王芝福 厲晗雋 趙大威

（1.中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122；2.法國(guó)巴黎政治學(xué)院，法國(guó) 巴黎 75007）

0 引言

由于國(guó)際工程承包競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，因此業(yè)主對(duì)最低LCOE的要求日益提高，該文以某光伏發(fā)電項(xiàng)目為例，指出承包商應(yīng)從業(yè)主角度出發(fā)，綜合考慮項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)等因素，分析項(xiàng)目的各種邊界條件，統(tǒng)籌各項(xiàng)成本投入，為業(yè)主提供基于平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）最低值的EPC 解決方案，從而提高投標(biāo)命中率。該文采用美國(guó)國(guó)家能源署的CREST 模型，通過(guò)對(duì)影響LCOE關(guān)鍵因素的相互作用，如容量因子、建設(shè)成本、運(yùn)維成本等，提出了有益的建議。

1 國(guó)際光伏發(fā)電項(xiàng)目EPC 新需求

1.1 一站式解決方案

隨著中國(guó)承包商的走出去戰(zhàn)略，中國(guó)企業(yè)在國(guó)際光伏發(fā)電工程項(xiàng)目承包市場(chǎng)中占據(jù)了越來(lái)越大的份額，競(jìng)爭(zhēng)也愈發(fā)激烈。同時(shí)隨著光伏設(shè)備的價(jià)格降低，使光伏發(fā)電項(xiàng)目在各國(guó)電力市場(chǎng)越來(lái)越具有競(jìng)爭(zhēng)力，上網(wǎng)電價(jià)屢創(chuàng)新低，成為多個(gè)國(guó)家最便宜的電源。由于光伏發(fā)電項(xiàng)目是一種設(shè)備占比非常高的工程項(xiàng)目，該項(xiàng)目除主設(shè)備之外其他的輔助設(shè)備較多且雜，項(xiàng)目業(yè)主一般情況下不愿意自己采購(gòu)，主要原因包括2 個(gè)：1）輔助設(shè)備的制造商主要在中國(guó)，專業(yè)化程度較高，每種設(shè)備的生產(chǎn)商眾多，魚(yú)龍混雜。2）專業(yè)化的輔助設(shè)備生產(chǎn)商總體營(yíng)收不大，國(guó)際市場(chǎng)開(kāi)拓人員較少，與國(guó)外業(yè)主交流不便，不愿意直接面對(duì)國(guó)際采購(gòu)商，例如光伏發(fā)電項(xiàng)目中的匯流箱等。3）業(yè)主專業(yè)人員有限，如單獨(dú)請(qǐng)咨詢，不僅費(fèi)用較高，而且仍難以解決信息不對(duì)稱問(wèn)題。4）光伏發(fā)電項(xiàng)目工期較短，短期用工要求高，專業(yè)化程度高，需要有經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目管理人員組織團(tuán)隊(duì)施工。

考慮以上因素，光伏發(fā)電項(xiàng)目業(yè)主一般傾向于尋找一個(gè)EPC 總承包商，從而降低業(yè)主的管理成本，讓專業(yè)的人干專業(yè)的活。

1.2 從業(yè)主的角度提供EPC 方案

國(guó)際市場(chǎng)上大量的光伏發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)模式一般是通過(guò)業(yè)主對(duì)電價(jià)進(jìn)行競(jìng)標(biāo)，價(jià)低者獲得項(xiàng)目。在競(jìng)標(biāo)過(guò)程中業(yè)主需要考慮的成本包括融資成本、項(xiàng)目的征地成本、辦理各種許可的成本、建設(shè)成本（EPC 總承包成本）、建完后的項(xiàng)目運(yùn)維成本等，其中建設(shè)成本占比最大，所以在電價(jià)競(jìng)標(biāo)的過(guò)程中，合理的EPC 總承包價(jià)格是業(yè)主贏得電價(jià)競(jìng)標(biāo)的關(guān)鍵，因此很多業(yè)主越來(lái)越傾向于在電價(jià)競(jìng)標(biāo)的前期就綁定EPC總承包商，以免費(fèi)獲取最優(yōu)的價(jià)格和最合理的技術(shù)方案。

因此，對(duì)于EPC 總承包商來(lái)說(shuō)，前期階段提供給業(yè)主的方案就不能僅從EPC 的角度出發(fā)提供報(bào)價(jià)，而需要從業(yè)主的角度出發(fā)，為業(yè)主提供最具競(jìng)爭(zhēng)力的電價(jià)，即在業(yè)主設(shè)定邊界條件下的最低LCOE。這種從業(yè)主角度提供一站式解決方案的總承包方式，真正做到了為業(yè)主考慮，大大提高了EPC 總承包商的項(xiàng)目中標(biāo)率。

2 LCOE 模型及其說(shuō)明

2.1 LCOE 模型

平準(zhǔn)化度電成本LCOE（Levelized Cost Of Energy）是業(yè)主贏得電價(jià)競(jìng)爭(zhēng)的最重要的指標(biāo)，該指標(biāo)意義非常簡(jiǎn)單，就是單位發(fā)電量的成本，也就是將一個(gè)光伏發(fā)電項(xiàng)目全生命周期內(nèi)所發(fā)生的所有成本除以所發(fā)的總電量，即可得出，如公式（1）所示。

式中：I0為初始投資，除了EPC 成本，對(duì)于光伏發(fā)電項(xiàng)目，還可能涉及其他成本如征地補(bǔ)償、各種許可申請(qǐng)等費(fèi)用、融資成本等；n為系統(tǒng)運(yùn)行年限，對(duì)于光伏發(fā)電項(xiàng)目，一般組件的保證壽命為25 a，因此項(xiàng)目壽命期可取25 a；Dn為系統(tǒng)折舊，考慮到折舊的抵稅效應(yīng)，尤其是對(duì)于加速折舊會(huì)產(chǎn)生較多的稅收優(yōu)惠，折舊帶來(lái)的收益應(yīng)從總成本中扣除；i為年利率；T為項(xiàng)目所在國(guó)的所得稅率；An為系統(tǒng)的第n年的運(yùn)維成本及其他成本；Vr為系統(tǒng)壽命期末的殘值；Yn為系統(tǒng)第n年的理論發(fā)電量。

2.2 LCOE 模型的修正

由于上述模型較為簡(jiǎn)單，未完全考慮光伏發(fā)電項(xiàng)目各種輸入的邊界條件，為此工作人員采用美國(guó)國(guó)家能源署（NREL）的可再生能源成本CREST（Cost of Renewable Energy Spreadsheet tool）工具對(duì)光伏發(fā)電項(xiàng)目的投融資模式和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行貼近工程實(shí)際應(yīng)用分析，對(duì)LCOE的影響因素做敏感性分析。

決定光伏發(fā)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益的直接因素是光伏發(fā)電項(xiàng)目的收入與支出，包括3 個(gè)方面：1）收入來(lái)源為裝機(jī)容量（MW）、容量因子（主要反映了發(fā)電的效率，由太陽(yáng)輻射量或年等效利用小時(shí)數(shù)決定，隨時(shí)間變化會(huì)有因組件衰減、逆變器老化、模塊臟污和太陽(yáng)光照不足造成的損失）、單位電量電價(jià)和其他收入（PPA 購(gòu)電協(xié)議和其他激勵(lì)政策）。2）支出的主要因素[1]。一次性的建設(shè)成本（通常由光伏發(fā)電項(xiàng)目EPC 合同約定）；運(yùn)維費(fèi)用（通常以光伏發(fā)電項(xiàng)目運(yùn)行25a計(jì)算，包括運(yùn)維、土地租賃、企業(yè)開(kāi)銷、通貨膨脹等）；貸款償還成本（在還款年限內(nèi)定期償還貸款利息和本金）；稅收優(yōu)惠政策（中央和地方政府稅收優(yōu)惠政策等）。3）其他因素如碳排放交易中的核證減排機(jī)制等也會(huì)對(duì)光伏發(fā)電項(xiàng)目收支造成影響，暫不考慮。其他因素如光伏組件衰減率、逆變器更換、現(xiàn)金等已經(jīng)計(jì)算在模型內(nèi)。

CREST 模型根據(jù)光伏發(fā)電項(xiàng)目的凈現(xiàn)值NPV ≥0 反算出LCOE價(jià)格。

3 項(xiàng)目的邊界條件

3.1 不同地區(qū)的光伏資源不一樣

光伏發(fā)電項(xiàng)目的收益很大程度上受到該地區(qū)光伏資源的制約，包括以下2 點(diǎn)：1）自然條件。由于太陽(yáng)高度角的不同和地理緯度的不同，一般來(lái)說(shuō)緯度低的地區(qū)太陽(yáng)高度角大，太陽(yáng)輻射強(qiáng)；晴天天數(shù)多，海拔高、空氣稀薄、大氣透明度大時(shí)太陽(yáng)輻射能量更大；日照時(shí)間越長(zhǎng)，地面所獲的太陽(yáng)能總輻射越多。2）技術(shù)和設(shè)備條件，包括光伏組件的效率和質(zhì)量、光伏支架的安裝方式和傾角，逆變器效率，其他因素如因清潔不當(dāng)或不及時(shí)造成的遮擋或灰塵沉降、鳥(niǎo)糞污染等，清洗前后的發(fā)電量差異可達(dá)5%～7%。在具體計(jì)算時(shí)，工作人員用容量因子（%）來(lái)衡量某地區(qū)光伏發(fā)電量的大小。以杭州地區(qū)為例，全年日照時(shí)長(zhǎng)大約為1 471 h，容量因子約為10%，與杭州緯度相同的太陽(yáng)能條件優(yōu)越的中東地區(qū)可以達(dá)到2 900 h～4 800 h，容量因子可達(dá)到18%。

3.2 不同地區(qū)的融資成本不同

對(duì)光伏發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行投資時(shí)，資金包括企業(yè)或業(yè)主的自有資金和融資獲得的其他資金。中資企業(yè)在推進(jìn)海外項(xiàng)目融資的過(guò)程中，將涉及可提供貸款的境外商業(yè)銀行、中國(guó)政策性銀行和大型中國(guó)商業(yè)銀行、在對(duì)應(yīng)地區(qū)開(kāi)展投資業(yè)務(wù)的中方主權(quán)投資基金和中國(guó)出口信用保險(xiǎn)公司（中信保）等金融機(jī)構(gòu)。經(jīng)濟(jì)金融發(fā)展水平和狀況不同的地區(qū)和不同金融機(jī)構(gòu)的選擇使利率存在差異，擔(dān)保條款和貸款要求也不同。一般而言，一個(gè)國(guó)家或者地區(qū)經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，信用環(huán)境和法制建設(shè)越好，金融業(yè)和金融市場(chǎng)越發(fā)達(dá)，利率也就越低。對(duì)業(yè)主經(jīng)營(yíng)能力、財(cái)務(wù)狀況、償付能力的盡職調(diào)查將直接影響融資性保函的要求和成本。

3.3 不同地區(qū)的稅收政策不一樣

在不同的國(guó)家和地區(qū)，針對(duì)大型光伏發(fā)電項(xiàng)目所征收的營(yíng)業(yè)稅、企業(yè)所得稅、增值稅、印花稅等稅收優(yōu)惠政策不一而足。以美國(guó)為例，就有針對(duì)可再生能源發(fā)電的稅收激勵(lì)政策，包括生產(chǎn)稅收抵免PTC（Production Tax Credit），風(fēng)能、地?zé)崮芎蜕锬馨l(fā)電可獲得24 美元/MWh 的生產(chǎn)補(bǔ)貼，其他新能源可獲得12 美元/MWh 的補(bǔ)貼。此外，國(guó)家層面有投資稅收抵免ITC（Investment Tax Credit），2019 年允許從聯(lián)邦稅收中扣除安裝光伏發(fā)電項(xiàng)目成本的26%，2022 年開(kāi)始這一比率將下降為10%。

4 案例分析

4.1 假設(shè)條件

在中東地區(qū)建設(shè)裝機(jī)容量為100 MWdc 的光伏發(fā)電項(xiàng)目，建設(shè)期為12 個(gè)月，建設(shè)貸款利率為3%，太陽(yáng)能輻射充足，光照條件優(yōu)越，等效利用小時(shí)數(shù)可達(dá)到2400h/a，容量因子為18%，經(jīng)過(guò)計(jì)算，年發(fā)電量為157 680 000kW·h（年發(fā)電量=裝機(jī)容量×容量因子×365×24），因光伏組件衰減等因素，年發(fā)電量以每年0.4%的速度減少。該項(xiàng)目的生命周期為25 a。工程資金籌措方式按照“商業(yè)貸款+股權(quán)投資”形式，銷售稅金和所得稅等稅款統(tǒng)一按照6%征收?；A(chǔ)的建設(shè)成本和運(yùn)維成本設(shè)置條件見(jiàn)表1。

表1 項(xiàng)目假定條件

該文用VBA 使CREST模型進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)算，選用不同組變量變化將如何影響LCOE。

4.2 不同建設(shè)成本下與容量因子對(duì)LCOE 的影響

選取建設(shè)成本和容量因子作為第一組變量，在建設(shè)成本為47 000 000 美元的前提下，建設(shè)成本以1%的步長(zhǎng)增長(zhǎng)，容量因子以0.3%的步長(zhǎng)增長(zhǎng)。通過(guò)VBA 運(yùn)算得到對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)，得出不同建設(shè)成本與不同容量因子下的LCOE值（表2），即建設(shè)成本變化區(qū)間為100%～110%，容量因子變化區(qū)間為100%～103%，LCOE變化區(qū)間為3.228～3.518。由數(shù)據(jù)點(diǎn)可以找到一些規(guī)律，建設(shè)成本和容量因子以對(duì)應(yīng)比例增長(zhǎng)，具體為建設(shè)成本每增加1%，容量因子需要對(duì)應(yīng)提高約0.6%，才能使LCOE單位發(fā)電成本保持恒定。

表2 不同建設(shè)成本與不同容量因子下的LCOE 值

為提高發(fā)電容量因子，需要對(duì)光伏發(fā)電項(xiàng)目的容量因子影響因素進(jìn)行分析：1）科學(xué)設(shè)計(jì)光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)，如考慮因季節(jié)氣候變化帶來(lái)的太陽(yáng)光輻射強(qiáng)度變化，對(duì)比固定式、可調(diào)式及跟蹤式支架的建設(shè)成本投入與容量因子的增加，以便得到最低LCOE。2）以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化設(shè)計(jì)，保證光伏發(fā)電項(xiàng)目生產(chǎn)活動(dòng)的高效穩(wěn)定。建設(shè)成本的投入可以將科學(xué)合理地選擇電氣設(shè)備作為重點(diǎn)[2]，全面分析設(shè)備自身性能、選擇相應(yīng)規(guī)格的設(shè)備，最大程度地消除外在因素對(duì)設(shè)備的影響；根據(jù)光伏發(fā)電項(xiàng)目運(yùn)行的具體環(huán)境，提高電力生產(chǎn)效率，降低電能轉(zhuǎn)換與發(fā)電輸送流失的電力。

4.3 同一融資方案下適度增加建設(shè)成本能降低運(yùn)維成本

光伏發(fā)電項(xiàng)目影響LCOE的最重要因素建設(shè)成本和運(yùn)維成本，如果以建設(shè)成本與運(yùn)維成本為變量，觀察到兩者反向變動(dòng)對(duì)LCOE的影響。在保證融資貸款利率、債務(wù)與股權(quán)比例、還款年限等資本結(jié)構(gòu)不變的前提下，經(jīng)CREST模型的模擬運(yùn)算，單位運(yùn)維成本以3 美元/kW/年計(jì)，從100%提高到140%，以步長(zhǎng)5%的幅度增加；假設(shè)建設(shè)成本相應(yīng)降低，各項(xiàng)總和為47 000 000 美元，從100%降低到95%，以步長(zhǎng)0.5%減少。分析運(yùn)算數(shù)據(jù)列表中不同總投資與不同運(yùn)維費(fèi)用下的LCOE值，見(jiàn)表3，通過(guò)觀察可知每增加0.5%的建設(shè)成本，減少約5%單位運(yùn)維成本，仍可保持LCOE不變。

表3 不同總投資與不同運(yùn)維費(fèi)用下的LCOE 值

為加速光伏行業(yè)進(jìn)入“平價(jià)時(shí)代”，使LCOE達(dá)到最佳，光伏發(fā)電項(xiàng)目的精細(xì)化、數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型為大勢(shì)所趨。通過(guò)適度增加建設(shè)成本，引入如智能清洗機(jī)器人、無(wú)人智能巡檢機(jī)、割草機(jī)器人等專業(yè)化運(yùn)維設(shè)備[3]，應(yīng)用軟件對(duì)電站完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、PR 分析、組串故障定位、缺陷管理、自動(dòng)化報(bào)表管理等工作，實(shí)現(xiàn)24 h 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等，能有效提高光伏發(fā)電項(xiàng)目運(yùn)行效率，降低經(jīng)濟(jì)損失，延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在以項(xiàng)目融資形式實(shí)施的光伏發(fā)電項(xiàng)目中，在對(duì)CREST 模型進(jìn)行模擬運(yùn)算后，為使LCOE達(dá)到最優(yōu)值，對(duì)影響光伏發(fā)電項(xiàng)目度電成本的容量因子、建設(shè)成本和運(yùn)維成本進(jìn)行協(xié)同考量。如在該文設(shè)定條件下，建設(shè)成本每增加1%，容量因子需要對(duì)應(yīng)提高0.6%，LCOE可保持不變；每增加0.5%的總體建設(shè)成本，則單位運(yùn)維成本可降低5%，仍能保持LCOE不變。對(duì)光伏發(fā)電項(xiàng)目選址、技能技術(shù)、元件設(shè)備性能、衰減等方面進(jìn)行綜合考量，最大化發(fā)電量；同時(shí)在保持項(xiàng)目質(zhì)量的前提下適度降低建設(shè)和運(yùn)維成本，能有效降低LCOE。在具體項(xiàng)目操作和執(zhí)行的過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際情況，可以結(jié)合CREST模型進(jìn)行模擬運(yùn)算，輔助項(xiàng)目決策。