上海建元财务管理有限公司 徐文钦
随着2021年碳达峰、碳中和“1+N”政策体系确立,明确了构建以新能源为主体的新型电力系统,光伏行业的地位显著提升。2021年6月20日,国家能源局下发《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,光伏开始走进寻常百姓家。可以说,国家密集出台的顶层目标和政策为光伏行业带来了历史性机遇。本文将重点研究光伏电站的投资策略。
光伏电站一般分为集中式光伏电站与分布式光伏电站。
集中式光伏电站一般位于郊区或偏远荒漠、丘陵(平地、山地、水面、戈壁滩、沙漠边缘地、滩涂),占地面积较大。其建设规模一般在10 MW以上,近期100 MW 的超大规模光伏电站也日益增多。集中式光伏电站是与公共电网相连接并共同承担供电任务的太阳能光伏电站,其发出的电量由电网公司收购并统一调度分配,电价计量采用“全额上网”方式。
分布式光伏电站建设规模在1 MW到10 MW之间,具有安装灵活、投入少、方便就近消纳等优点,目前应用最为广泛的是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。分布式光伏电站将光伏电力并入用户侧,电价计量采用“自发自用,余量上网”,主要向合作用电方(一般为屋顶业主方)供电,80%~95%的电量为自发自用,余量通过当地电网企业并网销售。采用“自发自用”方式时,电价一般在市政电价的基础上给予一定优惠。分布式光伏电站不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。
光伏电站投资主要由光伏电站设备采购、建安工程、土地成本及前期开发管理费用组成。其中,光伏电站设备主要由光伏组件、逆变器、电线电缆、光伏支架、汇流箱、通信设备等组成,约占总投资的60%。
根据已建项目经验,光伏电站单位投资造价在4元/W左右。根据CPIA数据,2019年光伏电站成本为4.55元/W,2020年为3.90元/W,预计2025年系统成本将下降至 2.62元/W。这也意味着组件产业链各环节均有降本空间。
2021年国家发改委再次发布《2021年新能源上网电价政策有关事项通知(征求意见稿)》,指出了集中式光伏电站采取“全额上网”的计价方式。电价遵循2021年各省(区、市)新建光伏发电、风电项目指导价,见表1。
表1 2021年新建光伏发电、风电项目指导价 元/ kW·h
分布式光伏电站采取“自发自用,余量上网”的计价方式,自发自用部分电价一般为市政电价的85%~90%;余量上网部分电价遵循光伏发电、风电项目指导价。
光伏发电时间段一般在9:00-17:00,因此分布式光伏自发自用遵循的市政电价为该时段市政电价的加权平均值。江浙沪地区光伏发电时间段加权平均市政电价分别为上海0.780 6元/kW·h、江苏0.797 0元/kW·h、浙江 0.868 9元/kW·h。
2013年,国家发展改革委出台的《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》明确:根据年等效利用小时数将全国划分为3类太阳能资源区,实行不同的光伏标杆上网电价。光伏电站利用小时数与太阳能资源分布有关,我国光资源利用小时整体呈现西北高、东南低趋势。
Ⅰ类地区年利用小时数大于1 600 h。主要包括宁夏、青海海西、甘肃(嘉峪关、武威、张掖、酒泉、敦煌、金昌)、新疆(哈密、塔城、阿勒泰、克拉玛依)、内蒙古除赤峰、通辽、兴安盟、呼伦贝尔以外地区。
Ⅱ类地区年利用小时数介于1 400~1 600 h。主要包括北京、天津、黑龙江、吉林、辽宁、四川、云南、内蒙古(赤峰、通辽、兴安盟、呼伦贝尔)、河北(承德、张家口、唐山、秦皇岛)、山西(大同、朔州、忻州、阳泉)、陕西(榆林、延安)、青海、甘肃、新疆除Ⅰ类外其他地区。
Ⅲ类地区年利用小时数介于1 200~1 400 h。指除Ⅰ类、Ⅱ类地区以外的其他地区。
由于集中式光伏电站主要分布在北部及中部地区,选取集中式光伏电站分布较为典型的区域,分别为新疆、河北、四川及河南地区,对应的利用小时数及上网电价见表 2。典型装机规模分别为25 MW、150 MW、250 MW。
表2 集中式光伏电站典型省份利用小时数及上网电价
分布式光伏电站较为典型的区域是上海、江苏、浙江,对应的利用小时数及上网电价见表 3。典型装机规模分别为200 kW、2 MW、6 MW。分布式光伏电站采取“自发自用,余量上网”的计价方式,表3中分布式光伏电站电价按95%自发自用,5%余电上网比例计算。自发自用部分一般为供应方及用户商谈的电价,本文假定为光伏发电时间段加权平均市政电价的85%。
表3 分布式光伏电站典型省份利用小时数及电价
光伏电站成本主要由修理费、人员工资、材料费、保险费和其他费用组成,其中修理费一般为30元/kW、年均工资10万元/人、年材料费10元/kW、年其他费用10元/kW、年保险费费率0.10%。但运营人员在不同装机容量的光伏电站下运营人数不同,根据项目经验,一般每10 MW机组需一人运营。
本文所取集中式光伏电站的典型装机规模分别为25 MW、150 MW、250 MW,对应运营人数为3人、15人、25人;分布式光伏电站典型装机规模分别为0.2 MW、2 MW、6 MW,运营人数均为1人。
集中式光伏电站选取的新疆、河北、四川及河南地区在不同装机规模下收益情况见表4。
表4 集中式光伏电站典型机组收益率测算
由表4可知,在相同装机规模下,收益率随各地区所对应年利用小时数的增加而提高;在相同地区,收益率随装机规模增加而提高。但总体而言,集中式光伏电站收益率不高,在5%左右。
分布式光伏电站选取的上海、江苏、浙江地区在不同装机规模下收益情况见表5。
表5 分布式光伏电站典型机组收益率测算
江浙沪地理位置相近,年利用小时数相似。由表5可知,在相同装机规模下,电价越高的地区收益率越高;在相同地区,收益率随装机规模增加而提高。在装机规模太小的情况下,至少仍需1人进行维护运营,因此工资费用占比上升,从而会导致项目收益率过低。总体而言,分布式光伏电站收益率较集中式光伏电站收益率高。
综上所述,集中式光伏电站规模较大,一般在10 MW以上,对应投资规模在4 000万元以上,投资金额较大;同时,集中式光伏电站需要大面积空地,对地域要求较高。由测算可知,集中式光伏电站收益率约 5%,略低于通常发电集团光伏项目市场投资决策的基准收益率 6%。因此,对于集中式光伏电站投资取决于电力市场改革如提高光伏电价,以及使用清洁能源获取的碳资产所带来的额外收益。
分布式光伏电站装机规模较小,一般在10 MW以下,对应项目投资规模较小,并且分布式可存在于工业厂房、综合商业体、污水处理厂、居民屋顶、幕墙、车棚等,广泛存在于城市各处。由测算可知,分布式光伏电站项目投资收益率总体较集中式光伏电站高。建议光伏电站运营经验不足者先从分布式光伏项目切入。
另外,电价和年利用小时数是影响收益率的重要因素,由测算数据可得,在相同装机规模下,电价和年利用小时数越高的地区收益率越高,建议光伏电站投资可从电价政策较好的地区或年利用小时数较高的地区切入。
随着电网系统需求侧响应的逐步深化,用户侧分布式供能系统也逐渐趋于多元化,分布式光伏发电系统可以与分布式燃气三联供、储能系统等多种清洁供能系统充分耦合,形成智慧能源微网,发挥不同种能源在不同时空条件下的优势,有效提高用户侧供能效率,真正实现节能减排的能源供应最终远景。