中國(guó)東三省光伏發(fā)電系統(tǒng)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(fā)有限公司，浙江 杭州 310053）

0 引言

太陽(yáng)能發(fā)電不同于傳統(tǒng)的發(fā)電方式，其造成的污染極小。太陽(yáng)能光伏電源或光伏電站的功率可根據(jù)需要從數(shù)千瓦到數(shù)十兆瓦配置，發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短，方便靈活。晶體硅太陽(yáng)電池作為將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌雽?dǎo)體器件，其使用壽命可達(dá)到20年以上，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性也更高。

雖然目前太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本仍高于常規(guī)能源發(fā)電的成本，但隨著光伏發(fā)電技術(shù)的迅速發(fā)展、傳統(tǒng)能源的緊張以及人類環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，光伏發(fā)電的成本將會(huì)持續(xù)下降。未來(lái)，光伏發(fā)電成本與其他發(fā)電方式成本之間的差距將會(huì)縮小，繼而成為較為廉價(jià)的發(fā)電方式。

1 光伏發(fā)電系統(tǒng)

1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)也叫太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)，其主要由組件、蓄電池、逆變器以及一些監(jiān)控、防護(hù)等二次設(shè)備構(gòu)成。它能將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化成電能。雖然太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛，它不僅能夠應(yīng)用于日常的太陽(yáng)能草坪燈，還能用幾兆瓦的大型光伏項(xiàng)目。但太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理都基本相同。

1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)按上網(wǎng)方式可分為兩種：全額上網(wǎng)或自發(fā)自用。其中，獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)又可以分為直流光伏發(fā)電系統(tǒng)和交流發(fā)電系統(tǒng)以及交、直流混合光伏發(fā)電系統(tǒng)，而直流光伏發(fā)電系統(tǒng)又可以分為有蓄電池的系統(tǒng)和無(wú)蓄電池的系統(tǒng)。

2 東三省太陽(yáng)能資源分布

2.1 黑龍江省太陽(yáng)能資源條件

黑龍江屬于太陽(yáng)能資源二類地區(qū)，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(qū)逐漸減少。大慶、綏化以及黑河、哈爾濱附近地區(qū)年太陽(yáng)總輻射值最大，約為4 800 MJ/m2，其中，齊齊哈爾地區(qū)能達(dá)到5 000 MJ/m2以上，大興安嶺大部分地區(qū)、伊春和東部地區(qū)太陽(yáng)總輻射低于4 600 MJ/m2，省北部地區(qū)總輻射量在4 600 MJ/m2～4 800 MJ/m2。

2.2 吉林省太陽(yáng)能資源條件

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

2.3 遼寧省太陽(yáng)能資源條件

遼寧省屬于國(guó)家太陽(yáng)能資源二類地區(qū)。年平均輻射量大于5 000 MJ/m2，年日照小時(shí)數(shù)超過(guò)2 200 h，除東部山區(qū)外，總體屬于太陽(yáng)能資源較豐富地區(qū)。表現(xiàn)為西多東少，南北高于東部的特征。

2.4 發(fā)展前景

從以上數(shù)據(jù)來(lái)看，東北三省光伏電站發(fā)電小時(shí)數(shù)遠(yuǎn)超于全國(guó)同類資源地區(qū)。截至2015年末，黑龍江、吉林、遼寧三省經(jīng)濟(jì)總量達(dá)到5.8萬(wàn)億以上。同時(shí)，東北地區(qū)還是新中國(guó)工業(yè)的搖籃，擁有中國(guó)一汽、中國(guó)北車、哈飛、沈飛、哈藥、鞍鋼、修正、皓月、亞泰等一大批知名企業(yè)。其中，國(guó)企央企比例高達(dá)50 %以上，大量的工業(yè)企業(yè)為東北分布式市場(chǎng)的發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的屋頂資源。根據(jù)今年國(guó)家能源局發(fā)布的《關(guān)于可再生能源發(fā)展規(guī)劃實(shí)施的指導(dǎo)意見(jiàn)》中的《2017-2020年光伏電站新增建設(shè)規(guī)模方案》來(lái)看，至2020年?yáng)|三省累計(jì)規(guī)劃并網(wǎng)目標(biāo)達(dá)10.9 GW，其中黑龍江省3.2 GW，吉林省規(guī)劃1.7 GW，遼寧省規(guī)劃1.5 GW。而截至今年上半年，東北三省現(xiàn)有并網(wǎng)光伏裝機(jī)容量不到3.1 GW，未來(lái)3年?yáng)|北光伏將有2倍以上的增長(zhǎng)空間。

3 投資效益分析

3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)投資效益評(píng)估原則

光伏電站投資經(jīng)濟(jì)性需要考慮以下幾點(diǎn)：

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

運(yùn)營(yíng)成本：即光伏系統(tǒng)定期的清洗及維護(hù)費(fèi)用。

財(cái)務(wù)費(fèi)用：是否存在借款以及借款的償還方式。

發(fā)電收入：售電模式可分為全額上網(wǎng)和自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。

全額上網(wǎng)電價(jià)=脫硫標(biāo)桿電價(jià)+國(guó)家補(bǔ)貼+地方補(bǔ)貼

自發(fā)自用部分電價(jià)=當(dāng)?shù)仉妰r(jià)+國(guó)家補(bǔ)貼+地方補(bǔ)貼

余電上網(wǎng)部分電價(jià)=當(dāng)?shù)孛摿蛎弘妰r(jià)+國(guó)家補(bǔ)貼+地方補(bǔ)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(wǎng)賣的電價(jià)；EPVcon表示自用電量；Psell表示光伏上網(wǎng)電價(jià)；EPVin表示上網(wǎng)電量；Csys表示初始投資金錢；CO&M表示運(yùn)維費(fèi)用；Cloan表示貸款利息；Ct表示稅費(fèi)。

3.2 案例分析

3.2.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

項(xiàng)目計(jì)劃在某廠區(qū)屋面上安裝太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)，廠區(qū)位于吉林省北緯43.86°，東經(jīng)126.51°，實(shí)際安裝容量2.002 MW，確定以30°傾角安裝。本項(xiàng)目以25年為經(jīng)濟(jì)分析周期。

3.2.2 項(xiàng)目發(fā)電量

本項(xiàng)目系統(tǒng)效率取82.4 %，25年發(fā)電量見(jiàn)表1。

表1 項(xiàng)目25年發(fā)電量測(cè)算表

3.2.3 項(xiàng)目成本

本項(xiàng)目上網(wǎng)方式為自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。按照5.31新政規(guī)定，取消國(guó)補(bǔ)電價(jià)。項(xiàng)目投資額、電價(jià)、營(yíng)業(yè)稅金、運(yùn)營(yíng)成本、折舊率、借款利息見(jiàn)表2。

根據(jù)財(cái)測(cè)模型進(jìn)行計(jì)算，見(jiàn)表3。

3.2.4 節(jié)能減排效益分析

光伏發(fā)電能夠?yàn)闇p少溫室效益、減少二氧化碳排放做出巨大貢獻(xiàn)。統(tǒng)計(jì)表明，我國(guó)火電廠每發(fā)電上網(wǎng)1 kW·h，需消耗標(biāo)準(zhǔn)煤305 g，排放6.2 g的硫氧化物（脫硫前統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）和2.1 g的氮氧化物（脫氮前統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)），對(duì)環(huán)境和生態(tài)造成不利的影響。本項(xiàng)目可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤數(shù)量及減少污染排放量見(jiàn)表4。

表2 成本分析

4 結(jié)論

從國(guó)外發(fā)展來(lái)看，光伏發(fā)電需要跟著時(shí)代和政策的改變而不斷進(jìn)化。在5.31新政之前，我國(guó)光伏市場(chǎng)仍主要依靠政府扶持。補(bǔ)貼政策的高低決定著光伏企業(yè)自身的發(fā)展。如今，光伏新政迫使讓光伏企業(yè)尋求改革，降低成本。光伏市場(chǎng)的重點(diǎn)正由西北地區(qū)向中東部、東北地區(qū)轉(zhuǎn)移，同時(shí)，在東北地區(qū)尋求能源改革的情況下，這片還有著未被發(fā)掘的巨大潛力，而平價(jià)上網(wǎng)在這一地區(qū)發(fā)展中顯得尤為重要。

表3 匯總表

表4 節(jié)能減排效益分析表

該文只是淺顯地探討了光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)估，而光伏發(fā)電仍然面臨著諸多的問(wèn)題。只有結(jié)合政府補(bǔ)貼與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，才能較為科學(xué)地做好光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估，進(jìn)一步優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)。