摘要:在《中華人民共和國民法典》通過的大背景下,在城市地區(qū)通過業(yè)主委員會結(jié)成集體企業(yè),進行光伏扶貧或發(fā)放光伏生活補貼的行政條件已經(jīng)成熟。本文將從光伏技術(shù)與經(jīng)濟性的角度出發(fā),通過公式計算,論證其可行性,并對相關(guān)數(shù)據(jù)予以公布,基本原理予以科普。
關(guān)鍵詞:扶貧;分布式光伏;科普;經(jīng)濟學(xué)
一、光伏發(fā)電的技術(shù)背景
光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。主要由太陽電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成,主要部件由電子元器件構(gòu)成。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。
光伏發(fā)電的主要原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。
現(xiàn)投資成本降至8元/瓦以下,度電成本降至0.6-0.9元/千瓦時。
國家能源局于2013年11月18日發(fā)布《分布式光伏發(fā)電項目管理暫行辦法》。
二、以行政條件為首的外部條件
到2020年我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)下農(nóng)村貧困人口實現(xiàn)脫貧,是我們的莊嚴承諾。一諾千金。到2020年只有3年的時間,全社會要行動起來,盡銳出戰(zhàn),精準(zhǔn)施策,不斷奪取新勝利。3年后如期打贏脫貧攻堅戰(zhàn),這在中華民族幾千年歷史發(fā)展上將是首次整體消除絕對貧困現(xiàn)象,讓我們一起來完成這項對中華民族、對整個人類都具有重大意義的偉業(yè)?!?xí)近平主席《2018新年賀詞》。
隨著近年來全國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、光伏發(fā)電技術(shù)的逐漸成熟,光伏發(fā)電設(shè)備開始逐步降價,分布式光伏電站在全國范圍內(nèi)開始大面積建設(shè),2018年1月2日,從國家能源局獲悉,2017年1至11月,我國光伏發(fā)電量達1069億千瓦時,同比增長72%,光伏年發(fā)電量首超1000億千瓦時。在農(nóng)村地區(qū)建立分布式光伏電站用以扶貧的例子也已經(jīng)屢見不鮮,得益于收購電價的補貼,也取得了不小的成果。
然而,因為業(yè)主自治機構(gòu)的相關(guān)法律條文缺失以及缺乏學(xué)術(shù)論證,在城市地區(qū),由小區(qū)居民業(yè)主組成集體企業(yè),在屋頂、窗沿建設(shè)分布式光伏發(fā)電站,收益用于社區(qū)扶貧、生活補助的方案頻頻擱淺。
《物業(yè)管理條例》規(guī)定:業(yè)主委員會執(zhí)行業(yè)主大會的決定事項。
《中華人民共和國民法典》:第二百七十七條 業(yè)主可以設(shè)立業(yè)主大會,選舉業(yè)主委員會。業(yè)主大會、業(yè)主委員會成立的具體條件和程序,依照法律、法規(guī)的規(guī)定。
地方人民政府有關(guān)部門、居民委員會應(yīng)當(dāng)對設(shè)立業(yè)主大會和選舉業(yè)主委員會給予指導(dǎo)和協(xié)助。
伴隨著業(yè)主委員會相關(guān)的法律條文的完善,在行政層面上,阻礙城市社區(qū)光伏扶貧、光伏生活補助的障礙基本消失。
三、各省光伏收購標(biāo)桿電價
對于光伏電站產(chǎn)出電的收購價格,各省之間有所不同。為論證本方案在各省的經(jīng)濟方面的可行性,需對各省商用光伏電收購標(biāo)桿電價(2018年版)進行統(tǒng)計。
北京市:全額上網(wǎng)電價0.6500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7298元/kwh。
天津市:全額上網(wǎng)電價0.6500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7298元/kwh。
承德、張家口、唐山、秦皇島:全額上網(wǎng)電價0.6500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7420元/kwh。
廊坊:全額上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7420元/kwh。
河北省除承德、張家口、唐山、秦皇島、廊坊外的其他地區(qū):全額上網(wǎng)電價0.6500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7344元/kwh。
山東?。喝~上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7640元/kwh。
遼寧?。喝~上網(wǎng)電價0.6500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7449元/kwh。
吉林?。喝~上網(wǎng)電價0.6500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7431元/kwh。
黑龍江?。喝~上網(wǎng)電價0.6500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7440元/kwh。
赤峰、通遼、興安盟、呼倫貝爾:全額上網(wǎng)電價0.6500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.6735元/kwh。
內(nèi)蒙古自治區(qū)除赤峰、通遼、興安盟、呼倫貝爾以外的其他地區(qū):全額上網(wǎng)電價0.5500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.6529元/kwh。
上海市:全額上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7855元/kwh。
江蘇?。喝~上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7610元/kwh。
浙江省:全額上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7853元/kwh。
安徽?。喝~上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7544元/kwh。
福建?。喝~上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7632元/kwh。
湖北?。喝~上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7861元/kwh。
湖南?。喝~上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.8200元/kwh。
河南省:全額上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7479元/kwh。
四川?。喝~上網(wǎng)電價0.6500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7712元/kwh。
重慶市:全額上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7664元/kwh。
江西?。喝~上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7843元/kwh。
榆林、延安:全額上網(wǎng)電價0.6500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7245元/kwh。
陜西省除榆林、延安以外地區(qū):全額上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7245元/kwh。
嘉峪關(guān)、武威、張掖、酒泉、敦煌、金昌:全額上網(wǎng)電價0.5500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.6778元/kwh。
甘肅省除嘉峪關(guān)、武威、張掖、酒泉、敦煌、金昌以外地區(qū):全額上網(wǎng)電價0.6500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.6778元/kwh。
海西:全額上網(wǎng)電價0.5500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.6947元/kwh。
青海省除海西以外地區(qū):全額上網(wǎng)電價0.6500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.6947元/kwh。
寧夏回族自治區(qū):全額上網(wǎng)電價0.5500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.6295元/kwh。
廣東?。喝~上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.8230元/kwh。
廣西壯族自治區(qū):全額上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7907元/kwh。
云南?。喝~上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7058元/kwh。
貴州省:全額上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7215元/kwh。
海南省:全額上網(wǎng)電價0.7500元/kwh,余電上網(wǎng)電價0.7998元/kwh。
哈密、塔城、阿勒泰、克拉瑪依:全額上網(wǎng)電價0.5500元/kwh。
新疆維吾爾自治區(qū)除哈密、塔城、阿勒泰、克拉瑪依以外地區(qū):全額上網(wǎng)電價0.6500元/kwh。
西藏自治區(qū):全額上網(wǎng)電價1.0500元/kwh。
四、各省光照條件
光伏發(fā)電的原理為半導(dǎo)體的光電效應(yīng),所以,光伏發(fā)電受環(huán)境影響極大。
而中華人民共和國擁有約960萬平方公里的國土,東西方向以及南北方向均與較大縱深,各地區(qū)地勢差異較大。
因此,為論證本方案在各省的經(jīng)濟方面的可行性,需對各省光照條件進行統(tǒng)計。
以下為全國各地區(qū)全年光照時數(shù)。
寧夏北部、甘肅北部、新疆南部、青海西部、西藏西部:3200h/年~3300h/年。
河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部、新疆南部:3000 h/年~3200 h/年。
山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、江蘇北部、安徽北部、臺灣西南部:2200 h/年~3000h/年。
湖南、湖北、廣西、江西、浙江、福建北部、廣東北部、陜西南部、江蘇南部、安徽南部、黑龍江、臺灣東北部:1400 h/年~2000h/年。
四川、貴陽:1000 h/年~1400h/年。
以下為全國各地區(qū)全年太陽能年輻射量。
寧夏北部、甘肅北部、新疆南部、青海西部、西藏西部:6680 MJ/m2·年~8400 MJ/m2·年,即1855kWh/m2·年~2333kWh/m2·年。
河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部、新疆南部:5852 MJ/m2·年~6680 MJ/m2·年,即1625kWh/m2·年~1855kWh/m2·年。
山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、江蘇北部、安徽北部、臺灣西南部:5016 MJ/m2·年~5852 MJ/m2·年,即1393kWh/m2·年~1652kWh/m2·年。
湖南、湖北、廣西、江西、浙江、福建北部、廣東北部、陜西南部、江蘇南部、安徽南部、黑龍江、臺灣東北部:4190MJ/m2·年~5016 MJ/m2·年,即1163kWh/m2·年~1393kWh/m2·年。
四川、貴陽:3344MJ/m2·年~4190 MJ/m2·年,即928kWh/m2·年~1163kWh/m2·年。
以下為全國各地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)光照下的年平均日照時間。
寧夏北部、甘肅北部、新疆南部、青海西部、西藏西部:5.08h/日~6.3h/日。
河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部、新疆南部:4.45h/日~5.08 h/日。
山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、江蘇北部、安徽北部、臺灣西南部:3.8h/日~4.45h/日。
湖南、湖北、廣西、江西、浙江、福建北部、廣東北部、陜西南部、江蘇南部、安徽南部、黑龍江、臺灣東北部:3.1 h/日~3.8h/日。
四川、貴陽:2.5 h/日~3.1h/日。
五、各省城市住房面積
在城市中,土地的利用率相對與農(nóng)村地區(qū)而言較高,從而造就了較高的土地成本。使用小區(qū)屋頂、窗沿的閑置空間,進行分布式光伏電站的設(shè)置,是個較為合理的選擇。
因此,為論證本方案在各省的經(jīng)濟方面的可行性,需對城市住房面積進行統(tǒng)計。
全國各省人均住房面積(2018年)數(shù)據(jù)。
黑龍江?。?9㎡/人。
吉林?。?8.5㎡/人。
內(nèi)蒙古自治區(qū):29.83㎡/人。
遼寧?。?1.35㎡/人。
北京市:34.02㎡/人。
河北?。?2㎡/人。
山西?。?3.21㎡/人。
寧夏回族自治區(qū):33.3㎡/人。
甘肅?。?2.3㎡/人。
西藏自治區(qū):31.25㎡/人。
廣東省31.03㎡/人。
海南?。?0.03㎡/人。
天津市:36㎡/人。
山東省:37.51㎡/人。
陜西省:38.7㎡/人。
青海?。?6.5㎡/人。
新疆自治區(qū):35.11㎡/人。
上海市:36.7㎡/人。
貴州?。?5.67㎡/人。
云南?。?8.75㎡/人。
廣西壯族自治區(qū):39㎡/人。
江蘇?。?6.3㎡/人。
安徽?。?3.15㎡/人。
河南?。?2.2㎡/人。
湖北?。?4.5㎡/人。
重慶市:43.87㎡/人。
四川?。?0.17㎡/人。
江西?。?9.12㎡/人。
福建?。?3.4㎡/人。
浙江?。?0.9㎡/人。
湖南?。?2.3㎡/人。
在計算時的折合方式為:3人=1戶。
六、計算公式及其推導(dǎo)
稅收=月發(fā)電總收入*0.13。
月發(fā)電凈收入=月發(fā)電總收入-(月發(fā)電總收入*0.13)。
月發(fā)電總收入=棟裝機千瓦*各省每千瓦時收購電價*月發(fā)電時間*參與棟數(shù)。
棟裝機千瓦=棟裝機數(shù)/4。(1000w =250w*4)
棟裝機數(shù)=單棟頂面積/250w光伏板面積。
月發(fā)電時間=非陰雨天日數(shù)*日發(fā)電時間。
日發(fā)電時間=(地區(qū)非陰雨日平均照度/250w光伏板所需照度)*地區(qū)年平均日照時間——(地區(qū)非陰雨日平均照度≤250w光伏板所需照度),即將非滿功率發(fā)電的時間按百分比轉(zhuǎn)換為滿功率的時間進行計算。
日發(fā)電時間=地區(qū)年平均日照時間——(地區(qū)非陰雨日平均照度>250w光伏板所需照度)。
單棟頂面積=(某層每住戶面積*該層單層住戶數(shù)+該層公攤面積)*頂樓非占用常數(shù)。(僅限頂層與居住層完全平行的情況)
頂樓非占用常數(shù)的數(shù)值受地方發(fā)展程度等原因制約較大,因此本次計算時使用的為實際測定值,本次計算取值為:(1-特定樓頂占用面積百分比)。
稅前月收總公式(地區(qū)非陰雨日平均照度≤250w光伏板所需照度):月發(fā)電凈收入=(((某層每住戶面積*該層單層住戶數(shù)+該層公攤面積)*頂樓非占用常數(shù))/250w光伏板面積/4)*(非陰雨天日數(shù)*(地區(qū)非陰雨日平均照度/250w光伏板所需照度)*地區(qū)年平均日照時間)*各省每千瓦時收購電價*參與棟數(shù)。
稅前月收總公式(地區(qū)非陰雨日平均照度>250w光伏板所需照度):月發(fā)電凈收入=(((某層每住戶面積*該層單層住戶數(shù)+該層公攤面積)*頂樓非占用常數(shù))/250w光伏板面積/4)*地區(qū)年平均日照時間*各省每千瓦時收購電價*參與棟數(shù)。
總成本=光伏板購買成本+逆變器價格+基建價格。(在實際操作中,逆變器的實際負載不得超過額定負載80%)
七、舉例全額上網(wǎng)情況下的收益計算
以山東省淄博市張店區(qū)的1座1970年代建老舊小區(qū)為例。
月發(fā)電總收入=(((70㎡*2+10㎡)*0.5)/1.6㎡/4)*(27d*4h)*0.75*30。
月發(fā)電總收入=28476.5625元。
光伏建設(shè)成本≈310200元。
投資回收時間≈10.893月。
平均每戶投入≈1292.5元。
八、結(jié)論
從光伏技術(shù)與經(jīng)濟性角度而言,以業(yè)主委員會結(jié)成集體企業(yè)為基礎(chǔ),在城市地區(qū)開展光伏扶貧或進行光伏生活補貼是可行的。
謝辭:特別鳴謝胡嘉誠先生、蘇智昊先生、穆昌赫先生、朱翔先生、田業(yè)宏先生在本文撰寫過程中,對本文寫作的建議與校對。正是由于他們在百忙之中多次審閱本文,對細節(jié)進行修改,并為本文的撰寫提供了許多中肯而且寶貴的意見,本文才得以成型。在此,謹向他們致以衷心的謝意!
參考文獻:
[1]太陽能光伏網(wǎng)《回眸2015:光伏產(chǎn)業(yè)渡過幾重“悲喜”?》;
[2]《習(xí)近平主席2018年新年賀詞》;
[3]《物業(yè)管理條例》;
[4]《中華人民共和國民法典》第二百七十七條。
作者簡介:
朱劉睿康,國際電氣及電子工程師協(xié)會(IEEE)會員、中國發(fā)明協(xié)會會員、中國可再生能源學(xué)會會員、中國自動化學(xué)會會員、中國農(nóng)學(xué)會會員、中國林學(xué)會會員、中國計算機學(xué)會會員、中國通信學(xué)會會員、中國心理學(xué)會學(xué)生會員。