或自發自用。其中，獨立光伏發電系統又可以分為直流光伏發電系統和交流發電系統以及交、直流混合光伏發電系統，而直流光伏發電系統又可以分為有蓄電池的系統和無蓄電池的系統。

2 東三省太陽能資源分布

2.1 黑龍江省太陽能資源條件

黑龍江屬于太陽能資源二類地區，一年中能接受4 000 MJ/m2～5 100 MJ/m2的輻射量，輻射量由西南部到中東部到北部依地區逐漸減少。大慶、綏化以及黑河、哈爾濱附近地區年太陽總輻射值最大，約為4 800 MJ/m2，其中，齊齊哈爾地區能達到5 000 MJ/m2以上，大興安嶺大部分地區、伊春和東部地區太陽總輻射低于4 600 MJ/m2，省北部地區總輻射量在4 600 MJ/m2～4 800 MJ/m2。

2.2 吉林省太陽能資源條件

吉林省太陽能年均輻射量5 052 MJ/m2，全省多年平均日照時數為2 200 h～3 000 h，太陽能資源總體屬二類地區。吉林省地面光伏電站潛在開發容量為9 600萬kW，可裝機容量約為3 100萬 kW，全省分布式光伏發電可開發容量約為300萬 kW以上。

2.3 遼寧省太陽能資源條件

遼寧省屬于國家太陽能資源二類地區。年平均輻射量大于5 000 MJ/m2，年日照小時數超過2 200 h，除東部山區外，總體屬于太陽能資源較豐富地區。表現為西多東少，南北高于東部的特征。

2.4 發展前景

從以上數據來看，東北三省光伏電站發電小時數遠超于全國同類資源地區。截至2015年末，黑龍江、吉林、遼寧三省經濟總量達到5.8萬億以上。同時，東北地區還是新中國工業的搖籃，擁有中國一汽、中國北車、哈飛、沈飛、哈藥、鞍鋼、修正、皓月、亞泰等一大批知名企業。其中，國企央企比例高達50 %以上，大量的工業企業為東北分布式市場的發展提供優質的屋頂資源。根據今年國家能源局發布的《關于可再生能源發展規劃實施的指導意見》中的《2017-2020年光伏電站新增建設規模方案》來看，至2020年東三省累計規劃并網目標達10.9 GW，其中黑龍江省3.2 GW，吉林省規劃1.7 GW，遼寧省規劃1.5 GW。而截至今年上半年，東北三省現有并網光伏裝機容量不到3.1 GW，未來3年東北光伏將有2倍以上的增長空間。

3 投資效益分析

3.1 光伏發電系統投資效益評估原則

光伏電站投資經濟性需要考慮以下幾點：

初始投資成本：這主要包括太陽能組件、支架、逆變器、電纜以及系統安裝成本等。同時還要考慮土地（或房屋）租金等。

運營成本：即光伏系統定期的清洗及維護費用。

財務費用：是否存在借款以及借款的償還方式。

發電收入：售電模式可分為全額上網和自發自用，余電上網。

全額上網電價=脫硫標桿電價+國家補貼+地方補貼

自發自用部分電價=當地電價+國家補貼+地方補貼

余電上網部分電價=當地脫硫煤電價+國家補貼+地方補貼

綜上所述：光伏電站效益S=Pbuy×EPVcon+Psell×EPVin-Csys-CO&M-Cloan-Ct

其中，Pbuy表示電網賣的電價；EPVcon表示自用電量；Psell表示光伏上網電價；EPVin表示上網電量；Csys表示初始投資金錢；CO&M表示運維費用；Cloan表示貸款利息；Ct表示稅費。

3.2 案例分析

3.2.1 項目簡介

項目計劃在某廠區屋面上安裝太陽能光伏系統，廠區位于吉林省北緯43.86°，東經126.51°，實際安裝容量2.002 MW，確定以30°傾角安裝。本項目以25年為經濟分析周期。

3.2.2 項目發電量

本項目系統效率取82.4 %，25年發電量見表1。

表1 項目25年發電量測算表

3.2.3 項目成本

本項目上網方式為自發自用，余電上網。按照5.31新政規定，取消國補電價。項目投資額、電價、營業稅金、運營成本、折舊率、借款利息見表2。

根據財測模型進行計算，見表3。

3.2.4 節能減排效益分析

光伏發電能夠為減少溫室效益、減少二氧化碳排放做出巨大貢獻。統計表明，我國火電廠每發電上網1 kW·h，需消耗標準煤305 g，排放6.2 g的硫氧化物（脫硫前統計數據）和2.1 g的氮氧化物（脫氮前統計數據），對環境和生態造成不利的影響。本項目可節約標準煤數量及減少污染排放量見表4。

表2 成本分析

4 結論

從國外發展來看，光伏發電需要跟著時代和政策的改變而不斷進化。在5.31新政之前，我國光伏市場仍主要依靠政府扶持。補貼政策的高低決定著光伏企業自身的發展。如今，光伏新政迫使讓光伏企業尋求改革，降低成本。光伏市場的重點正由西北地區向中東部、東北地區轉移，同時，在東北地區尋求能源改革的情況下，這片還有著未被發掘的巨大潛力，而平價上網在這一地區發展中顯得尤為重要。

表3 匯總表

表4 節能減排效益分析表

該文只是淺顯地探討了光伏發電系統經濟效益的評估，而光伏發電仍然面臨著諸多的問題。只有結合政府補貼與市場競爭，才能較為科學地做好光伏發電系統的經濟效益評估，進一步優化我國能源結構。