合肥市分布式光伏發電經濟性分析及發展策略研究

馮奕 耿瑞款

摘 要：分布式光伏發電是一種新型能源綜合利用形式，因其清潔環保、因地制宜、可就近利用等優點而具有廣闊的發展前景。合肥在可再生能源利用、節能建設方面是領跑者，也是安徽省內唯一一個享有光伏補貼的地級市，適合分布式光伏發電系統的建設與發展。本文在概述合肥市分布式光伏發展現狀的基礎上，通過分析分布式光伏相關政策和光伏產業發展狀況，結合合肥市太陽能資源、電價水平等要素，估算出合肥市首批公共機構光伏應用試點項目相應的參數，對光伏發電項目進行經濟性分析，并對光伏發電項目的影響因素做敏感性分析。根據分析結論，提出有關合肥市分布式光伏發電項目的投資策略及推廣建議。

關鍵詞：分布式光伏發電;經濟效益評價;敏感性分析

中圖分類號：F2 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.29.001

太陽能是可再生的清潔能源，具有多種利用形式，分布式光伏發電具有利用率高和污染低兩大優勢。合肥市曾上榜全國首批新能源示范城市名單，該市有著豐富的太陽能資源，比較適宜投資建設分布式光伏項目。然而，由于高成本的建設投資、吃緊的金融資金授信、風電投資擠壓給大規模推廣分布式光伏發電項目帶來了新的挑戰。

在國外的研究中，許多學者從當地太陽能資源潛力、投資建設光伏發電項目的財務指標和構建相關模型等方面來研究光伏發電項目的經濟可行性。近幾年國內文獻的研究主要集中在太陽能資源豐富性的考察、政府對于光伏產業發展的政策支持力度、分布式光伏項目的經濟指標分析及其投資前景預測和發展策略研究方面。

由以上研究成果可以得出，國家和當地政府對所處不同資源區、不同上網模式的分布式光伏項目的補貼力度有所不同，各地項目的建設成本及電價水平有所差異，因此需要結合實際情況來對具體的光伏發電項目進行具體分析。本文主要研究了目前中國光伏發電行業的發展形勢，并對光伏發電成本構成及光伏項目投資建設的經濟性展開了探討，以合肥市首批公共機構光伏應用試點項目中某中學食堂屋頂安裝的分布式光伏發電項目為例，并輔以相關影響因素的敏感性分析?？蓭椭用?、光伏企業等社會主體做好分布式光伏發電項目的投資決策，也可為政府部門制定相關政策提供參考，有利于促進合肥市推廣建設分布式光伏發電項目。

1 合肥市分布式光伏發電現狀

根據國家能源局發布的2013-2019年上半年中國光伏新增裝機容量數據顯示（如圖1），2013年以來，我國光伏新增裝機容量保持在1000萬千瓦以上。2016-2018年的光伏裝機容量增長十分快速，年新增超過了3000萬千瓦。2019年上半年，全國光伏新增裝機1140萬千瓦。根據能源局數據，2019年上半年新建光伏電站為682萬千瓦，占比59.8%;分布式光伏458萬千瓦，占比40.2%。受到有補貼的競價項目和平價項目的并網時間與申報時間有延遲或滯后的影響，2019年的新增裝機容量較上年有明顯的下降。

光伏新增裝機容量的明顯下降，意味著光伏發電增速放緩，將會使得國內的光伏制造業面臨著巨大的發展壓力，很有可能引發新一輪的行業洗牌。在由國家發改委、財政部、國家能源局聯合印發的《關于2018年光伏發電有關事項的通知》中提到了“我國光伏發電當前發展的重點需要從擴大規模轉到提質增效、推進技術進步上來，需要降低發電成本、減少補貼依賴，以實現推動行業有序發展、高質量發展的目標”，確定了我國光伏行業接下來要“提質增效”的發展方向。

在全國分布式光伏發電現狀的大背景下，合肥市分布式光伏發電現狀呈現以下幾個特點。

1.1 裝機容量及并網容量穩居全國省會城市之首

截至2018年年底，合肥市已建成并網的光伏地面電站及分布式電源項目累計達1.8萬個，裝機容量22GW，穩居全國省會城市之首。2018年3月27日11時35分，合肥電力調度控制中心系統數據顯示，全市光伏發電總量達到98.82萬kWh，約占總用電負荷316.7萬kWh的31.2%，即瞬時的光伏發電量已經占到用電量的三成以上。

1.2 分布式光伏發電項目助力合肥政府扶貧

在2019年國家頒布的首批光伏發電項目平價上網名單中，合肥市共計2個項目名列其中。肥東縣是合肥市第一批進行分布式光伏扶貧項目的試點城市。至2019年10月底，村級光伏扶貧電站共產生發電收益2058.34萬元，戶用光伏扶貧電站共產生發電收益3256.18萬元。

2 分布式光伏發電試點項目相關參數估算

由于合肥市不同類型用戶的安裝空間及規模還有所選擇的自發自用比例有所不同，因此對度電補貼需求的差異也就有所差別，所以各光伏項目的收益宜單獨分析?，F以合肥市首批公共機構光伏應用試點項目中的某一家中學食堂平屋頂所安裝的分布式光伏發電系統為例，根據已有數據及相關資料估算出該項目的部分參數。

2.1 發電量估算

分布式光伏項目的年發電量是其經濟性指標分析的重要參考因素，與年平均太陽輻射量及太陽能光伏電池板總面積及其發電效率有關。由《2019-2020年全國各地太陽能總輻射量與年平均日照量匯編》可知，安徽地區太陽能年輻射量為1163-1625kWh/m2·年，由于本文案例研究對象合肥市，其地理位置為安徽中部，為方便研究及進行以下計算，故其太陽能年輻射量取區間中點值1393kWh/m2，同理，年日照小時數取2200小時，標準光照下年平均日照時間為3.8小時。

為便于計算及分析，本文取該中學100m2左右的食堂平屋頂做計算示例。若按每平方米裝機容量為100W的標準來進行估算，則該中學的食堂平屋頂可安裝約1MW的光伏組件，設其壽命期為20年。

計及發電效率約為16%，該項目建成投產后的實際年發電量估算為L=H*S*η=1393*100*0.16= 22288kW。

2.2 上網電價估算

該分布式光伏項目的用戶即為決策者，可自由選擇上網模式。不同的上網模式下，分布式光伏發電的電價有所差別?，F將“自發自用，余量上網”定義為模式1，“全量上網”定義為模式2。將度電補貼視為收入，計入電價，則具體電價計算明細如表1所示。

由表1可以得知，在模式1下的電價為0.7953*0.8+0.5693*0.2=0.7501元/千瓦時，遠高于全量上網模式下的電價0.69元/千瓦時，因此選用“自發自用，余量上網”模式可為電力用戶降低成本實現余電創收，提高使用效益。所以本文以下的算例研究主要采用模式1。

2.3 建設投資成本和年運營成本估算

投資建設分布式光伏發電項目，前期需要考慮購買光伏發電設備的費用和安裝費等，另外還要考慮光伏發電系統的運維費用。由歷史研究經驗數據可知，平均維護成本大概占投資成本的1%～3%。根據相關資料，可以估算出當前該試點中學屋頂安裝的光伏成本單價如表2所示。

3 分布式光伏發電經濟效益評價

3.1 發電收益計算

分布式光伏發電電站的發電收益由以下三個部分構成：自發自用節省的電費、國家和部分地方的補貼、將余電售賣給電力公司獲得的收入?，F在對模式1和模式2的年總收益進行估算，結果如表3所示。

由此可見，該1MW的光伏發電項目在模式1下可獲得的年度總收益為16718.23元，模式2下的年度總收益為15378.82元。對于該中學來說，兩種模式下的收益均十分可觀，并且模式1下的收益更勝一籌。

3.2 項目經濟性分析

為對該項目的經濟性進行分析，本文選擇靜態投資回收期和內部收益率作為衡量指標。在模式1下，該分布式光伏發電系統的經濟性有關參數如表4所示。根據上文估算數據，其初始投資為6萬元，年運維費為8000元。

經過估算，該項目年凈收益在8718.23元左右，靜態投資回收期為6.88年。由此可得，壽命期為20年的分布式光伏發電項目需要近7年的時間才可回本，因此它是一個長期投資建設項目，在投資時應該謹慎考慮。

從內部收益率角度來年地，該項目內部收益率為13%，相對來說還是比較可觀的。

4 項目參數的敏感性分析

結合本文第3部分的經濟效益評價方法，影響分布式光伏發電項目收益的因素是項目年發電量、上網電價、建設投資成本和年運維成本。投資者在對某一光伏發電項目進行投資決策時，需要在投資決策的前中后期考慮上述四類變量的數值發生變動時給項目凈現值帶來的影響。

其中上網電價主要受到用戶電價、電價補貼以及自發自用比例三個因素的變動影響;建設投資成本主要受到組件、逆變器、支架和電纜等設備類市場價格的變動影響，年運維成本主要受到安裝費、系統維護費和工程保險費等非設備類市場價格的變動影響。因此選擇以上共計四類變量的八個影響因素作為影響項目凈現值的主要變動因素。

由表5可知，影響該試點項目凈現值最敏感的變量是影響年均發電量的年輻射、電池板面積和發電效率三個因素，敏感系數達6.4，因這三個因素以同樣的方式影響著年發電量;接下來的影響因素由大到小依次是上網電價中的用戶電價（4.1）、年運維成本中的非設備類市場價格（3.1）、建設投資成本中的設備類市場價格（2.3）、上網電價的電價補貼（1.7）、上網電價的自用比例因素（1.5）。

5 投資策略及推廣建議

5.1 對居民的建議

5.1.1 適當選擇分布式光伏項目的規模

自2017年以來，戶用光伏的單戶平均容量在逐年增加，但經費預算和安裝規模也隨之增加。居民可根據自身用電情況即用電習慣和用電量，酌情考慮所裝分布式光伏裝機容量的大小。

5.1.2 把握分布式光伏項目搶裝期風口

2020年將是國家實施補貼光伏發電項目政策的最后一年。另外受到海外疫情的影響，國內光伏設備廠家的出口在一定程度上受到限制。因此居民可把握住近階段可能出現的光伏項目搶裝期風口。

5.2 對光伏項目投資者的建議

建議光伏項目投資者提前對項目開展深度調研與分析，可在項目評審階段就建立起嚴格的風險防范措施與評價機制。與政府、電網、企業等部門建立合作共贏的關系，建立起完善的合作機制與詳實的風險分擔機制。

5.3 對光伏設備制造企業的建議

5.3.1 加大關鍵核心技術的研發力度

以陽光電源、晶澳、通威等為代表的光伏龍頭企業應加大關鍵核心技術研發的投入，力爭做到提質增量和擴充產能，降低光伏產品的成本，吸引更多光優項目的投資。

5.3.2 加強分布式光伏領域的標準化研究

各能源公司應加強光伏發電領域的標準化研究，提升服務運營和產品認證水平，以系列化、精細化、多樣化的產品生產為方向，滿足投資者的選購需求與未來分布式光伏電站的新興發展趨勢。

5.4 對政府主體的建議

5.4.1 加大光伏新能源研究人才的引進力度

鼓勵合肥市主營分布式光伏產品及服務的企業與國內外各大重點高校簽訂相關合作協議，大力引進高校的中高端研究人才，充實人才隊伍。

5.4.2 加強各大產業園區招商引資的理念培養

可以瞄準國內外重點企業，招進一批重點項目，并且完善光伏行業上下游的產業鏈配套合作，提高項目招商的精準度和專業化水平。

5.4.3 健全分布式光伏行業投融資體系建設

推動健全并創新分布式光伏的融資模式，創新開發有利于分布式光伏項目投資建設并建成并網的金融支持產品，以促進合肥市分布式光伏的規?；l展。

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