分布式光伏發(fā)電項目經(jīng)濟性及政策效果分析

孫天宇

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司徐州供電分公司， 江蘇 徐州 221000）

0 引言

隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和對可再生能源需求的日益增長，分布式光伏發(fā)電以其清潔、可持續(xù)的特點，成為研究熱點。為了提升分布式光伏發(fā)電項目的經(jīng)濟效益，降低分布式光伏發(fā)電項目風(fēng)險，我國針對該項目出臺了多項政策，旨在提升國民生活質(zhì)量，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。本研究聚焦于分布式光伏發(fā)電項目的經(jīng)濟性及政策效果，旨在深入探討政策工具如何影響項目的成本效益和市場發(fā)展。

1 相關(guān)概述

1.1 分布式光伏發(fā)電原理

分布式光伏發(fā)電，核心技術(shù)基于光伏效應(yīng)，涉及太陽能光子與半導(dǎo)體材料的相互作用，實現(xiàn)光能向電能的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)主要包含光伏模塊、逆變器、電力儲存裝置和智能監(jiān)控系統(tǒng)。在這一過程中，光伏單元吸收太陽輻射，激發(fā)電子從價帶躍遷至導(dǎo)帶，形成電勢差，產(chǎn)生直流電。逆變器的功能是將直流電轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)兼容的交流電。分布式光伏發(fā)電項目的經(jīng)濟性體現(xiàn)在成本效益分析、投資回報率和減排效果上。同時，相關(guān)政策如補貼政策、稅收優(yōu)惠和綠色信貸支持對項目實施起到了積極的推動作用。分布式光伏系統(tǒng)適用性強，可廣泛應(yīng)用于居民住宅、商業(yè)建筑和工業(yè)設(shè)施，有效緩解能源壓力，推進(jìn)低碳經(jīng)濟發(fā)展，對實現(xiàn)全球可持續(xù)能源目標(biāo)具有重大意義。

1.2 分布式光伏發(fā)電優(yōu)勢

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，在提供清潔能源的同時，具有多項顯著優(yōu)勢。

1）系統(tǒng)具有高度的模塊化與可擴展性，能夠根據(jù)需求靈活部署，從單戶屋頂?shù)酱笮蜕虡I(yè)建筑均適用。分布式光伏發(fā)電在降低能源傳輸損耗方面具有優(yōu)勢，由于發(fā)電地點與用電用戶接近，大幅減少了長距離輸電的能耗與損失。此外，該系統(tǒng)的發(fā)電成本相對穩(wěn)定，不受傳統(tǒng)化石能源價格波動的影響，提供了長期的經(jīng)濟效益。

2）環(huán)保方面，分布式光伏發(fā)電減少了碳排放，符合全球碳中和目標(biāo)，對緩解氣候變化具有重要意義。政策支持也是其優(yōu)勢之一，眾多國家通過補貼政策、稅收減免等措施激勵光伏發(fā)電的發(fā)展。技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)光伏組件效率不斷提高，成本持續(xù)下降，進(jìn)一步增強了分布式光伏發(fā)電的市場競爭力。因此，分布式光伏發(fā)電不僅提高了能源供應(yīng)的可靠性和靈活性，而且在推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

2 分布式光伏發(fā)電項目經(jīng)濟性分析

2.1 成本分析

分布式光伏發(fā)電項目的成本分析涉及多個關(guān)鍵方面，包括初始投資成本、運維成本及技術(shù)升級成本。初始投資成本主要包含光伏組件、逆變器、支架系統(tǒng)、電氣安裝及工程建設(shè)費用。以某中型分布式光伏項目為例，光伏組件的成本約為500 萬元（占總成本的45%），逆變器成本約為110 萬元（占總成本的10%），支架及相關(guān)結(jié)構(gòu)約為165 萬元（占總成本的15%），電氣安裝及工程建設(shè)約為330 萬元（占總成本的30%），初始投資總計達(dá)到1 105 萬元。

運維成本包括系統(tǒng)日常維護(hù)、故障排除和部件更換等費用。根據(jù)實際運營數(shù)據(jù)，年運維成本大約為總投資的1%～1.5%，約為11.05～16.575 萬元。此外，隨著技術(shù)發(fā)展，項目可能需要技術(shù)升級以保持系統(tǒng)效率，這部分成本依賴于具體的升級內(nèi)容和技術(shù)進(jìn)步的速度，預(yù)計每5 a 進(jìn)行一次技術(shù)升級，每次升級成本大約為總投資的5%，即約為55.25 萬元。具體成本項目如表1 所示。

表1 分布式光伏發(fā)電項目成本分析

2.2 收益分析

分布式光伏發(fā)電項目的收益分析涉及發(fā)電效益、環(huán)境效益以及國家政策補貼和相關(guān)激勵等方面。以某中型分布式光伏項目為例，考慮其實際運行情況進(jìn)行分析。

1）發(fā)電效益方面：假設(shè)項目裝機容量為5 MW，年均發(fā)電量約為6 MW·h。以0.4 元/（kW·h）的電價計算，年發(fā)電收益為240 萬元。環(huán)境效益上，根據(jù)光伏發(fā)電減排標(biāo)準(zhǔn)，每生產(chǎn)1 kW·h 電力可減少約0.8 kg CO2排放。因此，該項目每年可減少CO2排放4 800 t，這在碳交易市場中具有一定的經(jīng)濟價值，假設(shè)CO2交易價為100 元/t，那么年碳信用交易收入約為48 萬元。

2）國家政策補貼方面：考慮到不同國家和地區(qū)的補貼政策差異，假設(shè)該項目所在地區(qū)政府提供0.1 元/（kW·h）的補貼，年補貼收入為60 萬元。另外，還可能有其他激勵措施，如稅收減免、綠色信貸等。具體參數(shù)如表2 所示。

表2 收益分析

2.3 投資回報期分析

分布式光伏發(fā)電項目的投資回報期分析是評估其經(jīng)濟性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該分析基于項目的總投資成本、年度運營成本和年度收益等參數(shù)，并受到多種因素的影響。對于之前提及的中型分布式光伏項目（總投資為1 105 萬元），假設(shè)年運營成本為總投資的1.5%，即16.575 萬元，年收益為348 萬元。投資回報期的計算公式為：

式中：C為總投資成本；R為年收益；O為年運營成本；T為投資回報期。將上述數(shù)據(jù)帶入公式，計算可得T=3.3。

分布式光伏發(fā)電項目在運營期間內(nèi)需3.3 a 后才能夠?qū)崿F(xiàn)回本，如表3 所示。此外，在投資回報期項目運行還會受到其余因素影響。

表3 投資回報期分析數(shù)據(jù)表

1）技術(shù)因素：光伏組件效率、系統(tǒng)穩(wěn)定性等技術(shù)參數(shù)直接影響發(fā)電效率和系統(tǒng)維護(hù)成本。

2）經(jīng)濟因素：電價波動、政策補貼變化等經(jīng)濟因素會影響項目的收益水平。

3）環(huán)境因素：地理位置、氣候條件等環(huán)境因素影響光伏發(fā)電量。

3 分布式光伏發(fā)電項目政策效果評價

3.1 初始結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建

在構(gòu)建分布式光伏發(fā)電項目政策效果的初始結(jié)構(gòu)模型中，上網(wǎng)模式（model）、稅收優(yōu)惠政策（tax）、財政補貼政策（subsidy）和融資政策（finance）四個關(guān)鍵的自變量對項目成本（cost）、規(guī)模（scale）和消納（consumption）有直接的影響，如圖1 所示，結(jié)構(gòu)化模型的構(gòu)建是為了評估政策工具對于分布式光伏發(fā)電項目經(jīng)濟性及政策效果的直接和間接影響。

圖1 初始結(jié)構(gòu)模型

上網(wǎng)模式是分布式光伏項目收益結(jié)構(gòu)的決定性因素，直接關(guān)聯(lián)到成本回收和規(guī)模擴張。稅收優(yōu)惠政策和財政補貼政策則通過減輕項目財務(wù)負(fù)擔(dān)直接影響成本目標(biāo)，間接促進(jìn)規(guī)模擴大。融資政策的靈活性和可獲得性是項目規(guī)模擴大的重要驅(qū)動力，同時，也是降低單位成本的關(guān)鍵。成本目標(biāo)、規(guī)模目標(biāo)和消納目標(biāo)這三個因變量是衡量分布式光伏發(fā)電項目成功與否的關(guān)鍵指標(biāo)。成本目標(biāo)反映了項目的經(jīng)濟可行性，規(guī)模目標(biāo)體現(xiàn)了項目的市場擴張能力，而消納目標(biāo)則是指產(chǎn)生的電能在市場中的消耗能力，與系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和長期可持續(xù)性密切相關(guān)。

3.2 數(shù)據(jù)來源

對于政策效果的定量分析，準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)來源是必不可少的。分布式光伏發(fā)電項目政策數(shù)據(jù)主要來源于政府、研究機構(gòu)、電網(wǎng)企業(yè)、其他光伏行業(yè)從業(yè)者、第三方投資運營者以及其他。其中，最大的部分為政府機構(gòu)數(shù)據(jù)，占47%，反映了政府公布的官方數(shù)據(jù)在政策分析中的重要性。該部分?jǐn)?shù)據(jù)包括但不限于國家能源局、財政部和稅務(wù)總局發(fā)布的政策文件、統(tǒng)計年鑒以及公共數(shù)據(jù)集。行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)占比16%，顯示了行業(yè)內(nèi)部提供的專業(yè)數(shù)據(jù)對于政策效果評價的重要性，這些數(shù)據(jù)通常涵蓋了行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀、趨勢以及行業(yè)內(nèi)部對政策的反饋和建議。同樣占比16%的是學(xué)術(shù)研究數(shù)據(jù)，突出了學(xué)術(shù)機構(gòu)和研究人員通過系統(tǒng)研究產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對于深入理解政策影響的價值。市場研究機構(gòu)數(shù)據(jù)占3%，雖然比例較小，但提供了市場運作的實際數(shù)據(jù)，如市場需求、價格波動等，對于評估政策在實際市場中的效果至關(guān)重要。企業(yè)自身數(shù)據(jù)占5%，這部分通常包含企業(yè)的財務(wù)報表、運營數(shù)據(jù)等，直接反映了政策對企業(yè)運營的影響，如圖2 所示。

圖2 數(shù)據(jù)主要來源

通過綜合這些多元化的數(shù)據(jù)來源，可以構(gòu)建一個全面、多角度的政策效果評價體系，確保評價工作的準(zhǔn)確性和客觀性。對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深度整合和分析，是實現(xiàn)分布式光伏發(fā)電項目政策效果準(zhǔn)確評估的基石，對于政策制定和項目決策具有指導(dǎo)意義。

3.3 模型評估與檢驗

對于分布式光伏發(fā)電項目而言，模型評估主要聚焦于模型的解釋力、預(yù)測準(zhǔn)確性以及參數(shù)的顯著性。首先，采用統(tǒng)計檢驗，如R2和調(diào)整R2，來衡量模型解釋變量和因變量之間關(guān)系的強度。其次，使用均方誤差（MSE）和均方根誤差（RMSE）來評價模型預(yù)測的準(zhǔn)確性。最后，通過t檢驗和F檢驗來分析各個參數(shù)的顯著性，如表4 所示。

表4 模型評估與檢驗

在構(gòu)建模型時，將政策變量如補貼額度、稅收減免比例以及融資利率等具體數(shù)值納入模型中。例如，補貼額度可能以每千瓦時補貼金額來表示，稅收減免比例以實際減免的稅率來計算，融資利率則采用項目貸款的實際年利率。這些參數(shù)將被輸入到回歸模型中，以估計對成本目標(biāo)、規(guī)模目標(biāo)和消納目標(biāo)的影響。結(jié)合回歸方程構(gòu)建數(shù)據(jù)表。

在模型檢驗階段，將實際政策實施后的數(shù)據(jù)輸入模型，通過對比預(yù)測值和實際值來驗證模型的準(zhǔn)確性。如果預(yù)測值與實際值的偏差超出可接受范圍，需調(diào)整模型參數(shù)或考慮更復(fù)雜的模型結(jié)構(gòu)。同時，模型的穩(wěn)健性也需通過敏感性分析來檢驗，以確保模型在不同政策環(huán)境下依然有效。這一過程中，可能涉及到更多的數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析方法，比如交叉驗證、引入控制變量以及利用時間序列分析等技術(shù)，以進(jìn)一步提高模型的預(yù)測能力和可靠性。通過這些嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u估與檢驗步驟，能夠確保模型在實際應(yīng)用中具有高度的有效性和適用性。

4 政策效果評價結(jié)果分析

基于政策實施前后的比對，評價結(jié)果分析將涉及政策對項目成本、規(guī)模發(fā)展和電力消納的具體影響。采用的分析方法包括對比分析、趨勢分析以及回歸分析等，以確保評價的準(zhǔn)確性和全面性。

1）對比分析政策實施前后項目的投資成本、運營成本以及電力銷售收入，判斷政策對經(jīng)濟性的具體影響。例如，如果稅收優(yōu)惠政策實施后，項目的投資成本有顯著下降，可以認(rèn)為政策效果顯著。

2）通過趨勢分析，評估政策對項目規(guī)模發(fā)展的影響，如實施補貼政策后，新建項目數(shù)量增加，表明政策對行業(yè)擴張有積極作用。

3）通過回歸分析，評估政策對電力消納目標(biāo)的影響，如上網(wǎng)電價的調(diào)整可能會影響電力的市場消納情況。

從表5 數(shù)據(jù)可以觀察到，政策實施后，投資成本和運營成本均有所下降，而電力銷售收入有所提升，這些變化直接反映了政策效果顯著。進(jìn)一步深入分析，還需探究政策變化對成本降低的貢獻(xiàn)率、收入增加的動因等。

表5 政策效果評價的數(shù)據(jù)表

5 結(jié)語

通過對分布式光伏發(fā)電項目經(jīng)濟性及政策效果進(jìn)行綜合分析，可以得出，當(dāng)前政策框架在促進(jìn)項目經(jīng)濟性方面發(fā)揮了積極作用。稅收優(yōu)惠、財政補貼和上網(wǎng)電價政策等不僅降低了投資成本和運營成本，還增加了項目的市場吸引力。然而，政策的持續(xù)優(yōu)化和精準(zhǔn)實施仍然是提升分布式光伏項目經(jīng)濟性的關(guān)鍵。未來研究需進(jìn)一步關(guān)注政策在不同地區(qū)和不同規(guī)模項目中的差異化效果，以及市場動態(tài)和技術(shù)進(jìn)步對政策效果的影響，才能確保分布式光伏發(fā)電項目在推動可持續(xù)能源發(fā)展和應(yīng)對全球氣候變化中發(fā)揮更大的作用。