合肥市分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)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(diǎn)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(gè)享有光伏補(bǔ)貼的地級(jí)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?fàn)顩r，結(jié)合合肥市太陽能資源、電價(jià)水平等要素，估算出合肥市首批公共機(jī)構(gòu)光伏應(yīng)用試點(diǎn)項(xiàng)目相應(yīng)的參數(shù)，對(duì)光伏發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，并對(duì)光伏發(fā)電項(xiàng)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(xiàng)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(jì)效益評(píng)價(jià);敏感性分析

中圖分類號(hào)：F2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(shì)。合肥市曾上榜全國(guó)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(xiàng)目。然而，由于高成本的建設(shè)投資、吃緊的金融資金授信、風(fēng)電投資擠壓給大規(guī)模推廣分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目帶來了新的挑戰(zhàn)。

在國(guó)外的研究中，許多學(xué)者從當(dāng)?shù)靥柲苜Y源潛力、投資建設(shè)光伏發(fā)電項(xiàng)目的財(cái)務(wù)指標(biāo)和構(gòu)建相關(guān)模型等方面來研究光伏發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性。近幾年國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)的研究主要集中在太陽能資源豐富性的考察、政府對(duì)于光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策支持力度、分布式光伏項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析及其投資前景預(yù)測(cè)和發(fā)展策略研究方面。

由以上研究成果可以得出，國(guó)家和當(dāng)?shù)卣畬?duì)所處不同資源區(qū)、不同上網(wǎng)模式的分布式光伏項(xiàng)目的補(bǔ)貼力度有所不同，各地項(xiàng)目的建設(shè)成本及電價(jià)水平有所差異，因此需要結(jié)合實(shí)際情況來對(duì)具體的光伏發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行具體分析。本文主要研究了目前中國(guó)光伏發(fā)電行業(yè)的發(fā)展形勢(shì)，并對(duì)光伏發(fā)電成本構(gòu)成及光伏項(xiàng)目投資建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性展開了探討，以合肥市首批公共機(jī)構(gòu)光伏應(yīng)用試點(diǎn)項(xiàng)目中某中學(xué)食堂屋頂安裝的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目為例，并輔以相關(guān)影響因素的敏感性分析?？蓭椭用?、光伏企業(yè)等社會(huì)主體做好分布式光伏發(fā)電項(xiàng)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(jìn)合肥市推廣建設(shè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目。

1 合肥市分布式光伏發(fā)電現(xiàn)狀

根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的2013-2019年上半年中國(guó)光伏新增裝機(jī)容量數(shù)據(jù)顯示（如圖1），2013年以來，我國(guó)光伏新增裝機(jī)容量保持在1000萬千瓦以上。2016-2018年的光伏裝機(jī)容量增長(zhǎng)十分快速，年新增超過了3000萬千瓦。2019年上半年，全國(guó)光伏新增裝機(jī)1140萬千瓦。根據(jù)能源局?jǐn)?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(bǔ)貼的競(jìng)價(jià)項(xiàng)目和平價(jià)項(xiàng)目的并網(wǎng)時(shí)間與申報(bào)時(shí)間有延遲或滯后的影響，2019年的新增裝機(jī)容量較上年有明顯的下降。

光伏新增裝機(jī)容量的明顯下降，意味著光伏發(fā)電增速放緩，將會(huì)使得國(guó)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(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部、國(guó)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(xiàng)的通知》中提到了“我國(guó)光伏發(fā)電當(dāng)前發(fā)展的重點(diǎn)需要從擴(kuò)大規(guī)模轉(zhuǎn)到提質(zhì)增效、推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步上來，需要降低發(fā)電成本、減少補(bǔ)貼依賴，以實(shí)現(xiàn)推動(dòng)行業(yè)有序發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)”，確定了我國(guó)光伏行業(yè)接下來要“提質(zhì)增效”的發(fā)展方向。

在全國(guó)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(gè)特點(diǎn)。

1.1 裝機(jī)容量及并網(wǎng)容量穩(wěn)居全國(guó)省會(huì)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(xiàng)目累計(jì)達(dá)1.8萬個(gè)，裝機(jī)容量22GW，穩(wěn)居全國(guó)省會(huì)城市之首。2018年3月27日11時(shí)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(dá)到98.82萬kWh，約占總用電負(fù)荷316.7萬kWh的31.2%，即瞬時(shí)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(xiàng)目助力合肥政府扶貧

在2019年國(guó)家頒布的首批光伏發(fā)電項(xiàng)目平價(jià)上網(wǎng)名單中，合肥市共計(jì)2個(gè)項(xiàng)目名列其中。肥東縣是合肥市第一批進(jìn)行分布式光伏扶貧項(xiàng)目的試點(diǎn)城市。至2019年10月底，村級(jí)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(diǎn)項(xiàng)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(duì)度電補(bǔ)貼需求的差異也就有所差別，所以各光伏項(xiàng)目的收益宜單獨(dú)分析?，F(xiàn)以合肥市首批公共機(jī)構(gòu)光伏應(yīng)用試點(diǎn)項(xiàng)目中的某一家中學(xué)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(xiàng)目的部分參數(shù)。

2.1 發(fā)電量估算

分布式光伏項(xiàng)目的年發(fā)電量是其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)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(guó)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(duì)象合肥市，其地理位置為安徽中部，為方便研究及進(jìn)行以下計(jì)算，故其太陽能年輻射量取區(qū)間中點(diǎn)值1393kWh/m2，同理，年日照小時(shí)數(shù)取2200小時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)光照下年平均日照時(shí)間為3.8小時(shí)。

為便于計(jì)算及分析，本文取該中學(xué)100m2左右的食堂平屋頂做計(jì)算示例。若按每平方米裝機(jī)容量為100W的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行估算，則該中學(xué)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(jì)及發(fā)電效率約為16%，該項(xiàng)目建成投產(chǎn)后的實(shí)際年發(fā)電量估算為L(zhǎng)=H*S*η=1393*100*0.16= 22288kW。

2.2 上網(wǎng)電價(jià)估算

該分布式光伏項(xiàng)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(jià)有所差別?，F(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(bǔ)貼視為收入，計(jì)入電價(jià)，則具體電價(jià)計(jì)算明細(xì)如表1所示。

由表1可以得知，在模式1下的電價(jià)為0.7953*0.8+0.5693*0.2=0.7501元/千瓦時(shí)，遠(yuǎn)高于全量上網(wǎng)模式下的電價(jià)0.69元/千瓦時(shí)，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(shí)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(yùn)營(yíng)成本估算

投資建設(shè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，前期需要考慮購(gòu)買光伏發(fā)電設(shè)備的費(fèi)用和安裝費(fèi)等，另外還要考慮光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)維費(fèi)用。由歷史研究經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，平均維護(hù)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(dāng)前該試點(diǎn)中學(xué)屋頂安裝的光伏成本單價(jià)如表2所示。

3 分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

3.1 發(fā)電收益計(jì)算

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

由此可見，該1MW的光伏發(fā)電項(xiàng)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(duì)于該中學(xué)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(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性分析

為對(duì)該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)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(biāo)。在模式1下，該分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)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(yùn)維費(fèi)為8000元。

經(jīng)過估算，該項(xiàng)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(xiàng)目需要近7年的時(shí)間才可回本，因此它是一個(gè)長(zhǎng)期投資建設(shè)項(xiàng)目，在投資時(shí)應(yīng)該謹(jǐn)慎考慮。

從內(nèi)部收益率角度來年地，該項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率為13%，相對(duì)來說還是比較可觀的。

4 項(xiàng)目參數(shù)的敏感性分析

結(jié)合本文第3部分的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法，影響分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目收益的因素是項(xiàng)目年發(fā)電量、上網(wǎng)電價(jià)、建設(shè)投資成本和年運(yùn)維成本。投資者在對(duì)某一光伏發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行投資決策時(shí)，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(dòng)時(shí)給項(xiàng)目?jī)衄F(xiàn)值帶來的影響。

其中上網(wǎng)電價(jià)主要受到用戶電價(jià)、電價(jià)補(bǔ)貼以及自發(fā)自用比例三個(gè)因素的變動(dòng)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(chǎng)價(jià)格的變動(dòng)影響，年運(yùn)維成本主要受到安裝費(fèi)、系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)和工程保險(xiǎn)費(fèi)等非設(shè)備類市場(chǎng)價(jià)格的變動(dòng)影響。因此選擇以上共計(jì)四類變量的八個(gè)影響因素作為影響項(xiàng)目?jī)衄F(xiàn)值的主要變動(dòng)因素。

由表5可知，影響該試點(diǎn)項(xiàng)目?jī)衄F(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(gè)因素，敏感系數(shù)達(dá)6.4，因這三個(gè)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(jià)中的用戶電價(jià)（4.1）、年運(yùn)維成本中的非設(shè)備類市場(chǎng)價(jià)格（3.1）、建設(shè)投資成本中的設(shè)備類市場(chǎng)價(jià)格（2.3）、上網(wǎng)電價(jià)的電價(jià)補(bǔ)貼（1.7）、上網(wǎng)電價(jià)的自用比例因素（1.5）。

5 投資策略及推廣建議

5.1 對(duì)居民的建議

5.1.1 適當(dāng)選擇分布式光伏項(xiàng)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(fèi)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(xí)慣和用電量，酌情考慮所裝分布式光伏裝機(jī)容量的大小。

5.1.2 把握分布式光伏項(xiàng)目搶裝期風(fēng)口

2020年將是國(guó)家實(shí)施補(bǔ)貼光伏發(fā)電項(xiàng)目政策的最后一年。另外受到海外疫情的影響，國(guó)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(xiàng)目搶裝期風(fēng)口。

5.2 對(duì)光伏項(xiàng)目投資者的建議

建議光伏項(xiàng)目投資者提前對(duì)項(xiàng)目開展深度調(diào)研與分析，可在項(xiàng)目評(píng)審階段就建立起嚴(yán)格的風(fēng)險(xiǎn)防范措施與評(píng)價(jià)機(jī)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(jī)制與詳實(shí)的風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)機(jī)制。

5.3 對(duì)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(zhēng)做到提質(zhì)增量和擴(kuò)充產(chǎn)能，降低光伏產(chǎn)品的成本，吸引更多光優(yōu)項(xiàng)目的投資。

5.3.2 加強(qiáng)分布式光伏領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化研究

各能源公司應(yīng)加強(qiáng)光伏發(fā)電領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化研究，提升服務(wù)運(yùn)營(yíng)和產(chǎn)品認(rèn)證水平，以系列化、精細(xì)化、多樣化的產(chǎn)品生產(chǎn)為方向，滿足投資者的選購(gòu)需求與未來分布式光伏電站的新興發(fā)展趨勢(shì)。

5.4 對(duì)政府主體的建議

5.4.1 加大光伏新能源研究人才的引進(jìn)力度

鼓勵(lì)合肥市主營(yíng)分布式光伏產(chǎn)品及服務(wù)的企業(yè)與國(guó)內(nèi)外各大重點(diǎn)高校簽訂相關(guān)合作協(xié)議，大力引進(jìn)高校的中高端研究人才，充實(shí)人才隊(duì)伍。

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

可以瞄準(zhǔn)國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)企業(yè)，招進(jìn)一批重點(diǎn)項(xiàng)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(xiàng)目招商的精準(zhǔn)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(dòng)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(xiàng)目投資建設(shè)并建成并網(wǎng)的金融支持產(chǎn)品，以促進(jìn)合肥市分布式光伏的規(guī)?；l(fā)展。

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