合肥市分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性分析及發(fā)展策略研究

馮奕 耿瑞款

摘 要：分布式光伏發(fā)電是一種新型能源綜合利用形式，因其清潔環(huán)保、因地制宜、可就近利用等優(yōu)點而具有廣闊的發(fā)展前景。合肥在可再生能源利用、節(jié)能建設(shè)方面是領(lǐng)跑者，也是安徽省內(nèi)唯一一個享有光伏補貼的地級市，適合分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展。本文在概述合肥市分布式光伏發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過分析分布式光伏相關(guān)政策和光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況，結(jié)合合肥市太陽能資源、電價水平等要素，估算出合肥市首批公共機構(gòu)光伏應(yīng)用試點項目相應(yīng)的參數(shù)，對光伏發(fā)電項目進行經(jīng)濟性分析，并對光伏發(fā)電項目的影響因素做敏感性分析。根據(jù)分析結(jié)論，提出有關(guān)合肥市分布式光伏發(fā)電項目的投資策略及推廣建議。

關(guān)鍵詞：分布式光伏發(fā)電;經(jīng)濟效益評價;敏感性分析

中圖分類號：F2 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.29.001

太陽能是可再生的清潔能源，具有多種利用形式，分布式光伏發(fā)電具有利用率高和污染低兩大優(yōu)勢。合肥市曾上榜全國首批新能源示范城市名單，該市有著豐富的太陽能資源，比較適宜投資建設(shè)分布式光伏項目。然而，由于高成本的建設(shè)投資、吃緊的金融資金授信、風電投資擠壓給大規(guī)模推廣分布式光伏發(fā)電項目帶來了新的挑戰(zhàn)。

在國外的研究中，許多學者從當?shù)靥柲苜Y源潛力、投資建設(shè)光伏發(fā)電項目的財務(wù)指標和構(gòu)建相關(guān)模型等方面來研究光伏發(fā)電項目的經(jīng)濟可行性。近幾年國內(nèi)文獻的研究主要集中在太陽能資源豐富性的考察、政府對于光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策支持力度、分布式光伏項目的經(jīng)濟指標分析及其投資前景預(yù)測和發(fā)展策略研究方面。

由以上研究成果可以得出，國家和當?shù)卣畬λ幉煌Y源區(qū)、不同上網(wǎng)模式的分布式光伏項目的補貼力度有所不同，各地項目的建設(shè)成本及電價水平有所差異，因此需要結(jié)合實際情況來對具體的光伏發(fā)電項目進行具體分析。本文主要研究了目前中國光伏發(fā)電行業(yè)的發(fā)展形勢，并對光伏發(fā)電成本構(gòu)成及光伏項目投資建設(shè)的經(jīng)濟性展開了探討，以合肥市首批公共機構(gòu)光伏應(yīng)用試點項目中某中學食堂屋頂安裝的分布式光伏發(fā)電項目為例，并輔以相關(guān)影響因素的敏感性分析。可幫助居民、光伏企業(yè)等社會主體做好分布式光伏發(fā)電項目的投資決策，也可為政府部門制定相關(guān)政策提供參考，有利于促進合肥市推廣建設(shè)分布式光伏發(fā)電項目。

1 合肥市分布式光伏發(fā)電現(xiàn)狀

根據(jù)國家能源局發(fā)布的2013-2019年上半年中國光伏新增裝機容量數(shù)據(jù)顯示（如圖1），2013年以來，我國光伏新增裝機容量保持在1000萬千瓦以上。2016-2018年的光伏裝機容量增長十分快速，年新增超過了3000萬千瓦。2019年上半年，全國光伏新增裝機1140萬千瓦。根據(jù)能源局數(shù)據(jù)，2019年上半年新建光伏電站為682萬千瓦，占比59.8%;分布式光伏458萬千瓦，占比40.2%。受到有補貼的競價項目和平價項目的并網(wǎng)時間與申報時間有延遲或滯后的影響，2019年的新增裝機容量較上年有明顯的下降。

光伏新增裝機容量的明顯下降，意味著光伏發(fā)電增速放緩，將會使得國內(nèi)的光伏制造業(yè)面臨著巨大的發(fā)展壓力，很有可能引發(fā)新一輪的行業(yè)洗牌。在由國家發(fā)改委、財政部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于2018年光伏發(fā)電有關(guān)事項的通知》中提到了“我國光伏發(fā)電當前發(fā)展的重點需要從擴大規(guī)模轉(zhuǎn)到提質(zhì)增效、推進技術(shù)進步上來，需要降低發(fā)電成本、減少補貼依賴，以實現(xiàn)推動行業(yè)有序發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展的目標”，確定了我國光伏行業(yè)接下來要“提質(zhì)增效”的發(fā)展方向。

在全國分布式光伏發(fā)電現(xiàn)狀的大背景下，合肥市分布式光伏發(fā)電現(xiàn)狀呈現(xiàn)以下幾個特點。

1.1 裝機容量及并網(wǎng)容量穩(wěn)居全國省會城市之首

截至2018年年底，合肥市已建成并網(wǎng)的光伏地面電站及分布式電源項目累計達1.8萬個，裝機容量22GW，穩(wěn)居全國省會城市之首。2018年3月27日11時35分，合肥電力調(diào)度控制中心系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示，全市光伏發(fā)電總量達到98.82萬kWh，約占總用電負荷316.7萬kWh的31.2%，即瞬時的光伏發(fā)電量已經(jīng)占到用電量的三成以上。

1.2 分布式光伏發(fā)電項目助力合肥政府扶貧

在2019年國家頒布的首批光伏發(fā)電項目平價上網(wǎng)名單中，合肥市共計2個項目名列其中。肥東縣是合肥市第一批進行分布式光伏扶貧項目的試點城市。至2019年10月底，村級光伏扶貧電站共產(chǎn)生發(fā)電收益2058.34萬元，戶用光伏扶貧電站共產(chǎn)生發(fā)電收益3256.18萬元。

2 分布式光伏發(fā)電試點項目相關(guān)參數(shù)估算

由于合肥市不同類型用戶的安裝空間及規(guī)模還有所選擇的自發(fā)自用比例有所不同，因此對度電補貼需求的差異也就有所差別，所以各光伏項目的收益宜單獨分析。現(xiàn)以合肥市首批公共機構(gòu)光伏應(yīng)用試點項目中的某一家中學食堂平屋頂所安裝的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)為例，根據(jù)已有數(shù)據(jù)及相關(guān)資料估算出該項目的部分參數(shù)。

2.1 發(fā)電量估算

分布式光伏項目的年發(fā)電量是其經(jīng)濟性指標分析的重要參考因素，與年平均太陽輻射量及太陽能光伏電池板總面積及其發(fā)電效率有關(guān)。由《2019-2020年全國各地太陽能總輻射量與年平均日照量匯編》可知，安徽地區(qū)太陽能年輻射量為1163-1625kWh/m2·年，由于本文案例研究對象合肥市，其地理位置為安徽中部，為方便研究及進行以下計算，故其太陽能年輻射量取區(qū)間中點值1393kWh/m2，同理，年日照小時數(shù)取2200小時，標準光照下年平均日照時間為3.8小時。

為便于計算及分析，本文取該中學100m2左右的食堂平屋頂做計算示例。若按每平方米裝機容量為100W的標準來進行估算，則該中學的食堂平屋頂可安裝約1MW的光伏組件，設(shè)其壽命期為20年。

計及發(fā)電效率約為16%，該項目建成投產(chǎn)后的實際年發(fā)電量估算為L=H*S*η=1393*100*0.16= 22288kW。

2.2 上網(wǎng)電價估算

該分布式光伏項目的用戶即為決策者，可自由選擇上網(wǎng)模式。不同的上網(wǎng)模式下，分布式光伏發(fā)電的電價有所差別。現(xiàn)將“自發(fā)自用，余量上網(wǎng)”定義為模式1，“全量上網(wǎng)”定義為模式2。將度電補貼視為收入，計入電價，則具體電價計算明細如表1所示。

由表1可以得知，在模式1下的電價為0.7953*0.8+0.5693*0.2=0.7501元/千瓦時，遠高于全量上網(wǎng)模式下的電價0.69元/千瓦時，因此選用“自發(fā)自用，余量上網(wǎng)”模式可為電力用戶降低成本實現(xiàn)余電創(chuàng)收，提高使用效益。所以本文以下的算例研究主要采用模式1。

2.3 建設(shè)投資成本和年運營成本估算

投資建設(shè)分布式光伏發(fā)電項目，前期需要考慮購買光伏發(fā)電設(shè)備的費用和安裝費等，另外還要考慮光伏發(fā)電系統(tǒng)的運維費用。由歷史研究經(jīng)驗數(shù)據(jù)可知，平均維護成本大概占投資成本的1%～3%。根據(jù)相關(guān)資料，可以估算出當前該試點中學屋頂安裝的光伏成本單價如表2所示。

3 分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟效益評價

3.1 發(fā)電收益計算

分布式光伏發(fā)電電站的發(fā)電收益由以下三個部分構(gòu)成：自發(fā)自用節(jié)省的電費、國家和部分地方的補貼、將余電售賣給電力公司獲得的收入。現(xiàn)在對模式1和模式2的年總收益進行估算，結(jié)果如表3所示。

由此可見，該1MW的光伏發(fā)電項目在模式1下可獲得的年度總收益為16718.23元，模式2下的年度總收益為15378.82元。對于該中學來說，兩種模式下的收益均十分可觀，并且模式1下的收益更勝一籌。

3.2 項目經(jīng)濟性分析

為對該項目的經(jīng)濟性進行分析，本文選擇靜態(tài)投資回收期和內(nèi)部收益率作為衡量指標。在模式1下，該分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟性有關(guān)參數(shù)如表4所示。根據(jù)上文估算數(shù)據(jù)，其初始投資為6萬元，年運維費為8000元。

經(jīng)過估算，該項目年凈收益在8718.23元左右，靜態(tài)投資回收期為6.88年。由此可得，壽命期為20年的分布式光伏發(fā)電項目需要近7年的時間才可回本，因此它是一個長期投資建設(shè)項目，在投資時應(yīng)該謹慎考慮。

從內(nèi)部收益率角度來年地，該項目內(nèi)部收益率為13%，相對來說還是比較可觀的。

4 項目參數(shù)的敏感性分析

結(jié)合本文第3部分的經(jīng)濟效益評價方法，影響分布式光伏發(fā)電項目收益的因素是項目年發(fā)電量、上網(wǎng)電價、建設(shè)投資成本和年運維成本。投資者在對某一光伏發(fā)電項目進行投資決策時，需要在投資決策的前中后期考慮上述四類變量的數(shù)值發(fā)生變動時給項目凈現(xiàn)值帶來的影響。

其中上網(wǎng)電價主要受到用戶電價、電價補貼以及自發(fā)自用比例三個因素的變動影響;建設(shè)投資成本主要受到組件、逆變器、支架和電纜等設(shè)備類市場價格的變動影響，年運維成本主要受到安裝費、系統(tǒng)維護費和工程保險費等非設(shè)備類市場價格的變動影響。因此選擇以上共計四類變量的八個影響因素作為影響項目凈現(xiàn)值的主要變動因素。

由表5可知，影響該試點項目凈現(xiàn)值最敏感的變量是影響年均發(fā)電量的年輻射、電池板面積和發(fā)電效率三個因素，敏感系數(shù)達6.4，因這三個因素以同樣的方式影響著年發(fā)電量;接下來的影響因素由大到小依次是上網(wǎng)電價中的用戶電價（4.1）、年運維成本中的非設(shè)備類市場價格（3.1）、建設(shè)投資成本中的設(shè)備類市場價格（2.3）、上網(wǎng)電價的電價補貼（1.7）、上網(wǎng)電價的自用比例因素（1.5）。

5 投資策略及推廣建議

5.1 對居民的建議

5.1.1 適當選擇分布式光伏項目的規(guī)模

自2017年以來，戶用光伏的單戶平均容量在逐年增加，但經(jīng)費預(yù)算和安裝規(guī)模也隨之增加。居民可根據(jù)自身用電情況即用電習慣和用電量，酌情考慮所裝分布式光伏裝機容量的大小。

5.1.2 把握分布式光伏項目搶裝期風口

2020年將是國家實施補貼光伏發(fā)電項目政策的最后一年。另外受到海外疫情的影響，國內(nèi)光伏設(shè)備廠家的出口在一定程度上受到限制。因此居民可把握住近階段可能出現(xiàn)的光伏項目搶裝期風口。

5.2 對光伏項目投資者的建議

建議光伏項目投資者提前對項目開展深度調(diào)研與分析，可在項目評審階段就建立起嚴格的風險防范措施與評價機制。與政府、電網(wǎng)、企業(yè)等部門建立合作共贏的關(guān)系，建立起完善的合作機制與詳實的風險分擔機制。

5.3 對光伏設(shè)備制造企業(yè)的建議

5.3.1 加大關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)力度

以陽光電源、晶澳、通威等為代表的光伏龍頭企業(yè)應(yīng)加大關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)的投入，力爭做到提質(zhì)增量和擴充產(chǎn)能，降低光伏產(chǎn)品的成本，吸引更多光優(yōu)項目的投資。

5.3.2 加強分布式光伏領(lǐng)域的標準化研究

各能源公司應(yīng)加強光伏發(fā)電領(lǐng)域的標準化研究，提升服務(wù)運營和產(chǎn)品認證水平，以系列化、精細化、多樣化的產(chǎn)品生產(chǎn)為方向，滿足投資者的選購需求與未來分布式光伏電站的新興發(fā)展趨勢。

5.4 對政府主體的建議

5.4.1 加大光伏新能源研究人才的引進力度

鼓勵合肥市主營分布式光伏產(chǎn)品及服務(wù)的企業(yè)與國內(nèi)外各大重點高校簽訂相關(guān)合作協(xié)議，大力引進高校的中高端研究人才，充實人才隊伍。

5.4.2 加強各大產(chǎn)業(yè)園區(qū)招商引資的理念培養(yǎng)

可以瞄準國內(nèi)外重點企業(yè)，招進一批重點項目，并且完善光伏行業(yè)上下游的產(chǎn)業(yè)鏈配套合作，提高項目招商的精準度和專業(yè)化水平。

5.4.3 健全分布式光伏行業(yè)投融資體系建設(shè)

推動健全并創(chuàng)新分布式光伏的融資模式，創(chuàng)新開發(fā)有利于分布式光伏項目投資建設(shè)并建成并網(wǎng)的金融支持產(chǎn)品，以促進合肥市分布式光伏的規(guī)模化發(fā)展。

參考文獻

[1]Edgar F.M.Abreu，Paulo Canhoto，Victor Prior，R.Melicio.Solar resource assessment through long-term statistical analysis and typical data generation with different time resolutions using GHI measurements[J].Renewable Energy，2018，127：398-411.

[2]Reza Bakhshi-Jafarabadi，Javad Sadeh，Mehran Dehghan.Economic evaluation of commercial grid-connected photo voltaic systems in the Middle East based on experimental data：A case study in Iran[J].Sustainable Energy Technologies and Assessments，2020，37：100581.

[3]R.Guerrero-Lemus，D.Caadillas-Ramallo，T.Reindl.A simple big data methodology and analysis of the specific yield of all PV power plants in a power system over a long time period[J].Renewable and Sustainable Energy，2019，107：123-132.

[4]周昰彤，鞠振河.關(guān)于太陽能發(fā)電技術(shù)的綜述與展望[J].電子世界，2020，（01）：83.

[5]任洪國.大慶太陽能資源分布特點及開發(fā)利用研究[J].建筑節(jié)能，2019，（10）：122-125.

[6]許一凡.能源局擬組織無補貼光伏示范項目去補貼或?qū)⒓铀賉J].能源研究與利用，2018，（5）：21-22.

[7]李蘇洋.覓光破局立標共謀光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].中國經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊，2019，（8）：63-66.

[8]楊歌.電力能源看兩會[J].電力系統(tǒng)裝備，2018，（3）：26-30.

[9]聶新偉，徐齊利.光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)補貼政策為什么進退難以自如？——基于政府與市場主體的博弈分析[J].金融理論探索，2019，（6）：8-18.

[10]鄒雨芯.分布式光伏發(fā)電的經(jīng)濟效益分析[J].產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟，2019，（9）：61-62.

[11]李青麗.分布式光伏發(fā)電項目成本收益分析[J].電力與能源，2018，（05）：80-83.

[12]潘彬彬，陳祉好，賈楠菲，等.關(guān)于光伏發(fā)電成本核算問題的研究——基于LCOE方法的分析[J].價格理論與實踐，2019，（05）：140-142.

[13] 施泉生，于文姝，謝品杰，等.能源互聯(lián)網(wǎng)背景下分布式光伏發(fā)電的經(jīng)濟效益研究[J].電網(wǎng)與清潔能源，2016，（1）：100-106.

[14] 胡潤青.分布式光伏發(fā)電項目投融資的國際經(jīng)驗及啟示[J].可再生能源，2016，（12）：23-27.

[15]韋喨.光伏發(fā)電的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢分析[J].地產(chǎn)研究探討，2019，（15）：154.

[16]劉方旭.中國光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展策略研究[J].科學經(jīng)濟導(dǎo)刊，2019，（30）：16-17.