金強(qiáng)，史梓男，李敬如，楊露露

(國(guó)網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，北京市 100052)

0 引言

隨著可再生能源的開(kāi)發(fā)和分布式發(fā)電技術(shù)研究的實(shí)用化，分布式發(fā)電已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用階段，各類(lèi)分布式電源大量接入配電網(wǎng)。分布式發(fā)電項(xiàng)目一般具有節(jié)能減排效益，因此得到越來(lái)越多的關(guān)注。文獻(xiàn)［1］提出了一種計(jì)算節(jié)能減排項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益的分析方法，文獻(xiàn)［2］提出加快建立環(huán)境影響經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù)體系對(duì)項(xiàng)目的環(huán)境效益進(jìn)行量化分析，文獻(xiàn)［3］給出了一種評(píng)價(jià)節(jié)能項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)和方法，文獻(xiàn)［4-5］從不同層面分析了分布式發(fā)電工程的成本和收益，文獻(xiàn)［6-7］對(duì)分布式發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了相關(guān)的研究并提出了分析模型。

在對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)中，國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)是其重要組成部分，是制定國(guó)家投資決策的重要依據(jù)。文獻(xiàn)［8-9］介紹了國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中影子價(jià)格的基本分析方法，特別對(duì)電力影子價(jià)格的測(cè)算方法進(jìn)行了分析，提出了具體計(jì)算方法。本文依照國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)理論，以某光伏發(fā)電工程項(xiàng)目為例對(duì)分布式光伏發(fā)電工程項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)光伏發(fā)電的發(fā)展政策提出建議。

1 國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法

分布式發(fā)電具有節(jié)約非可再生資源，高效環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此目前國(guó)家通過(guò)財(cái)政補(bǔ)貼的方式來(lái)保證發(fā)電企業(yè)的財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)滿足利潤(rùn)要求。從國(guó)民經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，按照資源合理配置的原則，分析項(xiàng)目對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的凈貢獻(xiàn)以評(píng)價(jià)項(xiàng)目國(guó)民經(jīng)濟(jì)合理性是非常必要的。

國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)以整個(gè)國(guó)家和整個(gè)社會(huì)為受益主體，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的方法，采用特定的國(guó)家參數(shù)計(jì)算來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)，著重考察項(xiàng)目實(shí)施后對(duì)國(guó)家、社會(huì)帶來(lái)的各種利益。國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)采用的是以機(jī)會(huì)成本決定的影子價(jià)格和影子匯率，所用的標(biāo)準(zhǔn)收益率為社會(huì)收益率。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中無(wú)須計(jì)算稅金、貸款利息等在財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)中作為支出的費(fèi)用項(xiàng)和國(guó)家的政策性補(bǔ)貼等收入項(xiàng)，而項(xiàng)目的效益則需要全面考慮項(xiàng)目對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展、人民生活水平提高的其他方面的貢獻(xiàn)。因此，項(xiàng)目在滿足財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)合理性的基礎(chǔ)上也要滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的合理性。

2 光伏發(fā)電項(xiàng)目國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型

國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中項(xiàng)目費(fèi)用包括直接費(fèi)用和間接費(fèi)用。光伏項(xiàng)目的直接費(fèi)用包括光伏組件、逆變器、線纜、控制保護(hù)通信等設(shè)備及安裝投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用;間接費(fèi)用包括電網(wǎng)備用投資及接網(wǎng)費(fèi)用等;總費(fèi)用Co為

式中:Cpv為光伏組件等設(shè)備及安裝費(fèi)用;Cgrid為光伏接網(wǎng)費(fèi)用;Cs為電網(wǎng)備用投資;Cr為項(xiàng)目運(yùn)行費(fèi)用，均與項(xiàng)目規(guī)模(光伏組件總?cè)萘?有關(guān)。

以上各項(xiàng)費(fèi)用可以近似線性化與發(fā)電規(guī)模成正比，于是，光伏發(fā)電費(fèi)用可以簡(jiǎn)化為

式中:Kc為表征費(fèi)用與光伏電池容量的比例常數(shù);Ppv為光伏電池容量(發(fā)電峰值功率，MW)。就目前的投資結(jié)構(gòu)而言，光伏組件及相關(guān)設(shè)備(逆變器、線纜、保護(hù)控制設(shè)備等)的投資占總投資比例不大，而光伏組件的價(jià)格是決定投資的主要因素。

項(xiàng)目的效益包括直接效益和間接效益，直接效益主要是發(fā)電效益，間接效益包括節(jié)約一次能源的效益、降低碳排放產(chǎn)生的效益、分布式發(fā)電就地利用節(jié)約輸電成本效益、促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展等其他效益。目前，分布式發(fā)電接入帶來(lái)的節(jié)約輸電成本效益及促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展等效益不易量化測(cè)算，因此本文在分析發(fā)電效益時(shí)暫未考慮。其國(guó)民經(jīng)濟(jì)效益可以表示為

式中:Ce為發(fā)電效益;Cf為節(jié)約一次能源費(fèi)用;Ccn為碳排放費(fèi)用;Csn為節(jié)約硫、氮氧化物和煙塵排放治理費(fèi)用。以上各收益均與發(fā)電量有關(guān)，可以近似線性化為

式中:Kb為表征收益與光伏電池發(fā)電量的比例常數(shù);Ep為表征項(xiàng)目所在地年輻射總量的參數(shù);Ppv為光伏電池容量。銷(xiāo)售電價(jià)采用影子價(jià)格。

國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)采用經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率和動(dòng)態(tài)投資回收期等經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。相關(guān)參數(shù)根據(jù)國(guó)家發(fā)改委和建設(shè)部確定的國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù)確定［10］，其中社會(huì)折現(xiàn)率為8%。參照《中國(guó)電力行業(yè)年度發(fā)展報(bào)告》(2011)、《電力監(jiān)管年度報(bào)告》(2011)確定影子電價(jià)為0.5714元/(kW·h)。

3 光伏發(fā)電項(xiàng)目實(shí)例及評(píng)價(jià)指標(biāo)

3.1 建設(shè)成本與運(yùn)營(yíng)成本參數(shù)

建設(shè)成本包括直接與間接的成本，項(xiàng)目運(yùn)行周期為25年，見(jiàn)表1。其中光伏組件價(jià)格為8.7元/W。

項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)成本主要包含員工薪酬和管理維護(hù)費(fèi)用，見(jiàn)表2。

3.2 收益參數(shù)

太陽(yáng)能資源的分布與各地的緯度、海拔高度、地理狀況和氣候條件有關(guān)，其資源豐富度一般以全年總輻射量和全年日照總時(shí)數(shù)表示。中國(guó)屬于太陽(yáng)能資源豐富的國(guó)家之一，但是在不同地區(qū)差別較大。

本文所考察項(xiàng)目所在地年平均日照為2300 h，年平均輻射量為5330 MJ/m2，安裝10MW光伏發(fā)電，投運(yùn)第1年發(fā)電量可達(dá)到13295 MW·h，測(cè)算參數(shù)如表3所示。

隨著光伏設(shè)備運(yùn)行年限增加，其轉(zhuǎn)換效率逐年遞減，發(fā)電量也相應(yīng)減少。根據(jù)光伏系統(tǒng)普遍技術(shù)要求，25年后電池組件轉(zhuǎn)換效率下降不超過(guò)20%，運(yùn)行第25年時(shí)，年發(fā)電量為10636 MW·h。

光伏發(fā)電國(guó)民經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)采用收益率、凈現(xiàn)值和動(dòng)態(tài)投資回收期來(lái)評(píng)價(jià)，當(dāng)銷(xiāo)售電價(jià)為0.5714元/(kW·h)，社會(huì)折現(xiàn)率為8.0%時(shí)，項(xiàng)目國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的各項(xiàng)指標(biāo)如表4所示。

從該項(xiàng)目的國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看，收益率和凈現(xiàn)值都不滿足要求，在該地區(qū)光伏發(fā)電項(xiàng)目不具備國(guó)民經(jīng)濟(jì)合理性。但從社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及地域差異來(lái)看，影響光伏發(fā)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的因素很多，不能一概而論，需要對(duì)影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的各主要因素做敏感性分析。

4 國(guó)民經(jīng)濟(jì)敏感性分析

從光伏發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)成本和收益來(lái)看，目前光伏組件的費(fèi)用所占建設(shè)成本比例較大，而發(fā)電效益直接影響項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展及地理氣候因素將影響銷(xiāo)售電價(jià)、光伏組件價(jià)格和太陽(yáng)能年輻射水平，并進(jìn)一步影響其項(xiàng)目的國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，因而本文對(duì)銷(xiāo)售電價(jià)、光伏組件價(jià)格、太陽(yáng)能年輻射水平進(jìn)行了敏感性分析，如圖1所示。

圖1 光伏項(xiàng)目的國(guó)民經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值敏感性分析Fig.1 Sensitivity analysis on net present value of national economy of PV project

光伏發(fā)電工程銷(xiāo)售電價(jià)和光伏組件價(jià)格的敏感性分析結(jié)果如圖1(a)所示。當(dāng)發(fā)電小時(shí)數(shù)在2300 h左右(即三類(lèi)地區(qū)，包括山東、河南、河北東南、山西、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南、廣東南部、福建南部、江蘇中北部和安徽北部等地)，光伏組件的造價(jià)為7元/W時(shí)，為保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)合理，光伏發(fā)電電價(jià)不能低于1.4元/(kW·h)。光伏組件造價(jià)成本一直是處于下降趨勢(shì)，出于產(chǎn)能規(guī)模不斷增加，工藝和技術(shù)水平提高，原材料價(jià)格下降等原因，光伏電池組件的價(jià)格在中長(zhǎng)期來(lái)看依然呈下降的趨勢(shì)。目前光伏組件的價(jià)格已經(jīng)從幾十元/W下降至5元/W左右，國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示其水平依然沒(méi)有達(dá)到預(yù)期。

假設(shè)光伏發(fā)電工程銷(xiāo)售電價(jià)和水平面年輻射量的敏感性分析如圖1(b)所示。當(dāng)水平面年輻射水平達(dá)到5863 MJ/m2(最大利用小時(shí)數(shù)為1460 h)、電價(jià)為1.4元/(kW·h)時(shí)項(xiàng)目國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)才會(huì)合理。在一類(lèi)地區(qū)(青藏高原、甘肅北部、寧夏北部和新疆南部等)，光伏發(fā)電的合理國(guó)民經(jīng)濟(jì)成本在1.0元/(kW·h)左右。

在不同的光伏組件造價(jià)情況下，發(fā)電成本與發(fā)電小時(shí)關(guān)系如圖2所示。

圖2 光伏發(fā)電成本電價(jià)隨光伏組件價(jià)格和設(shè)備年發(fā)電小時(shí)數(shù)的變化趨勢(shì)Fig.2 Change trend of PV electricity cost price along with PV modules and equipment annual generation hours

由圖2可知，當(dāng)光伏組件價(jià)格下降至4元/W，最大利用小時(shí)數(shù)為2300 h(一類(lèi)地區(qū)最高水平)，成本電價(jià)為0.55元/(kW·h)?？梢?jiàn)，要在當(dāng)前的成本電價(jià)水平上滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)合理性，需要更低的基礎(chǔ)投資(光伏組件)和較高的發(fā)電效率(太陽(yáng)能資源豐富地區(qū))才能實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)論

(1)在目前的設(shè)備價(jià)格情況下，我國(guó)光伏發(fā)電并不是所有地區(qū)都具備國(guó)民經(jīng)濟(jì)合理性，應(yīng)有選擇、有針對(duì)性地發(fā)展光伏發(fā)電項(xiàng)目，即優(yōu)先在太陽(yáng)能資源豐富地區(qū)建立發(fā)電項(xiàng)目。

(2)隨著技術(shù)進(jìn)步和設(shè)備價(jià)格進(jìn)一步下降，同時(shí)能源價(jià)格(電價(jià))不斷提高，光伏發(fā)電將在更大的范圍內(nèi)逐步具備經(jīng)濟(jì)適應(yīng)性，進(jìn)而在全國(guó)范圍內(nèi)推廣。

(3)當(dāng)傳統(tǒng)的發(fā)電形式成本由于燃料價(jià)格上升從而導(dǎo)致電價(jià)上升時(shí)，光伏發(fā)電的效益將逐步體現(xiàn)。但光伏發(fā)電接入導(dǎo)致電網(wǎng)備用增加，常規(guī)機(jī)組的發(fā)電小時(shí)數(shù)下降，盈利水平下降等因素也不容忽視，應(yīng)考慮采用一定的技術(shù)手段(增加儲(chǔ)能裝置以減少電網(wǎng)備用)和調(diào)控政策以保證各種發(fā)電方式的均衡、協(xié)調(diào)發(fā)展。

［1］張建國(guó)，劉海燕，張建民，等.節(jié)能項(xiàng)目節(jié)能量與減排量計(jì)算及價(jià)值分析［J］.中國(guó)能源，2009，31(5):26-30.

［2］朱洪.加快建立環(huán)境影響經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù)體系［J］.工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，2010(4):6-8.

［3］張建國(guó)，劉海燕，康艷兵，等.節(jié)能項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法研究［J］.中國(guó)能源，2009，31(1):23-27.

［4］Gullí F.Small distributed generation versus centralized supply:A social cost-benefit analysis in the residential and service sectors［J］.Energy Policy，2006，34(7):804-832.

［5］Rawson M.Distributed generation cost and benefits issue paper［R］.California:Public InterestEnergy Research California Energy Commission，2004.

［6］白峪豪，張承海，高振興.分布式發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估模型［J］.能源工程，2011(6):7-12.

［7］曾鳴，田廓，李娜.分布式發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益分析及其評(píng)估模型［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2010，8(34):129-133.

［8］朱海濱.國(guó)民經(jīng)濟(jì)影子價(jià)格的基本分析方法［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2009，15(7):580-583.

［9］徐懷忠，陳貴平.電力影子價(jià)格測(cè)算方法探討［J］.數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究，1993(7):49-55.

［10］國(guó)家發(fā)展改革委、建設(shè)部.建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)［M］.3版.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2006:75-76.