运用度电成本理论剖析光电项目投资机遇

2017-06-13 08:32:55张全斌
浙江电力 2017年4期
关键词:发电量测算电价

张全斌

(浙江省能源集团有限公司,杭州 310007)

运用度电成本理论剖析光电项目投资机遇

张全斌

(浙江省能源集团有限公司,杭州 310007)

运用度电成本理论,提出综合度电成本和综合电价收益测算模型,为太阳能光伏发电项目的投资决策提供新思路。传统发电企业应从企业总体的发电格局出发,利用综合度电成本和综合电价收益模型测算光伏发电项目的投资收益水平,为光伏发电项目的投资决策提供科学依据。

度电成本;上网电价;光伏发电;投资决策

0 引言

自1954年人类发明具有商用价值的太阳能电池以来,经过六十多年的发展,光伏发电已在全球能源体系中占有重要地位。根据IEA(国际能源署)统计数据,2015年全球光伏发电新增装机容量约50 GWp,累计装机容量达227 GWp,2015年全球主要能源消费国光伏发电量占比数据如图1所示,由图可见欧洲国家光伏发电量占比的程度较高。

进入21世纪以来,中国政府为了应对温室气体减排压力,加大了对太阳能光伏发电研究和开发的支持力度。根据中国电力企业联合会发布的电力工业统计数据,截至2015年底,我国光伏发电累计装机容量4 218万kW,较2014年增加69.66%,成为全球光伏发电装机容量最大的国家,其中2015年光伏发电总量395亿kWh,同比增长67.92%,占全国发电总量的0.688%。与之形成鲜明对比的是,2015年全国燃煤发电机组的装机容量同比增长7.02%,发电总量同比减少3.20%。

1 中国光伏发电政策导向及上网电价趋势分析

根据国家能源局2016年3月颁布的《国家能源局关于建立可再生能源开发利用目标引导制度的指导意见》(以下简称指导意见),从国家宏观层面提出国内非化石能源占一次能源消费比重将于2020年、2030年分别达到15%和20%的能源发展战略目标。同时,为了保障2020年全国非化石能源占一次能源消费总量比重达到15%的要求,指导意见明确除了专门的非化石能源生产企业外,各发电企业(权益火电发电装机容量超过500万kW的发电投资企业)非水可再生能源发电量应达到其全部发电量的9%以上。

显而易见,中国近10年光伏发电行业所取得的巨大成绩,主要得益于国家对太阳能光伏发电的政策支持和财政补贴。近几年来,为了促进和加快光伏发电平价上网的步伐,国家发改委于2013年8月发布《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》(发改价格[2013]1638号),提出三类资源地区光伏发电上网标杆电价(含税)分别为:Ⅰ类地区0.9元/kWh;Ⅱ类地区0.95元/kWh;Ⅲ类地区1.0元/kWh。2015年12月,国家发改委颁布《关于完善陆上风电光伏发电上网标杆电价政策的通知》(发改价格[2015]3044号),要求自2016年起,Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类地区光伏发电上网标杆电价(含税)分别降低0.1元、0.07元、0.02元。2016年9月,国家发改委出台《关于调整新能源标杆上网电价的通知(征求意见稿)》(以下简称意见稿),要求自2017年起,Ⅰ类资源区上网电价从现行的 0.8元/kWh下调为0.55元/kWh,Ⅱ类资源区由现行的0.88元/kWh下调为0.65元/kWh,Ⅲ类资源区由现行的0.98元/kWh下调为0.75元/kWh。通过此次电价政策调整,光伏发电的上网标杆电价将下降23.5%~31.3%。

通过中国光伏发电政策导向及上网电价趋势分析,可以清晰地看到中国光伏发电的发展路线,国家将充分运用政策杠杆和价格杠杆等手段,努力实现光伏发电量占比的大幅度提升及其平价上网的终极目标。

2 度电成本与投资决策

为了提高太阳能光伏发电的经济效益,确保光伏电站具有稳定、合理的投资回报率,进行全面、深入的项目投资决策分析十分必要。对于光伏发电项目,习惯上采用光伏发电价值来评价项目的技术经济成本,光伏发电价值的核心评价标准在于发电成本,即所谓的度电成本[1,2]。度电成本主要用于分析光伏发电项目各种发电技术成本,其测算数据能够让人清晰地看到光伏发电项目单位发电量的成本水平,因此具有非常重要的现实意义。

关于度电成本测算模型,欧美发达国家已经有系统的理论研究和丰富的实践论证,度电成本概念的提出是为了评估不同发电模式下的发电成本及费用构成。NREL(美国国家可再生能源实验室)于1995年提出Levelized Cost of Energy(平准化电力(能量)成本)[3],其包含了项目全寿命所有建造、运行产生的费用折算成度电模式下的单位总成本,如式(1)所示:

式中:Cn为第n年的成本;d为折现率;n为运行年份,运行期为N年;Qn为第n年的发电量。

式(1)中C包含项目的安装成本、融资成本、税、运行和维护成本、固定资产残值以及由于国家财政、税收政策所产生的其它费用,式中n=0表示项目包含建设期的投资成本。

另外,德国Fraunhofer-ISE(弗劳恩霍夫协会太阳能研究所)针对新能源发电项目于2006年提出LCOE(度电成本)[4],其计算如式(2)所示:

图1 2015年各国光伏发电量占比

式中:I0为初始投资;At为第t年的运行维护成本;i为折现率;t为运行年份,运行期为N年;Mt,el为第t年的发电量。

对比式(1)、式(2),不难发现2个计算公式均充分糅合了光伏发电单位上网电量所发生的综合成本,主要包括光伏发电项目的投资成本、运行维护成本和财务费用,其计算值为光伏发电项目寿命周期内发生的建设、运行成本与全部发电量的比值,即单位电量的综合成本。 其中,Fraunhofer-ISE把项目建设成本(初始投资)与运行成本分别列支,而NREL把建设成本与运行成本充分融合。另外,2个计算公式很大的不同点在于:NREL平准化电力成本包含了税务成本,而Fraunhofer-ISE考虑到不同国家、地区具有不同的财务、税收政策,为了确保度电成本的通用性和可比较性,总成本费用中没有包含税务费用。这里,可以形象地认为:NREL平准化电力成本为含税成本,而Fraunhofer-ISE的度电成本为不含税成本。

目前,国内光伏项目度电成本评估模型参考NREL和Fraunhofer-ISE的LCOE评估方法,其中运行成本包含税务成本,如增值税、城市维护建设税、教育费附加税、企业所得税,其计算如式(3)所示:

式中:I0为初始投资,由光伏项目开发、建设期间的资本投入所形成的成本,包括设备购置费用、建筑工程费用、安装工程费用、前期开发费、土地征用费及项目建设期利息等;VR为固定资产残值;i为折现率;n为运行年份,运行期N为25年;An为第n年的运行成本,项目运营寿命期内为保证设备正常运行所发生的维护成本,主要包括检修费用、备品备件购置费、保险费、管理费以及税务成本等;Pn为第n年的利息;Yn为第n年的发电量。

为了简化计算,参照国内财务通用做法,剔除资金的时间成本,如式(4)所示:

对于光伏发电项目的投资决策,在度电成本基础上还需要结合国家能源政策导向、通货膨胀因素和投资资金的风险喜好,确定项目合理的资金投资回报率。浙江省某发电企业针对光伏发电项目投资决策明确要求:除满足国家和电力行业有关规定之外,项目全投资收益率不低于银行长期贷款利率,项目全投资财务内部收益率(税后)不低于6%,资本金财务内部收益率(税后)不低于8%。

综上所述,由于国内度电成本测算未考虑资金的时间价值和投资回报率,其与光伏发电项目的电力成本有一定的差异,更不能与合理利润下的售电电价相混淆。反之,度电成本虽不能等同于光伏发电的电力成本,但其变化的趋势可以反映光伏发电项目电力成本的变化趋势,具有非常重要的现实意义。为了探讨度电成本与投资收益率之间的关系,以浙江省4个光伏发电项目为例,利用公式(4)作为度电成本测算评估模型,测算模型边界条件确定如下:贷款比例80%;贷款利率4.9%;上网电价(Ⅲ类地区,含税)第1—20年1.08元/kWh(含地方补贴0.10元/kWh),第21—25年0.415 3元/kWh;工程建设期0.5年;营运期25年。根据各工程概算资料,测算情况见表1。

根据表1测算结果,虽然各项目建设条件有所差异,但是按照浙江省现行光伏发电上网电价水平,各光伏发电项目基本满足全投资财务内部收益率(税后)不低于6%的投资门槛要求。同时,测算结果显示:光伏发电项目的度电成本与投资收益率存在负相关,随着度电成本的上升,投资收益率不断下降;度电利润与投资收益率存在正相关,随着度电利润的上升,投资收益率不断上升;度电利润/成本的比值与投资收益率存在正相关,随着比值上升,投资收益率将不断上升。度电成本、度电利润与全投资收益率之间的关系见图2。

综上所述,度电成本与投资收益率呈线性负相关。结合表1及图2,按照浙江省现行光伏发电上网电价水平,为了确保全投资财务内部收益率(税后)不低于6%的要求,光伏发电项目主要经济评价数据临界值测算为:度电成本0.64元/kWh;度电利润0.172元/kWh;度电利润/度电成本的比值系数0.268。其中,度电利润/度电成本的比值系数临界值(0.268)将作为讨论投资决策的测算基准值。

3 实例分析

3.1 综合度电成本评估模型

根据国家能源局指导意见精神,2020年各发电企业非水可再生能源发电量应达到全部发电量的9%以上。截至2015年底,浙江省某发电企业下属发电厂的非水可再生能源发电量仅占发电总量的0.2%,发电企业计划积极推进光伏电站的建设,提升可再生能源发电量占比,拟在下属常规燃煤(气)发电厂利用闲置土地和各类建筑物布设太阳能电池组件,并网发电。将度电成本模型结合上述政策精神及发电企业实际情况,即光伏电站的发电成本与常规燃煤机组发电成本相结合,进行综合测算。

按照光伏发电与燃煤机组电量占比9∶91计算,综合度电成本测算模型如式(5)所示:

式中:Y为发电量;Yg为光伏发电量;Ym为受益煤电机组发电量;Yg∶Ym=9∶91。

表1 各光伏发电项目度电成本及投资收益率测算

图2 度电成本、度电利润与全投资收益率关系

3.2 综合电价收益测算

以表1中的项目三为例,该项目为厂内光伏电站,利用现有发电厂闲置土地及应急灰库、部分建筑屋面布设太阳能电池组件,目前该发电厂已建有2台1 000 MW超超临界燃煤机组,2015年燃煤机组年利用小时数为4 200 h,度电成本约0.26元/kWh。现拟装总容量为32.94 MWp的太阳能电池组件,光伏工程年均利用小时数为893 h。根据工程概算资料,光伏发电项目25年总上网发电量测算值为73 554万kWh,其中第1—20年合计电量59 652万kWh,第21—25年合计电量13 902万kWh。结合国家能源局指导意见精神,该光伏电站将撬动煤电机组743 714万kWh的上网电量。

结合综合度电成本评估模型及意见稿的精神,针对不同上网电价水平测算发电厂综合电价收益。

电价水平一:执行现行电价水平,即第1—20年1.08元/kWh(含地方补贴0.10元/kWh),第21—25年0.415 3元/kWh。经测算,25年平均综合上网电价(含税)约为0.954元/kWh,折合税后电价水平为0.816元/kWh。

电价水平二:执行意见稿标杆上网电价水平,即第1—20年0.85元/kWh(含地方补贴0.10元/kWh),第21—25年0.415 3元/kWh。经测算,25年平均综合上网电价(含税)约为0.764元/kWh,折合税后电价水平为0.653元/kWh。

电价水平三:执行意见稿标杆上网电价水平,即第1—20年0.75元/kWh,第21—25年0.415 3元/kWh。经测算,25年平均综合上网电价(含税)约为0.687元/kWh,折合税后电价水平为0.587元/kWh。

按照公式(5),综合电价收益测算见表2。

根据表2测算结果,当光伏发电上网电价执行电价水平二或电价水平三时,独立运营的光伏发电项目的利润/成本比值分别为0.163和-0.038,低于测算基准值(0.268)的水平,预示光伏发电项目无法满足发电企业投资收益率的要求,尤其执行电价水平三时,光伏发电项目将陷入负盈利状态。若考虑光伏发电上网电量对煤电机组的杠杆效应,通过综合度电成本评估模型显示,当执行电价水平三时,综合度电利润/成本的比值系数为0.283,仍高于0.268的测算基准值,说明电价水平三的综合项目全投资财务内部收益率(税后)将高于6%,满足发电企业的投资决策要求。

3.3 评估结论

经过测算评估分析,按照意见稿的上网电价水平以及现行光伏发电项目投资成本,独立运营的光伏发电项目已经无法确保项目全寿命的盈利,降低度电成本在今后较长一段时间内将会是光伏发电项目的首要任务,降本增效之路任重而道远。对于非水可再生能源发电装机容量偏低的发电企业,结合综合度电成本和综合电价收益模型分析,建设光伏电站对于企业层面将会有可观的综合收益,建议类似发电企业充分利用现有常规燃煤(气)发电厂的可利用闲置空地,积极推进光伏发电项目的建设,利用政策杠杆有效挖掘燃煤发电机组的“沉没效益”,抬升常规低成本燃煤发电机组的年利用小时数,降低企业综合运行成本,提升企业总体发电的收益水平。

4 结论

运用度电成本理论,提出综合度电成本和综合电价收益测算模型,为太阳能光伏发电项目的投资决策提供了新思路。对于非水可再生能源发

表2 各方案综合电价收益计算

电装机容量偏低的发电企业,建议从企业总体的发电格局出发,利用综合度电成本和综合电价收益模型测算光伏发电项目的投资收益水平,为光伏发电项目的投资决策提供科学依据。

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(本文编辑:徐 晗)

Analysis of the Investment Opportunity of Photovoltaic Power Generation Project Based on the Theory of LCOE

ZHANG Quanbin
(Zhejiang Energy Group Co.,Ltd.,Hangzhou 310007,China)

∶Based on the theory of levelized cost of electricity(LCOE),the paper puts forward a calculation model of comprehensive LCOE and comprehensive electricity income to provide a new idea for the investment decision of photovoltaic power generation project.Conventional power generation enterprises should focus on the overall pattern of power generation and provide scientific basis for the investment decision of photovoltaic power generation project through the calculation of investment income base on the model of comprehensive LCOE and comprehensive electricity income.

∶levelized cost of electricity(LCOE);feed-in tariff;photovoltaic power generation;investment decision

.201704003

1007-1881(2017)04-0009-05

F407.61

B

2017-03-08

张全斌(1974),男,高级工程师,从事发电项目管理工作。

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