摘要:太阳能光伏系统是一种节能的分布式能源系统,是近年来国家鼓励推广的一种新型的分布式能源供应系统,现根据对典型光伏发电模型进行经济测算分析,最终确定光伏发电建设的基础条件,保证在光伏补贴下滑和建设成本降低的过程中项目投资建设的有效收益,达到指导项目建设投资的目的。
关键词:光伏发电;全额上网;自发自用;利用小时数
1前言
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。光伏电站的投资建设收益与建设成本、上网电价和补贴价格息息相关。近几年光伏补贴电价持续下滑,尤其是2018年经历了531新政以后一段时间内整体行业需求不佳,导致整个行业设备成本出现了新一轮的降低,再次促进行业的发展。从整个行业的发展周期来看,光伏发电产业只有真正的实现平价上网,才能步入良性的市场化发展,才能步入稳定的高质量发展的通道。
2资源分析
我国有十分丰富的太阳能资源,1971~2008年的近40年,太阳年总辐照量平均在1050~2450kW•h/m2之间;大于 1050kW•h/m2的地区占国土面积的96%以上。中国陆地表面每年接收的太阳能辐射相当于1.7×1012t标准煤。
表1 我国太阳能资源区划表
3成本构成
光伏发电系统投资主要由光伏组件、逆变器、支架、电缆等主要设备成本,以及土建、安装工程、项目设计、工程验收和前期相关费用等部分构成。其中光伏组件成本约占初始投资成本的57%,光伏项目投资成本能否下降主要来自于组件成本,光伏组件成本从2017年3元/W降至1.8元/W,这也是目前光伏电站成本降低的主要原因,其他的如电缆、建安(土建、安装工程)等投资成本基本没有下降空间。
4效益分析
不同光伏资源地区,利用小时数不同,相应的度电成本差异显著。光伏资源越好的地区,度电成本越低,内部收益率相对较高。以地面电站和分布式屋顶电站为例,分别分析全额上网和自发自用项目的收益率情况。
假设条件:装机规模=10MW,年运维成本=0.06元/Wh,运营年限=25年;利用小时数=1050h。
(1)地面电站项目
地面电站项目的建设投资2018年基本可以控制在5.0元/Wh,以三类地区浙江的上网电价(0.4153元/kWh)为例,在上述假设条件下,分别考虑不同的补贴额度(含国补和地方补贴)来综合测算项目的投资收益率(IRR),如下表所示:
表 2 地面电站项目EPC成本和上网电价的变化带来的IRR的变化
由上表可见,在不考虑任何补贴的情况下,地面电站在目前的投资建设成本(5元/Wh)的条件下,项目的全投资收益率仅有1.86%,完全满足不了投资者的最低回报要求,只有在补贴达到0.25元/Wh的条件下才能满足投资者的最低回报需求。未来如果建设成本进一步降低才有可能实现零补贴的建设投资需求。按照目前的测算来看,即使投资建设成本降至4元/Wh,仍然实现不了零补贴的情况下能够满足的最低投资回报需求(IRR=8%)。由此可见,未来几年内完全市场化的地面光伏电站不是整个光伏行业发展的主流方向。
(2)分布式的屋顶电站
假设条件:装机规模=10MW,EPC成本=4.5元/W,年运维成本=0.06元/Wh,运营年限=25年;利用小时数=1050h。
①全额上网模式(上网电价=0.4153元/kWh,租金=52.63万)
上述假设条件下,在光伏发电的利用小时数完全确定后,影响IRR变化的主要是来自EPC成本和上网补贴电价的变化。
表 3 EPC成本和上网电价的变化带来的IRR的变化
目前现有成本(EPC=4.5元/W)保持不变,全额平价上网的情况下光伏电站收益率较差,投资回报率不高,仅有2.89%,要实现整个行业的可持续发展,每Wh的电站仍需要0.20元的财政补贴支持。根据预测来看,未来随着光伏电站建设成本的下降,全额平价上网光伏发电项目仍需要很长的一段路要走。
②“自发自用,余电上网”模式
自用电价按照0.58元/kWh,自用比例80%考虑,在上述假设条件下和光伏发电的利用小时数确定后,影响IRR变化的主要是来自EPC成本和上网补贴电价的变化,如下表所示:
表4 EPC成本和上网电价的变化带来的IRR的变化
目前现有成本(EPC=4.5元/W)保持不变,即使不考虑任何补贴,项目自身已成为一个有投资价值的标的(IRR=10.11%),未来随着投资造价的进一步降低,并网项目的投资收益会进一步提高,因此相对于“全额上网”项目来讲,“自发自用,余电上网”项目目前具有很强的推广价值,是目前光伏行业重点发展的方向。
5 风险分析
(1)屋顶资源难落实
随着光伏项目的不断开发,工业园区、经济开发区等大中型优质屋顶资源日益减少,一些屋顶业主对安全、防漏等顾虑、屋顶租赁收益预期过高等,造成部分屋顶难以落实。学校等公共建筑用电价格较低,项目收益较低造成投资商和屋顶业主的开发积极性不高。
图 1 电价、成本和收益变化波动图
(2)行业集中度风险
目前,光伏发电成本仍然高于火力发电成本,光伏电站建设资金需求量较大,对国内外经济波动以及货币政策的变动、调整较为敏感。虽然光伏新能源属于国家战略新兴产业,国家对光伏产业的扶持政策极大地推动了新能源行业的发展,相关利好政策为公司的盈利带来良好预期,但国内外宏观经济形势、产业政策等对光伏发电行业影响较大,公司仍面临着较大的行业政策风险。
(3)行业收益波动风险
光伏行业面临着产能阶段性失衡严重、产业整合推进较难,外部贸易环境恶化和企业承受较大经营压力,导致光伏电站建设成本短期内波动较大,同时,随着国家光伏发电并网价格的不断降低,已建成的电站回报率丰厚,并对进入者形成规模优势,因此,光伏行业的收益随着成本及电价的波动较大。
6结论
太阳能作为新兴发展起来的新能源,不仅拥有良好的经济前景,且随着产业化的进程,将在国民经济中发挥着越来越重要的作用。合理的利用太阳能发电,实现节能发展目标,最大程度的减少资源的损耗,实现真正意义的可持续发展,推动我国电力行业的发展更尤为重要。
参考文献:
[1]《我国太阳能光伏发电发展现状及前景》 王琪,杨立全,韩东全
[2]《光伏产业发展现状、问题及发展趋势》中国建筑工业出版社 2010
作者简介:
张伟(1980~),男,黑龙江鹤岗人,从事清洁能源行业工程设计施工管理工作。田国栋(1983~),男,山东省青岛人,从事清洁能源行业的相关投资管理工作。
论文作者:张伟,田国栋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/4
标签:光伏论文; 成本论文; 电站论文; 电价论文; 项目论文; 行业论文; 屋顶论文; 《电力设备》2019年第3期论文;