分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性及政策分析
分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性及政策分析
1 居民分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性分析
1. 1 經(jīng)濟性分析算例
以1 臺裝機容量3 kW 的分布式光伏發(fā)電系統為例，分析該系統在武漢地區居民屋頂安裝使用的經(jīng)濟性。
分布式光伏發(fā)電系統的年發(fā)電量是經(jīng)濟性分析的重要指標，與系統所在地的太陽(yáng)能資源以及系統裝機容量有關(guān)。分布式光伏發(fā)電系統的年發(fā)電量為
式中:Q 為光伏系統年發(fā)電量，kW•h;Ht為太陽(yáng)能年輻射量，kW•h / m2;H 為標準太陽(yáng)福射強度，kW/m2;P 為光伏發(fā)電系統的裝機容量，kW;C為傾斜光伏組件輻射量系數;η為發(fā)電系統綜合影響系數。
對于武漢地區，Ht約為1300 kW•h /m2，C 一般為1. 05 ～ 1. 15，取為C = 1. 1。對于并網(wǎng)發(fā)電系統，η 一般為72% ～ 78%，取η = 75%。由公式(1) 得到該系統的年發(fā)電量為3 219 kW•h。
按照國家發(fā)改委制定的分布式光伏發(fā)電補貼標準，分布式光伏發(fā)電系統自用有余上網(wǎng)的電量，由電網(wǎng)企業(yè)按照當地燃煤機組標桿上網(wǎng)電價(jià)收購。湖北省當前脫硫標桿上網(wǎng)電價(jià)為0. 458 2 元/(kW•h)，因此在武漢余量上網(wǎng)電價(jià)為0. 878 2 元/(kW•h)。
下面將居民分布式光伏發(fā)電系統所發(fā)電量分為100%上網(wǎng)、50%上網(wǎng)和100% 居民自用這3 種情況，對其進(jìn)行經(jīng)濟性分析。
1. 1. 1 分布式光伏發(fā)電系統100%的發(fā)電量上網(wǎng)
(1)年售電收入。若分布式光伏發(fā)電系統的發(fā)電量100%上網(wǎng)，則年售電收入為0. 878 2 元/(kW•h) × 3 219 kW•h = 2 827 元。
(2)年凈收益。考慮到居民分布式光伏發(fā)電系統在運行中需要定期清潔維護，相關(guān)支出為50 元/(kW•a)，則本系統在運行期間每年需支出150 元，所以年凈收益為2 677 元。
(3)內部收益率。目前分布式光伏發(fā)電系統單位造價(jià)約為9 元/W，本光伏發(fā)電系統總造價(jià)為27 000 元。第1 年現金流為－ 27 000 元+ 2 677 元=－ 24 323 元，以后每年只有現金收入2 677 元。假設本分布式光伏發(fā)電系統使用年限為20 年，可得出內部收益率為8. 8%。
(4)靜態(tài)投資回收期。靜態(tài)投資回收期= 初始投資額÷ 年凈收益=27 000 元÷2 677 元/年=10. 1 年。
1. 1. 2 分布式光伏發(fā)電系統50%的發(fā)電量上網(wǎng)
(1)年售電收入。若分布式光伏發(fā)電系統50%的發(fā)電量作為自用電，50% 的發(fā)電量上網(wǎng)，年售電收益A為
A=P0Q/2+QB+P1Q1+ P2Q2+ P3Q3 (2)
式中:P 0為脫硫標桿上網(wǎng)電價(jià)，元/(kW•h);B 為國家、省、市三級政府補貼額，元/(kW•h);P1、P2、P3為各檔階梯電價(jià);Q1、Q2、Q3為各檔階梯電價(jià)內的自用電量。
湖北省武漢市居民用電階梯電價(jià)第一檔為每月0 ～ 180 kW•h，電價(jià)0. 573 元/(kW•h);第二檔為181 ～ 400 kW•h，電價(jià)0. 623 元/(kW•h);第三檔為401 kW•h及以上，電價(jià)0. 873 元/(kW•h)。
(2)年凈收益。依照式(2) 計算得到在武漢地區本居民分布式光伏發(fā)電系統50% 的發(fā)電量作為自用電時(shí)年售電收益為3 009 元，扣除運行維護費用后，年凈收益為2 859 元。
(3) 內部收益率。同樣方法得出內部收益率為9. 9%。
(4)靜態(tài)投資回收期。靜態(tài)投資回收期= 初始投資額÷ 年凈收益=27 000 元÷2 859 元/年= 9. 4 年。
1. 1. 3 分布式光伏發(fā)電系統100%的發(fā)電量自用
(1)年售電收入。若分布式光伏發(fā)電系統100%的發(fā)電量作為自用電，0%的發(fā)電量上網(wǎng)，年收益A 為
A = QB + P1Q1 + P2Q2 + P3Q3 (3)
(2)年凈收益。依照式(3)，計算得到在武漢地區，本居民分布式光伏發(fā)電系統100% 的發(fā)電量作為自用電時(shí)，年售電收益為3 246 元，扣除運行維護費用后，年凈收益為3 096 元。
(3) 內部收益率。同樣方法得出內部收益率為11. 2%。
(4)靜態(tài)投資回收期。靜態(tài)投資回收期= 初始投資額÷ 年凈收益= 27 000 元÷ 3 096 元/年=8. 7 年。
1. 2 多地區比較
依據太陽(yáng)能資源豐富程度，全國劃分為4 類(lèi)地區，各類(lèi)地區的太陽(yáng)能年輻射量與年平均日照當量差異較大。選取呼和浩特、天津、武漢、杭州、溫州、成都進(jìn)行比較分析。采用武漢地區經(jīng)濟性分析方法，分析比較本3 kW 的居民分布式光伏發(fā)電系統在這幾個(gè)城市的經(jīng)濟性，結果如表1 所示。
表1 多地區居民分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性對比
1. 3 敏感性分析
對于影響居民分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性的關(guān)鍵因素，需要進(jìn)行敏感性分析。居民分布式光伏發(fā)電系統所發(fā)電量的上網(wǎng)比例對于其經(jīng)濟性有較大影響，表1 中分為發(fā)電量100% 上網(wǎng)、50% 上網(wǎng)和100% 自用這3 種情況進(jìn)行敏感性分析，得到了不同情況下的經(jīng)濟指標。
居民分布式光伏發(fā)電系統的年利用小時(shí)數對于其經(jīng)濟性也有較大的影響，也需要進(jìn)行敏感性分析。現以表1 中居民分布式光伏發(fā)電系統在武漢地區的年利用小時(shí)數為基數，研究年利用小時(shí)數在增加10%、不變化和減小10%這3 種情況下，居民分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性，計算結果如表2 所示。
表2 居民分布式光伏發(fā)電系統年利用小時(shí)數敏感性分析
1. 4 經(jīng)濟性分析結論
(1)由表1 知，同一套居民分布式光伏發(fā)電系統，在不同地區的年凈收益、內部收益率、靜態(tài)投資回收期均有很大差異。除屬于太陽(yáng)能資源第4 類(lèi)地區的成都外，居民分布式光伏發(fā)電系統在大部分地區的內部收益率能達到8% 以上，靜態(tài)投資回收期為6 ～10 年，內部收益率明顯高于銀行長(cháng)期儲蓄利率，顯示項目具有良好的經(jīng)濟性和較高的投資價(jià)值。
(2)不同地區的太陽(yáng)能年輻射量和年日照時(shí)間差別，決定了各地區的年發(fā)電量，并影響了居民分布式光伏發(fā)電系統的內部收益率和靜態(tài)投資回收期，如呼和浩特、天津、武漢、成都分別屬于1 ～ 4 類(lèi)太陽(yáng)能資源地區，在補貼政策相同的情況下，太陽(yáng)能資源越豐富的地區，居民分布式光伏發(fā)電系統的內部收益率越高，靜態(tài)投資回收期越短。
(3)由于各省市燃煤機組脫硫標桿上網(wǎng)電價(jià)、階梯電價(jià)政策、對居民分布式光伏發(fā)電補貼政策的不同，對居民分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性有重要影響。如溫州市大力支持分布式光伏發(fā)電應用，在系統投運前5 年另外補貼0. 3 元/(kW•h)，使內部收益率達到17. 2%，靜態(tài)投資回收期縮短到5. 9 年。而同屬太陽(yáng)能資源第3 類(lèi)地區的武漢和杭州，在經(jīng)濟性上存在較大差距。
(4)在研究居民分布式光伏發(fā)電系統發(fā)電量上網(wǎng)比例和年利用小時(shí)數這2 個(gè)因素對居民分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性的影響時(shí)，采用了敏感性分析方法。結果表明，居民分布式光伏發(fā)電系統所發(fā)電量自用比例越大，則內部收益率越大，靜態(tài)投資回收期越短，項目經(jīng)濟性越好。主要由于燃煤機組脫硫標桿上網(wǎng)電價(jià)低于居民用電電價(jià)，這也符合分布式光伏發(fā)電“自發(fā)自用，余量上網(wǎng)”的特點(diǎn)。在發(fā)電量上網(wǎng)比例相同的情況下，年利用小時(shí)數越高，則居民分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性越好。以發(fā)電量50% 上網(wǎng)為例，年利用小時(shí)數增長(cháng)率為10% 時(shí)內部收益率由8. 8% 增加到10. 4%，增長(cháng)率為18%，說(shuō)明年利用小時(shí)數對于居民分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性有顯著(zhù)影響。
2 工商業(yè)分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性分析
2. 1 經(jīng)濟性分析算例
以1臺裝機容量200 kW 的分布式光伏發(fā)電系統為例，分析該系統在武漢地區工商業(yè)企業(yè)廠(chǎng)房屋頂安裝使用的經(jīng)濟性。由式(1) 得到該系統年發(fā)電量為214 500 kW•h。
在分析工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統年收益時(shí)，也分為系統所發(fā)電量100% 上網(wǎng)、50% 上網(wǎng)和100% 自用這3 種情況。
2. 1. 1 分布式光伏發(fā)電系統100%的發(fā)電量上網(wǎng)
(1)年售電收入。若該分布式光伏發(fā)電系統的發(fā)電量100%上網(wǎng)，售出價(jià)與居民分布式光伏發(fā)電相同，為0. 878 2 元/( kW • h )，則年售電收入為0. 878 2 元/(kW•h) × 214 500 kW = 18. 8 萬(wàn)元。
(2)年凈收益。該分布式光伏發(fā)電系統每年運行維護費用為1 萬(wàn)元。同時(shí)，國家財政部和國稅總局自2013 年10 月1 日起至2015 年12 月31 日，對分布式光伏上網(wǎng)售電實(shí)行增值稅即征即退50% 的政策，即按8. 5%征收增值稅，考慮到政府扶持光伏產(chǎn)業(yè)政策的長(cháng)期性和連續性，測算期中每年均按8. 5%考慮。因此年凈收益為(18. 8 －1)萬(wàn)元/1. 085 =16. 4 萬(wàn)元。
(3)內部收益率。該分布式光伏發(fā)電系統總造價(jià)為180 萬(wàn)元，年凈收益為16. 4 萬(wàn)元。假設系統使用年限為20 年，得出內部收益率為7. 5%。
(4)靜態(tài)投資回收期。靜態(tài)投資回收期= 初始投資額÷ 年凈收益=180 萬(wàn)元÷16. 4 萬(wàn)元/年=11. 0 年。
2. 1. 2 分布式光伏發(fā)電系統50%的發(fā)電量上網(wǎng)
年售電收入。若該分布式光伏發(fā)電系統50%的發(fā)電量作為自用電，50% 的發(fā)電量上網(wǎng)，售電年收益A 為
A=Q(P0+B)/2+Q(P4+B)/2 (4)
式中P4為一般工商業(yè)電價(jià)，元/(kW•h);
(2) 年凈收益。武漢市一般工商業(yè)用電電價(jià)為0. 983 元/(kW•h)(1 kV 以?xún)?，依照式(4)計算得到在武漢地區本工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統50% 的發(fā)電量作為自用電時(shí)年售電收益為24. 5 萬(wàn)元，扣除運行維護費用1 萬(wàn)元和8. 5%增值稅后，年凈收益為21. 7 萬(wàn)元。
(3) 內部收益率。同樣方法得出內部收益率為12. 2%。
(4)靜態(tài)投資回收期。靜態(tài)投資回收期= 初始投資額÷ 年凈收益=180 萬(wàn)元÷21. 7 萬(wàn)元/年=8. 3 年。
2. 1. 3 分布式光伏發(fā)電系統100%的發(fā)電量自用
(1) 年售電收入。若該分布式光伏發(fā)電系統100%的發(fā)電量作為自用電，0% 的發(fā)電量上網(wǎng)，年收益A為
A = Q(P4 + B) (5)
年凈收益。依照式(5) 計算得到在武漢地區本工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統100% 的發(fā)電量作為自用電時(shí)年售電收益為30. 1 萬(wàn)元，扣除運行維護費用1 萬(wàn)元和8. 5%增值稅后，年凈收益為26. 8 萬(wàn)元。
(3) 內部收益率。同樣方法得出內部收益率為16. 5%。
(4)靜態(tài)投資回收期。靜態(tài)投資回收期= 初始投資額÷ 年凈收益= 200 萬(wàn)元÷ 25. 9 萬(wàn)元/年=6. 7 年。
2. 2 多地區比較
分析比較200 kW 的工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統在呼和浩特、天津、武漢、杭州、溫州、成都這幾個(gè)城市的經(jīng)濟性，結果如表3 所示。
表3 多地區工商業(yè)分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性對比
2. 3 敏感性分析
對于影響工商業(yè)分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性的關(guān)鍵因素，需要進(jìn)行敏感性分析，方法與居民分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性分析一致。工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統所發(fā)電量的上網(wǎng)比例對于其經(jīng)濟性有較大影響，表3中得到了不同情況下的經(jīng)濟指標。工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統的年利用小時(shí)數對于其經(jīng)濟性也有較大的影響，用同樣方法進(jìn)行敏感性分析，計算結果如表4 所示。
表4 工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統年利用小時(shí)數敏感性分析
2. 4 經(jīng)濟性分析結論
由表3 知，同一臺工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統，在第4 類(lèi)地區成都以外的大部分地區的內部收益率能達到7. 5%以上，靜態(tài)投資回收期為5 ～ 11 年，具有較高的投資價(jià)值。工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統的內部收益率和靜態(tài)投資回收期仍受使用地區太陽(yáng)能資源的影響，在補貼政策相同的情況下，太陽(yáng)能資源越豐富的地區，分布式光伏發(fā)電系統的內部收益率越高，靜態(tài)投資回收期越短。
(2)由于各省市燃煤機組脫硫標桿上網(wǎng)電價(jià)、一般工商業(yè)電價(jià)、對于工商業(yè)分布式光伏發(fā)電補貼政策的不同，對工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統的經(jīng)濟性有重要影響。如浙江省、溫州市對工商業(yè)分布式光伏發(fā)電補貼分別為0. 1 元/(kW•h) 和0. 2 元/(kW•h)，使得本工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統在溫州市的內部收益率最高達到19. 7%，靜態(tài)投資回收期最短為5. 7 年，極大地提高了分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性。
(3)在研究工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統發(fā)電量上網(wǎng)比例和年利用小時(shí)數這2 個(gè)因素對工商業(yè)分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性的影響時(shí)，同樣采用了敏感性分析方法，結果與居民分布式光伏發(fā)電一致。由于一般工商業(yè)電價(jià)遠高于燃煤機組脫硫標桿上網(wǎng)電價(jià)和居民用電電價(jià)，使不同上網(wǎng)比例下的經(jīng)濟性差別較大。以發(fā)電量50%上網(wǎng)為例，年利用小時(shí)數增漲率為10% 時(shí)內部收益率由7. 5%增加到8. 6%，增長(cháng)率為15%，說(shuō)明年利用小時(shí)數對于工商業(yè)分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性也有顯著(zhù)影響。
3 存在的問(wèn)題及其對策
3. 1 審批流程
國家能源局發(fā)布《光伏電站項目管理暫行辦法》，將分布式光伏發(fā)電核準制簡(jiǎn)化為備案制，具體備案辦法由省級人民政府制定。但目前大部分省級備案方法均未出臺，地市相關(guān)政策更加延后。國家能源局要求實(shí)行備案制的各省項目規模要控制在各省年度指導規模指標范圍以?xún)龋魇∫幠Ｖ笜巳绾畏峙溥�不明確，這些都影響了光伏發(fā)電項目的審批進(jìn)度。因此，必須加快國家政策在各個(gè)省市的具體落實(shí)，完善備案制相關(guān)政策，才能加快分布式光伏發(fā)電發(fā)展速度。
3. 2 售電結算
居民分布式光伏發(fā)電的上網(wǎng)電量銷(xiāo)售給電網(wǎng)，但目前電網(wǎng)公司要求居民必須先開(kāi)具增值稅發(fā)票才能從電網(wǎng)公司獲得相應的售電收入，但居民分布式光伏發(fā)電項目不能進(jìn)行工商登記注冊，無(wú)法開(kāi)具增值稅發(fā)票，目前大部分是以收條或普通發(fā)票代替，不利于居民分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的長(cháng)期健康發(fā)展。工商業(yè)分布式光伏發(fā)電中企業(yè)需承擔相應的增值稅等成本，雖然當前政策是增值稅減半至8. 5% 征收，但是有效期只有2 年，后續相應政策需要盡早明確。
國家出臺的鼓勵分布式光伏發(fā)電的相關(guān)政策只是框架性文件，需要能源局與財政部等政府部門(mén)加強協(xié)調，進(jìn)一步完善細化配套政策，明確發(fā)票和稅收等政策，促進(jìn)分布式光伏發(fā)電的健康快速發(fā)展。
3. 3 補貼
根據前面計算，當前分布式光伏發(fā)電的經(jīng)濟性主要依靠各級政府的補貼。已出臺地方補貼政策的地區，光伏發(fā)電經(jīng)濟性較好，投資回收期較短，反之未出臺地方補貼政策的地區，光伏發(fā)電僅依靠國家補貼，項目經(jīng)濟性一般，投資回收期較長(cháng)，投資風(fēng)險較大。為此，建議各省市政府盡快完善地方補貼政策。國家發(fā)改委文件中還指出會(huì )根據光伏發(fā)電發(fā)展規模、發(fā)電成本變化情況等因素，逐步調減補貼標準，這給分布式光伏發(fā)電帶來(lái)了較大的不確定性，一定程度上影響了投資者的信心。光伏行業(yè)最主要的補貼資金來(lái)自國家可再生能源發(fā)展基金，但基金規模與行業(yè)需求仍存在巨大缺口，如何拓寬資金來(lái)源，也是急需政府解決的問(wèn)題。
國家能源局目前對全國光伏發(fā)電實(shí)行年度規模管理，部分省份分布式光伏項目配額較大，主要考慮到當地光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平和電力需求等因素。對于分布式光伏發(fā)電全國統一補貼為0. 42 元/(kW•h)，執行簡(jiǎn)潔透明。參考政府對于集中式光伏電站全國分3 類(lèi)地區差異化補貼，也可考慮對分布式光伏發(fā)電在政策上采取差異化補貼，與配額管理相結合，促進(jìn)發(fā)展條件更好、需求更大的地區率先發(fā)展分布式光伏發(fā)電。
3. 4 屋頂資源
本文分析的居民分布式光伏發(fā)電系統裝機容量為3 kW，基本滿(mǎn)足普通家庭的日常用電，需要的屋頂面積約為30 m2，占用面積較大，在農村獨棟獨戶(hù)房屋或者別墅較易找到合適屋頂。但城市中大多數是多層和高層建筑，一般只有頂樓住戶(hù)才可能利用如此大面積的屋頂，而且占用屋頂還需要與樓棟其他居民以及小區物業(yè)協(xié)調溝通，避免糾紛。政府部門(mén)需要在政策上引導制定高層建筑屋頂的產(chǎn)權和使用權的相關(guān)規定和管理辦法，同時(shí)，規劃、設計和施工中的屋頂，應將分布式光伏發(fā)電系統安裝需要提前納入考慮。
而對于工商業(yè)分布式光伏發(fā)電主要是利用企業(yè)廠(chǎng)房屋頂，分為彩鋼和混凝土屋頂。彩鋼廠(chǎng)房屋頂一般壽命為15 年，而分布式光伏發(fā)電系統的壽命為20 ～ 25 年，也存在一定的矛盾，影響分布式光伏發(fā)電收益。同時(shí)，由于存在多家企業(yè)共用一個(gè)廠(chǎng)房屋頂的情況，需要完善廠(chǎng)房屋頂產(chǎn)權和使用權的相關(guān)配套政策，若企業(yè)發(fā)生停產(chǎn)轉移等導致用電量減小的情況也會(huì )影響收益。
3. 5 商業(yè)模式
分布式光伏發(fā)電現在主要是自建模式，由擁有屋頂資源的居民或工商業(yè)企業(yè)來(lái)自發(fā)自用，余量上網(wǎng)，但這種模式不利于分布式光伏發(fā)電的快速發(fā)展。需探索由光伏發(fā)電企業(yè)主導，合同能源管理、政府統一建設、租賃屋頂建設等多種模式，最終形成合理的市場(chǎng)商業(yè)模式。同時(shí)還需要完善結算方式相關(guān)規定，盡量由電網(wǎng)公司收繳電費，避免運營(yíng)方與企業(yè)之間的糾紛。
4 結論
(1)居民和工商業(yè)分布式光伏發(fā)電在1、2、3 類(lèi)太陽(yáng)能資源地區，內部收益率能達到8% 以上，靜態(tài)投資回收期為5 ～ 11 年，具有良好的經(jīng)濟性和較高的投資價(jià)值。
(2)太陽(yáng)能資源、政府補貼、分布式光伏發(fā)電上網(wǎng)比例、分布式光伏發(fā)電系統利用小時(shí)數等因素，對居民和工商業(yè)分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性都有很大影響。
(3)工商業(yè)分布式光伏發(fā)電在同一地區以及相同上網(wǎng)比例條件下，經(jīng)濟性?xún)?yōu)于居民分布式光伏發(fā)電，具有更好的投資收益。
(4)為促進(jìn)我國光伏產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展，還需要從審批流程、售電結算、補貼、屋頂資源、商業(yè)模式等多方面不斷完善。
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