鐵塔基站屋頂分布式光伏發(fā)電效益分析
——以淮南市田家庵區(qū)為例

張曉玉

（安徽理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院， 安徽 淮南 232001）

0 引言

綠色建筑全球化是城市建設(shè)和建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，近年來，國內(nèi)外出臺了大量支持近零能耗的方針和政策。安徽省“十四五”國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃指出加快形成綠色發(fā)展和生活方式。開展綠色生活創(chuàng)建活動，促進(jìn)綠色低碳循環(huán)發(fā)展。大力倡導(dǎo)綠色消費(fèi)，完善綠色能源、綠色建筑，主動應(yīng)對氣候變化，以市場化機(jī)制和經(jīng)濟(jì)手段降低碳排放強(qiáng)度，制訂實(shí)施安徽省2030 年前碳達(dá)峰、2060 年前碳中和行動方案[1-2]。

基于此，本文提出從太陽能評估、發(fā)電量估算、環(huán)境影響等方面開展可行性分析，從經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能與減排效益、其他社會效益等方面分析其綜合效益，以期為同類型工程提供數(shù)據(jù)支撐和依據(jù)，為我國的能源結(jié)構(gòu)改善作出一定的貢獻(xiàn)。

1 鐵塔基站屋頂分布式光伏發(fā)電可行性分析

1.1 鐵塔基站分布情況

本文以安徽省淮南市田家庵區(qū)為研究背景?；茨翔F塔公司承接移動、電信、聯(lián)通基站建設(shè)需求，目前在淮南市擁有通信基站5 752 座，其中田家庵區(qū)1 027座，屋頂合計20 000 km2，為全市的通信業(yè)務(wù)提供保障服務(wù)?？衫脵C(jī)房房頂及角鋼塔鋪設(shè)光伏組件，建設(shè)分布式光伏電站，“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”，為建設(shè)“綠色鐵塔”“零碳鐵塔”提供支撐[3]。

1.2 太陽能資源評估

安徽省年太陽總輻射量處于太陽能資源豐富區(qū)和太陽能資源一般區(qū)，平均日照1 800～2 500 h。其空間分布特征是北部多于南部，高值區(qū)位于安徽北部碭山縣、亳州市一帶。低值區(qū)主要分布于安徽南部黃山、祁門一帶。碭山縣、亳州市一帶太陽輻射在5 040 MJ/m2以上，由此自北向南，隨著云雨天氣的增多，總輻射量隨之減少，其余絕大部分地區(qū)太陽能資源在4 500～5 040 MJ/m2之間。安徽屬于太陽能資源中等地區(qū)，北部為三類地區(qū)，南部為四類地區(qū)。

淮南市屬于淮河以南地區(qū)，是暖溫帶和亞熱帶的過渡地帶，年平均氣溫偏高，平均氣溫16.6 ℃，較常年偏高1.0 ℃；全年只有2 月、12 月較常年分別偏低0.7 ℃、1.5 ℃，其余月份均較常年偏高，其中4 月較常年偏高2.8 ℃。冬季平均氣溫3.5 ℃，較常年偏低0.1 ℃，為正常年份。年高溫日數(shù)28 d，較常年偏多11 d。年極端最高氣溫38.9℃，出現(xiàn)于7 月30 日；年極端最低氣溫-5.5 ℃，出現(xiàn)于1 月23 日。初霜出現(xiàn)于11 月6 日，終霜出現(xiàn)于3 月13 日，全年無霜期238 d。

本文選取Meteonorm 模擬數(shù)據(jù)中的月值代表年數(shù)據(jù)，用以反映太陽能在光伏電站設(shè)計周期內(nèi)的具體情況，代表年各月總輻射量?；茨系貐^(qū)年平均輻射量為1 292.1 kW·h/m2，峰值日照時數(shù)為3.54。從月太陽輻射量變化規(guī)律可知，水平面太陽能輻射量主要集中在4—8 月份。因此，淮南市在我國屬于太陽能“豐富”地區(qū)，具備一定開發(fā)價值，見表1。從太陽能資源利用角度說，此地區(qū)適合建設(shè)太陽能光伏發(fā)電站。

表1 年水平面總輻量（GHR）等級表

根據(jù)《太陽能資源評估方法》（QXT 89—2018）確定的標(biāo)準(zhǔn)，本文研究區(qū)域所在地區(qū)屬于為全國太陽能資源豐富地區(qū)，具有良好的開發(fā)前景。

1.3 鐵塔基站發(fā)電量估算

開發(fā)利用可再生能源是國家能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，太陽能光伏發(fā)電站的建設(shè)有利于促進(jìn)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的電源結(jié)構(gòu)調(diào)整，優(yōu)化資源的合理配置，可以對地區(qū)局部氣候環(huán)境的改善起到一定的促進(jìn)作用。通過現(xiàn)場勘察，安徽省淮南市田家庵區(qū)1 027 座鐵塔通信基站中，219 座通信基站具備建設(shè)光伏電站的現(xiàn)場條件，基站類型分為一塔多機(jī)房、一塔一機(jī)房、一體化機(jī)柜三種類型，每一種類型基站的布局基本相同。本項目總規(guī)劃容量為1.21 MW，采用每個基站單點(diǎn)接入的并網(wǎng)方式，各基站安裝規(guī)模如表2 所示。

表2 光伏電站信息統(tǒng)計表

本文鐵塔基站屋頂光伏發(fā)電以光伏組件→組串式逆變器→光伏并網(wǎng)箱為總體設(shè)計方案組成，并網(wǎng)模式采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”方式，所發(fā)電能優(yōu)先在基站內(nèi)部消納。

基于當(dāng)?shù)靥柲苜Y源情況，經(jīng)初步測算，電站建成后首年實(shí)際上網(wǎng)發(fā)電量為1 332.1 MW·h，電站25年運(yùn)營期內(nèi)上網(wǎng)電量為31 846.4 MW·h，平均年發(fā)電量為1 273.9 MW·h。

1.4 環(huán)境影響評價

1）對環(huán)境帶來有利影響。光伏發(fā)電是清潔、可再生能源。分布式光伏建設(shè)符合國家新能源建設(shè)的發(fā)展方向，是國家大力支持的產(chǎn)業(yè)。通過減少排放各類大氣污染物以及灰渣，改善大氣環(huán)境質(zhì)量。因此，本工程光伏發(fā)電項目的建設(shè)具有一定的社會效益及環(huán)境效益。

2）對環(huán)境不利的影響。光伏發(fā)電的運(yùn)營過程本是一個清潔能源的利用過程，基本不存在對環(huán)境的污染問題。施工期間（如粉塵對空氣的污染）對環(huán)境產(chǎn)生重要影響；施工過程的生活垃圾等對水和生態(tài)環(huán)境的污染；施工期如吊車等機(jī)械噪聲的污染。通過采取有效的措施，可將不利影響減小至最低程度。

3）環(huán)境可行性結(jié)論。根據(jù)對本分布式光伏項目廠址及其周圍地區(qū)的研究，光伏項目對周圍自然/社會環(huán)境各有利弊。一方面，光伏能源是可再生的，有利于節(jié)能減排。另一方面，施工期的各類污染（如粉塵、噪音和生活垃圾等）影響周圍環(huán)境，但是通過有效的防控措施可以極大降低這種范圍小、周期短的負(fù)面影響。

4）本文中工程運(yùn)行期間不產(chǎn)生廢氣，少量生活污水采取擬定的措施處理后，基本不會對水環(huán)境產(chǎn)生影響。工程運(yùn)營期間沒有明顯噪聲源，且環(huán)境保護(hù)目標(biāo)距離項目區(qū)較遠(yuǎn)，因此基本不會對環(huán)境敏感目標(biāo)產(chǎn)生影響。產(chǎn)生的固體廢物量很少，依照環(huán)評措施處理后，對環(huán)境影響較小，不會周邊建筑和道路產(chǎn)生光污染。

綜上所述，本文研究的光伏項目不會產(chǎn)生制約工程建設(shè)的重大環(huán)境問題，不影響地區(qū)環(huán)境資源和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，通過制定合理、有效的治理措施，所產(chǎn)生的負(fù)面影響可以得到極大控制。因而，該項工程在環(huán)保方面是切實(shí)可行的。

2 鐵塔基站屋頂分布式光伏發(fā)電效益分析

2.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)濟(jì)效益主要是在國家現(xiàn)行財稅制度、價格體系的前提下，從項目的角度出發(fā)，從上網(wǎng)電價計算、銷售收入計算、增值稅計算、銷售稅金附加計算、所得稅計算、銷售利潤、盈利能力、生存能力、經(jīng)濟(jì)效益總評等9 個方面開展經(jīng)濟(jì)效益分析。

2.1.1 上網(wǎng)電價計算

自2022 年2 月份起，中國鐵塔淮南分公司基站電價執(zhí)行安徽省發(fā)改委每月公布的代理工商業(yè)用戶電價，經(jīng)測算2—11 月份平均用電單價為703.69 元/MW·h。同時，經(jīng)初步協(xié)商，與中國鐵塔分公司簽訂的合作框架協(xié)議中約定提供9 折電價優(yōu)惠?？紤]自用比例暫按90%。綜合以上因素，本次技經(jīng)測算單價608.4元/MW·h。本分布式光伏電站項目在全生命周期內(nèi)，可能存在因省發(fā)改委政策變化而帶來的電價走高收益或走低風(fēng)險[4-5]。

2.1.2 銷售收入計算

1）銷售收入=光伏售電收入+儲能售電收入+其他收入。

2）光伏售電收入=上網(wǎng)電量×上網(wǎng)電價。

3）儲能售電收入=放電量×儲能電價。

4）總利潤=總收入－成本－稅金＋補(bǔ)貼。

在計算期25 年內(nèi)，銷售收入總額為1 714.66 萬元。

2.1.3 增值稅計算

電力產(chǎn)品的增值稅稅率為13%。根據(jù)自2013 年10 月1 日—2018 年12 月31 日，對納稅人銷售自產(chǎn)的利用太陽能生產(chǎn)的電力產(chǎn)品，實(shí)行增值稅即征即退50%的政策（參考財稅〔2013〕66 號和〔2016〕81 號文件）[6-7]。

根據(jù)《中華人民共和國增值稅暫行條例》和《中華人民共和國增值稅暫行條例實(shí)施細(xì)則》，本項目可抵扣的增值稅額為42.34 萬元。

2.1.4 銷售稅金附加計算

銷售稅金附加包括城市維護(hù)建設(shè)稅和教育費(fèi)附加（含國家和地方教育費(fèi)附加），以增值稅稅額為基礎(chǔ)計征，稅率均為5%。

2.1.5 所得稅

所得稅＝所得額×稅率。

根據(jù)《中華人民共和國企業(yè)所得稅法實(shí)施條例》第八十七條，國家重點(diǎn)扶持的公共基礎(chǔ)設(shè)施項目指《公共基礎(chǔ)設(shè)施項目企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄》規(guī)定的港口碼頭、電力、水利等項目。企業(yè)應(yīng)在取得第一筆生產(chǎn)收入的納稅年起，第1～3 年免征所得稅，第4～6 年所得稅減半，第7 年起，所得稅稅率為25%。

2.1.6 銷售總利潤

1）總利潤=總收入－總成本－稅金＋補(bǔ)貼。

2）稅后總利潤=總利潤－所得稅。

3）可分配利潤為稅后總利潤抽取10%法定盈余公積金的剩余部分。未分配利潤是可分配李榮減除投資者應(yīng)付利潤后的剩余部分。

按照上述公式計算，總利潤=546.12 萬元，稅后利潤=425.2 萬元。

2.1.7 盈利能力分析

電價按照0.608 4 元/kW·h 進(jìn)行財務(wù)分析：稅后投資內(nèi)部收益率為5.81%，稅后資本金內(nèi)部收益率為7.24%，投資回收期為13.79 年，稅后總收益率為4.13%，凈利潤率為8.05%。因此，資本金內(nèi)部收益率＞基準(zhǔn)收益率，本文研究的光伏發(fā)電項目的盈利能力良好。

2.1.8 生存能力分析

本項目第二年開始全部運(yùn)行，根據(jù)現(xiàn)金流量得知，年均盈余資金大于0，因此，該項目的凈現(xiàn)金流量足以維持工程的運(yùn)行。

2.1.9 經(jīng)濟(jì)效益總評

1）工程的建設(shè)周期為12 個月，靜態(tài)投資為690.61 萬元，單位千瓦靜態(tài)投資為5 702.79 元/kW。

2）財務(wù)分析顯示（電價按0.608 4 元/kW·h 計算）：稅后投資內(nèi)部收益率為5.81%，稅后資本金內(nèi)部收益率為7.24%，投資回收周期為13.79 年，總投資收益率為4.13%，項目資本金凈利潤率為8.05%。因此，該項目的資本金內(nèi)部收益率＞基準(zhǔn)收益率，本項目的實(shí)施可以實(shí)現(xiàn)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，具體經(jīng)濟(jì)效益如表3所示。

表3 經(jīng)濟(jì)效益分析表

2.2 節(jié)能與減排效益分析

《中華人民共和國可再生能源法》已明確提出“國家鼓勵和支持風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能和海洋能等非化石能源并網(wǎng)發(fā)電”。太陽能是綠色可再生能源，太陽能開放項目符合國家環(huán)保、綠色能源政策，且得到各級政府的大力支持，本文研究的光伏發(fā)電項目有利于減少常規(guī)能源的消耗，對保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。

光伏發(fā)電是一種清潔的能源。與火力發(fā)電相比，光伏發(fā)電可以節(jié)約大量的煤炭或油氣資源，有利于周圍環(huán)境的保護(hù)。與目前的燃煤火電廠相比，按照25 年發(fā)電量為5 928.2 萬kW·h 計算，25 年可為國家節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤18 081.01 t；同時節(jié)約常規(guī)能源以及相應(yīng)工業(yè)垃圾用地。本文研究的光伏開發(fā)項目可以極大減少污染物的排放（SO2約367.5 t，NOx約124.49 t，CO2約48 255.5 t）。

此外，該項目具有顯著的節(jié)能減排效用，不僅極大減少了灰渣、煙塵等污染物，而且在節(jié)約用水和減少廢水排放方面具有顯著效果。

光伏發(fā)電項目建設(shè)可以極大減少常規(guī)能源的使用，對節(jié)能環(huán)保、社會效益和環(huán)境長期可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2.3 其他社會效益

2.3.1 增加可再生能源比重

國家要求每個?。▍^(qū)）常規(guī)能源和再生能源必須保持一定的比例。為確保安徽長遠(yuǎn)能源平衡，保持能源發(fā)展的可持續(xù)性，在安徽電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)適當(dāng)加大太陽能資源的利用是必要的。大力發(fā)展太陽能發(fā)電，將改善能源結(jié)構(gòu)，有利于增加再生能源的比例[8]。

2.3.2 可促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展

本項目的開發(fā)，不但可給地區(qū)電網(wǎng)提供電量，還可促進(jìn)地區(qū)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為地方開辟新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

2.3.3 提高企業(yè)的影響力

本項目與中國鐵塔股份有限公司合作，為打造“綠色鐵塔”作出貢獻(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”、創(chuàng)新“綠色電力”發(fā)展新模式奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)，可進(jìn)一步提高企業(yè)的影響力和知名度。

3 結(jié)論

本文采用現(xiàn)場調(diào)研、理論分析與計算結(jié)合現(xiàn)場案例開展了鐵塔基站屋頂分布式光伏發(fā)電可行性與效益分析，得出了以下主要結(jié)論：

1）開展了淮南地區(qū)的太陽能資源評估，獲得了淮南地區(qū)周期內(nèi)太陽能資源的狀況，淮南地區(qū)年平均輻射量為1 292.1 kW·h/m2，峰值日照時數(shù)為3.54。從月太陽輻射量變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，水平面太陽能輻射量主要集中在4—8 月份，屬于太陽能“豐富”地區(qū)，具備開發(fā)價值，適合建設(shè)太陽能光伏發(fā)電站。

2）對淮南地區(qū)太陽能資源情況經(jīng)初步測算，獲得首年實(shí)際上網(wǎng)發(fā)電量為1 332.1 MW·h，電站25 年運(yùn)營期內(nèi)上網(wǎng)電量為31 846.4 MW·h，平均年發(fā)電量為1 273.9 MW·h。綜合分析太陽能資源、發(fā)電量估算及環(huán)境影響等因素，在淮南地區(qū)開展屋頂分布式光伏發(fā)電是可行的。

3）對經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能與減排效益、其他社會效益等方面綜合分析了鐵塔基站屋頂分布式光伏發(fā)電的效益，結(jié)果表明，采用此類光伏發(fā)電具有顯著的經(jīng)濟(jì)與社會效益。