中國城市分布式光伏經(jīng)濟型探討

1、中國城市分布式光伏的經(jīng)濟性探討中德能源轉(zhuǎn)型研究項目目錄 HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark6 7 HYPERLINK l _bookmark0 摘要 HYPERLINK l _bookmark6 中國分布式太陽能和儲能的 HYPERLINK l _bookmark6 經(jīng)濟性分析 HYPERLINK l _bookmark1 2 HYPERLINK l _bookmark7 13 HYPERLINK l _bookmark1 引言 HYPERLINK l _bookmark7 分析結(jié)論 HYPERLINK l _bookmark2 3 H

2、YPERLINK l _bookmark2 全球范圍內(nèi)，分布式儲能與 HYPERLINK l _bookmark2 太陽能的結(jié)合在可再生能源 HYPERLINK l _bookmark2 高滲透率地區(qū)已蔚然成風 HYPERLINK l _bookmark7 13 HYPERLINK l _bookmark7 實施分時電價機制并鼓勵提 HYPERLINK l _bookmark7 升靈活性通知的政策分析 HYPERLINK l _bookmark3 4 HYPERLINK l _bookmark8 14 HYPERLINK l _bookmark3 中國的分布式太陽能產(chǎn)業(yè)正 HYPERLINK

3、l _bookmark8 結(jié)語 HYPERLINK l _bookmark3 在蓬勃發(fā)展 HYPERLINK l _bookmark4 5 HYPERLINK l _bookmark4 隨著經(jīng)濟性的提高，對太陽 HYPERLINK l _bookmark4 能的補貼有所降低 HYPERLINK l _bookmark9 15 HYPERLINK l _bookmark9 參考文獻 HYPERLINK l _bookmark4 5 HYPERLINK l _bookmark4 分布式太陽能面臨的諸多 HYPERLINK l _bookmark4 障礙 HYPERLINK l _bookmark5

4、 6 HYPERLINK l _bookmark5 分布式存儲也面臨諸多障礙 PAGE 14中國城市分布式光伏的經(jīng)濟性探討中國城市分布式光伏的經(jīng)濟性探討摘要本報告總結(jié)了中國眾多大城市分布式太陽能和太陽能加儲能發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)經(jīng)濟性分析結(jié)果，并將目前居民和商業(yè)用戶的分時定價情況納入考量。隨著儲能和太陽能光伏價格的經(jīng)濟性日益提升，加配或不加配儲能的分布式太陽能系統(tǒng)在中國變得越來越普遍。2020年，中國宣布力爭碳排放在2030年前達到峰值，并力爭在2060年前實現(xiàn)碳中和。風能和太陽能將預計成為中國能源系統(tǒng)的中心。早在2020年末，分布式太陽能特別是戶用太陽能已經(jīng)出現(xiàn)顯著的增長，且這一趨勢在未來幾年可能

5、會延續(xù)下去。在此分析中，我們對中國不同城市當前自用型分布式太陽能光伏發(fā)電無論是僅用太陽能光伏還是太陽能光伏加配儲能裝置的投資回報情況進行了研究，并將分時定價，以及各地每小時日照量納入考量在自用型分布式太陽能光伏發(fā)電無論是獨立式還是加配儲能裝置的太陽能光伏發(fā)電的投資回報情況進行了研究。我們設(shè)定了15%的內(nèi)部收益率，作為上述用戶經(jīng)濟回報的門檻值。我們的結(jié)果顯示，對于商業(yè)用戶來說，在目前的分時電價、光伏成本和儲能成本下，在大多數(shù)城市，可以一天循環(huán)兩次的儲能可以提供最高的回報，其次是獨立式太陽能光伏。一天兩次循環(huán)的儲能，既可以儲存高峰期的太陽能輸出，也可以將下午的高峰負荷轉(zhuǎn)移到晚上的非高峰時段。另一方

6、面，對于大多數(shù)城市的居民用戶來說，儲能目前不具經(jīng)濟性。但僅光伏情景（不加配儲能）對大多數(shù)地區(qū)的住宅和商業(yè)用戶來說都具有經(jīng)濟性（高于15%）。居民和商業(yè)分布式光伏發(fā)電在三種情景下的內(nèi)部收益率（ IRR）35.00%30.00%25.00%20.00%15.00%10.00%5.00%0.00%Scenario 1情景 1Scenario 2Scenario 3情景 2情景 3ResidentialCommercial住宅商業(yè)ResidentialCommercial住宅商業(yè)ResidentialCommercial住宅商業(yè)注：情景1代表僅光伏情景（不加配儲能），情景2代表帶儲能的光伏發(fā)電，每日中

7、午充電一次，下午放電；情景3代表帶儲能的光伏發(fā)電，每 日充電兩次。數(shù)值范圍代表了所研究的13個中國城市的回報情況。來源：Anders Hove、劉鈺趙、劉青陽，GIZ，2021引言分布式能源是能源轉(zhuǎn)型范式中的一個核心要素。根據(jù)這一愿景， 能源生產(chǎn)和消費將逐漸從用戶僅扮演純粹被動式角色的粗放的、中心式布局轉(zhuǎn)變?yōu)橄M者和產(chǎn)消合一者（prosumers）積極參與的能源生產(chǎn)、儲存和需求響應(yīng)模式。盡管除了互聯(lián)網(wǎng)等類似的分散式基礎(chǔ)設(shè)施之外，這種轉(zhuǎn)型幾乎找不到什么先例，但在德國、加利福尼亞和南澳大利亞等幾個國家和地區(qū)，已經(jīng)見證了屋頂太陽能和戶用儲能的蓬勃發(fā)展。中國在可再生能源領(lǐng)域的擴張在大多數(shù)方面都領(lǐng)先于世

8、界，但它主要依靠集中式、大型電站的發(fā)展。通常情況下，許多被歸入分布式太陽能的光伏電站都是位于工業(yè)區(qū)附近的數(shù)兆瓦級的地面發(fā)電設(shè)施。盡管屋頂太陽能可以得到慷慨的政策補貼，但它仍處于早期的發(fā)展階段，當然，這種情況也可能會發(fā)生迅速轉(zhuǎn)變。全球范圍內(nèi)，分布式儲能與太陽能的結(jié)合在可再生能源高滲透率地區(qū)已蔚然成風21世紀初，歐洲和北美許多地區(qū)支持太陽能發(fā)展的政策最初更偏向戶用分布式光伏系統(tǒng)，盡管與大型地面太陽能光伏電站相比，屋頂光伏系統(tǒng)的成本相對較高。直到最近，這些地區(qū)才表現(xiàn)出對戶用光伏與儲能一體化系統(tǒng)的強烈興趣。驅(qū)動儲能快速發(fā)展的因素包括政策、公用事業(yè)電價設(shè)計，以及某些地區(qū)對停電的擔憂等。電池儲能成本的下降

9、構(gòu)成了這一發(fā)展的先決條件。用于居民能源消費的鋰離子電池價格已在穩(wěn)步下降，2019年達到1100歐元/千瓦時，但與車用電池相比仍有很大的溢價，表明可能還有進一步的降價空間。1德國分布式光伏儲能市場的發(fā)展，部分是由于政策支持和電價設(shè)計。居民零售電價超過0.30歐元/千瓦時。光伏發(fā)電入網(wǎng)只能賺取零售電價的一小部分，這給了戶用光伏系統(tǒng)所有者很大的動力來儲存自產(chǎn)的光伏發(fā)電，而不是將其并入電網(wǎng)。此外，居民用戶可從部分儲能資本成本中獲得返利，盡管隨著時間的推移，補貼已在逐步減少。2今天，在德國，幾乎70%的新增戶用太陽能光伏裝置都配有電池儲能。到2020年底，德國的戶用儲能市場裝機容量約為230萬千瓦時。德

10、國儲能協(xié)會的數(shù)字顯示，現(xiàn)在德國居民家庭安裝的電池儲能系統(tǒng)超過30萬個2019年和2020年的平均裝機容量約為8-9千瓦時。32021年德國安裝的戶用電池裝置可能將達到15萬組，按容量計算，約占該國2021年電池裝機的三分之二在210萬千萬的總裝機容量中占150萬千瓦。4澳大利亞也一直是領(lǐng)先的分布式儲能市場，這與其龐大的戶用光伏系統(tǒng)裝機量有關(guān)。截至2020年，估計有15%的澳大利亞家庭都安裝了屋頂太陽能光伏系統(tǒng)2020年，澳大利亞新增了約31,000個戶用儲能系統(tǒng)，令其戶用儲能系統(tǒng)裝機總量達到約145,000個。建筑材料供應(yīng)商Stoddart提供一種與光伏系統(tǒng)捆綁安裝的電池系統(tǒng)，房地產(chǎn)開發(fā)商St

11、ockland也與電池制造商Sonnen合作，向新建房屋提供電池系統(tǒng)。這種交易通常需要簽署虛擬電廠（VPPs）協(xié)議，其目的是統(tǒng)籌管理數(shù)量龐大的戶用太陽能+電池系統(tǒng)，在為業(yè)主帶來經(jīng)濟利益的同時兼顧電網(wǎng)的穩(wěn)定性。5有三個因素推動了澳大利亞分布式儲能市場的發(fā)展：優(yōu)越的太陽能資源、偏遠地區(qū)的高居民電價和對電力可靠性的考量。如果澳大利亞能源市場委員會（AEMC）決定在特定時間（例如在太陽能發(fā)電出力過剩的中午）對并網(wǎng)電力征收費用，儲能可能還會得到進一步推動。通過新增儲能裝置，用戶可以最大限度地利用其自發(fā)的太陽能電力，而不是將其并入電網(wǎng)，另外，在電網(wǎng)斷電時還可以享受離網(wǎng)電力。受日益加劇的大規(guī)模森林火災(zāi)的影響

12、，偏遠社區(qū)的停電變得越來越頻繁。6類似的因素也在推動美國分布式儲能市場的發(fā)展。在加州和德克薩斯州，最近的停電事件和未來可能的停電事件刺激了人們安裝更多的儲能裝置，雖然這些裝置并不總是與戶用光伏相關(guān)。加州自發(fā)電激勵計劃為加配儲能的太陽能發(fā)電提供返利，特別是針對火災(zāi)多發(fā)地區(qū)，這些地區(qū)在火災(zāi)多發(fā)季節(jié)經(jīng)常停電。7德克薩斯州也出臺了相應(yīng)激勵措施。8電價設(shè)計（如分時定價制度）也推動了許多地區(qū)的太陽能光伏業(yè)主安裝儲能裝置。在夏威夷，70%的新增光伏系統(tǒng)配有儲能設(shè)備， 在加州，40%的新增光伏系統(tǒng)配有儲能設(shè)備。9 一些州已經(jīng)嘗試為居民和企業(yè)提供創(chuàng)新計劃，向虛擬電廠加配儲能，以幫助平衡電網(wǎng)負荷。佛蒙特州為特斯拉

13、Powerwall的業(yè)主提供以下項目：如果想要獲得 Powerwall 的返利，業(yè)主需同意電力公司在需求高峰時調(diào)度電池向電網(wǎng)供電，但會在同時保留電池向家庭提供備用能源的能力。10在上述三個地區(qū)，戶用和大型儲能推動了儲能市場的發(fā)展， 部分是受電價設(shè)計的驅(qū)動。在中國，由于居民電價較低，商業(yè)電價較高，工商業(yè)市場作為早期驅(qū)動力，特別是加上對電池起火的安全性考量，其重要性可能要大得多。中國的分布式太陽能產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展截至2020年底，中國的太陽能光伏裝機容量已達2.53億千瓦。直至2017年，超過80%的光伏裝機都是集中式、大型電站級電廠。但從2017年起，受當時部分省份棄風棄光及對新建建筑11的限制

14、措施影響，投資轉(zhuǎn)向分布式太陽能，分布式太陽能在新增裝機中的比例上升到25 %以上。中國國家能源局（NEA）的數(shù)據(jù)顯示，在2020 年新增的4820萬千瓦光伏發(fā)電裝機中，分布式太陽能達1550 萬千瓦，占比達32 %，12而在前幾年，戶用屋頂太陽能僅占所有分布式太陽能的一小部分。2020年戶用太陽能新增裝機量大增，全年新增達到驚人的1010萬千瓦。13幾乎所有的新增裝機都發(fā)生在第四季度，原因是人們趕在年底削減補貼之前入場搶裝，以獲得分布式太陽能補貼。14根據(jù)行業(yè)估算，2021年戶用太陽能裝機可能達到1500萬千瓦，而分布式太陽能可能達到2500萬千瓦。15隨著分布式太陽能市場份額的上升，在未來五

15、年內(nèi)，分布式太陽能平均每年可增加3000萬千瓦。16隨著經(jīng)濟性的提高，使得對太陽能的補貼有所降低政府從2013年開始對光伏實施補貼，當時分布式太陽能項目生產(chǎn)的所有電力，無論是自用還是送入電網(wǎng)的電力，都可以獲得0.42元/千瓦時的直接補貼。這一補貼水平一直維持到2018年初，政府僅將補貼小幅降低到0.37元/千瓦時。172019 年年中，能源當局進一步改革了分布式太陽能補貼，將工商業(yè)用戶分布式光伏補貼定為0.10元/千瓦時，戶用分布式光伏補貼定為0.18元/千瓦時。18對于工商業(yè)用戶分布式光伏自用的，補貼進一步下降到0.5元/千瓦時。而戶用的補貼降至0.08元/千瓦時。192021年，戶用補貼繼

16、續(xù)維持，但僅有0.03 元/千瓦時，而工商業(yè)分布式太陽能不再享有補貼。2022年， 戶用太陽能補貼也將停止。20分布式太陽能面臨的諸多障礙。分布式太陽能面臨的諸多障礙r雖然政策環(huán)境為分布式太陽能提供了許多有利條件，但其推廣還是面臨如下幾個主要障礙：由于軟成本高企，導致戶用光伏成本相對較高：21軟成本包括屋頂租金、融資成本、系統(tǒng)設(shè)計、安裝、運維等等。此外，地方當局和電網(wǎng)公司還可能需要進行游說和昂貴的研究，以獲得安裝和并網(wǎng)許可。22居民用戶的低電價：在許多城市，居民電價平均約為0.45-0.50元/千瓦時，而商業(yè)電價則為0.65-0.70元/千瓦時。與商業(yè)和工業(yè)太陽能相比，較低的電價降低了戶用太陽

17、能可享有的結(jié)余。融資選擇有限：許多銀行認為太陽能的收入風險較高， 而投資回報期較長。23眾多太陽能項目的財務(wù)回報依賴于自用發(fā)電相對有利的經(jīng)濟性特征，由此，如果太陽能所有者不能完全消納系統(tǒng)生產(chǎn)的所有電力，就將導致收入風險。24對于戶用太陽能而言，無法獲得一個成熟的消費者借貸市場的支持也阻礙了太陽能融資。25業(yè)主和住戶所面臨的兩難處境：對于出租單位而言，其住戶通常是按年租賃，而這種投資需要數(shù)年時間方能獲得回報，因此出租單位用戶缺乏投資光伏的動力。大型商業(yè)地產(chǎn)的租戶可能是根據(jù)建筑面積而非電表使用量來支付電費的，因此看不到安裝太陽能的經(jīng)濟利益。在大多數(shù)國家，租戶在選擇租賃物業(yè)時都很少考慮能源或環(huán)境因素

18、。與租賃期不匹配：工商業(yè)建筑及屋頂?shù)淖赓U期通常為5-10年，而太陽能電站則可能持續(xù)20年或更長時間。26屋頂所有權(quán)：在某些情況下，屋頂所有權(quán)不明確，或者工商業(yè)屋頂是由獨立于物業(yè)使用者的實體所擁有的。27 在許多城市地區(qū)，住宅物業(yè)也面臨著類似的問題。28工業(yè)園區(qū)政策：在許多地區(qū)，工業(yè)園區(qū)提供集中供熱、蒸汽和電力補貼以吸引企業(yè)入園，這降低了采用太陽能的動力。29通常情況下，工業(yè)園區(qū)擁有自己的燃煤電廠。為了保障這些設(shè)施的收入，可能會在某些情況下會以安全為由，阻止甚至禁止企業(yè)采用太陽能。30較低的接受度：在許多情況下，要想在多單元住宅樓上安裝屋頂太陽能，必須獲得所有或大多數(shù)居民的許可。一些業(yè)主會對太陽

19、能在大風或下雪情況下的安全性提出了反對意見，而另一些業(yè)主則會以太陽能會占用公共空間或有損于物業(yè)美觀為由加以反對。31許可和互連障礙：一些社區(qū)以安全或質(zhì)量標準為由，限制安裝住宅屋頂太陽能設(shè)施。32并網(wǎng)也是一個障礙。33 在一些地區(qū)，并網(wǎng)過程需要完成多個申請和許可步驟， 且該過程可能需要耗費一年或更長時間。34多年來，中國政府和電網(wǎng)公司采取了各種措施來解決分布式太陽能所面臨的這些障礙。例如，在2017年，國家能源局設(shè)立了一條熱線，以回應(yīng)客戶對分布式能源安裝困難方面的投訴，同時還發(fā)現(xiàn)互聯(lián)互通速度偏慢和補貼結(jié)算遲緩是最主要的問題。并網(wǎng)需要到供電局六次，以完成申請接入電網(wǎng)、調(diào)查現(xiàn)場用電情況、批準供購電合

20、同，以及后續(xù)安裝新電表等手續(xù)。在實踐中，通常需要更多登門次數(shù)。35其后，在2018 年，中國最大的電網(wǎng)公司國家電網(wǎng)，推出了一個旨在減少互聯(lián)互通和結(jié)算障礙的分布式光伏移動應(yīng)用程序。除了緩解互聯(lián)互通的困難外，該應(yīng)用程序還提供場地評估、設(shè)備選擇和采購、安裝、電費結(jié)算、補貼支付以及運維等方面功能。36通過簡化流程，電網(wǎng)公司已經(jīng)逐漸緩解了小型客戶采用分布式能源的一些障礙。分布式太陽能領(lǐng)域新“玩家”的涌現(xiàn)，也有利于市場的發(fā)展。考慮到與各個電網(wǎng)和地方政府實體協(xié)調(diào)的重要性，幾家大型國有企業(yè)現(xiàn)在已參與到分布式光伏市場建設(shè)中來，這一點很至關(guān)重要。國家電網(wǎng)和中國南方電網(wǎng)都設(shè)立了大型分布式太陽能子公司。此外，省級國有

21、能源企業(yè)也設(shè)立了分布式能源子公司，主要的房地產(chǎn)和建筑公司（如正泰、以及傳統(tǒng)太陽能公司陽光電源和隆基等）也都紛紛建立了分布式能源子公司。37這些公司擁有龐大的資產(chǎn)負債表，也能接觸到不同地域和類型的客戶，它們的參與可以幫助降低大規(guī)模部署分布式太陽能的相關(guān)風險，提高客戶意識，并減少營銷開支。分布式存儲也面臨諸多障礙r在中國，由于分布式太陽能生產(chǎn)的自用電通常具有良好的經(jīng)濟性，分析師們長期以來一直將儲能視為改善太陽能經(jīng)濟性能的潛在途徑。38儲能既可以儲存中午的多余太陽能發(fā)電，以便在晚上消納，同時也可以實現(xiàn)負荷轉(zhuǎn)移和價格套利，從晚上的低電價中受益。然而，盡管自2010年以來，儲能價格迅速下降，但分布式儲能

22、的經(jīng)濟性仍具挑戰(zhàn)性。電價是原因之一：對許多客戶而言不僅零售電價偏低，峰谷差價也過小， 因此無法展現(xiàn)儲能在負荷轉(zhuǎn)移或調(diào)峰方面的如優(yōu)勢。39在未來，能源監(jiān)管當局可能會利用分時電價來提高儲能的采用。例如，2018年7月，國家發(fā)改委發(fā)布了一項關(guān)于利用峰谷電價的新政策，旨在通過擴大峰谷差價，鼓勵簽訂基于分時電價的雙邊能源合同，以及提供輔助服務(wù)補償?shù)却胧┐龠M儲能發(fā)展。402021年，國家發(fā)改委發(fā)布了關(guān)于實施分時電價的通知，以鼓勵提升靈活性。41該政策表明，零售電價應(yīng)將峰谷電價之間的差距擴大至高達4:1，而目前中國大多數(shù)城市約為3:1。這可以顯著提高分布式儲能的經(jīng)濟性，并為削峰填谷提供更大的動力。分布式儲能

23、還面臨著其他障礙，其中安全問題一直是一個主要關(guān)注點。例如，2021年4月，在北京郊區(qū)的一個購物中心， 一個大型用戶側(cè)磷酸鐵鋰電池起火，導致幾名消防員死亡。事件發(fā)生后，北京市政府暫停了對用戶側(cè)儲能的審批。42中國迄今仍然缺乏儲能的國家和行業(yè)標準，也缺乏統(tǒng)一的儲能許可和審批程序。43 但近年來有了一些進展。2019年，住建部指定應(yīng)急管理部天津消防研究所和其他組織起草一份國家標準。該標準草案包括與儲能有關(guān)的要求，如儲能間距和滅火設(shè)備設(shè)計等內(nèi)容。44 2020年，國家能源局發(fā)布了關(guān)于建立新能源標準體系的新指導意見，其中包括儲能的新標準。45 此外，中國的分析人士也建議，將美國的儲能安全標準作為中國標準

24、的潛在模式和參考規(guī)范。46中國分布式太陽能和儲能的經(jīng)濟性分析隨著太陽能和儲能價格的下降，分布式能源的經(jīng)濟性逐步提高，在中國的許多地區(qū)，分布式太陽能已經(jīng)展現(xiàn)出良好的經(jīng)濟性。如上所述，由于相較零售電價而言，接入電網(wǎng)的太陽能價格仍然較低，因此自發(fā)自用型太陽能發(fā)電目前成為分布式太陽能的主要商業(yè)模式。盡管中國正在逐步推行電力批發(fā)市場改革，但對大多數(shù)小客戶來說，零售電價仍受國家發(fā)改委監(jiān)管。地方電價因地而異，電價中通常包括依據(jù)該地區(qū)負荷曲線制定的分時電價。分時定價的試點始于20世紀80年代，并在90年代進一步普及。47商業(yè)和小型工業(yè)客戶通常采用分時電價，高峰期在上午和下午晚些時候/傍晚，中午有一個次高峰時段

25、。居民用戶通常享有較低的峰段電價，但不適用中午的次高峰價格時段。中國目前的分時電價反映了減少峰值負荷，并鼓勵用戶拉平負荷曲線的需要，但大量波動性可再生能源的引入包括分布式和集中式可再生能源最終將導致對分時電價的調(diào)整，以滿足負荷與能源生產(chǎn)相匹配的需要。2013年，加州電網(wǎng)運營商發(fā)布了一份關(guān)于太陽能發(fā)電的增長如何影響該州未來幾年能源平衡的報告，其中引入了“鴨子曲線（duck curve）”的概念，描繪了由于太陽能發(fā)電導致中午凈負荷下降，其后隨著太陽能的消退和需求高峰的到來，傍晚負荷急劇增加的情景。48加州的“鴨子曲線”被視為該州電網(wǎng)在未來十年的最大挑戰(zhàn)，然而加州的分時電價系統(tǒng)未能對這種不斷變化的情

26、況做出適當調(diào)整。在中國，隨著分布式太陽能、大型太陽能電站和其他類型的可再生能源在國家能源結(jié)構(gòu)中逐漸占據(jù)更大份額，中國的凈電力負荷可能逐漸發(fā)展為類似鴨子曲線的形狀。在這種情況下，中國的峰谷電價時段可能發(fā)生相應(yīng)演變，例如：在陽光最充足的日子的中午時段，價格較低，以鼓勵用戶調(diào)整消費模式。這種定價上的調(diào)整也將鼓勵公用事業(yè)級儲能，特別是分布式儲能的發(fā)展。鑒于分布式光伏市場的發(fā)展和政府對儲能的鼓勵，本研究旨在調(diào)查中國東部省份在不同應(yīng)用場景下分布式太陽能的經(jīng)濟性。研究結(jié)果將為分布式光伏的投資吸引力提供一個包含投資內(nèi)部回報率（IRR）的示意圖。測算中考慮了當?shù)氐墓夥敵瞿芰?、資本成本、當?shù)氐姆謺r電費價格、政府

27、補貼和電池儲能的使用等因素。因為人口密集、經(jīng)濟繁榮的龐大沿海地區(qū)很可能最先優(yōu)先考慮采用分布式太陽能，作為早日碳達峰的一項戰(zhàn)略步驟，所以本分析將側(cè)重于上述這些地區(qū)。主要假設(shè)包括：10千瓦分布式太陽能光伏系統(tǒng)；最佳的電池板方向和傾角；光伏的資本成本為5000元人民幣/千瓦；單充模式，采用4-10千瓦時（可用容量）的現(xiàn)場電池儲能系統(tǒng)；雙充模式，采用20千瓦時（可用容量）的現(xiàn)場電池儲能系統(tǒng)；電池儲能系統(tǒng)的資本成本為1500元人民幣/千瓦時可用容量；系統(tǒng)壽命為20年；光伏系統(tǒng)每年的衰減率為1%；20年后系統(tǒng)剩余價值為初始投資的20%；電價每年上漲1%；電池的充放效率為91%（一項研究中磷酸鐵（LFP）電

28、池、鎳鈷鋁（NCA）電池和鎳錳鈷（NMC）電池的平均值）；49分時電價時段和峰谷差值保持不變；2021年對分布式太陽能的補貼為居民0.03元人民幣/千瓦時，對商業(yè)沒有補貼。從2022年開始，對新增分布式太陽能將不再提供補貼；50不包括地方補貼；依據(jù)PVWatts有關(guān)各地點每日和每小時的太陽日照量數(shù)據(jù)。雖然分時電價對于分布式太陽能的經(jīng)濟性發(fā)揮著重要作用， 但在計算太陽能的經(jīng)濟回報時，卻往往忽視了它們的存在。特別值得一提的是，大多數(shù)城市的分時電價在白天提供了較高的價格，這有利于太陽能的自發(fā)自用。對于一個典型的居民用戶而言，我們的估算是，居民用戶全年光伏生產(chǎn)加權(quán)平均分時電價比所有時段的居民全天平均電

29、價高出22%。對于商業(yè)用戶而言，光伏生產(chǎn)加權(quán)平均分時電價比全天未加權(quán)的平均價格高出21%。峰段-次峰段-谷段的價格差異對于儲能的經(jīng)濟性也起到關(guān)鍵作用。它等于峰段價格和谷段價格之差除以谷段價格。大多數(shù)城市為商業(yè)用戶提供午時次峰段價格，而居民用戶只有白天的峰段價格和晚間的谷段價格。在我們考察的城市中，商業(yè)用戶的平均峰谷差價為227%，居民用戶為86%。商業(yè)用戶的平均峰段-次峰段差為109%。許多城市提供基于季節(jié)的不同價格表，這通常包括一個冬季價格表和一個較短的夏季高峰季節(jié)價格表。例如，煙臺市在6-8月實行較高的價格。在本分析中，我們考慮了每個季節(jié)太陽輻射的變化，使用各時期逐小時的月平均太陽能光伏輸

30、出數(shù)據(jù)。居民和商業(yè)的夏日分時電價和光伏發(fā)電輸出功率 南京 連云港 舟山 杭州 濟南 煙臺 合肥 深圳 汕頭 廈門 上海 北京 三亞 夏季太陽能輸出功率商業(yè)分時電橋住宅分時電橋來源：PVWatts，各政府網(wǎng)站，以及GIZ的分析，2021大多數(shù)城市的日發(fā)電量受當?shù)氐奶鞖庾兓挠绊憳O大，天氣變化不僅導致發(fā)電量的增減，而且還影響儲能系統(tǒng)完成一次或兩次循環(huán)的能力。基于全年每小時的光伏發(fā)電計劃，我們的單次充電分析假定在陰天，電池不一定充滿電。出于這個原因，在單次充電情景下，我們依據(jù)以下假定設(shè)定了各城市電池容量，即：電池在90%的日子里能通過太陽能輸出充滿電，最大電池容量設(shè)置為10千瓦所模擬的情景如下：1僅

31、光伏。該情景僅考慮4-10千瓦的太陽能裝置的內(nèi)部收益率（根據(jù)不同城市的太陽輻照度而變化），假設(shè)所有電力都是自發(fā)自用的。2光伏加儲能，一日一充。在中午分時電價較低時對電池進行一次充電，直到充滿為止，在晚上分時電價最高時，所充電力被用戶消耗掉。在上午高峰時段太陽能出力不足，致使電池只能部分充滿的日子中，僅考慮用這部分能量放電，換句話說，電池從不從電網(wǎng)充電。3光伏加儲能，一日兩充。在午夜，分時電價最低時，使用電網(wǎng)電力進行第一次充電，并在清晨分時電價較高時放電。第二次充電情況如下：首先像第2種情景中那樣，在中午時段對電池充電，然后通過電網(wǎng)對電池充電，直到充滿。當晚間分時電價最高時，用戶將消耗掉所充電力

32、。1在當前太陽能光伏價格和補貼水平下，分布式太陽能在我們研究的許多地區(qū)都呈現(xiàn)出良好的經(jīng)濟性。但太陽能與儲能配對所呈現(xiàn)的經(jīng)濟性比較不平衡。一般情況下，對每日兩充的商業(yè)用戶來說經(jīng)濟性最佳。2021年中國部分城市僅用分布式太陽能光伏系統(tǒng)的內(nèi)部收益率濟南住民IRR：14.12%商業(yè)IRR：14.45%煙臺住民IRR：15.85%商業(yè)IRR：16.36%連云港住民IRR：13.99%商業(yè)IRR：17.74%上海住民IRR：16.84%商業(yè)IRR：19.27%舟山住民IRR：14.04%商業(yè)IRR：13.98%杭州住民IRR：14.81%商業(yè)IRR：16.02%汕頭住民IRR：18.84%商業(yè)IRR：14

33、.22%三亞住民IRR：15.85% 商業(yè)IRR：17.78%深圳住民IRR：18.58% 商業(yè)IRR：21.25%廈門住民IRR：1 1.88% 商業(yè)IRR：13.96%合肥住民IRR：16.17% 商業(yè)IRR：17.05%南京住民IRR：15.49% 商業(yè)IRR：20.54%北京住民IRR：15.83% 商業(yè)IRR：30.20%來源：Anders Hove, 劉鈺趙和劉青陽, GIZ, 20212濟南住民IRR：10.51%商業(yè)IRR：13.13%煙臺住民IRR：1 1.21%商業(yè)IRR：14.32%連云港住民IRR：9.69%商業(yè)IRR：15.24%上海住民IRR：11.99%商業(yè)IRR

34、：13.84%舟山住民IRR：9.73%商業(yè)IRR：15.03%杭州住民IRR：10.36%商業(yè)IRR：15.87%汕頭住民IRR：16.49%商業(yè)IRR：12.46%32021年中國部分城市分布式太陽能光伏加配儲能的內(nèi)部收益率，假設(shè)一日一充三亞住民IRR：1 1.19% 商業(yè)IRR：15.00%深圳住民IRR：16.48% 商業(yè)IRR：18.53%廈門住民IRR：10.10% 商業(yè)IRR：13.62%合肥住民IRR：12.10% 商業(yè)IRR：14.09%南京住民IRR：10.93% 商業(yè)IRR：17.44%北京住民IRR：10.68% 商業(yè)IRR：27.34%來源：Anders Hove、劉

35、鈺趙、劉青陽，GIZ，2021濟南住民IRR：8.68%商業(yè)IRR：15.48%煙臺住民IRR：9.87%商業(yè)IRR：14.49%連云港住民IRR：8.32%商業(yè)IRR：20.26%上海住民IRR：11.50%商業(yè)IRR：13.93%舟山住民IRR：9.15%商業(yè)IRR：18.84%杭州住民IRR：9.92%商業(yè)IRR： 17.26%汕頭住民IRR：14.18%商業(yè)IRR：10.72%2021年中國部分城市分布式太陽能光伏和儲能的內(nèi)部收益率，假設(shè)一日兩充三亞住民IRR：9.34% 商業(yè)IRR：21.94%深圳住民IRR：16.47% 商業(yè)IRR：21.15%廈門住民IRR：7.49% 商業(yè)IR

36、R：15.55%合肥住民IRR：10.78% 商業(yè)IRR：17.13%南京住民IRR：9.45% 商業(yè)IRR：22.07%北京住民IRR：7.70% 商業(yè)IRR：25.64%來源：Anders Hove、劉鈺趙、劉青陽，GIZ，2021一般而言，商業(yè)用戶僅用光伏發(fā)電的內(nèi)部收益率為14-22%， 居民僅用光伏發(fā)電則為11-19%。對于情景2，儲能裝置每日一充，商業(yè)用戶的內(nèi)部收益率在12-19%之間，而居民用戶在9-12 % 之間。對于情景3，即每日兩充情景下，商業(yè)用戶的內(nèi)部收益率為10-26 %，而居民用戶為7-15%。有幾個地方為配備20kWh儲能的光伏發(fā)電商業(yè)用戶提供了超過20%的內(nèi)部收益率

37、。這幾個地方包括北京、深圳、三亞、連云港和南京。北京、南京和深圳商業(yè)用戶僅用太陽能系統(tǒng)的內(nèi)部收益率也超過了20%。在敏感性方面：相較電池成本的變化，內(nèi)部收益率對分時電價的變化更為敏感。在南京，在商業(yè)用戶的內(nèi)部收益率最高的情景3下，如果將分時電價的范圍擴大一倍，并將電池成本降低到初始成本的一半時，內(nèi)部收益率將增加10%。電池成本電池成本北京杭州商業(yè)原始分時電價變動范圍1.5 倍2倍電池成本南京敏感性分析75027.27%38.20%48.04%100025.26%35.45%44.60%125023.51%33.06%41.62%150021.96%30.96%39.00%商業(yè)原始分時電價變動范

38、圍1.5倍2倍75033.49%41.13%49.76%100031.06%38.17%46.19%125028.95%35.61%43.10%150027.09%33.36%40.40%商業(yè)原始分時電價變動范圍1.5倍2倍75022.23%25.67%29.13%100020.54%23.76%27.00%125019.07%22.10%25.14%150017.77%20.63%23.50%商業(yè)原始分時電價變動范圍1.5倍2倍75025.25%35.56%44.67%100023.37%33.00%41.47%125021.73%30.76%38.69%150020.28%28.80%36

39、.25%電池成本深圳來源：GIZ中國，2021分析結(jié)論較大的高峰-次高峰電價差是令電池儲能更有利可圖的最重要因素，這導致城市的內(nèi)部收益率更高。各個城市所吸收的太陽輻射量是影響項目經(jīng)濟性的一個重要變量，在僅用光伏系統(tǒng)的情景下更是如此。年太陽輻照量超過1100千瓦時的地區(qū)僅用光伏系統(tǒng)的商業(yè)內(nèi)部收益率可以超過15%。一般來說，商業(yè)項目比戶用項目更有利可圖，這是因為商業(yè)用戶的電價更高，而且高峰-次高峰電價差更大。模型顯示，對于商業(yè)和戶用用途，考慮到電池和光伏面板的較高資本成本，以及中等的電費節(jié)省，單充情景的回報率最低。另一方面，雙充模式結(jié)果顯示，商業(yè)和居民用戶的路徑各異。由于高峰和次高峰電價差很大，雙

40、充模式對商業(yè)用戶會產(chǎn)生較高的內(nèi)部收益率。由于許多城市居民用電高峰期和次高峰期電費幾乎沒有差異，雙充模式對居民用戶最無利可圖。但有一個例外是廣東汕頭，該市的商業(yè)電價比居民電價更低，因此在三種情景下，居民的內(nèi)部收益率都比較高。如果中國的凈負荷曲線逐漸演變?yōu)橄窦又菽菢拥镍喿忧€形狀，政府監(jiān)管部門可以考慮為居民用戶制定一個次高峰電價，以鼓勵負荷從早晚高峰向中午轉(zhuǎn)移。如果有了這樣一個次高峰電價，對居民和商業(yè)用戶來說，單充情景可能會變得更有吸引力。居民用戶也可以采用較為經(jīng)濟的雙充模式。實施分時電價機制并鼓勵提升靈活性通知的政策分析新的分時電價政策可以促進提升供需雙方的靈活性，并對各種可再生能源份額不斷上升

41、的情況做出及時應(yīng)對。51國家發(fā)改委7月29日發(fā)布的政策通知建議，零售電價應(yīng)設(shè)置更高的峰谷比值，特別是在電力系統(tǒng)峰谷差率大于40 % 時，該比值應(yīng)至少應(yīng)達到4:1。中國仍有一些省份沒有設(shè)置分時電價，例如東北地區(qū)的黑龍江省和遼寧省。通知指出，季節(jié)性和豐枯季用電變化較大的地方應(yīng)建立分時電價方案。在分時電價機制下，電價不是靜態(tài)的，而可以動態(tài)調(diào)整，以反映實時凈電力負荷和現(xiàn)貨市場的電價信號。該政策還建議，目前占電力市場大多數(shù)的發(fā)電企業(yè)與大電力用戶之間的中長期市場交易合同應(yīng)將分時電價的浮動考慮進來。如果分時電價機制完全實施，這將符合Regulatory Assistance Project最近一份報告中的一

42、項建議，該報告建議調(diào)整中長期交易合同，來融合進分時因素，以確保這些合同不會成為提升電力系統(tǒng)靈活性的障礙。52目前，發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)公司都傾向于將扁平基荷與供給穩(wěn)定的發(fā)電機組相匹配，從而阻礙了一體化的電力系統(tǒng)的發(fā)展。一體化的新型電力系統(tǒng)獎勵靈活性，而不是為穩(wěn)定但不靈活的負載或發(fā)電機組支付溢價。單一供給的電力系統(tǒng)與目前浮動變化的電網(wǎng)條件與多種可再生能源的高滲透率并不兼容。使用本報告中的相同方法，我們計算了新政策下分布式太陽能與儲能配對的IRR變化。計算表明，如果南京和杭州的商業(yè)電價峰谷率比值從目前的水平提高到峰谷比超過4:1，南京分布式太陽能光伏的IRR將從22.24 % 提高到23.80%，而杭州

43、的IRR將提高從17.26 % 到19.19%。此政策也將提高熱能存儲的經(jīng)濟性，例如在數(shù)據(jù)中心上的應(yīng)用。結(jié)語中國的分布式能源和分布式儲能市場已經(jīng)到達了一個拐點。光伏和儲能的成本已穩(wěn)步下降，按當前的零售分時電價計算， 太陽能光伏加儲能目前已具經(jīng)濟吸引力，或在未來幾年有具備經(jīng)濟吸引力的潛力。此外，在國家層面和部分省份的支持政策下，最近分布式光伏裝機量激增，這一趨勢可能會延續(xù)下去。盡管分布式太陽能加儲能不適合在高樓林立的城市中心地帶使用，但中國的城市周邊地區(qū)有大量的工商業(yè)和郊區(qū)住宅區(qū)，能提供充足的屋頂面積支持分布式能源的發(fā)展。在中國，分布式能源一直面臨著諸多障礙，其中只有少部分得到了解決。業(yè)主與住戶

44、之間的矛盾、并網(wǎng)困難、安全法規(guī)以及官方缺乏動力等因素將繼續(xù)為分布式光伏加儲能在戶用和商用領(lǐng)域的發(fā)展帶來麻煩。上述問題在一段時間內(nèi)不可能在全國范圍內(nèi)得到解決，這意味著某些地區(qū)（如那些擁有本地太陽能加電池制造業(yè)的地區(qū)，以及那些擁有現(xiàn)成安裝和服務(wù)商網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)）更有可能率先發(fā)展。促進分布式能源試點項目的新政策也將有助于發(fā)揮區(qū)域?qū)用娴膸ь^示范作用。最后，分布式能源和分布式儲能市場將取決于電力市場改革。當前正在開展的現(xiàn)貨市場改革可以在幾個方面幫助促進分布式能源發(fā)展，如果分布式能源能夠通過聚合服務(wù)公司或虛擬電廠參與現(xiàn)貨市場，則效果更好。在鄉(xiāng)村或社區(qū)層面促進分布式可再生能源資源共享的改革工作，可以激勵用電負荷

45、不穩(wěn)定用戶安裝相應(yīng)設(shè)備，從而極大地擴展市場。與此同時，零售電價改革既可以促進，也可能阻礙儲能的發(fā)展，這取決于分時電價政策產(chǎn)生了何種影響。如果中國部分地區(qū)形成了一個中午太陽能發(fā)電的鴨子曲線，并采用分時電價鼓勵將發(fā)電量轉(zhuǎn)移到夜間時段，這將大大擴大分布式儲能的市場規(guī)模。另一方面，較平坦的分時電價或自愿加入（opt-in）的分時電價政策可以抑制分布式能源和儲能的積極性。最終，經(jīng)濟性將決定分布式光伏和分布式儲能的發(fā)展軌跡。如果太陽能和電池成本繼續(xù)下降，全球分布式能源市場將呈指數(shù)級發(fā)展。作為世界上最大的太陽能發(fā)電和電池制造國， 中國一定會投身這一歷史大潮的。參考文獻Sandra Enkhardt，”價格下

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