(水电水利规划设计总院,北京 100120)
经过多年的努力,我国光伏行业在技术进步及上游制造业成本下降方面已取得很大进步,从硅材料到电池组件到电站建设,形成了具有国际竞争力的一体化全产业链。在技术进步与机制创新的推动下,光伏发电的经济性不断提高。2017年,全国光伏电站已建成项目首年利用小时数平均为1 300 h,年等效满负荷小时数介于600~1 600 h之间;工程单位造价持续显著下降,从2012年的11 000元/kW降低至约7000元/kW,5年内造价降低约40%。
由于光伏成本竞争力日益提升,全球2015年新增光伏发电建设规模约为近10年光伏发电累计装机容量的10倍,使得全球光伏发电总装机容量达到227 GW,有22个国家光伏发电量满足本国用电量的1%以上。由于新兴市场的崛起和全球需求强劲,光伏行业逐步复苏,从拉丁美洲到中东到印度,大型光伏发电项目上网电价投标低价层出不穷:2015年,印度中央邦50 MW光伏电站项目以0.08美元/kWh中标;2015年,迪拜电力水务局(Dubai Electricity and Water Authority,DEWA)100 MW光伏电站项目以0.059 8~0.061 2美元/kWh中标;2016年,阿联酋阿布扎比水电局(Abu Dhabi Water and Electricity Authority,ADWEA)350 MW光伏电站项目以2.42美分/kWh中标;2016年,智利马斯达尔联盟800 MW光伏电站项目以2.91美分/kWh中标;2016年,赞比亚47.5 MW光伏电站项目以6.02美分/kWh中标,是非洲地区迄今为止最低电价;2016年,德国光伏电站项目上网电价从9.2美分/kWh下降到7.4美分/kWh。
本文在总结国内外光伏电价影响因素的基础上,参照行业平均水平选取财务评价参数值作为测算条件,分析我国光伏电站典型项目的电价构成,在此基础上与国外光伏发电项目进行对比,研究影响我国光伏平价上网的主要因素。
影响光伏电价的因素主要有资源条件、系统效率、建设投资、运行成本、融资成本、财税政策、市场条件和运行机制。其中,市场条件指的是市场需求的状况,即是否有一个不断扩大的稳定市场,因为市场规模与生产成本和电价之间存在密切的关系;运行机制指光伏电站建设、运营等环节是否充分引入了竞争机制,进而驱动参与各方努力降低自己的产品和服务成本。
具体来说,我国光伏电价主要受发电成本、税负、融资、税后利润和年利用小时数因素的影响,其中,发电成本包括电站的建设投资、运行维护成本和融资贷款所产生的利息成本。在现行财务核算体制下,税负由增值税、税金及附加、企业所得税这三部分构成,各项税负有其不同的计费基数和比例。
国外光伏电价也受上述因素的影响,但国外光伏发电项目一般享受比较优惠的财税政策和融资成本,且借助于电力招标竞争机制,能够大幅降低电站的建设投资成本,因此,使得光伏发电项目上网电价具有很强的竞争力。
为了细究国内外光伏电站上网电价差异的原因,本文重点从年利用小时数、建设投资、融资成本、财税政策和投资者收益回报要求这五大影响因素出发,分析研究这些因素对上网电价的影响,并提出光伏平价上网的途径和建议。
2016年,全国光伏电站项目平均年利用小时数为1 144 h,其中:西藏、内蒙古光伏电站项目平均年利用小时数最多,分别为1 600 h、1 500 h;广东和重庆光伏电站项目平均年利用小时数最少,仅为620 h和600 h。
近年来,特别是“十二五”期间,我国光伏发电快速发展,装机规模不断扩大,带动了光伏行业的技术进步和材料价格下降,也促进了光伏发电成本持续下降,将使我国光伏发电由最初的主要依赖政策补贴转变为逐渐走向电力市场实现平价上网。
从2011年至2016年,我国光伏电站平均单位千瓦概算造价由17 891元降低至7 883元,降低幅度达56%;平均单位千瓦决算造价由15109元降低至6 800元,降低幅度达55%。经历了特许权招标,光伏发电项目自2011年起实行固定电价制度,并根据行业发展成熟度以及成本控制情况,适时对新能源标杆上网电价进行调整。
我国自2015年起组织实施光伏发电“领跑者”计划,通过竞争性资源配置方式有效推动了技术进步、产业升级和成本下降,单位千瓦决算造价可低至6 000元以下,第三批应用领跑基地投标电价平均降幅达到20%以上,光伏发电成本降幅显著。
以容量为20 MW的单个光伏发电项目为例进行分析。计算期采用26 a(其中建设期1 a,运营期25 a),项目资本金占20%,其余采用国内商业银行贷款,贷款期15 a,年利率4.9%,增值税税率为17%,企业所得税税率为25%,享受“减三免三”政策。行业平均首年利用小时数1300 h,且光伏组件衰减特性按前两年衰减2%,第10年衰减至90%,第25年衰减至80%,工程造价平均为7 000元/kW,按资本金财务内部收益率基准值8%进行计算。财务评价参数值是参照行业平均水平选取的,详见表1。
表1 光伏发电项目上网电价测算边界条件
基于上述条件,采用国内现行方法进行分析和计算,光伏电站经营期:
平均度电成本:0.422 9元/kWh (25 a)
平均含税电价:0.690 2元/kWh(25 a)
平均不含税电价:0.59元/kWh(25 a)
为剖析在一定成本参数及资本金内部收益率8%的边界条件下,各项因素对光伏发电项目上网电价的影响,分别计算成本、利润、税负在电价中的比重,计算结果见表2。
表2 我国光伏电站典型项目需求电价分项构成
光伏电站项目上网电价由总成本费用、税负和净利润三部分组成,详见图1。其中,总成本费用占上网电价的61.27%,税负费用占上网电价的21.69%,净利润占上网电价的17.04%。
从总成本费用组成来看,受建设投资影响,折旧费用占上网电价的31.47%,融资成本占上网电价的11.4%,后期运行维护占上网电价的18.4%。从税负组成来看,增值税占比较大,为上网电价的14.53%;企业所得税占上网电价的5.98%;其他税负占比较小。
图1 光伏发电项目上网电价分项组成占比图
本项分析的目的是要在上述方案基础上,每次改变一个参数,其他参数保持不变,分析该参数变化后对光伏发电项目上网电价的影响。
太阳能资源水平直接决定了光伏电站的发电量,而年利用小时数是将光伏电站的发电量折算到电站全部装机满负荷运行条件下的发电小时数,同样可以反映当地太阳能资源条件水平。
如果年利用小时数增加或减少100 h,光伏电价将相应减少或增加0.05元/kWh,对光伏电价的影响幅度约为7%~8%,详见表3。
表3 年利用小时数对光伏电价的影响
表4说明建设投资和光伏电价的关系十分密切。如果建设投资平均减少500元/kW,与基本方案相比下降了7.14%,则电价平均降低0.043 6元(与基准方案相比,下降率达6.32%),几乎等比例地减少。所以,降低光伏电站建设投资是降低上网电价的重要措施。
表4 建设投资对光伏电价的影响
从表5可以看出,融资条件变化对电价水平也有一定影响。贷款利率下降0.5%,即贷款利率浮动10%,需求电价下降2.3%,电价变化幅度为利率变化幅度的20%。当贷款利率达到国外普遍融资成本,即2%时,需求电价下降到0.5964元/kWh,将近下降0.1元/kWh,降幅明显。另外,适当延长还贷期也有明显的作用。若延长还贷期5 a,电价下浮3.07%。
表5 融资成本对光伏电价的影响
从表6可以看出,各种财税激励政策对降低光伏上网电价均有影响,但作用的大小相差悬殊。其中,免增值税、企业所得税及其他的复合政策有较强的降价作用,可使上网电价下降12.66%,上网电价可下降近0.09元/kWh,优惠叠加效果最为明显。就单一政策而言,免增值税可使上网电价下降9.24%,其对光伏电价的影响作用效果显著。
表6 财税政策对光伏电价的影响
当资本金内部收益率提高2%,需求电价上升5.4%;当资本金内部收益率下降2%,需求电价下降5.4%;即资本金内部收益率变化1个百分点,需求电价变化约2.7%,详见表7。
表7 投资者收益回报要求对光伏电价的影响
经调研,阿布扎比水电局光伏电站总规模为118万kW,招标综合电价约为0.0242美元/kWh,约合人民币0.165元/kWh,规模效应明显。
这一方面是由于阿布扎比太阳能资源丰富,光照条件特别好,年太阳能辐射小时数能达到2200 h,若考虑平均系统效率按80%计算,运营期平均利用小时数可达到约1800 h(首年约2 040 h)。光伏电站土地由政府免费提供,电站本体投资约0.7美元/W(约合人民币5元/W),财务融资条件优渥,贷款利率约为1%~2.5%,财税政策也享受了极大的优惠,关税、增值税等均免。
按以上边界条件,且考虑资本金财务内部收益率按8%,分别测算不同因素对所需上网电价的影响,并与国内基准方案进行对比分析,结果见表8。
表8 阿布扎比光伏电站电价敏感性分析
对单因素变化而言,当国内光伏发电项目首年利用小时数达到2040 h,上网电价降低至0.4399元/kWh;当国内光伏发电项目造价为5000元/kW时,上网电价降低至0.5159元/kWh;当国内光伏发电项目享受融资利率2%时,上网电价降低至0.5964元/kWh;当国内光伏发电项目税负全免时,上网电价降低至0.6029元 /kWh。
综合以上影响因素,当以此项目边界条件进行测算时,国内光伏发电项目上网电价降低至0.2521元/kWh,与此对标项目相比,仍存在近0.09元/kWh的差距。究其原因,一方面是由于投标者对资本金内部收益率的要求存在差异,若投资者收益回报期望进一步降低,上网电价最低可达0.2083元/kWh,接近中标价;另一方面是不掌握此项目运行期间所支出的保险费、材料费、人工及其他费用。
通过对阿联酋阿布扎比最新光伏招标价格0.0242美元/kWh这一典型案例开展深入分析,研究发现国内外光伏上网电价的差异主要由太阳能资源、建设投资、融资成本及财税政策等条件差异造成。阿布扎比光伏项目太阳能资源条件较国内水平高出近40%,建设投资也较国内略低,加上较低的融资成本和优惠的财税政策,使阿布扎比光伏电价低于国内水平。我国可以不断通过技术进步提高组件转换效率和系统效率,并有效控制工程建设投资,缩小与国际先进项目差距,但融资、财税优惠等政策,需要有关部门统筹协调,给予更大支持,才能接近国际先进项目的经济性水平。
近年来,我国光伏产业快速发展,形成了从多晶硅提纯、太阳电池制造、组件封装到系统集成的完整产业链体系,我国光伏上网电价却高于国际平均水平,我国光伏发电平价上网进程与光伏强国的地位不相匹配,主要是受土地、金融、税负等非技术成本的影响。光伏电站的土地使用税,各地征收标准从 0.6~12元/m2不等,按照二类太阳能资源地区10 MW光伏并网项目计算,相当于不同征收尺度下的同等电站每度电的成本相差近0.3元。除此以外,光伏行业发展还存在弃光限电的问题,使得年利用小时数缩减,对光伏电站投资者的收益产生影响。
综上,建议既要通过光伏自身的技术进步促进成本下降,同时也要挖掘非技术成本的下降空间,应从土地、金融、税负、限电等非技术方面同步提升,加强政策扶持,实现光伏平价上网。