我國現(xiàn)階段光伏發(fā)電成本分析

1、我國現(xiàn)階段光伏發(fā)電成本分析史珺上海普羅新能源有限公司 摘要 本文根據(jù)史博士提出的光伏發(fā)電成本電價的數(shù)學(xué)分析模型，討論了影響成本電價的因素，給出了光伏發(fā)電的投資效益分析方法，并對目前我國西北的光伏電站進(jìn)行了實例分析。一 影響光伏發(fā)電的成本電價的因素光伏發(fā)電的成本可以用下式表示：tcost =cp（1/ per + rop + rloan * rintr - isub）/ hfp (1) 式（1）即為光伏發(fā)電的成本電價的計算公式（史博士定律）。它表示出了光伏電站的成本電價tcost與光伏電站的單位裝機(jī)成本cp、投資回收期per、運營費用比率rop 、貸款狀況（包括貸款占投資額的

2、比例rloan和貸款利息rintr兩個參數(shù)）、年等效滿負(fù)荷發(fā)電小時數(shù)hfp、該電站所享受到的其它補(bǔ)貼收入系數(shù)等六大因素的具體關(guān)系。有了式（1）的光伏發(fā)電成本分析模型，可以對現(xiàn)階段光伏發(fā)電成本做一個簡要分析。本分析不考慮電站的其它補(bǔ)貼收入，即令式（1）中的isub =0。1.1 單位裝機(jī)成本對電價的影響按照回收期20年，貸款比例為70%， 貸款利率7%，運營費用2%計算。假設(shè)當(dāng)?shù)氐哪隄M負(fù)荷發(fā)電時間hfp =1500小時，則不同的單位裝機(jī)成本所對應(yīng)的成本電價見表1-1 。  表1-1 裝機(jī)成本cp對于成本電價的影響單位裝機(jī)成本（元/kw）1000011000120001300014000

3、成本電價（元/度）0.790.870.951.031.11 1.2 日照時間對于成本電價的影響按照回收期20年，貸款比例為70%， 貸款利率7%，運營費用2%計算。假設(shè)單位裝機(jī)成本為12000元/kw，則不同的滿負(fù)荷發(fā)電時間所對應(yīng)的成本電價見表1-2 。  表1-2 年滿負(fù)荷發(fā)電時間對于成本電價的影響年滿負(fù)荷發(fā)電時間（小時）9001100130015001700成本電價（元/度）1.591.301.100.950.84 可見，年滿負(fù)荷發(fā)電時間對于成本電價的影響非常大。通常年滿負(fù)荷發(fā)電時間與日照時間是直接相關(guān)的。但是，電站系統(tǒng)的設(shè)計方式、系統(tǒng)參數(shù)、系統(tǒng)追日與否，對年

4、滿負(fù)荷發(fā)電時間的影響都很大。下表給出幾個地方的年日照時間與年滿負(fù)荷發(fā)電時間的對照表。  表1-3 影響年滿負(fù)荷發(fā)電時間的因素年日照時間（小時）（氣象數(shù)據(jù)）年發(fā)電時間（小時）120016002000240028003200全部固定支架安裝720928112012961456160050%固定支架,50%追日7709931198138715581712100%追日系統(tǒng)82810671288149016741840功率優(yōu)化模塊89411531391161018081987 由上表可見，年日照時間對于年滿負(fù)發(fā)電時間的影響是最大的，但在同樣的年日照時間下，采用不同的系統(tǒng)安裝方式，以及

5、是否進(jìn)行功率優(yōu)化差異也是很大的。例如，在年日照時間2800小時的地區(qū)（我國西北絕大多數(shù)是這類地區(qū)），固定支架的年滿負(fù)荷發(fā)電時間為1456小時， 但如果全部采用追日系統(tǒng)，并增添功率優(yōu)化模塊，則年滿負(fù)荷發(fā)電時間可以達(dá)到1808小時。當(dāng)然，年滿負(fù)荷發(fā)電時間的增加需要投入的增大。但在組件不變的情況下，追加投入還是經(jīng)濟(jì)的。對于追日支架等，除了考慮一次投入外，同時還要考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和安裝條件，例如，屋頂通常不適宜安裝追日系統(tǒng)。對于常有大風(fēng)的地面電站，那么對于跟蹤支架的維修費用可能影響較大。1.3 貸款狀況對于成本電價的影響目前，對于大型地面光伏電站的建設(shè)，多多少少都要采用部分銀行貸款。銀行貸款占總投資

6、的比例以及貸款利息對于光伏電站的成本電價影響十分巨大。這里，假定裝機(jī)成本為12000元/kw，按照投資回收期20年，年滿負(fù)荷發(fā)電時間1500小時，運營費用2%的計算條件，對于不同的貸款條件所對應(yīng)的成本電價進(jìn)行計算，結(jié)果見表1-4。  表1-4 貸款條件對于成本電價的影響(電價單位：人民幣元/度）貸款比例 貸款利息90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%10%1.281.201.121.040.960.880.800.720.640.569%1.211.141.060.990.920.850.780.700.630.568%1.141.071.010.940

7、.880.820.750.690.620.567%1.061.010.950.900.840.780.730.670.620.566%0.990.940.900.850.800.750.700.660.610.565%0.920.880.840.800.760.720.680.640.600.564%0.850.820.780.750.720.690.660.620.590.563%0.780.750.730.700.680.660.630.610.580.56 從表1-4可見，在其余條件均給定的條件下，僅貸款條件的變化，光伏電價就可能從0.56元/度升高到1.28元/度。對于光伏電

8、站的建設(shè)來說，貸款利息當(dāng)然是越低越好。貸款比例的升高也會導(dǎo)致成本電價的提升，但由于自有資本金占用少，所以，適當(dāng)提高貸款比例也未必是壞事。這要通過計算內(nèi)部收益率和根據(jù)能夠得到的最低利率來確定最合適的貸款比例。本文對此不作深入討論。1.4 投資回收期對于成本電價的影響假設(shè)單位裝機(jī)成本為12000元/kw，運營費用按照2%計算。年等效滿負(fù)荷發(fā)電時間按照1500小時計算。在兩種貸款條件下，則不同的投資回收期所對應(yīng)的成本電價見表1-5 。 表1-5 年滿負(fù)荷發(fā)電時間對于成本電價的影響（電價單位：人民幣元/度）投資回收期（年）貸款條件510152025全部自有資金1.760.960.690.56

9、0.4870%貸款比例,7%的年息2.151.351.080.950.87 由表（1-5）可見，如果全部采用自有資金投入，投資回收期設(shè)定在25年，目前的光伏發(fā)電成本電價僅為0.48元/度。這個價格已經(jīng)低于許多地方的火電上網(wǎng)電價。而如果設(shè)定投資回收期為5年的話，則成本電價高達(dá)1.76元。因此，投資回收期的設(shè)定對于光伏發(fā)電的成本電價的影響也是巨大的。在我國，火力發(fā)電廠的投資回收期通常為1530年，而核電的投資回收期更高達(dá)50年。因此，對于光伏發(fā)電的可行性分析計算時，按照20年或者25年的投資回收期計算是較為合理的。從表（2-5）可見，在70%貸款的條件下，如果電價定為0.95元，則20年

10、可回收投資，如果電價定為0.87元/度，則25年可回收投資。1.5 運營維護(hù)費對于光伏發(fā)電成本電價的影響設(shè)定單位裝機(jī)成本為12000元/kw，按照回收期20年，貸款比例為70%， 貸款利率7%，年等效滿負(fù)荷發(fā)電時間為1500小時，則不同的運營費用所對應(yīng)的成本電價見表1-6 。  表1-6 運營費用對于成本電價的影響不同運營費用1%2%3%4%5%6%7%8%9%成本電價0.870.951.031.111.191.271.351.431.51 由表（1-6）可見，運營費用對于光伏發(fā)電成本電價的影響也是較大的。同樣一個電站，如果運營費用控制在1%，則成本電價可為0.87元/度；

11、而如果成本控制在5%，則成本電價會飆升到1.51元/度。因此，對于電站的運營和維護(hù)的成本一定要精打細(xì)算。二現(xiàn)階段的光伏發(fā)電成本及投資效益分析2.1 現(xiàn)階段光伏發(fā)電的裝機(jī)成本根據(jù)式（2-1），光伏發(fā)電的裝機(jī)成本如下：civs = cpan+ cstr+ casb+ ccab+ cbas+ ctrc+ cpom+ cinv+ cdis+ ctrf+ cacc+ ccon+ cmon+ ceng+ cman + cland我們根據(jù)目前的光伏產(chǎn)業(yè)的成本，以一個10mw的光伏電站為例，分別計算，得出目前的光伏電站的裝機(jī)成本，見表2-1。假定電站地點在青海某地戈壁灘，土地價格按照3000元/畝計算。表2-

12、1 2011年四季度在青海省一個10mw光伏電站的裝機(jī)成本序號代號名稱單位數(shù)量價格（萬元）備注1cpan組件mw1066006.6元/瓦2ctrc追日系統(tǒng)0不含追日系統(tǒng)3cpom功率優(yōu)化模塊提高組件發(fā)電量4cinv逆變器mw108001mw 10臺，效率98.6%5cmon電站監(jiān)控系統(tǒng)120視頻和數(shù)據(jù)監(jiān)控及遠(yuǎn)傳6cstr組件支架400全部固定支架7cdis高低壓配電300電源/開關(guān)/配電/轉(zhuǎn)接/計量/8ctrf變壓器16010000kva（400v/10kv）9ccab電纜650所有電纜10cbas支架基礎(chǔ)600支架的地下及地面基礎(chǔ)11ccon電站土建工程760包括基礎(chǔ)/道路/變電所/地面硬化

13、/綠化12casb組件安裝費用120現(xiàn)場的組件上支架的安裝13cacc外線接入km1120假定輸電站為1公里14ceng施工費用300含設(shè)備運費/安裝/接線15cman管理費用120管理人員工資、報批、驗收16cland土地費用畝5001503000元/畝，戈壁合計：人民幣壹億壹仟柒佰陸拾萬元整。1160 以上費用中，第15項（表中紅字部分）的價格是由光伏產(chǎn)業(yè)的行情決定的，這部分金額為8080萬元，占總投資68.7%；第69項（表中綠色部分）是由鋼材和銅材的市場價格決定的，金額為1510萬元，占12.8%；第1015則是土建與安裝施工費用，取決于當(dāng)?shù)氐氖┕l件和業(yè)主和項目公司的管理水

14、平，金額為2020萬元，占總投資17.2%；最后一項土地價格為150萬元，占1.3%。（未完待續(xù).)2.2 光伏電站投資效益2.2.1 上網(wǎng)電價為1.15元/度的投資收益以上述電站為例。當(dāng)?shù)啬耆照諘r間為3100小時，經(jīng)過試驗測算，年等效滿負(fù)荷發(fā)電時間為1538小時（固定支架，已扣除站內(nèi)消耗）。電價經(jīng)過國家發(fā)改委審批為1.15元/度。電站發(fā)電的運營維護(hù)采用三班兩倒方式，共設(shè)立15人，年運營維護(hù)費用大約為180萬元。項目方資本金為3176萬元；銀行貸款8000萬元，年利率為7.5%，每年利息為600萬元。此外，該項目每年減排約20000噸二氧化碳，可產(chǎn)生125萬元的cdm指標(biāo)收入。利用式（2-5）

15、電站的年稅前利潤：iint = p * hfp * tarif + isub cop cfn= 10000*1538*1.15 + 1250000 -1800000 6000000= 10,439,600.00元如果電站按照10年加速折舊，則每年折舊費用約1116萬元，前10年可不用交稅，每年的稅前利潤可以用來歸還銀行貸款。假設(shè)每年除利息外，再歸還1000萬元貸款本金，八年還清，則利息將逐年遞減75萬元。運營財務(wù)狀況表見表2-2。 表2-2 青海某地10mw光伏電站運營財務(wù)狀況表（上網(wǎng)電價：1.15元/度）年電價收入cdm運營財務(wù)貸款本金增值稅稅前利潤所得稅現(xiàn)金流入累計現(xiàn)金流入117

16、251251806008000(18.02)(106)(26.50)96.5096.50217251251805257000(5.27)(31)(7.75)152.75249.253172512518045060007.484411.00209.00458.2541725125180375500020.2311929.75265.25723.5051725125180300400032.9819448.50321.501045.0061725125180225300045.7326967.25377.751422.7571725125180150200058.4834486.00434.001

17、856.758172512518075100071.23419104.75490.252347.009172512518000.0083.98494123.501546.503893.5010172512518000.0083.98494123.501546.505440.00 由表（2-2）可見，該光伏電站用9年的時間即可收回全部投資（累計現(xiàn)金流超過資本金投入，貸款還清）。平時，在每年歸還1000萬元銀行貸款后，還可有100萬現(xiàn)金凈流入，且每年遞增大約50余萬元。到第九年，銀行本金還清，每年凈現(xiàn)金流流入為1546萬元。2.2.2 上網(wǎng)電價為1元/度的投資收益2012年后，國內(nèi)大部分

18、電價變?yōu)?元/度。這樣，如果對同樣一個上述電站，每年還款余額改為800萬元，這樣，財務(wù)狀況見表2-3。 表2-3 青海某地10mw光伏電站運營財務(wù)狀況表（上網(wǎng)電價：1元/度）年電價收入cdm運營費用財務(wù)費用貸款本金增值稅報表利潤所得稅現(xiàn)金流入累計現(xiàn)金流入1150012518060080000(331)0(55)(55)2150012518053371000(264)013(43)3150012518046562000(196)080384150012518039853000(129)01481855150012518033044000(61)0215400615001251802633500070283683715001251801952600074035010338150012518012817000142041814509150012518060800020905852035101500125180001522690154535801115001251800024614452911154473412150012518000246144536110845818131500125180002461445361108469011415001251800024614453