基于綠證交易的PPP光伏發電項目的投資評估

韓文花，張 絮

（上海電力大學 自動化工程學院，上海 200090）

0 引言

由于化石能源短缺，我國開始實施電力需求側管理降低一次能源使用。隨著用戶側綜合能源服務的發展［1］，太陽能因其可不限范圍的使用以及不產生污染的特點，在我國電力需求側管理中凸現其重要性［2］。其中，光伏項目具有發電量增長快，裝機占比高的特點。

由于光伏發電項目具有投資周期長，資金流量大的特點，僅由政府出資的融資模式及電價補貼使政府出現了巨大的資金缺口，可以使用公私合營模式（public-private partnership，PPP）解決該問題。光伏補貼政策下，PPP模式可以有效提高企業的融資效益，提高企業的投資意愿［3］，減輕政府資金壓力。隨著光伏發電的規模發展與技術進步，光伏補貼的標準已從2017年的最高0.85元/kWh逐步降為2020年的最高0.05元/kWh，且部分地區已具備無補貼上網條件，因此我國將積極推進光伏平價上網政策。為推進平價上網政策實施，同時保證光伏發電項目合理收益，國家鼓勵新能源發電產業參與到綠色電力證書（簡稱“綠證”）交易市場中，以促進該產業發展［4］。

綠證是為每1 000 kWh新能源上網電量頒發的證書，是一種通過保障可再生能源電力的消納以促進新能源電力發展的經濟機制。本文中，綠證特指光伏綠證。

與政府補貼相比，綠證是一種基于市場的補貼政策［5］。對光伏發電方來說，綠證可以當作一種盈利工具。目前綠證的價格研究多集中綠證對電力市場的影響、綠證政策與補貼政策的比較和綠證在新能源項目中的影響方面，而關于平價上網政策下的綠證價格研究較少。如果要對基于綠證交易市場的光伏發電項目進行投資評估，必須有符合實際的新的綠證價格模型。

綜上所述，本文針對光伏發電項目的投資評估問題，研究了綠證交易市場對PPP光伏發電項目在光伏平價上網政策下的投資評估所帶來的影響。首先，本文提出了適用于平價上網政策的新型綠證價格模型，包括綠證的成本模型和綠證交易定價區間。然后，提出了基于綠證交易的PPP光伏發電項目的投資評估方法，并考慮了不同PPP融資模式的特點。最后，案例分析驗證了綠證交易市場對平價上網政策下PPP光伏發電項目投資評估的促進作用，并提出了關于綠證交易方面的政策建議，以利于光伏產業的后續發展。

1 綠證價格模型

現有的綠證價格模型將補貼作為主要因素，比如，綠證價格與補貼成正相關而與補貼的拖欠周期成負相關［6］、考慮補貼金額和拖欠周期的綠證定價及綠證交易模型［8］。由于補貼退坡及平價上網政策的實行，光伏上網電價主要由發電成本決定，因此以補貼作為主要因素的綠證價格模型已不適用；同時，考慮到目前光伏綠證交易市場處罰機制缺失，由于定價過高導致綠證市場交易量少等問題，本文提出的新型綠證價格模型，包括基于平準化度電成本（levelized cost of energy，LCOE）的綠證成本模型和具有處罰機制的綠證定價區間。該模型既可以解決在平價上網政策下光伏綠證的定價問題，又能促進綠證交易市場的發展，進一步增加光伏產業的經濟效益。

1.1 綠證成本模型

本文綠證成本指每發1 000 kWh電量時光伏發電比火電多消耗的發電成本。發電成本是影響各種能源上網電價的最基本因素［9］。平準化度電成本可使不同能源發電的發電成本相比較［10—11］，本文的綠證成本模型采用平準化度電成本構建，與現有基于補貼政策的綠證成本模型相比，更能反映平價上網政策下的綠證成本的變動。

火電的平準化度電成本計算方法與光伏發電的平準化度電成本計算公式相同。

式中：χ為項目折現率。

1.2 綠證定價區間

不考慮跨區域購買綠證。假設區域中僅有火電廠和光伏電廠，其配額約束性指標為α，本文指該區域內可再生能源消納占煤電消納的比重系數。

為確保該區域完成配額，火電廠需購買綠證，根據《關于實行可再生能源電力配額制的通知》，未完成配額的火電廠將受到處罰，火電廠需關注可再生能源配額的完成情況，以免因處罰造成經濟損失，火電廠會加快其綠色轉型發展。

根據配額完成情況，存在2種可能的情形。

情形1：火電廠以每張綠證的價格Pgc購買了足夠的綠證N個，在考核時完成配額，則火電廠的收入為

其中，Cbgc和N計算式分別為

情形2：火電廠購買了n(n=0,1,2,...,N)個綠證，但仍在考核時未完成配額，記罰金為Ppu，此時火電廠的收入為

處罰比記為kpu，則罰金的計算為

為使火電廠完成配額，情形1的收入應不小于情形2。同時綠證價格大于綠證成本。所以綠證定價區間應滿足條件為

式中：Pgc_min為綠證定價區間最小值；Cgc為綠證成本。

將式（3）、式（6）代入式（9），可得售賣綠證的定價區間為

2 基于綠證交易的PPP光伏發電項目的投資評估方法

當項目使用PPP模式時，其操作分為4步，分別為項目前期的策劃與論證、通過競爭機制選擇企業、簽訂合同以及籌組項目公司。本文主要研究了PPP光伏發電項目的投資評估，即對PPP項目前期策劃和論證階段中的融資模式、收益來源、效益測算等內容進行研究。

PPP融資模式大致可分為委托運營、管理合同、轉讓-運營-移交、改擴建-運營-移交、建設-運營-移交（build-operate-transfer，BOT）和建設-擁有-運營（build-own-operate，BOO）共6類，本文選擇適合新建項目的BOT和BOO進行投資評估。在BOT和BOO模式中，第t年的項目效益由該年度的運營方獲得。

PPP融資模式能夠有效減少項目的融資壓力，使企業獲得較好效益且能保證政府監管職能。由于在PPP項目中獲得的效益與承擔的風險成正比，BOO模式的效益分配比和BOT模式的特許經營期為PPP光伏發電項目投資評估的重要參數，以保證政府與企業的效益以及風險均衡分配。

綠證市場下的PPP光伏發電項目投資評估是根據項目效益進行的。本文使用凈現值法構建項目的效益模型，效益為項目收益與成本之差。

由于本文中的光伏發電項目參與到綠證交易市場中，因此項目收益由售電收益與綠證市場收益組成，項目建設期間的成本由政府與企業共同承擔。政府與企業的效益模型Be和Bg分別如式（11）和式（12）所示，項目總效益B如式（13）所示，即

當政府和企業的效益都為正時，企業才會做出立即投資的投資決策，此時應根據項目總效益確定合理的效益分配比和特許經營期。企業的效益越高，投資意愿越高；否則企業將選擇延遲投資。

3 案例分析

案例中，設某區域內光伏發電廠采用PPP融資模式。PPP光伏發電項目的參數如表1所示，該區域內火電廠的參數如表2所示。由數據可得，光伏發電項目的首年消納電量為0.19億kWh，之后運營年份的消納電量因設備折舊等原因逐年減少；火電廠的年消納電量為2.7億kWh。不考慮綠證的情況下，光伏發電項目的消納占煤電消納的最高比值為7%。

表1 光伏發電項目的參數Table 1 Parameters of the PV power

表2 火電廠參數Table 2 Parameters of the thermal power

為提高該區域內的綠色電力消納占比，同時激勵火電廠通過綠證交易市場完成配額，本文將綠證的初始配額制定為10%。火電廠購買綠證完成該配額，既避免因無法完成配額受到處罰，又可通過綠證交易市場獲得額外效益。

光伏發電項目享受國家的稅收福利政策有：增值稅即征即退50%；第1年至第3年免征企業所得稅，第4年至第6年減半征收企業所得稅12.5%，6年后所得稅按25%征收；附加稅為12%；發電量按照首年衰減率為3%，往后逐年減少0.7%的比例計算。

圖1給出了平價上網政策下PPP光伏發電項目的平準化度電成本及綠證成本隨運營年數變化。在項目運營前期，2條曲線的走勢一致，在第8年達到最大值之后綠證成本逐年下降。這是由于項目運營前期光伏發電項目平準化度電成本的變化率高于折現率，第8年后平準化度電成本的變化率低于折現率，導致綠證成本逐年下降。

圖1 光伏發電項目度電成本及綠證成本Fig.1 The cost of LCOE and green certificate of PV power

綠證的定價區間與綠證成本和處罰比有關，為避免處罰比較低時，綠證價格低于成本的情況，將處罰比區間的最小值設為變化量，以保證綠證定價區間的最小值大于綠證成本。當綠證成本為負值時無法對應處罰比，將前3年的處罰比區間最小值設為10%，既保證了處罰機制的實施，又將綠證價格限制在較小的值上。在其余年份中，處罰比區間的最小值根據綠證成本確定，圖2為處罰比最小值隨運營年數的變化。

圖2 處罰比最小值隨運營年份的變化Fig.2 Minimum penalty ratio varies with operation year

2018年6月至2021年4月，光伏綠證的平均價格為665.9元。由式（10）計算可得，此時處罰比為160%。與風電綠證的平均價格172.2元相比，高昂的光伏綠證價格導致了綠證交易市場的低迷，火電廠較多通過購買風電綠證完成配額。

圖3給出了PPP光伏發電項目第1年綠證價格與處罰比及火電廠購買綠證數量之間的變化關系。若火電廠購買的綠證數量不變，處罰比與綠證價格呈正比；若處罰比不變，火電廠購買的綠證數量與綠證價格成反比。當火電廠完成配額時，處罰比100%對應的綠證價格為177.0元，與風電綠證價格相似，火電廠購買綠證的意愿將增大。其余運行年份，綠證價格與處罰比及購買數量的變化關系與首年運營年份類似。因此處罰比區間的最大值設置為100%，以保證綠證價格在較低區間內變化，所以處罰比區間為［10%,100%］。

圖3 首年綠證的定價區間變化Fig.3 Price range of green certificate in the first year

在平價上網政策下，綠證價格隨處罰比的增加而增加，使得項目的總效益由負值變為正值，為PPP光伏發電項目的投資評估帶來正面影響。根據本文的投資評估方法，當項目總效益為正時，需確定BOO模式中的效益分配比與BOT模式下的特許經營期，使得政府與企業都獲得合理效益。

BOO模式下不同效益分配比對政府與企業效益影響如圖4所示。項目總收益按照處罰比50%計算，由于較低或較高的效益分配比勢必會導致一方效益為負值，因此效益分配比的變化區間設置為［30%，65%］。隨著效益分配比的增加，企業的效益遞減而政府的效益遞增。當效益分配比在［46%，56%］內變化時，可保證項目參與方的效益值均為正值。

圖4 BOO模式不同效益分配比下政府與企業的效益值Fig.4 Benefits of government and private in BOO mode with different distribution rate

BOT模式中特許經營期的范圍確定由PPP光伏發電項目的年效益變化決定。在圖5中，項目運營期間運營效益逐年遞減是由于發電量的逐年下降，3次較大減幅分別對應首年衰減率的降低、免收企業所得稅政策到期和減半征收企業所得稅政策到期。經測算，前8年的項目效益占總效益的69.1%。因此在計算BOT模式下不同的特許經營期對政府與企業的收益帶來的影響時，選擇特許經營期的變化范圍為4年至7年。

圖5 PPP光伏發電項目的效益Fig.5 Benefits of PPP PV power

表3給出了處罰比為50%且特許經營期在4～7年變化時政府與企業的效益值。只有當特許經營期設置為5年至6年時，政府和企業的效益都為正。因此為分析綠證交易市場對投資決策的影響，將PPP光伏發電項目在BOO模式下的效益分配比設定為52%，BOT模式下的特許經營期設定為6年。

表3 BOT模式不同特許經營期下政府與企業的效益值Table 3 Benefits of government and private in BOT mode with different concession period

根據設定的收益分配比和特許經營期，表4給出了當綠證定價區間的處罰比為最低處罰比、50%、70%和90%時，企業和政府在BOO和BOT模式下的效益。當PPP光伏發電項目不參與綠證交易市場而使用補貼政策時，項目總效益為-1 672.9萬元。當PPP發電項目參與綠證交易市場時，當綠證以每年定價區間的最低價出售時，項目在整個運營期間的總效益為-293.4萬元，當按照50%的處罰比售賣綠證時，項目的總效益為560.9萬元。當處罰比分別為70%和90%時，項目的總效益分別為1 311.1萬元和2 061.3萬元。

表4 不同處罰比下PPP光伏發電項目的效益值Table 4 Benefits of PPP PV power in different penalty ratio萬元

當處罰比為50%及以上時，具有處罰機制的綠證交易市場使PPP光伏發電項目滿足投資評估方法中立即投資的條件，因此企業會選擇立即投資。當處罰比為50%時，BOT模式可以使企業獲得更多收益；當處罰比為70%和90%時，BOO模式可使企業獲得更多收益。因此，為提高企業投資意愿，應考慮使用處罰比來選擇融資模式。綜上所述，在光伏平價上網政策下，政府應鼓勵光伏發電項目積極參與到綠證交易市場中，以使得企業做出立即投資的決策，有利于發展光伏發電市場。

4 結束語

本文通過構建平價上網政策下的綠證價格模型，研究了PPP光伏發電項目在綠證市場中的項目效益，并對其進行投資評估。結果表明：①平價上網政策下的綠證價格根據平準化度電成本確定最小值，最終價格與處罰比有關。合理的處罰比既能促進綠證市場的發展，又為光伏發電項目提供合理效益；②BOO模式下的效益分配比與BOT模式下的特許經營期，直接關系到PPP光伏發電項目的投資評估；③可根據處罰比的不同選擇運營模式；④合理的綠證價格與融資模式可有效提高PPP光伏發電項目的效益，使企業做出立即投資的決策，促進光伏產業發展。

本文所提供的政策建議為：盡快建立平價上網政策下的綠證交易價格體系與綠證考核、監管機制，從而促進綠證的認購。給予光伏發電項目定價自主性，由市場決定綠證交易價格。這樣既有利于促進可再生能源技術進步及成本下降，又能加快光伏平價上網政策的實施。政府考核和監管部門對非綠色能源電廠的處罰，可以促進綠證的認購，從而提高光伏項目收益，有助于企業對光伏發電項目的投資評估，繼續保持光伏市場的快速發展。

2020年11月的“十四五”規劃綱要中提出要促進經濟社會發展全面綠色轉型。為促進綠色電力的消費，綠證交易市場將不斷完善，在之后的研究中作者將持續關注相關政策更新，并根據政策不斷完善模型。在“碳中和”和“碳達峰”背景下，以新能源為主題的新型電力發展迅速［12］。光伏發電項目還可以通過碳交易市場獲得額外收益，中國正推進碳交易市場與綠證交易的發展，PPP光伏發電項目的投資評估可綜合碳交易市場與綠證交易市場共同研究。D