考慮碳交易問題的分布式發(fā)電市場機(jī)制分析

何后裕 何華琴 王彥銘 高領(lǐng)軍

摘要：隨著無補(bǔ)貼平價上網(wǎng)的進(jìn)程推進(jìn)及分布式光伏發(fā)電補(bǔ)貼的顯著降低，分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目盈利率也因此降低，發(fā)電側(cè)的投資積極性受到了影響，清潔發(fā)電和分布式能源的建設(shè)步伐由此減緩。為提升發(fā)電側(cè)的積極性，促進(jìn)更多的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目落地，考慮將碳交易問題與光伏發(fā)電生產(chǎn)商（Photovoltaic Power Generation Prosumer，PPGP）發(fā)電成本分?jǐn)傁嗷ソY(jié)合，綜合考慮碳價折扣和電價折扣對發(fā)電成本回收年限的雙重影響，對碳交易嵌入PPGP發(fā)電成本后造成的影響進(jìn)行了分析，分析結(jié)果能有效激勵分布式發(fā)電項(xiàng)目的推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：分布式光伏;成本分?jǐn)?碳交易;碳足跡

0? ? 引言

近年來，隨著分布式光伏發(fā)電市場化的創(chuàng)新，分布式光伏發(fā)電逐漸由政策補(bǔ)貼方案走向了市場競爭方案，從2017年發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于調(diào)整新能源標(biāo)桿上網(wǎng)電價的通知》中提出適當(dāng)降低分布式光伏補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，到準(zhǔn)許分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)入市場交易，分布式光伏發(fā)電的補(bǔ)貼有了一定比例的下調(diào)[1-2]。2019年，分布式光伏發(fā)電的補(bǔ)貼進(jìn)一步下調(diào)，補(bǔ)貼對象包括了已建成并網(wǎng)但未納入國家補(bǔ)貼范圍的用戶分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)項(xiàng)目，而目前的市場上也有一批平價及競價項(xiàng)目涌現(xiàn)[3]，鑒于此，本文首先從光伏發(fā)電項(xiàng)目的全生命周期追蹤碳足跡，并總結(jié)了主要的碳排放過程，然后介紹了碳交易在發(fā)電市場的交易機(jī)制，并對碳交易嵌入PPGP發(fā)電成本造成的影響進(jìn)行了分析。

1? ? PPGP碳足跡

分布式發(fā)電作為新型清潔能源項(xiàng)目，但實(shí)際上追蹤其碳足跡路徑，此類發(fā)電項(xiàng)目仍有碳排放。僅考慮分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，忽略PPGP其他碳生產(chǎn)及消費(fèi)，運(yùn)用全生命周期法對該類項(xiàng)目的碳遷移足跡進(jìn)行追蹤，其碳排放主要集中在以下幾個階段，如圖1所示。

以1 MW典型光伏發(fā)電系統(tǒng)為研究對象進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可以得到PPGP全壽命期下的碳排放占比情況，如圖2所示。

圖2中，光伏組件生產(chǎn)過程中碳排放量較大，采用冶金法冶煉太陽能級硅[4]，燃煤冶煉硅材料貢獻(xiàn)了大部分的碳排放量;光伏組件運(yùn)輸過程中車輛燃油產(chǎn)生的碳排放量較小，僅占5.6%。光伏組件的回收過程可以獲得相應(yīng)的金屬，如鋁、鐵及銅等，其中回收的高純度硅將避免生產(chǎn)過程的重復(fù)性碳排放，雖然對光伏組件的回收過程仍有碳排放，但就碳排放量而言，高完整度的硅晶片回收工藝與硅土冶煉相比，排放量極小，目前光伏組件中多晶硅的回收率能達(dá)到約60%，所以回收過程對PPGP的碳足跡延伸起到滯緩作用。

2? ? 分布式光伏發(fā)電交易

“自發(fā)自用，余量上網(wǎng)”的模式對于PPGP這類電量消費(fèi)與生產(chǎn)的群體較為適合，此群體可不參與需求側(cè)響應(yīng)，進(jìn)而可以對生產(chǎn)活動進(jìn)行更靈活的安排，并且通過光伏系統(tǒng)改造可作為該用戶的后備電源。對電網(wǎng)的規(guī)劃而言，也避免了區(qū)域線路、變電站的容量冗余，減少了網(wǎng)架建設(shè)投資過剩帶來的浪費(fèi)。自備光伏發(fā)電系統(tǒng)也可分擔(dān)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，為系統(tǒng)治理電壓頻率問題提供輔助服務(wù)的資源。全額上網(wǎng)和市場化交易更適合分布式光伏容量較大的發(fā)電商，上網(wǎng)交易的規(guī)模效益只有當(dāng)裝機(jī)容量達(dá)到一定規(guī)模后才能實(shí)現(xiàn)。

3? ? 碳交易嵌入對發(fā)電成本的影響

為了提高發(fā)電側(cè)的積極性，促進(jìn)更多的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目落地，將碳交易嵌入PPGP的發(fā)電成本分?jǐn)傊校皇窃黾咏?jīng)濟(jì)激勵的信號，擴(kuò)展PPGP的發(fā)電收入，彌補(bǔ)光伏發(fā)電優(yōu)惠力度下調(diào)帶來的劣勢;二是推進(jìn)碳交易與能源交易的融合，提升用戶側(cè)的碳責(zé)任意識。圖3為兩種不同模式下的發(fā)電成本分?jǐn)偼緩綄Ρ取?/p>

傳統(tǒng)的分布式發(fā)電成本分?jǐn)偼緩絻H有兩條，PPGP使用自身發(fā)出的電能，這部分電量消費(fèi)抵消了PPGP從電網(wǎng)購取的電量，PPGP發(fā)電的余量交由電網(wǎng)公司代售。若考慮碳交易，則還需考慮光伏組件的碳成本，雖然碳交易會使PPGP的綜合發(fā)電成本抬升，但光伏發(fā)電折算燃煤發(fā)電的碳減排量可觀，且PPGP還可選擇就地與購買者簽訂碳交易合同，或進(jìn)入碳市場進(jìn)行掛單交易。

4? ? PPGP優(yōu)惠率對發(fā)電成本的影響

PPGP對COCE（Consumer of Carbon and Electricity，碳和電同時消費(fèi)的用戶）在電價和碳價兩方面都將進(jìn)行優(yōu)惠，優(yōu)惠力度不足無法吸引COCE參與就地消納的交易，而優(yōu)惠率太高則又將導(dǎo)致發(fā)電成本升高。一方面，電價折扣力度越大，投資的成本回收年限就越長，在五折的電價水平下，成本回收年限將接近光伏發(fā)電的運(yùn)行壽命（25年），過多的電價折扣會讓PPGP的收益下降，因此PPGP不應(yīng)給予COCE過低的電價折扣;另一方面，碳價折扣系數(shù)是在電價折扣的基礎(chǔ)上發(fā)揮影響，電價折扣力度最大時，碳價不折扣會延長成本回收的年限，電價折扣力度適中或較小，碳價折扣反而可以縮短成本回收年限。因此，PPGP在制定折扣策略時要考慮因電價折扣力度過大帶來的負(fù)面影響。

5? ? 結(jié)論

在電力市場的運(yùn)營中，發(fā)電成本的分?jǐn)倖栴}是實(shí)現(xiàn)公平交易和供需平衡的核心。公平地把發(fā)電成本分?jǐn)偟桨l(fā)電側(cè)和需求側(cè)，可以激勵分布式發(fā)電項(xiàng)目的推進(jìn)，提高分布式發(fā)電商在市場的競爭優(yōu)勢，降低用戶的用能成本，高效地實(shí)現(xiàn)清潔能源的就地消納。

本文著重對分布式發(fā)電項(xiàng)目的成本分?jǐn)倖栴}進(jìn)行了分析，在分布式發(fā)電商可以參與碳市場交易及“自發(fā)自用，余量上網(wǎng)”的模式下，闡述了PPGP這類典型光伏發(fā)電商參與碳交易對其發(fā)電成本的影響，得到以下結(jié)論：

（1）PPGP通過碳交易可以擴(kuò)展其收益途徑，但同時其運(yùn)行全過程中具有碳責(zé)任，若需加入碳市場交易其碳成本不容忽視，因此制定分布式發(fā)電商進(jìn)入碳市場的準(zhǔn)入規(guī)則時需考慮該問題;

（2）碳價的波動對PPGP的發(fā)電成本回收會產(chǎn)生較大的影響，從裝機(jī)容量橫向?qū)Ρ?，小容量機(jī)組的成本回收年限對碳價的波動更為敏感，碳市場的走向也是分布式發(fā)電商在測算裝機(jī)容量時的經(jīng)濟(jì)參考;

（3）PPGP在電能和碳排放的就近消納中，不能給予COCE過低的電價折扣率（不應(yīng)低于八折），否則即使不對碳價進(jìn)行優(yōu)惠，發(fā)電成本回收年限也將延長。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 國家發(fā)展改革委.國家發(fā)展改革委關(guān)于調(diào)整光伏發(fā)電陸上風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價的通知：發(fā)改價格〔2016〕2729號[A].

[2] 國家發(fā)展改革委.國家發(fā)展改革委關(guān)于2018年光伏發(fā)電項(xiàng)目價格政策的通知：發(fā)改價格規(guī)〔2017〕2196號[A].

[3] 國家發(fā)展改革委.國家發(fā)展改革委關(guān)于完善光伏發(fā)電上網(wǎng)電價機(jī)制有關(guān)問題的通知：發(fā)改價格〔2019〕761號[A].

[4] 念保義，陳興順，何紹福.冶金法制備太陽能級多晶硅的原理與生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展[J].礦產(chǎn)綜合利用，2011（3）：8-13.

收稿日期：2019-12-13

作者簡介：何后裕（1973—），男，福建福清人，碩士研究生，高級工程師，研究方向：電網(wǎng)規(guī)劃、新能源開發(fā)等。