肖利坤

（國家電力投資集團廣東電力有限公司廣州分公司，廣東 廣州 511458）

1 整縣屋頂分布式光伏發(fā)展試點政策背景

屋頂分布式光伏集約化開發(fā)項目將以更大的資金投入推動光伏發(fā)電走向鄉(xiāng)村、走進農(nóng)村居民，為試點項目地區(qū)的生態(tài)文明建設(shè)、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略提供全面深入的綜合能源服務(wù)保障，具有良好的社會效益。通過東營市整市推廣屋頂分布式光伏發(fā)展的試點，一方面提高公眾的認知程度和自覺意識，另一方面樹立環(huán)境友好城市建設(shè)創(chuàng)新的標桿。隨著光伏應(yīng)用的深入推進，總結(jié)出光伏應(yīng)用示范建設(shè)的“東營模式”和“東營經(jīng)驗”，打造綠色低碳發(fā)展示范工程[1]。

2 東營市光伏應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)分析[2]

目前，東營市是山東省光伏應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件較為優(yōu)越的區(qū)域，具有良好的光伏應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。

2.1 東營市基本情況

東營市位于山東省北部黃河三角洲地區(qū)，黃河在東營市境流入渤海。東營市地理位置為北緯36°55′～38°10′，東經(jīng)118°07′～119°10′。東、北臨渤海，西與濱州市毗鄰，南與淄博市、濰坊市接壤。南北最大縱距123 km，東西最大橫距74 km，土地總面積8243 km2。

2.2 太陽能資源豐富

采用NASA 數(shù)據(jù)評估所在區(qū)域的太陽能資源。東營市年太陽輻射總量為1558.4 kWh/m2，太陽能資源較為豐富。光伏場區(qū)范圍代表年水平面太陽總輻射量為5610.3 MJ/m2，太陽能資源按分類屬我國II類資源豐富地區(qū)，具有非常好的開發(fā)利用價值，適合建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)。

2.3 具有豐富的屋頂資源

2.3.1 工業(yè)廠房及園區(qū)屋頂

東營經(jīng)濟開發(fā)區(qū)橫跨主城區(qū)及沈塘、白沙、楊家、烏石4個鎮(zhèn)，分A、B、C 3個園區(qū)，規(guī)劃面積，約153.47 km2。A 園區(qū)主要位于沈塘鎮(zhèn)，占地面積約11.47 m2，以先進制造業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，全力承接?xùn)|海島鋼鐵、石化配套企業(yè)和就業(yè)導(dǎo)向型企業(yè)，重點引進新能源汽車及零部件、綠色家電、裝備制造、電子信息、生物醫(yī)藥、輕工紡織、農(nóng)海產(chǎn)品加工等先進制造業(yè)；B 園區(qū)主要位于白沙鎮(zhèn)、楊家鎮(zhèn)，占地面積約12473 m2，全面發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代物流，培育發(fā)展大項目、大工業(yè)、大企業(yè)，打造新能源汽車及零部件、生物醫(yī)藥、節(jié)能環(huán)保、機械裝備及金屬加工、精細化工制造等各種專業(yè)園區(qū)，建設(shè)東營半島鐵路貨運物流樞紐中心；C 園區(qū)主要位于烏石鎮(zhèn)，即東營市臨港工業(yè)園，占地面積17.27 km2，規(guī)劃與海南相向而行，重點發(fā)展船舶與海工裝備、電力、油氣生產(chǎn)和加工、能源化工與環(huán)保新材料以及海洋能源等重大型工業(yè)，打造西海岸重要臨港產(chǎn)業(yè)基地和對接海南的重要能源供應(yīng)基地。東營經(jīng)濟開發(fā)區(qū)依托區(qū)位、產(chǎn)業(yè)和資源優(yōu)勢，結(jié)合三大國家戰(zhàn)略、省區(qū)域發(fā)展新格局以及東海島產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)業(yè)發(fā)展軌跡和轉(zhuǎn)移趨勢，正打造集群型產(chǎn)業(yè)園區(qū)，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆？捎蓤@區(qū)管委會統(tǒng)一廠房建設(shè)標準，入園企業(yè)在廠房設(shè)計階段考慮屋頂結(jié)構(gòu)及承重，合理安裝光伏設(shè)備，避免了打孔漏水或結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致光伏板無法安裝的問題。

2.3.2 公共建筑屋頂

經(jīng)過多年發(fā)展，東營市城市建設(shè)越來越完善，黨政機關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、村委會等已建設(shè)較為完備，且屋頂結(jié)構(gòu)及承重較好，適合屋頂分布式光伏項目開發(fā)。東營市也擁有很多大型集體物業(yè)，例如大型商場、購物中心、大型農(nóng)貿(mào)市場等，這些集體物業(yè)就是光伏發(fā)電應(yīng)用很好的屋頂資源。

2.3.3 村居戶用屋頂

東營市目前共計25個鎮(zhèn)（街）、1779個村民委員會、全市常駐人口共219 萬人，按每戶6 人計算，共計約36萬戶，屋頂資源十分可觀。近些年，東營市大部分村委會已開發(fā)建設(shè)扶貧光伏項目，這讓村民對光伏發(fā)電有了直觀的認識和了解，接受程度較高，戶用屋頂光伏開發(fā)潛力巨大。

2.4 消納能力穩(wěn)步提升

東營市現(xiàn)有220 kV升壓站2 座，110 kV升壓站11 座，隨著東營地區(qū)500 kV安瀾變電站、220 kV東營南變電站等輸變電工程陸續(xù)建成投產(chǎn)，東營市網(wǎng)架結(jié)構(gòu)將得到大幅提升，新能源項目將具備較好的消納及送出能力。

3 東營市屋頂分布式光伏開發(fā)方案

按照國家能源局綜合司《關(guān)于報送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點方案的通知》，屋頂分布式光伏項目開發(fā)分為以下4類。

黨政機關(guān)建筑，屋頂總面積安裝光伏發(fā)電比例不低于50%。

學(xué)校、醫(yī)院、村委會等公共建筑，屋頂總面積安裝光伏發(fā)電比例不低于40%。

工商業(yè)廠房屋頂，總面積安裝光伏發(fā)電比例不低于30%。

農(nóng)村居民屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于20%。

針對東營市光伏應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)優(yōu)勢以及發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合東營市整市推廣屋頂分布式光伏發(fā)展的試點的模式需求，擬實施以下幾種開展光伏應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的模式。

3.1 工業(yè)廠房及園區(qū)屋頂光伏電站項目開發(fā)

擬選擇東營經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)及市內(nèi)現(xiàn)有相對集中的廠房屋頂開發(fā)園區(qū)屋頂分布式光伏項目，總開發(fā)規(guī)模約70 MW。

對于廠房屋頂質(zhì)量較好，能夠滿足光伏電站的安裝要求的集中連片工業(yè)廠房，可優(yōu)先開發(fā)建設(shè)，此類廠房單獨一家規(guī)模較大的工業(yè)企業(yè)就能夠?qū)崿F(xiàn)光伏電站的規(guī)模集中開發(fā)，具有良好的開發(fā)經(jīng)濟效益。

對于落戶園區(qū)的新企業(yè)或擴建企業(yè)，以統(tǒng)一標準建設(shè)廠房屋頂，統(tǒng)一建設(shè)屋頂分布式光伏，以避免廠房承重或設(shè)計不滿足屋頂光伏建設(shè)要求的問題[3]。

3.1.1 商業(yè)模式[4]

采用合同能源管理（EMC）方式為主，企業(yè)業(yè)主自己投資為輔的方式推廣。

合同能源管理模式：電站所有權(quán)及電站發(fā)電收益屬于光伏投資公司所有，光伏電站所發(fā)電量供廠房業(yè)主使用，同時給與一定的電價折扣方式的結(jié)算，電價的折扣作為使用廠房業(yè)主的屋頂租金。

3.1.2 投資效益分析

以大型分布式并網(wǎng)光伏電站為例，目前一般工業(yè)用電綜合電價為0.65元/kWh，根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)調(diào)查以及綜合分析，東營地區(qū)1 MW光伏項目在25年的光伏發(fā)電周期內(nèi)年均的發(fā)電量為108 萬kWh?？紤]到大型分布式系統(tǒng)造價為4元/W，前期投入400萬元，如表1所示。

表1 1 MW工業(yè)廠房屋頂光伏發(fā)電項目投資收益表

從上述分析可知，在大型工業(yè)園區(qū)的廠房屋頂開發(fā)的分布式光伏電站系統(tǒng)具有良好的經(jīng)濟收益，并且項目長期收益穩(wěn)定，可以采用商業(yè)企業(yè)自籌資金和引進外來企業(yè)與資金的方式，連片開發(fā)大規(guī)模的分布式光伏電站。該種商業(yè)模式已經(jīng)比較成熟，考慮到東營市的現(xiàn)有實際情況，該種光伏應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方式發(fā)展?jié)摿薮螅瑢⒊蔀闁|營地區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的主要模式之一，發(fā)展前景良好。

3.2 市政工程光伏推廣開發(fā)

近年來，東營市相關(guān)的城鎮(zhèn)公用事業(yè)得到了快速的發(fā)展。城鎮(zhèn)公用事業(yè)中的光伏應(yīng)用開發(fā)具有良好的推廣示范意義，對于提高市民綠色環(huán)保、節(jié)能低碳、新能源推廣意識有著重大的積極作用。

建議開展城鎮(zhèn)公用事業(yè)中的光伏應(yīng)用推廣工作，由政府牽頭，機關(guān)事務(wù)局、國資委、衛(wèi)生健康局、教育局、住建局等部門配合，主要的應(yīng)用形式包括黨政機關(guān)建筑、學(xué)校、醫(yī)院、村委會等屋頂光伏項目開發(fā)，以及光伏車棚、光伏走廊，光伏公交站、光伏-LED結(jié)合街道照明、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈等建筑光伏示范項目等，總開發(fā)規(guī)模約30 MW。

3.2.1 商業(yè)模式

市政工程屋頂光伏建議商業(yè)模式為政企聯(lián)合進行戶用光伏集約化開發(fā)。

開發(fā)企業(yè)和東營市政府簽訂投資開發(fā)框架協(xié)議。由東營市政府統(tǒng)一組織、動員、協(xié)調(diào)，由企業(yè)負責(zé)投資開發(fā)，政府也可入股與企業(yè)成立合資公司，由合資公司進行項目開發(fā)。

電能以“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”形式使用及并網(wǎng)，優(yōu)先就地消納，多發(fā)電量就近接入電網(wǎng)送出，市供電局直接和企業(yè)或合資公司進行電費結(jié)算，項目收益及用電價格由政府與企業(yè)協(xié)商確定。

由與市政府簽訂合作協(xié)議的企業(yè)或雙方成立的合資公司負責(zé)向東營市供電局、發(fā)改局進行戶用光伏項目的申報、備案、并網(wǎng)等手續(xù)。

3.2.2 特點分析

政企聯(lián)合，以屋頂光伏作為基礎(chǔ)電源，規(guī)劃建設(shè)小型源網(wǎng)荷儲一體化項目，可大大提高極端條件下電網(wǎng)的應(yīng)急保障能力，保障區(qū)域能源安全。

可充分發(fā)揮政府的組織、協(xié)調(diào)、引導(dǎo)功能，避免戶用光伏這一新興行業(yè)粗放、無序發(fā)展。

可充分發(fā)揮大型企業(yè)的社會責(zé)任，打造示范樣板工程，服務(wù)國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。

因此，市政工程光伏集約化開發(fā)由具備投資實力的大型企業(yè)統(tǒng)一規(guī)劃開發(fā)，無疑將在金融支持、電站質(zhì)量、后期運維等方面凸顯優(yōu)勢。

3.3 村居戶用光伏應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)

2021年是“十四五”開局之年，在碳達峰、碳中和與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的雙重機遇下，戶用光伏將光伏產(chǎn)業(yè)與鄉(xiāng)村清潔能源建設(shè)工程、“千鄉(xiāng)萬村沐光行動”等政策緊密結(jié)合，充分發(fā)揮新能源在能源供應(yīng)保障中的作用。村居戶用光伏集約化開發(fā)項目將以更大的資金投入推動分布式光伏發(fā)電走向鄉(xiāng)村、走進農(nóng)村居民，為試點項目地區(qū)的生態(tài)文明建設(shè)、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略提供全面深入的綜合能源服務(wù)保障。

東營市共計21個鎮(zhèn)（街）常駐人口共150萬人，按每戶6人計算，共計約25萬戶，預(yù)估按照20%的比例安裝，平均每戶裝機10 kW，預(yù)計東營市戶用光伏可開發(fā)總規(guī)模為500 MW?？紤]部分農(nóng)戶屋頂已被先行開發(fā)，預(yù)計該試點項目總規(guī)模為200 MW。

3.3.1 商業(yè)模式

開發(fā)企業(yè)和東營市政府簽訂投資開發(fā)框架協(xié)議。獲得東營市政府支持后，由東營市政府統(tǒng)籌組織、動員、協(xié)調(diào)各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）政府、村委會，統(tǒng)一開發(fā)居民屋頂光伏項目。

用戶和開發(fā)企業(yè)簽訂《居民光伏電站屋頂租賃合同》。

用戶擁有屋頂資源，開發(fā)企業(yè)擁有光伏電站產(chǎn)品，甲方租用乙方光伏發(fā)電產(chǎn)品在自家屋頂建設(shè)居民分布式光伏電站（租賃期限25年、采用全額上網(wǎng)的方式）。甲方租用乙方產(chǎn)品所須支付的租金為電站所獲得所有補貼及賣電收益，甲方享受電站固定收益。固定收益為組件數(shù)×(20～35)元，按年從結(jié)算賬戶中列支。

甲方在乙方指定銀行開立接收補貼和賣電收益的唯一結(jié)算卡（結(jié)算賬戶），該卡由乙方保管并全權(quán)支配。除應(yīng)支付給甲方的固定收益外，剩余款項作為租金由乙方支配，并直接支付至乙方賬戶。

3.3.2 特點分析

建議光伏電站所有權(quán)歸開發(fā)企業(yè)，光伏電站的使用權(quán)由業(yè)主通過租賃的方式獲取，充分發(fā)揮大型企業(yè)的品牌、資金、技術(shù)、管理等方面優(yōu)勢，做大項目規(guī)模，推進標準化施工、制定行業(yè)標準，引領(lǐng)行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。委托一家具有當?shù)亻_發(fā)建設(shè)經(jīng)驗的合作方或設(shè)計院，采取戶用光伏發(fā)電項目EPC總承包方式，節(jié)省人力物力，并可充分滿足農(nóng)戶個性化需求。

3.4 運營維護

開發(fā)企業(yè)成立專業(yè)運維隊伍，由專業(yè)運維技術(shù)人員和當?shù)剡\維工人組成，全面負責(zé)屋頂分布式光伏的運營維護，既保證項目運維的專業(yè)化水平，又可為當?shù)靥峁﹦趧泳蜆I(yè)崗位，使屋頂光伏項目可得到優(yōu)質(zhì)的后期運維保障，消除后顧之憂，確保工程達到設(shè)計參數(shù)及壽命。

4 項目效果分析

東營市整市推廣屋頂分布式光伏發(fā)展的試點的建設(shè)對于經(jīng)濟和社會發(fā)展有明顯的帶動作用。

4.1 投資拉動作用明顯

東營市整市推廣屋頂分布式光伏發(fā)展的試點，總規(guī)劃安裝總量約為300 MW，其中國有、民營及公共建筑屋頂上規(guī)劃100 MW，村居戶用光伏應(yīng)用容量200 MW。

國有、民營及公共建筑屋頂上規(guī)劃100 MW 光伏發(fā)電系統(tǒng)，此部分初始投資成本為4 元/W 左右，則總計帶動的項目初始投資總量為3.5 億～4.2 億元左右，項目建設(shè)完成后，每年將帶來500萬～800萬元的稅收收入。

村居戶用光伏應(yīng)用容量200 MW，此部分初始投資成本為3.7～4.5 元/W 左右，則總計帶動的項目初始投資總量為7.4 億～9 億元左右，項目建設(shè)完成后，每年將帶來1000萬元左右的稅收收入。

綜上所述，東營市整市推廣屋頂分布式光伏發(fā)展的試點，就可以為東營市帶來直接投資約11.1 億～13.5億元，每年的稅收收入為1500萬～1800萬元左右。

4.2 產(chǎn)業(yè)帶動作用明顯

隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，除了光伏組件和逆變器以外，其余的很多結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)備可以實現(xiàn)在本地生產(chǎn)及采購，由本地企業(yè)提供產(chǎn)品，可有效帶動本地制造業(yè)企業(yè)的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級。

4.3 節(jié)能減排效益明顯

光伏發(fā)電項目的節(jié)能減排效益非常明顯，按照東營市整市推廣屋頂分布式光伏發(fā)展的試點總計安裝約300 MW 的光伏電站計算，第一年就可產(chǎn)生約3.2億kWh清潔電力，減排二氧化碳27萬t左右。詳細的累計節(jié)能減排效益，如表2所示。

表2 安裝300 MW光伏電站的節(jié)能減排效益

碳排放交易是節(jié)能減排的重要措施之一。目前已逐步開展了碳排放交易的市電工作，如果能夠?qū)⒐夥l(fā)電納入到碳排放交易的體系，將產(chǎn)生重大影響，對東營地區(qū)的節(jié)能減排工作產(chǎn)生巨大的推動效益。

5 施工技術(shù)方案及典型設(shè)計

目前屋頂多為平屋頂和斜屋頂形式，因此項目開發(fā)方案考慮采用斜屋頂及平屋頂兩種典型技術(shù)方案。

5.1 平屋頂?shù)湫桶惭b設(shè)計

常規(guī)固定支架基礎(chǔ)主要有獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、螺旋樁、預(yù)制PHC樁基礎(chǔ)等。平屋頂光伏陣列支架安裝形式有固定式水泥基礎(chǔ)和配重式水泥基礎(chǔ)。其中，固定式水泥基礎(chǔ)光伏陣列支架適宜選用熱浸鋅碳鋼支架，光伏支架與水泥基礎(chǔ)之間的固定，可選擇水泥基礎(chǔ)預(yù)埋固定件的形式，也可以選擇化學(xué)植筋的形式。配重式水泥基礎(chǔ)只是通過重力來抵御光伏陣列在負風(fēng)壓的情況下承受的拉力，該方案的優(yōu)點在于不破壞原屋面防水保溫層，施工周期短。

考慮到東營地區(qū)受臺風(fēng)影響較大，出于安全性考慮，建議使用固定式配重基礎(chǔ)。

5.2 斜屋頂?shù)湫桶惭b設(shè)計

斜屋頂上的屋面瓦作為屋頂?shù)难b飾材料，電池板須掛在屋面上，對于安裝方式有兩個特點：光伏組件主要采用順坡架空安裝方式。光伏陣列相對于屋頂平行鋪設(shè)，支架采用鋼制預(yù)埋件點陣式固定橫梁；順坡支架安裝的光伏組件與屋面之間的垂直距離滿足安裝和通風(fēng)散熱間隙的要求（架空距離一般為150～200 mm）。支架安裝方式要注意掛瓦條和順水條連接到固定瓦上。

6 保障措施

6.1 政策指引，加強統(tǒng)籌

按照國家、省、市各級政策要求指引，制定專項行動方案及指導(dǎo)意見，統(tǒng)籌各相關(guān)單位、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府做好保障工作，統(tǒng)一開展整市屋頂分布式光伏試點實施各項工作。

6.2 政企聯(lián)合，優(yōu)勢互補

東營市與優(yōu)勢企業(yè)就整市屋頂分布式光伏開發(fā)展開深入合作，充分發(fā)揮雙方優(yōu)勢，以戰(zhàn)略合作協(xié)議形式約定發(fā)開內(nèi)容、方式、及推進方案，強強聯(lián)合，確保整市屋頂光伏試點方案順利實施。

6.3 加強宣傳，正向引導(dǎo)

從市政府、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村委會各級層面加大鄉(xiāng)村振興、“碳達峰、碳中和”等國家政策普及，加強整市屋頂光伏開發(fā)宣傳力度，加強民眾對清潔能源接受度。

6.4 打造示范，優(yōu)化方案

以黨政機關(guān)企事業(yè)單位等政府管理的單位屋頂及條件較好的園區(qū)企業(yè)屋頂作為首批開發(fā)的試點，打造示范性項目，摸索經(jīng)驗，不斷優(yōu)化建設(shè)方案及開發(fā)模式。

6.5 利益保障，規(guī)范運維

與屋頂產(chǎn)權(quán)所有者簽署屋頂租賃協(xié)議，保障其合法權(quán)益；政企聯(lián)合，以市政府、村委會入股與開發(fā)企業(yè)成立合作社或開發(fā)公司、產(chǎn)權(quán)所有人分紅等多種模式保障各方合理利益；成立專業(yè)運維隊伍，使屋頂光伏項目可得到優(yōu)質(zhì)的后期運維保障，消除后顧之憂，確保工程達到設(shè)計參數(shù)及壽命。

7 總結(jié)與展望

屋頂分布式光伏項目是國家鄉(xiāng)村振興及“碳達峰碳中和”戰(zhàn)略目標任務(wù)的重要舉措，對促進能源轉(zhuǎn)型、保障電力供應(yīng)、降低用電成本都具有重要意義。積極推動?xùn)|營市提升新建廠房、公共建筑等屋頂光伏比例和實施光伏建筑一體化開發(fā)等方式，降低傳統(tǒng)化石能源用能比例，構(gòu)建城市綠色低碳能源體系，具有較強的社會效益及經(jīng)濟效益。

東營市具有屋頂分布式光伏應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好基礎(chǔ)與巨大潛力，力爭從鄉(xiāng)村振興、能源安全、助力“碳達峰、碳中和”等國家戰(zhàn)略層面，對商業(yè)模式、管理模式、技術(shù)模式等方面進行不斷創(chuàng)新、探索，找出一條屋頂分布式光伏高質(zhì)量躍升發(fā)展的新路。