光伏屋顶发电的市场与效益

罗 多

从目前中国光伏利用的技术水平来看，现有光伏只能做到白天发电白天用，还没有发展到在住宅建筑全面推广应用的阶段。而工业建筑不论从耗电量，还是从面积上来说，都是光伏最大的载体，先天优势巨大。

众所周知，中国是一个制造业大国，2011年工业用电占到了全国用电的75%，就耗电量而言无疑是最大的。而工业建筑面积有多少呢？目前中国建筑面积达到了614亿平方米，其中住宅面积有430亿平米，公共建筑面积有89亿平方米，工业建筑面积则为95亿平米。目前中国的厂房建设不再是零散式，多数是以工业园区的形式集中规划，这种规划使得园区内大面积建筑都是低矮建筑，没有遮挡，而且大部分屋顶平坦，对于光伏发电设施的建设十分有利。2011年，全国共有国家级工业园区131个，省级工业园区1500多个，在屋顶利用光伏技术发电，具有极大的潜力。

光伏屋顶发电的市场潜力

在工业建筑的屋顶利用光伏发电，可以使原本没有商业价值的屋顶产生相当大的经济效益，同时，也可以满足企业在供电不足时的电力需求。

首先，企业屋顶的光伏发电能够满足生产企业的用电需要。如何在用电高峰时为工业园区提供一个稳定的电力供应，做到不拉闸限电，一直是电力公司的难题。目前，我国工业发达地区每年夏季电力供应十分紧张，比如我们在湖南的生产基地，基本每一周都会错峰限电，每次长达数个小时没有电力供应，而这对于一些24小时需要连续生产的企业会造成很大损失。我曾遇到一个苏州的企业家，他的企业一次停电就要损失20余万，所以光伏建筑可能在用电方面给生产企业带来新的机遇。

其次，在电网建设上，光伏缓解了电网建设压力。新的园区建设可以形成园区型可再生能源供电微电网，建设微电网一是可以减少电路损耗；二是在错峰用电的情况下也减轻了电网的压力；三是工业采用光伏建筑供电减少了远程电力供应，优化了电力配置，节约了能源。

第三，屋顶光伏具有巨大效益潜力。就工业建筑来说，工业建筑大多是低屋建筑，绝大多数都是一层，如果按照两层来计算，全国共有47亿平方米的工业建筑屋顶，其中假设有50%可用，便有24亿平方米左右的屋顶可以安装光伏发电设备。在低纬度地区广州，每平米能够安装100瓦的光伏设备；高纬地区北京，由于太阳直射辐射角度不同，不能平铺安装，每平米大约安装60瓦光伏设备；这些屋顶平均下来共能安装2亿千瓦的光伏发电设备，发电能力相当于200GW。按照全国各地平均每年每瓦生产0.9度电，一年便发电1800亿度电量，这是“十二五”规划新增发电量的六倍左右，具有年产值2000多亿人民币的市场经济效益。这是个巨大的市场，是现有光伏企业都消纳不了巨大市场。

从社会效益来看，可以想象，如果现在的厂房屋顶多数都能安装1000千瓦以上光伏设备，效益将十分可观，光伏发电在能源构成上就能占到20～30%。所以工业建筑将是光伏建筑的发展主要领域。

光伏屋顶发电的经济效益

屋顶光伏到底有多大的经济效益，可以通过现在数据计算来进行预测。屋顶电站的报价按9元/每瓦来计算，用2万平米的空置屋面来安装光伏系统，以两个区域分别来看：

在低纬度地区广州，每平米安装光伏大约是100瓦，也就是有2000千瓦装机，总投资1800万元，全年可以发210万度电。如果按广州工业高峰时的电价1元来算，年回收就有210万元，8.5年可以回收成本。高纬地区北京，由于太阳辐射角度不同，不能平铺安装，每平米安装光伏大约是60瓦，也就是有1200千瓦，总投资1080万元。

北京与广州属于同一个辐射区域，但北京比广州全年的平均温度要低，北京的发电量会比广州高，全年可以发132万度电。按北京平价电价1.15元，年回收151万，7年能回收。如果考虑现有政府的补贴政策，回收期能提前三分之一，对投资来说是非常有吸引力的。过去的普通屋顶，只有投资没有收益，通过光伏改造变成了可以产生经济效益、商业价值的发电站，屋顶就有了经济价值。

光伏屋顶发电的商业模式

商业模式的根本是谁来买单的问题，我认为由两个人来买单，一个是用电的人，另一个卖电的人。光伏的商业模式有很多种，可根据各自不同的需要进行选择。

1.自发自用模式

回收期对于投资者而言风险太大。要做到推广性的应用，必须要有补贴，而国外在这点上做得非常详细，分门别类，屋顶、地面，根据场所不同，补贴政策不同。

第四，系统的标准化。如果光伏做到了标准化，光伏就能进超市，一个普通人在超市便可以买到一套光伏系统，就好比是买空调一样，只要能形成这种商业模式，那么光伏的用户就能够普及。就目前的情况下，能耗巨大的企业，如钢铁企业，这些企业面临着对碳排放的制控，便会购买光伏。

例如德国民居发电，还有企业厂房，由EPC来建设施工，业主自己使用。但是在中国的投资环境下，这种方式还有值得探讨的地方。

首先，屋顶的所有权问题，举例说明，一幢六层的房子，业主购买了该楼的第六屋，但屋顶并不属于业主，是六层住户共有的。再例如厂房屋顶，厂房是由工业园区建的，企业只是租用，并没有所有权。所以说在中国，屋顶所有权不明确，使得屋顶光伏的建筑许可也不明确。

其次，欧洲的光伏建设有保险和法律的介入。业主雇用EPC进行施工，但如何保证最后达到约定的能效，如果发电量不足如何解决？在欧洲由于保险公司的介入，保险公司作为第三方会聘请专业人员对施工进行监督，确保工程的可行性和完善性，如果最终仍不能达标则有保险公司赔偿。而在满足自用之后，多余的电能销售须要得到法律的认可，否则是违法，在欧洲保险与法律的介入已形成完善的体系。

第三，合理的电价补贴。世界许多国家都在进行光伏补贴，如果不补贴投资回收期将达到八年以上，再加上逐年衰减，回收期可能要到十年，而十年的

2.合同能源管理模式

不论是EPC做能源管理或者投资者做能源管理都属于合同能源管理。现在通常将6000千瓦以下光伏电站称为分布式，因为安装、维护、运营情况相差不大，如果光伏电站建得过小成本上不合算，最低不能小于1000千瓦，所以尽可能做大，但大也不能大过6000千瓦。

以上讨论的只是光伏投资的商业模式，电站自用只是模式之一。此外，电站还可以转让，打包销售，将电站拆分成基金、股份的形式，将电站变成金融产品。另外，碳指标的转让正在中国悄然生起，碳排放是可以买卖的，可以通过计算100吨电节约多少标准煤进行碳排放计算，深圳目前正在进行中国碳排放交易的试点。

光伏屋顶发电的风险规避

容量并不是光伏建设首先要考虑的问题，能源管理的主要问题在于如何规避风险，需要优先考虑以下几点：

第一，资源的质量。优质资源包括区域内太阳能资源、温度、污染等。环境对于光伏建设非常重要，例如在台风较多的地方支架成本会高，地震区域加固成本更高。其次还要有情况良好的屋顶，遮挡、障碍物以及屋顶的完整度将决定光伏板的铺设，一旦光伏铺设出现异形，或者铺的零散，将给光伏电路的并联带来很多麻烦。

第二，负荷的匹配。我们是鼓励自发自用，怎样才能将自发自用最大化？对于投资者而言，首先要有准确的能量负荷预测，要将所有的负荷做一个等级分类，从重要负荷到次级负荷，例如要对照明、机械设备、空调等所有的能耗进行预测。而每一项负荷用电的时间也不一样，比如，空调在冬夏两季的情况大不相同。如果有些设备需要24小时运行，这就必须投资一部分微电网来保证。普通的光伏电站不能保证停电时的运行，因为大部分电站都是使用的并网逆变器，并网逆变器需要追踪外网频率，跟据外网频率来调整直流、交流的转换过程。外网一旦停电，光伏便会被切断，不能供电。而要保障在不停电的情况运行，就必须做智能微电网，智能微电网会做一些储能与调控，无缝的联接能够使其再次运行起来。根据详细的能耗预测，便能做一个适合的系统，电网的建设要符合使用情况，不能盲目的扩大，否则便浪费。

第三，业主的选择。业主的资质情况对于投资风险控制十分重要。

第四，电力的价格。例如，北京的商业用电是1.45元，而做光伏不但需要投资，而且日常还需要维护，如果光伏电价低于1.45元/度，则对投资者没有吸引力。

光伏屋顶发电的发展趋势

《第三次工业革命》这本书里说到，未来每一幢建筑都会转变为就地收集可再生能源的迷你能量采集器。将每一幢建筑转变为微型发电厂，可以就地收集可再生能源。未来20到25年，决定你是否成功将不再是劳动成本而是能源成本，这段时间将是第二次工业革命到第三次的过渡时期。能源的成本是决定性的，谁掌握了能源，谁就是老大。曾经在一个论坛上，有人就燃气发电与我争论，我承认燃气发电也是低碳环保，而且价格比光伏低，但是，不论是煤炭还是燃气，都是不可再生的化石能源，都将产生二氧化碳排放，都是掌握在少数人手中的能源。随着光伏发电的普及，光伏技术的创新和进步，光伏发电的设备价格会逐步下降，光伏发电的成本也会越来越低，光伏将被越来越多的普通人所拥有和使用。