肖國梁

【摘 ?要】經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，人們對電能的需求也逐漸增加。發(fā)電平價是維持光伏持續(xù)發(fā)展的生命力。一直以來，較高的上網(wǎng)電價和發(fā)電成本都是制約光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大因素。2017年光伏發(fā)電的平均上網(wǎng)電價為0.94元/kWh，發(fā)電成本在0.5-0.65元/kWh，與其他各發(fā)電形式相比最為昂貴，并且一直居高不下，在價格上缺乏競爭力。因此整個光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還是出于政策和補(bǔ)貼驅(qū)動的階段，發(fā)電平價才是維持其持續(xù)發(fā)展的生命力。本文就基于光伏發(fā)電平價上網(wǎng)的系統(tǒng)超配經(jīng)濟(jì)性展開探討。

【關(guān)鍵詞】平價上網(wǎng);容配比;系統(tǒng)超配

引言

取之不盡用之不竭的太陽能是唯一可以完全滿足人類社會可持續(xù)發(fā)展的能源。太陽電池能將太陽能轉(zhuǎn)換為電力的形式加以利用是最直接、最簡單的方法了。其大規(guī)模的應(yīng)用不僅能逐步替代傳統(tǒng)化石能源的消耗，而且可避免經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中對周邊環(huán)境的破壞。隨著人們對太陽電池關(guān)注度的提高，采用不同技術(shù)、工藝及材料的太陽電池被研制出來，而其光電轉(zhuǎn)換效率等其他各項性能均在不斷提高，生產(chǎn)成本也在持續(xù)下降。目前商業(yè)化的太陽電池中，晶硅、非晶硅薄膜、碲化鎘薄膜太陽電池幾乎占據(jù)了全部的光伏發(fā)電市場。在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步以及太陽電池產(chǎn)能快速擴(kuò)張的情況下，太陽能光伏發(fā)電極可能達(dá)到平價上網(wǎng)，使全人類共享綠色能源。

1伏平價上網(wǎng)的路徑

在探討平價上網(wǎng)路徑時，首先要確定平價上網(wǎng)中的“價”是多少。

圖一我國電價的分類

圖1中，發(fā)電側(cè)的上網(wǎng)電價（不含補(bǔ)貼）低于配電側(cè)的銷售電價。光伏項目由于其規(guī)模大小靈活的特性，既可在發(fā)電側(cè)并網(wǎng)，又可在配電側(cè)并網(wǎng)。目前，光伏的標(biāo)桿電價在0.80～0.98元/kWh之間，從價格較高的銷售電價來看：（1）一般工商業(yè)電價峰平谷均價約在1元/kWh，如果在工商業(yè)用電側(cè)并網(wǎng)，則光伏已實現(xiàn)了平價上網(wǎng);（2）大工業(yè)電價一般在0.6～0.9元/kWh之間，如果在大工業(yè)側(cè)并網(wǎng)，則光伏已接近實現(xiàn)平價上網(wǎng);（3）居民和農(nóng)業(yè)售電電價由于享受國家的交叉補(bǔ)貼，價格較低，一般約在0.5元/kWh，距離光伏電價較遠(yuǎn)。高電價的一般工商業(yè)、大工業(yè)項目的用電量可占到全社會用電量的85%以上。可見，如果在配電網(wǎng)側(cè)選擇合適的項目并網(wǎng)，則光伏已基本實現(xiàn)平價上網(wǎng)的目標(biāo)。目前，發(fā)電側(cè)火電項目的脫硫標(biāo)桿電價在0.25～0.5元/kWh之間，遠(yuǎn)低于光伏標(biāo)桿電價。單從絕對電價來看，光伏要在發(fā)電側(cè)實現(xiàn)平價上網(wǎng)，還有很大的差距。綜上所述，光伏要實現(xiàn)平價上網(wǎng)，最快的途徑就是以分布式的形式在用戶側(cè)并網(wǎng)，這是煤電、水電、核電等形式所不具備的特性。因此，掃清分布式光伏發(fā)展的障礙，是光伏實現(xiàn)平價上網(wǎng)最有效的途徑;要在發(fā)電側(cè)實現(xiàn)平價上網(wǎng)，必須大幅降低光伏項目的度電成本。

2光伏發(fā)電平價上網(wǎng)的可行性

從光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展史可以知道，不論是晶硅太陽電池、薄膜電池還是其他類型的太陽電池，其轉(zhuǎn)換效率每年均有所增加。而年峰值日照小時數(shù)的增益也可理解為太陽電池組件效率的提升，因此技術(shù)的不斷進(jìn)步是實現(xiàn)“平價上網(wǎng)”的另外一條途徑。雖然對于晶硅太陽電池組件目前的技術(shù)來說，較大程度的降低其成本是非常困難的事情。此外，第三代新概念太陽電池的研制成功也為光伏發(fā)電的平價上網(wǎng)提供了另外一條路徑。而隨著光伏產(chǎn)業(yè)的快速擴(kuò)張導(dǎo)致的產(chǎn)能過?；蛟S會加速實現(xiàn)光伏發(fā)電的平價上網(wǎng)。此外，光伏發(fā)電不僅僅是利國利民的好事，也為整個世界的和平、綠色發(fā)展作出貢獻(xiàn)，因此國際CDM機(jī)制就光伏項目所做的減排貢獻(xiàn)會提供一些資金支持，同時政府也可能為進(jìn)一步推廣光伏發(fā)電的應(yīng)用而出臺優(yōu)惠的政策及相應(yīng)的資金獎勵。這些額外的資金收入將會進(jìn)一步降低光伏發(fā)電的度電成本。

3基于光伏發(fā)電平價上網(wǎng)的系統(tǒng)超配經(jīng)濟(jì)性分析

3.1光伏發(fā)電平價上網(wǎng)（GridParity）路線圖

目前光伏發(fā)電成本顯著高于傳統(tǒng)能源發(fā)電度電成本，但伴隨傳統(tǒng)能源發(fā)電價格不斷上漲，光伏發(fā)電成本的下降過程，在未來某一時點也可稱為臨界點，兩者發(fā)電成本必然存在價格交點，這個時點就是光伏發(fā)電平價上網(wǎng)時點。對于光伏發(fā)電平價上網(wǎng)問題，歐盟對以往批發(fā)電價的年均增長率預(yù)期在5.7-6.7%。結(jié)合我國電價歷史演變，我們將上網(wǎng)電價設(shè)置在年均增長6%的水平。以往幾年，我國各地區(qū)燃煤發(fā)電機(jī)組脫硫標(biāo)桿上網(wǎng)電價分布在0.25-0.52元/千瓦時區(qū)間，全國平均水平為0.4元/千瓦時，按照年均6%的電價增長率，則到2015年左右煤電標(biāo)桿上網(wǎng)電價將達(dá)到0.48元/千瓦時。同時我們的測算發(fā)現(xiàn)：到2018年在光照有效利用小時數(shù)1700小時以上（增值稅50%優(yōu)惠），10kW-50kW光伏發(fā)電系統(tǒng)將實現(xiàn)0.60元/千瓦時的發(fā)電側(cè)平價上網(wǎng)。到2017年在光照有效利用小時數(shù)1700小時以上的地區(qū)，光伏發(fā)電系統(tǒng)將實現(xiàn)0.57元/千瓦時的發(fā)電側(cè)平價上網(wǎng)。到近兩年在光照有效利用小時數(shù)1200小時以上的地區(qū)，光伏發(fā)電系統(tǒng)將實現(xiàn)0.68元/千瓦時的發(fā)電側(cè)平價上網(wǎng)。這意味著我國絕大部分地區(qū)裝機(jī)規(guī)模兆瓦級的光伏發(fā)電系統(tǒng)，都將實現(xiàn)發(fā)電側(cè)平價上網(wǎng)。研究結(jié)果顯示，不同裝機(jī)規(guī)模不同光照資源的光伏發(fā)電成本是不盡相同的，但實證結(jié)果同時向我們呈現(xiàn)：光伏平價上網(wǎng)必然是從光照資源條件好，光伏系統(tǒng)裝機(jī)容量大的地區(qū)開始，逐漸擴(kuò)展到資源小件有限，裝機(jī)規(guī)模不大的地區(qū)。

3.2最優(yōu)容配比的設(shè)計思路

容配比并不是越高越好，它涉及到輻照資源、環(huán)境溫度、組件和直流設(shè)備成本、土地費(fèi)用、電價水平、棄光率、限光率等多種因素，并且要基于“度電成本LCOE最低”的原則去優(yōu)化設(shè)計。首先，需要根據(jù)項目地的經(jīng)緯度、海拔、時區(qū)等信息，導(dǎo)入Meteonorm最新版氣象數(shù)據(jù)，得到該地區(qū)的水平面輻射量、環(huán)境溫度等邊界條件。其次，借助PVsyst軟件，設(shè)定光伏組件的前后間距、安裝傾角、系統(tǒng)的初始容量、逆變器參數(shù)，設(shè)定線纜損失、組件衰減率、故障率、溫度損失等損耗，得到仿真后的系統(tǒng)效率和發(fā)電量。最后，根據(jù)財務(wù)數(shù)據(jù)（投資、當(dāng)?shù)卣唠妰r、貸款利率、折現(xiàn)率、運(yùn)維成本等），結(jié)合估算棄光率和轉(zhuǎn)化后的交易電量，計算每個容配比下的投入和產(chǎn)出。通過對比不同容配比下的投入產(chǎn)出最小值，根據(jù)度電成本（LCOE）財務(wù)模型計算度電成本，在所有的度電成本中尋找最小值，得到最佳容配比。

結(jié)語

對平價上網(wǎng)時光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)成本及其構(gòu)成單元的價格下降情況分析得出，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的繼續(xù)擴(kuò)張、光伏技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步以及國內(nèi)外相關(guān)優(yōu)惠政策的陸續(xù)出臺，光伏發(fā)電平價上網(wǎng)的目標(biāo)是可以實現(xiàn)的。

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（作者單位：魯能集團(tuán)青海新能源有限公司）