文/张 蕾 魏 昭
光伏技术成熟和行业快速发展,让其在加油站的应用成为可能。
随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,能源转型被各行各业排上日程。加油站作为化石能源消费终端,在能源转型中的角色定位已经成为行业内外的关注点。整体来看,加油站具备突出的地理位置优势和网络优势,可将其定位于能源综合服务站助力能源转型。光伏技术的成熟和行业的快速发展,让其在加油站的应用成为可能。
加油站的位置具有先天优势,其应用光伏可充分利用光伏设备的发电能力,发挥示范作用。为了保证竞争力,加油站一般分布在核心道路两侧、工业区周边、社区周边等位置,周边车流量或商圈水平有一定的保证。
位于高速路、省道国道、工业区和部分社区周边的加油站鲜有遮挡,可充分利用光伏设备的发电能力。同时,加油站光伏应用与其化石能源消费终端定位产生强烈的反差,结合其周边流量,可更好地发挥示范作用。
数量仍有增长空间。光伏应用可进一步放大加油站的网络优势,发挥资产价值。从百公里加油站数量、单站服务车数、万人加油站座数等指标来看,我国加油站密度较发达国家仍然存在一定的差距。经过类比分析,2025 年前,我国加油站总量仍将增长,2030 年将回归合理水平,约为11 万座左右,具备明显的网络优势。
由于加油站网络具有连锁化、系统化、协同化的特点,在加油站推广光伏应用易“连点成线,连线成面”,放大加油站的网络优势。同时,面对加速推进能源清洁转型的强烈信号,加油站作为已经成熟的网络终端,光伏应用也将发挥其资产价值,助力能源转型。
光伏行业高质量发展。2020 年,我国新增光伏装机规模48.2GW,同比增长60%,连续8 年位居全球首位;光伏发电量2605 亿kwh,同比增长16.2%,占全部发电量的3.5%。未来,光伏发电行业将在碳中和目标指引下进入下一个快速发展期。国家能源局《2021 年能源工作指导意见》指出,“十四五”,国内年均光伏新增装机规模70 GW~90GW。
技术发展领先全球。以晶科、隆基为代表的国产厂商持续打破单晶电池转换效率纪录;阿特斯、中来、钧石等国产厂商持续布局前沿高效电池技术;2014 年起,我国企业/研究机构晶硅电池实验室效率打破纪录29 次,保持世界领先。
投资成本持续下降。过去三年,光伏发电成本下降近40%,可与煤电相比。国内光伏组件价格2010 年来已从约20 元/W 降至2 元/W 以内,系统成本从近50 元/W 降至4 元/W 左右,对应降幅约90%,且仍处于下降通道。预计2025 年,我国工商业分布式光伏系统初始投资成本为2.85 元/W,2030年下降至2.69 元/W。
表1 国际加油站网络及相关指标
利好政策持续出台。2021 年10 月,国家发展改革委发布了《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》,加快电价市场化改革。2022年1 月,我国已有29 个省、直辖市、自治区公布一般工商业用电价格,除青海外全部上涨,浙江、山东等地上涨超过20%,天津涨幅最高达到33%,利好推广工商业光伏。2021 年12 月,国家能源局正式下发了《能源领域深化“放管服”改革优化营商环境实施意见》,明确支持油气企业建设光伏。
综合来看,技术创新推动国内光伏行业规模快速发展,带动建设成本大幅下降。未来,随着光伏行业进一步成熟,光伏建设运营成本将进一步下降,政策持续支持,为加油站开展光伏利用创造了良好条件。
国外石油石化企业布局早,运营模式多样。国际著名石油公司最早于上世纪开始在加油站光伏项目上进行布局。目前,欧洲、亚洲、美洲等大洲基本上均有加油站光伏项目。根据加油站所在地政策的不同,加油站光伏项目的运营模式不同:BP 于1999 年提出BP AMOCO PLG 计划,在世界各地的200 座新加油站安装光伏项目,采用“自发自用、余电上网”的经营模式;壳牌于2017 年在泰国开展环保型加油站普及,昭和壳牌石油子公司Solar frontier 负责供应光伏组件,加油站光伏项目采取自发自用的经营模式。
国内石油石化企业积极探索,动作迅速。中国石油和中国石化在北京、上海、海南等地先后开展了加油站光伏应用试点与推广,积累了“自发自用、余电上网”“离网自用”“光储结合”等多个模式的运营经验。
壳牌中国在河北、山东两省五座加油站完成了光伏发电试点工作,实现试点加油站用电自给自足,且可实现余电上网。民营加油站富海能源将油气站、光伏系统、储能系统、电网、智能化、网络云端等能源板块进行融合,充分利用跟踪式支架,有效提高了光伏利用效率,运营模式具备创新性和前瞻性。
多数加油站可应用光伏。一是设备配置简单。只需要配置光伏组件、逆电器、控制器等基本设备,不需要增加增压、输送等配电设备,设备生命周期长达25 年。二是应用场景灵活。便利店、宿舍楼、综合楼,以及罩棚等面积均可以用于配置光伏组件,一般500m2可以满足日发电200℃(照明、机房、加油机用电需求)的光伏组件布置。三是投资规模不大。50kKWp(满足日发电量200℃左右)光伏组件的投资18 万~23 万元,经济性较好。四是当前各地政府对“自发自用”支持较大,所发电量一般在当地电网配电额度范围内,相比于储能、售电等模式更容易实现并网。
同等条件下,自用比例越高,收益越好。从加油站实际应用效果来看,光伏发电在站内自用比例越高投资收益越好。考虑到当前光伏发电已经“平价”,未来光伏发电进入碳交易市场的可能性不大,暂未考虑节碳带来的收益,主要考虑项目本身的经济性。
因此,加油站建设充电桩有助于提升加油站光伏发电的自用比例,提升光伏投资整体收益,洗车设备、更换加气设备、加氢设备,以及与周边商户商议消纳用电同理。
一方面,加油站光伏应用要在投资设计时控制好装机规模,保持一定的自用比例;另一方面,在已有装机基础上,扩大用电规模有利于进一步提升收益。
适当增加储能网络建设。短期来看,储能系统投资成本较高,对于峰谷电价差异较小的区域,储能项目经济性不足,不建议应用储能;峰谷电价差异较大区域,可以考虑在有光伏应用的站点增加储能。长远来看,储能是电网发展的必要辅助,可以考虑以加油站网络为基础,与电网合作建立储能网络,以电网的“容量费”获得进一步收益。
建设运营要注意防范风险。一是政策变化风险。比如,电网消纳和允许售卖的电量限制、针对加油站行业的安全管控与电力设备的停用等。二是电价变化风险。比如,电价波动带来的收益下降。三是环境风险。比如,加油站周边环境因素和社会人文因素等,导致设备不可使用或者不可创效,自然灾害等不可预见的风险。四是站点实际运行过程中可能出现的安全、防爆要求等风险。
◇加油站上马光伏得天独厚。 供图/张 白