基于國家新補(bǔ)貼政策下分布式光伏項目的投資效益分析

摘要：在對分布式光伏項目年發(fā)電小時數(shù)和投資效益指標(biāo)進(jìn)行理論計算及對五個項目實際分析的基礎(chǔ)上，考慮建設(shè)成本、分時電價、目錄電價變化等對分布式光伏項目效益的影響，分析在國家實行新補(bǔ)貼政策情況下的投資效益，認(rèn)為隨著光伏補(bǔ)貼政策的退坡，雖一定程度上壓縮了投資方的利益，但仍然有一定的投資價值。

關(guān)鍵詞：分布式光伏電站;投資效益分析;新補(bǔ)貼政策

受益于國家能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和國家政策的支持，集中式光伏發(fā)電項目以及分布式光伏發(fā)電項目近年來發(fā)展迅速，而且相較于準(zhǔn)入和監(jiān)管較為嚴(yán)格的集中式光伏發(fā)電項目，分布式光伏發(fā)電項目憑借相對寬松的制度環(huán)境和高效及時的補(bǔ)貼政策更受投資者所青睞。

國家未來為充分發(fā)揮市場機(jī)制作用，科學(xué)合理引導(dǎo)新能源投資，推動光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展，連年調(diào)整電價補(bǔ)貼，特別對分布式光伏項目的態(tài)度更傾向于鼓勵自發(fā)自用，將分布式光伏項目生產(chǎn)的電量盡量做到自身消納，以使分布式光伏項目與用戶側(cè)市場更緊密結(jié)合。

國家發(fā)展改革委印發(fā)《關(guān)于2020年光伏發(fā)電上網(wǎng)電價政策有關(guān)事項的通知》公布了2020年光伏發(fā)電上網(wǎng)電價政策，筆者根據(jù)新的政策情況對5個正在發(fā)電的分布式光伏項目投資效益進(jìn)行分析，為將來分布式光伏項目投資決策打下基礎(chǔ)。

筆者已參與完成寮步鎮(zhèn)、鳳崗鎮(zhèn)、東城區(qū)、大嶺山鎮(zhèn)、松山湖區(qū)等5個分布式光伏項目的投資建設(shè)，下文將結(jié)合理論計算及分析，對這5個項目進(jìn)行投資效益分析，以期指導(dǎo)未來項目的投資決策。

1 分布式光伏項目發(fā)電水平分析

1.1年發(fā)電小時數(shù)的理論計算

1.1.1發(fā)電水平計算的主要自變量

我們知道，對分布式光伏項目發(fā)電水平影響最大的因素是太陽總輻射平均值，所以就可認(rèn)為太陽總輻射平均值是分布式光伏項目的主要自變量。而太陽總輻射平均值又與緯度和氣候等自然因素有關(guān)，表征的是該地區(qū)光照資源的豐富程度。

筆者從事的5個分布式光伏項目均位于廣東東莞。查詢NASA數(shù)據(jù)庫得到東莞地區(qū)22年太陽總輻射平均值，其中全年日均太陽輻射值為3.697kWh/㎡，東莞地區(qū)月度日均輻射值分布圖如圖1所示。

1.1.2分布式光伏項目發(fā)電水平理論計算方式

根據(jù)《GB50797-2012 光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》，光伏發(fā)電站發(fā)電量計算公式為：

Ep=HA×PAZ/ES×K

式中：

Ep—光伏發(fā)電量（kWh）

HA—水平面太陽能總輻照量（kWh/m2，峰值小時數(shù)）

PAZ—組件安裝容量（kWp）

ES—標(biāo)準(zhǔn)條件下的輻照度（常數(shù)=1kW/m2）

K—綜合效率系數(shù)。包括光伏組件類型修正系數(shù)、光伏方陣的傾角、方位角修正系數(shù)、光伏發(fā)電系統(tǒng)可用率、光照利用率、逆變器效率、集電線路損耗、升壓變壓器損耗、光伏組件表面污染修正系數(shù)、光伏組件轉(zhuǎn)換效率修正系數(shù)。理論計算可取79.4%。

由公式可算得東莞地區(qū)的理論年發(fā)電小時數(shù)為：

HA/ES×K=3.697×79.4%×365=1071（h）。

在此計算公式中，對于給定的分布式光伏項目，僅有實際綜合效率系數(shù)是隨時間變化的變量，所以常用實際的HA/ES×K（單位：小時）作為“實際年等效發(fā)電小時數(shù)”來對比同地區(qū)光伏電站的實際發(fā)電情況，包括其衰減情況?！皩嶋H年等效發(fā)電小時數(shù)”顧名思義，它與電站容量的乘積即為電站年實際發(fā)電量，它關(guān)系到該項目的經(jīng)濟(jì)效益，是最主要的投資效益評判指標(biāo)。

1.2實際日均發(fā)電小時數(shù)

明確分布式光伏項目投資效益理論分析方式之后，即可與實際生產(chǎn)中的光伏項目數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，檢驗理論的正確性，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行各項目的橫向比較，甄別決定對分布式光伏項目投資收益影響最大的因素。

為便于將分布式光伏項目實際發(fā)電數(shù)據(jù)與理論分析值進(jìn)行對比，以及進(jìn)行各項目間的橫向比較，需將項目電表實際記錄的光伏發(fā)電量折算成日均等效發(fā)電小時數(shù)，公式如下：

分布式光伏項目每月發(fā)電量÷電站容量÷當(dāng)月天數(shù)=每月實際日均等效發(fā)電小時數(shù)

至此，可進(jìn)行不同電站之間的橫向比較，并可與NASA氣象數(shù)據(jù)中的理論值（圖2中理論值已乘綜合效率系數(shù)）進(jìn)行比較。如圖2各光伏項目每月日均等效發(fā)電小時數(shù)所示，部分項目發(fā)電未滿一整年，數(shù)據(jù)未能全部列出。

由圖2各光伏電站每月日均等效發(fā)電小時數(shù)月份可見，橫向?qū)Ρ儒疾芥?zhèn)、鳳崗鎮(zhèn)、大嶺山鎮(zhèn)、松山湖鎮(zhèn)四個光伏項目的發(fā)電情況較為接近，而東城區(qū)項目顯著低于理論值和其他項目水平。與理論值對比，各項目日均等效發(fā)電小時數(shù)隨月份的變化波動情況與理論值較為接近，說明光伏系統(tǒng)運作正常并且實際天氣為月發(fā)電水平的主要影響因素。值得注意的是，在2019年2月、3月、6月日均等效發(fā)電小時甚至部分超過理論平均值，代表當(dāng)月天氣晴朗天數(shù)多于歷史平均值，該地受到更多光照，發(fā)電量更多。

1.3 實際年發(fā)電水平分析

年等效發(fā)電小時數(shù)是發(fā)電水平的表征指標(biāo)，可由光伏項目全年發(fā)電量計算得來。公式如下：

分布式光伏項目全年發(fā)電量÷電站容量=年等效發(fā)電小時數(shù)

例如鳳崗鎮(zhèn)項目統(tǒng)計2018年3月1日到2019年2月28日的總發(fā)電量為301719kWh，該項目容量為278.04kW，實際年等效發(fā)電小時數(shù)為1085h。其他4個項目由于數(shù)據(jù)不滿一年，通過NASA每月光照情況按比例擬合整年發(fā)電小時數(shù)，即可以得到年等效發(fā)電小時數(shù)，再對比理論計算值1071h。對比情況如表1 各光伏項目年等效發(fā)電小時數(shù)所示。

東城區(qū)項目由于布置于停車場雨棚上，一是在其上方有車棚的斜拉鋼梁幾乎全天都投下陰影，導(dǎo)致在某些特殊日照角度會造成大量光伏組件的功率同時下降;二是其東側(cè)和西側(cè)都有建筑物遮擋，早晨7：30前和下午15：30后發(fā)電量會顯著低于正常值（見圖3東城區(qū)項目與鳳崗鎮(zhèn)項目分時發(fā)電量水平對比圖）。最終體現(xiàn)在圖2中，“每月日均等效發(fā)電小時數(shù)”落后于其他項目。

圖3東城區(qū)項目與鳳崗鎮(zhèn)項目分時發(fā)電量水平對比圖

所以，除東城區(qū)項目外，其他光伏項目的發(fā)電水平均可認(rèn)為達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2 分布式光伏項目投資效益分析

2.1建設(shè)成本分析

分布式光伏項目建設(shè)成本主要包括：光伏組件成本、逆變器成本、施工人工成本與直流電力設(shè)備成本、交流電力設(shè)備成本，其稅后比例結(jié)構(gòu)如圖4分布式光伏項目建設(shè)成本構(gòu)成圖所示。

圖4分布式光伏項目建設(shè)成本構(gòu)成圖

近年隨著補(bǔ)貼退坡，光伏組件、光伏逆變器單價的震蕩下降，分布式光伏項目建設(shè)成本一年間約下降15%，逐漸向不需補(bǔ)貼的“平價上網(wǎng)”模式靠攏。按目前的市場價格，根據(jù)現(xiàn)場實施環(huán)境的不同分布式光伏項目建設(shè)成本在4.5元/瓦上下浮動。

2.2投資效益分析

2.2.1 投資效益理論分析

為在項目開展前評估分布式光伏項目可行性，需要在理論上對項目進(jìn)行投資效益分析。下文以大工業(yè)光伏項目為算例，算例所需要用到的基本參數(shù)如表2投資回報測算基本參數(shù) 所示。

在上述條件下，可算得靜態(tài)回本周期5.7年，動態(tài)回本周期8.0年，靜態(tài)投資收益率9.5%，內(nèi)部收益率11.6%。此收益條件具有較好的投資效益。

2.2.2實際收益情況

經(jīng)過對寮步鎮(zhèn)、鳳崗鎮(zhèn)、東城區(qū)、大嶺山鎮(zhèn)、松山湖區(qū)等5個分布式光伏項目的實際發(fā)電量、年收益等情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，得到分布式光伏項目的經(jīng)營情況如表3光伏項目經(jīng)營情況分析表所示。

分析表格數(shù)據(jù)可得，實際回報年限與理論測算分析較為一致。其中東城區(qū)項目由于前文分析的物理遮擋等因素，發(fā)電水平低于設(shè)計值，故與理論測算分析有一定差異。

3 分布式光伏項目投資價值分析

光伏項目收益主要來源于將清潔的光伏發(fā)電電能以低于目錄電價的價格出售給用戶所獲得的收益，次要收益來源于度電補(bǔ)貼的收益，即每發(fā)一度電就按一定價格對光伏投資方進(jìn)行補(bǔ)貼。目錄電價的下調(diào)和度電補(bǔ)貼的下降都會對光伏項目收益產(chǎn)生顯著的影響。

3.1分時電價折算方式對收益計算的影響

按國家發(fā)改委定價，大工業(yè)用戶使用帶有“峰平谷”時段的分時電價，分布式光伏項目發(fā)電時段橫跨電價的峰谷時段，所以在投資回報理論測算時，“就地消納電價”采用中午3小時峰時、白天6小時平時電價按時長加權(quán)平均折算，據(jù)此計算光伏平均消納電價理論值為0.7711元/kWh。

全年鳳崗鎮(zhèn)光伏項目在發(fā)電表錄得發(fā)電峰平谷電量比例為11：18：1，如對大工業(yè)分時電價進(jìn)行折算，平均電價為0.77￥/kWh;大嶺山鎮(zhèn)光伏項目3-6月發(fā)電表錄得峰平谷電量比例為9：15：1，折算平均電價為0.73￥/kWh。

將實際折算值與理論折算值0.7711元/kWh進(jìn)行對比，可知平均電價的理論計算會比實際情況略大（偏差0.1%～5.6%），但影響可忽略不計，故可采用簡單的加權(quán)平均方式來計算光伏平均消納電價。同樣地，當(dāng)分時電價定價政策發(fā)生改變時，也可粗略地按電價時長進(jìn)行加權(quán)平均折算出平均電價，在可接受的偏差之內(nèi)重新對光伏項目收益進(jìn)行評估。

3.2目錄電價下調(diào)對光伏項目收益的影響

目錄電價在近年逐步降低，2018年5月10kV大工業(yè)平時電價0.6393元/kWh，10kV一般工商業(yè)電價0.8085元/kWh;2019年7月10kV大工業(yè)平時電價0.6381元/kWh，10kV一般工商業(yè)電價0.6752元/kWh。大工業(yè)電價下降0.2%，一般工商業(yè)下降16.5%。

因與用戶結(jié)算時采用當(dāng)前的電價進(jìn)行打折，所以一般工商業(yè)光伏收益下降程度與電價下降程度一致。由于東城區(qū)光伏項目、寮步鎮(zhèn)光伏項目采用一般工商業(yè)電價，所以受到電價下降的影響，收益減少16.5%，靜態(tài)回收期從7年延后到8年，內(nèi)部收益率從10.1%下降至8.2%。

3.3 補(bǔ)貼下降對分布式光伏投資收益的分析

2018年5月31日發(fā)改能源〔2018〕823號文調(diào)整分布式光伏補(bǔ)貼至0.32元/kW·h。這是繼2017年12月19日發(fā)改價格規(guī)〔2017〕2196號文將補(bǔ)貼從0.42元/kW·h降至0.37元/kW·h之后短時間內(nèi)又一次的光伏退補(bǔ)政策。2020年政策“采用“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”模式的工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項目，全發(fā)電量補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整為每千瓦時0.05元”。

未來光伏投資可能會面臨無國家補(bǔ)貼的情況，下文展示“0.32元補(bǔ)貼”和“無補(bǔ)貼”兩種情況的投資收益指標(biāo)。表4有無補(bǔ)貼對投資收益指標(biāo)的影響展示前文計算條件下的主要投資收益指標(biāo)，可見補(bǔ)貼取消使動態(tài)回收期延長至約2倍，但成本的調(diào)控可減少動態(tài)回收期約30%，即使無補(bǔ)貼且成本仍未明顯下降，分布式光伏項目仍具有投資價值。圖5成本高低與補(bǔ)貼有無對動態(tài)投資回收情況的影響曲線 展示不同條件下的動態(tài)投資收益曲線，其中與橫坐標(biāo)的交點為動態(tài)投資回收年限，圖中可見有補(bǔ)貼的曲線均在無補(bǔ)貼上方，說明補(bǔ)貼是最主要的影響因素，建設(shè)成本是次要影響因素。

4結(jié)語

從上述分析可以看出，隨著光伏補(bǔ)貼政策的退坡，平價上網(wǎng)（取消補(bǔ)貼）已經(jīng)成為大勢所趨，光伏退補(bǔ)的政策也在倒逼光伏行業(yè)上游產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步降低成本。經(jīng)計算，光伏補(bǔ)貼退坡程度與光伏行業(yè)成本下降趨勢相近，雖一定程度上壓縮了投資方的利益，但也仍然有一定的投資價值。

作者簡介：高堃植（1993-）畢業(yè)于華南理工大學(xué)，主要從事綜合能源項目開發(fā)與全生命周期管理、電動汽車項目開發(fā)與管理工作。