宗媛

（江蘇龍騰工程設計股份有限公司 江蘇南京 210014）

隨著我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展表現(xiàn)出更加分散的能源需求[1]。分布式光伏已成為一種具有廣闊應用前景的發(fā)電技術，為能源市場和客戶帶來了顯著效益。發(fā)展分布式光伏基于我國實際國情和集中式光伏的經(jīng)驗教訓的正確選擇[2]。通過大規(guī)模的政府補貼、減稅計劃或優(yōu)惠的光伏電價等政策激勵措施，促進了分布式光伏的發(fā)展。光伏組件和逆變器成本的快速下降趨勢(預計未來幾年將繼續(xù)下降)使得在屋頂或立面上安裝光伏電站的經(jīng)濟效益顯著，進一步促進了分布式光伏的發(fā)展。

近年來，分析分布式光伏的成本問題和經(jīng)濟效益受到關注。目前，已有諸多學者對分布式光伏的成本和經(jīng)濟效益進行了系列研究，以期對該問題進行有效管控，但研究呈現(xiàn)出零散與龐雜之勢，且缺乏對未來發(fā)展趨勢的系統(tǒng)分析和全面判斷。基于此，本文首先通過文獻調(diào)研，梳理了我國分布式光伏的成本構(gòu)成。其次，基于分布式光伏技術與成本的內(nèi)在關系，探討了未來的技術發(fā)展方向和成本變化趨勢。最后，通過平準化度電成本(Levelized Cost of Energy，LCOE)和內(nèi)部收益率(Internal Rate of Return，IRR)兩個指標來衡量分布式光伏的經(jīng)濟表現(xiàn)及其變化趨勢。根據(jù)以上分析提出了相關政策建議，以促進分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

1 成本

1.1 成本構(gòu)成

分布式光伏的成本主要包括：投資成本、運維成本和財務成本[3]。

分布式光伏的投資成本由光伏組件成本、系統(tǒng)平衡成本(Balance of System， BOS)和其他成本組成。光伏組件成本是由原材料成本決定的，特別是硅料成本，電池加工/制造成本和模塊組裝成本。目前，對于傳統(tǒng)的分布式光伏項目，投資成本大約為5元/瓦。在投資成本中，光伏組件成本占投資成本的46%，所占比重最大，該成本主要與產(chǎn)業(yè)鏈中的硅材料、硅片和電池三個環(huán)節(jié)有關。系統(tǒng)平衡成本占總投資成本的30%，其中匯流箱、配電柜、并網(wǎng)成本相對較高。其他成本占投資成本的24%，然而由于對項目場地的屬性定義模糊，分布式光伏的其他成本難以衡量，需要結(jié)合具體項目來考慮。對于裝機容量較大的項目，可能需要對電纜、變電站和當?shù)仉娋W(wǎng)基礎設施進行額外的投資。

分布式光伏的運維成本主要包括電站折舊成本、人工成本、備用設備成本、設備維護成本等。低于10kW的系統(tǒng)維護成本可忽略不計，但對于MW級發(fā)電廠，維護成本通常占總投資的1%～3%[4]。目前主要有三種運維模式：資產(chǎn)委托、全方位服務委托、服務代理委托。

分布式光伏的財務成本是指投資期間的融資成本和發(fā)電后的稅收成本。對于資金不足的投資者，在投資分布式光伏電站時，需要考慮融資成本。

1.2 成本變化趨勢

隨著市場的完善和日趨成熟，分布式光伏投資的價值凸顯，吸引了大量企業(yè)和資本加入行業(yè)。與此同時，分布式光伏面臨的外部環(huán)境正在發(fā)生深刻變化。影響行業(yè)發(fā)展的不確定性已經(jīng)超過了過去的任何時期。2018年，國家發(fā)改委發(fā)布《關于2018年光伏發(fā)電有關事項的通知》，首次將分布式光伏補貼從0.37元/千瓦時降至0.32元/千瓦時，并限制裝機規(guī)模。分布式光伏產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展的邏輯在于平價后對傳統(tǒng)能源的替代和產(chǎn)業(yè)自身需求的自然增長。隨著補貼的減少，分布式光伏產(chǎn)業(yè)的技術進步必須提高，成本則必須進一步降低。

技術進步對分布式光伏成本降低的影響可從兩方面來理解：一方面，光伏組件價格的下降將直接降低分布式光伏的投資成本，光伏組件具有很高的學習速率。另一方面，組件轉(zhuǎn)換效率的提高意味著同一發(fā)電規(guī)模所需的模塊數(shù)量減少，間接降低了分布式光伏的系統(tǒng)平衡成本和運維成本。如果光伏組件的效率提高1%，光伏發(fā)電系統(tǒng)的價格將下降約17%[5]。

由于分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)中各環(huán)節(jié)的效率提升手段不同，其成本降低的路徑也不同。由于硅料環(huán)節(jié)產(chǎn)能的擴大和凈化技術的進步，考慮到硅料環(huán)節(jié)的高毛利，硅料環(huán)節(jié)成本下降的壓力最小。對于硅片環(huán)節(jié)，主要取決于硅材料成本的降低，再加上金剛線切割和長晶技術來滿足成本降低的要求。對于電池環(huán)節(jié)，需要采用PERT、PERC技術來提高效率，應用多電網(wǎng)技術來減少銀漿消耗，以降低成本。對于光伏組件環(huán)節(jié)，通過推廣先進的組件封裝技術，提高整個生命周期內(nèi)的單瓦發(fā)電量，從而降低最終的投資成本。對于系統(tǒng)平衡成本，主要通過應用跟蹤器，提高性能比來降低成本。

2 經(jīng)濟性能

2.1 方法

分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力是光伏項目的IRR。只要能保證運營商的IRR達到有吸引力的水平(如8%或以上)，分布式光伏項目的投資收益就可以保持在較高水平。分布式光伏的新裝機需求得到保證，制造方和運營方便可以同時受益。本文計算了不同地區(qū)、不同運營模式下的內(nèi)部收益率，然后計算了標桿上網(wǎng)電價和補貼下調(diào)對分布式光伏項目IRR的影響。

計算過程中采用的關鍵經(jīng)濟技術參數(shù)如表1所示。三類太陽能資源區(qū)域的基本情況如表2所示。年小時數(shù)由軟件PVsyst計算。脫硫煤標桿電價和銷售電價在當?shù)仉娋W(wǎng)公司查詢，標桿上網(wǎng)電價數(shù)據(jù)從國家能源局獲得，地方補貼數(shù)據(jù)來自地方發(fā)改委頒布的政策。

表1 分布式光伏的經(jīng)濟技術參數(shù)

表2 三類太陽能資源區(qū)域分布式PV的基本情況

其中，LCOE和IRR的計算過程如下：

(1)LCOE

LCOE指的是在發(fā)電站25年的生命周期內(nèi)，總成本(投資+運營+維護+利息)與總發(fā)電量的比率。LCOE由下式求得：

式(1)中：It是第t年的投資成本，單位為元；Ot是第t年的運營成本，單位為元；Mt是第t年的維護成本，單位為元；Ft是第t年的利息支出，單位為元；r是第t年的折現(xiàn)率；T是項目的生命周期，單位為年。

(2)IRR

內(nèi)部收益率由下式求得：

式(2)中：CIt是第t年的現(xiàn)金流入，由分布式光伏發(fā)電的年收入構(gòu)成，單位為元。COt是第t年的現(xiàn)金流出，由初始投資和年運營維護成本組成，單位為元。

2.2 平準化度電成本分析

以呼和浩特(第一類)、北京(第二類)和上海(第三類)太陽能資源區(qū)域代表城市為例進行分析。通過計算得到這三個地區(qū)分布式光伏發(fā)電項目的LCOE分別為0.6790元/千瓦時、0.7905元/千瓦時和0.8470元/千瓦時。這說明太陽能資源越豐富，LCOE越低。我們還可以看到，北京和上海分布式光伏的LCOE低于當?shù)毓ど虡I(yè)電價。這表明，從目前的技術水平和成本來看，用戶側(cè)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)平價。從發(fā)電側(cè)看，三個地區(qū)分布式光伏的LCOE高于當?shù)孛摿蛎簶藯U電價。它揭示了在目前的技術水平下，分布式光伏在發(fā)電側(cè)仍難以實現(xiàn)平價。

2.3 內(nèi)部收益率

2.3.1 三個地區(qū)的內(nèi)部收益率比較

從圖1可知：

圖1 三個地區(qū)的IRR比較

(1)由于第一類和第二類太陽能資源區(qū)的光伏標桿上網(wǎng)電價相對較低，北京和呼和浩特的100%并網(wǎng)分布式光伏系統(tǒng)的內(nèi)部收益率低于8%，電站的投資收益不佳。此外，其他分布式電站的內(nèi)部收益率都大于8%。結(jié)果表明，在這三個地區(qū)投資分布式光伏項目具有良好的經(jīng)濟效益，而北京是三個地區(qū)中最好的一個。

(2)與分布式光伏的LCOE不同，IRR與太陽能資源的豐富程度不成正比。雖然北京和上海的太陽能資源沒有呼和浩特豐富，但這兩個地區(qū)的分布式光伏電站的IRR要高于呼和浩特。這是因為除了國家補貼外，北京和上海還出臺了地方補貼政策來促進分布式光伏的發(fā)展，這在一定程度上彌補了太陽能資源的劣勢。這也說明，政府的補貼應根據(jù)地域差異來制定。對于太陽能資源較少的地區(qū)，增加地方補貼是吸引用戶投資分布式光伏的關鍵。

(3)對于用戶來說，不同的并網(wǎng)模式在投資收益上有很大的差別。自用比例越高，分布式光伏電站的內(nèi)部收益率就越高。由于目前工商業(yè)電價高于脫硫煤標桿電價，節(jié)省的電費高于售電收入。在現(xiàn)行政策下，應根據(jù)自用電量合理確定項目規(guī)模，并盡可能通過提高自用比例來增加項目收益。

2.3.2 標桿上網(wǎng)電價變化下的IRR分析

2013年我國正式實施光伏電站標桿電價政策以來，上網(wǎng)電價逐年下調(diào)。這里，以上海工商業(yè)分布式光伏100%并網(wǎng)為例，分析了這一趨勢下的IRR變化。

從表3可以看出，當單位投資成本保持不變時，標桿電價每下降0.05元/千瓦時，IRR平均下降1.18%。當?shù)谌愘Y源區(qū)標桿電價下降到0.5元/千瓦時，如果單位投資成本為6.5元/瓦，IRR將低至3.57%，低于8%。如果單位投資成本可以降低到4.5元/瓦以下，IRR為8.21%，高于8%。這表明，單位投資成本的下降能夠抵消標桿上網(wǎng)電價的下降。

表3 標桿電價下跌時的IRR變化

2.3.3 補貼變化下的IRR分析

自2018年開始，分布式光伏項目補貼標準逐年下調(diào)。這里，以上海工商業(yè)分布式光伏50%自用為例，分析了這一趨勢下的IRR變化。

從表4可以看出，當單位投資成本保持不變時，政府補貼每下降0.05元/千瓦時，IRR平均下降0.93%。即使取消國家統(tǒng)一補貼，當分布式光伏系統(tǒng)單位投資成本降至5.5元/瓦時，IRR可以達到9.12%，投資回報仍然可觀。根據(jù)2.3.1的結(jié)論，自用的比例越高，IRR越高。因此，對于自用比例較高的分布式光伏電站，抵擋補貼下降的能力將更強。這表明，分布式光伏系統(tǒng)在保持穩(wěn)定的技術進步的條件下，能夠擺脫政策的影響，實現(xiàn)項目自身的經(jīng)濟性。

表4 政府補貼下降時的IRR變化

3 結(jié)論和政策建議

3.1 結(jié)論

綜上分析可知，分布式光伏在未來將具有巨大的投資價值和競爭力。分布式光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵是由政府補貼轉(zhuǎn)向平價的市場需求驅(qū)動，分布式光伏技術的進步和成本的降低將為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造新的機遇。

在北京和上海，分布式光伏發(fā)電的LCOE已經(jīng)低于當?shù)毓ど虡I(yè)電價，在用戶側(cè)已經(jīng)實現(xiàn)了平價。此外，分布式光伏在這三類太陽能資源區(qū)都表現(xiàn)出良好的經(jīng)濟效益和較高的IRR。對于自用比例較高的分布式光伏電站，經(jīng)濟效益更好。

單位投資成本的降低對提高分布式光伏的經(jīng)濟效益起到了積極作用。單位投資成本每降低0.5元/瓦，平均LCOE下降6.14%，平均IRR增加1.42%。隨著單位投資成本的降低，一方面，分布式光伏的LCOE將逐步接近脫硫煤標桿電價，預計到2025年將實現(xiàn)完全平價。另一方面，分布式光伏可以擺脫政策影響，實現(xiàn)項目自身的經(jīng)濟性。

3.2 政策建議

本文通過對分布式光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境的分析，結(jié)合目前的技術和成本研究，提出以下政策建議：

(1)建立科學的技術標準，鼓勵技術創(chuàng)新。逐步提升分布式光伏產(chǎn)業(yè)的整體技術水平，實現(xiàn)光伏產(chǎn)品的全生命周期信息化管理。

(2)加快制定和實施分布式光伏運維標準，推進分布式光伏智能化集成和運維。同時，加強與分布式光伏發(fā)展密切相關的智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)和儲能技術研究，推進配套措施，提高分布式光伏的競爭力。

(3)鼓勵各類金融機構(gòu)優(yōu)先發(fā)展分布式光伏項目，開發(fā)貸款、融資等新型金融產(chǎn)品。同時，降低分布式光伏的融資成本。