孫韻琳，郝 勇，施博文，陳思銘

（1.西寧月光太陽能科技有限公司，青海 西寧 810000；2.廣東華矩檢測技術(shù)有限公司，廣東 佛山 528000；3.廣東永光新能源科技有限公司，廣東 佛山 528000）

氣候變化是全人類共同面臨的嚴(yán)峻課題，我國作為主要的溫室氣體排放國之一提出在2030 年前達(dá)成碳達(dá)峰，2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)［1］。覃盈盈等對我國20 個產(chǎn)業(yè)類型的直接碳排放和完全碳排放總量進(jìn)行了測算，從行業(yè)碳排放能源種類看，截至2020 年，煤炭仍然是能源碳排放的主要種類，占比達(dá)62.6%［2］。因此，要實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”，降低能源行業(yè)的碳排放是直接、有效的途徑。

在能源系統(tǒng)趨向于分布式控制的當(dāng)下，光伏作為最貼近用戶的一種可以實(shí)現(xiàn)分布式控制的可再生能源，在電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的過程中起到非常重要的作用。但目前分布式光伏項(xiàng)目受工商業(yè)峰谷電價(jià)調(diào)整、地方政策要求強(qiáng)制配儲等影響，收益預(yù)測難度加大，為項(xiàng)目的投資收益帶來不確定性。因此，本文對影響分布式光伏項(xiàng)目收益的因素，以及在當(dāng)前環(huán)境下分布式光伏項(xiàng)目存在的多種收益來源進(jìn)行分析。

1 影響分布式光伏項(xiàng)目收益的因素

光伏項(xiàng)目的主要收益來源為電費(fèi)收益，電站設(shè)計(jì)、設(shè)備材料選型的合理性以及項(xiàng)目運(yùn)行期間運(yùn)維的有效性是影響光伏項(xiàng)目收益最直接的因素。如圖1所示，圖1（a）、（b）為系統(tǒng)直流側(cè)材料選型不合理導(dǎo)致組件和直流匯流箱燒毀，存在較大電氣安全隱患；圖1（c）則是由屋面高差導(dǎo)致成排組件被遮擋，在這種情況下如果組串式逆變器中同一路MPPT接入了陰影遮擋程度不同的組串，將存在電壓失配現(xiàn)象，可能導(dǎo)致組串式逆變器直流側(cè)燒毀；圖1（d）是由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠?qū)е屡_風(fēng)吹翻組件。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備選型及運(yùn)維的有效性將直接影響項(xiàng)目運(yùn)行的穩(wěn)定性及發(fā)電性能，在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建設(shè)階段應(yīng)在充分考慮項(xiàng)目運(yùn)行環(huán)境的前提下進(jìn)行設(shè)備選型和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，施工過程應(yīng)合理、規(guī)范，采取的控制成本的措施不應(yīng)以系統(tǒng)安全性為代價(jià)。此外，在項(xiàng)目運(yùn)行階段應(yīng)進(jìn)行合理的運(yùn)行維護(hù)，以確保系統(tǒng)的輸出性能、安全性和穩(wěn)定性。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)案例

分布式光伏項(xiàng)目的收益還受到環(huán)境因素、經(jīng)濟(jì)因素、技術(shù)因素等系統(tǒng)外界因素影響，主要體現(xiàn)在工商業(yè)分布式峰谷電價(jià)調(diào)整、光伏項(xiàng)目配儲的商業(yè)模式不完善、輻照度資源的年度變化等方面。在峰谷電價(jià)調(diào)整方面，日凈負(fù)荷曲線在午間一般存在峰段，但當(dāng)光伏滲透率較高，如圖2 所示，在滲透率達(dá)到60%的情況下，由于午間是光伏出力最多的時(shí)段，會將日凈負(fù)荷曲線的正午時(shí)段變?yōu)楣榷危觿∫惶靸?nèi)用電負(fù)荷的峰谷差［3］。因此，受新能源消納壓力的影響，部分省市地區(qū)，如山東、山西、浙江等8 個省份對工商業(yè)峰谷電價(jià)進(jìn)行了調(diào)整，如表1所示，午間光伏系統(tǒng)出力最多的時(shí)段基本被納入了谷段，分布式光伏項(xiàng)目收益下滑嚴(yán)重。

表1 中午執(zhí)行谷段電價(jià)的省份

圖2 晴天條件下不同光伏滲透率下的日凈負(fù)荷曲線［3］

此外，目前國內(nèi)已有19 個省頒布了對光伏項(xiàng)目電源側(cè)配儲的要求，新疆等地還存在光伏發(fā)電和儲能設(shè)施項(xiàng)目競爭性配置工作招標(biāo)公告，其中也有對儲能配置的要求。但以目前光伏項(xiàng)目配套建設(shè)電源側(cè)儲能的情況來看，可實(shí)現(xiàn)的儲能價(jià)值為平滑新能源項(xiàng)目出力、輔助調(diào)峰、一次調(diào)頻、二次調(diào)頻及實(shí)現(xiàn)自動電壓控制（AVC）等，這些儲能價(jià)值為投資者帶來的直接收益較少，利用率不高且經(jīng)濟(jì)性較差，可以為投資者帶來直接收益的方式僅為減少棄風(fēng)棄光和偏差考核罰款。孫麗平等［4］關(guān)于光伏項(xiàng)目強(qiáng)制配儲對光伏經(jīng)濟(jì)性造成的影響進(jìn)行了分析，以10%、2 h 的儲能配置進(jìn)行測算，“光伏+儲能”項(xiàng)目的資本金內(nèi)部收益率較無儲能配置的情況下降約2.0%，且儲能配置每增加5%，資本金內(nèi)部收益率將下降約1%。

2 分布式光伏項(xiàng)目的多重收益分析

在國內(nèi)碳市場逐步開放發(fā)展的當(dāng)前，分布式光伏項(xiàng)目除了常規(guī)的發(fā)電收益以外，還存在多種獲取收益的方式，其中以其他方式的發(fā)電收益、降碳收益和進(jìn)入碳循環(huán)鏈為主要方面。

2.1 發(fā)電收益

發(fā)電是光伏項(xiàng)目收益的基礎(chǔ)，因此，與發(fā)電量相關(guān)的收益是考慮分布式光伏項(xiàng)目多重收益中的重要一環(huán)。目前，光伏項(xiàng)目在“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”或“全額上網(wǎng)”的基礎(chǔ)上，可以從售賣綠色電力證書、提高光伏功率預(yù)測精度、配置儲能等方面獲得直接或間接的收益。

綠證是可再生能源配額制的必要配套制度，光伏項(xiàng)目的上網(wǎng)電量部分具備核發(fā)綠證的資格，每個綠證對應(yīng)1 MWh 上網(wǎng)電量［5］。但綠證本身與綠色電力分離，因此綠證的購買者不一定是這些綠色電力的使用者。一般而言，分布式光伏項(xiàng)目全額消納的情況較少，因此綠證可以為光伏項(xiàng)目的投資者帶來額外收益。2022 年國家發(fā)改委、能源局頒布通知提出綠證可以作為可再生能源電力消費(fèi)量認(rèn)定的基本憑證，因此，對于用電企業(yè)，購買綠證可用以履行可再生能源配額義務(wù)，其核發(fā)范圍也從含補(bǔ)貼的項(xiàng)目拓展至所有項(xiàng)目。如圖3 所示，自2017 年綠證政策頒布以來，至2020 年，其總銷售量較低。自2021 年起，隨著綠證定價(jià)制度調(diào)整，綠證價(jià)格下降，銷售量出現(xiàn)明顯增幅，截止到2023 年8 月3 日，綠證銷量已經(jīng)超過4 174 萬張，其中無補(bǔ)貼的項(xiàng)目銷售量占比74.4%。目前價(jià)格約為42.4 元/個，每kWh上網(wǎng)電量可以為光伏項(xiàng)目提供0.042 元的收益。

圖3 2017 年至今國內(nèi)綠證的銷售量情況

降低費(fèi)用成本也是增加收益的重要渠道。雙細(xì)則考核作為一種獎懲機(jī)制，本質(zhì)是以對光伏等不具備調(diào)峰功能的可再生能源的罰款作為火電等傳統(tǒng)能源所做出的調(diào)峰工作的補(bǔ)償。目前超過5 MW 的分布式光伏項(xiàng)目也面臨雙細(xì)則考核，主要體現(xiàn)在功率預(yù)測、AGC/AVC 等信息化方面［6］。其中，光伏功率預(yù)測是罰款中較為重要的組成部分，因此做好光伏功率預(yù)測可以減少雙細(xì)則考核的罰款成本。此外，還可以使電站的運(yùn)維工作更具備有效性和針對性，以減少運(yùn)維成本和提升運(yùn)維效率。

為建設(shè)區(qū)域能源系統(tǒng)彈性，“光伏+儲能”的建設(shè)方式可以實(shí)現(xiàn)分布式能源系統(tǒng)的冗余性，可以輔助光伏項(xiàng)目并網(wǎng)并具備一定的調(diào)峰功能，降低棄光風(fēng)險(xiǎn)。從儲能價(jià)值的角度來看，除光伏項(xiàng)目配置電源側(cè)儲能外還可租賃獨(dú)立儲能以輔助光伏項(xiàng)目并網(wǎng)。獨(dú)立儲能的商業(yè)模式由獨(dú)立的儲能電站向承租方收取租金，租賃費(fèi)用按照儲能電站的功率計(jì)算，光伏企業(yè)可以獲取上網(wǎng)指標(biāo)。對于儲能系統(tǒng)所有者，容量租賃費(fèi)用是其穩(wěn)定的收入來源，且仍具有儲能系統(tǒng)的自主運(yùn)營權(quán)和收益權(quán)。光伏企業(yè)則可以從光伏電站的增發(fā)電量、消納電量等方面獲得對應(yīng)收益，但目前由于儲能設(shè)備成本較高，租賃費(fèi)用較高的原因，以10%的配儲比例進(jìn)行測算，租賃獨(dú)立儲能的光伏項(xiàng)目的資本金內(nèi)部收益率下降3.14%，目前經(jīng)濟(jì)性較差［7］。但隨著儲能技術(shù)發(fā)展，設(shè)備成本降低，這種商業(yè)模式可能在未來新能源配置儲能的環(huán)節(jié)中起到重要作用。

2.2 減碳收益

國家核證自愿減排量（CCER）為經(jīng)國家發(fā)改委備案后允許可再生能源產(chǎn)生的碳減排量參與抵消工業(yè)企業(yè)碳排放配額的清繳，其本身可以看作是對碳排放配額交易的一種補(bǔ)充，需要控排的企業(yè)可以通過向?qū)嵤┨嫉窒顒拥钠髽I(yè)購買核證量以用于抵消自身碳排放。雖然2017 年以來CCER 項(xiàng)目被暫停，目前仍未正式重啟，只有在部分省份陸續(xù)使用，但隨著國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的提出和推進(jìn)，全國CCER 的市場有望在近期內(nèi)重啟，對于用電企業(yè)，CCER 項(xiàng)目可用以履行可再生能源配額義務(wù)，分布式光伏項(xiàng)目可以從中獲取一部分額外收益。

2.3 進(jìn)入碳循環(huán)鏈

在光伏組件的運(yùn)行過程中或生命周期結(jié)束時(shí)，需要對光伏組件進(jìn)行科學(xué)環(huán)保的回收處理，以達(dá)到廢棄光伏組件的資源化處理。目前國內(nèi)已有多家企業(yè)具備較成熟的組件回收技術(shù)及產(chǎn)線。以目前的商業(yè)模式來看，光伏組件回收可以為光伏項(xiàng)目帶來一部分資金回流，但廢舊光伏組件屬于固體廢棄物，其中TPT 材料背板等部分的回收可能對環(huán)境造成污染，因此，組件的回收應(yīng)由專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行。

對目前市面上最常見的晶硅組件，其回收過程基本為組件封裝的逆過程，圖4 展示了光伏組件主要元素的回收流程［8］，主要包括邊框和接線盒拆解、層壓件拆解、組分分離三個步驟。邊框和接線盒拆解的方法一般為機(jī)械拆除法，層壓件的拆解難度較大，最常見的方法為物理法和化學(xué)法。目前機(jī)械破碎法是層壓件拆解方法中最常用的一種物理方法，在化學(xué)方法中，熱解法和溶劑法則較為常用。熱解化學(xué)法通過高溫下的熱解化學(xué)反應(yīng)使EVA 分解去除，從而拆分出玻璃、電池片、焊帶、匯流條等部分，溶劑化學(xué)法則是將光伏組件浸到有機(jī)或無機(jī)化學(xué)溶劑中，通過化學(xué)反應(yīng)溶解EVA 以破壞其界面粘結(jié)力。最后，對銀、鋁、硅、銅等組分進(jìn)行組分分離和純化，將電池片與焊帶等組分較為復(fù)雜的部分進(jìn)行回收［9］。

圖4 廢舊晶體硅光伏組件主要元素的回收流程［8］

3 結(jié)語

光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是我國實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)過程中重要的一環(huán)，雖然目前光伏應(yīng)用端存在如工商業(yè)峰谷電價(jià)調(diào)整、光伏項(xiàng)目強(qiáng)制配儲等因素導(dǎo)致項(xiàng)目收益預(yù)測難度增加，但光伏發(fā)電作為清潔能源的特性、時(shí)代發(fā)展的必然性和清晰的政策導(dǎo)向依然證明光伏項(xiàng)目是明智的投資選擇。在未來，可再生能源產(chǎn)業(yè)仍面臨新的發(fā)展形勢，光伏項(xiàng)目在未來可能存在多重收益，如綠證、峰谷套利、光伏組件回收等。但值得注意的是，系統(tǒng)安全是一切收益的基礎(chǔ)，一切獲取收益以及降低成本的行為都不應(yīng)以系統(tǒng)安全性和系統(tǒng)性能的犧牲為代價(jià)。