光伏发电成本分析

1 我国现阶段光伏发电成本及投资效益分析 一、影响 光伏 发电的成本电价的因素 光伏发电的成本可以用下式表示： Tcost=Cp （ 1/Per+Rop+Rloan*Rintr-isub ） /Hfp (1) 式（ 1）即为光伏发电的成本电价的计算公式（史博士定律）。它表示出了光伏电站的成 本电价 Tcost 与光伏电站的单位装机成本 Cp、投资回收期 Per、运营费用比率 Rop 、贷款状 况 （包括贷款占投资额的比例 Rloan 和贷款利息 Rintr 两个参数） 、 年等效满负荷发电小时数 Hfp 、该电站所享受到的其它补贴收入系数等六大因素的具体关系。 有了式（ 1）的光伏发电成本分析模型， 可以对现阶段光伏发电成本做一个简要分析。本 分析不考虑电站的其它补贴收入，即令式（ 1）中的 isub=0 。 1.1 单位装机成本对电价的影响 按照回收期 20 年，贷款比例为 70%，贷款利率 7%，运营费用 2%计算。假设当地的年 满负荷发电时间 Hfp=1500 小时，则不同的单位装机成本所对应的成本电价见表 1-1。 表 1-1 装机成本 Cp 对于成本电价的影响 1.2 日照时间对于成本电价的影响 按照回收期 20 年，贷款比例为 70%，贷款利率 7%，运营费用 2%计算。假设单位装机 成本为 12000 元 /KW ，则不同的满负荷发电时间所对应的成本电价见表 1-2。 表 1-2 年满负荷发电时间对于成本电价的影响 可见，年满负荷发电时间对于成本电价的影响非常大。通常年满负荷发电时间与日照时 间是直接相关的。但是，电站系统的设计方式、系统参数、系统追日与否，对年满负荷发电 时间的影响都很大。下表给出几个地方的年日照时间与年满负荷发电时间的对照表。 表 1-3 影响年满负荷发电时间的因素 2 由上表可见，年日照时间对于年满负发电时间的影响是最大的，但在同样的年日照时间 下，采用不同的系统安装方式，以及是否进行功率优化差异也是很大的。 例如，在年日照时间 2800 小时的地区（我国西北绝大多数是这类地区） ，固定支架的年满负 荷发电时间为 1456 小时， 但如果全部采用追日系统， 并增添功率优化模块， 则年满负荷发电 时间可以达到 1808 小时。 当然， 年满负荷发电时间的增加需要投入的增大。 但在组件不变的 情况下，追加投入还是经济的。 对于追日支架等，除了考虑一次投入外，同时还要考虑当地的气候条件和安装条件，例 如，屋顶通常不适宜安装追日系统。对于常有大风的地面电站，那么对于跟踪支架的维修费 用可能影响较大。 1.3 贷款状况对于成本电价的影响 目前，对于大型地面光伏电站的建设，多多少少都要采用部分银行贷款。银行贷款占总 投资的比例以及贷款利息对于光伏电站的成本电价影响十分巨大。 这里，假定装机成本为 12000 元 /KW ，按照投资回收期 20 年，年满负荷发电时间 1500 小时，运营费用 2% 的计算条件，对于不同的贷款条件所对应的成本电价进行计算，结果见 表 1-4。 表 1-4 贷款条件对于成本电价的影响 (电价单位：人民币元 /度） 3 从表 1-4 可见，在其余条件均给定的条件下，仅贷款条件的变化，光伏电价就可能从 0. 56 元 /度升高到 1.28 元 /度。 对于光伏电站的建设来说，贷款利息当然是越低越好。贷款比例的升高也会导致成本电 价的提升，但由于自有资本金占用少，所以，适当提高贷款比例也未必是坏事。这要通过计 算内部收益率和根据能够得到的最低利率来确定最合适的贷款比例。 本文对此不作深入讨论。 1.4 投资回收期对于成本电价的影响 假设单位装机成本为 12000 元 /KW ， 运营费用按照 2%计算。 年等效满负荷发电时间按照 1500 小时计算。在两种贷款条件下，则不同的投资回收期所对应的成本电价见表 1-5。 表 1-5 年满负荷发电时间对于成本电价的影响（电价单位：人民币元 /度） 由表（ 1-5）可见，如果全部采用自有资金投入，投资回收期设定在 25 年，目前的光伏 发电成本电价仅为 0.48 元 /度。 这个价格已经低于许多地方的火电上网电价。 而如果设定投资 回收期为 5 年的话，则成本电价高达 1.76 元。因此，投资回收期的设定对于光伏发电的成本 电价的影响也是巨大的。 在我国，火力发电厂的投资回收期通常为 15~30 年，而核电的投资回收期更高达 50 年。 因此，对于光伏发电的可行性分析计算时，按照 20 年或者 25 年的投资回收期计算是较为合 理的。从表（ 2-5 ）可见，在 70%贷款的条件下，如果电价定为 0.95 元，则 20 年可回收投资， 如果电价定为 0.87 元 /度，则 25 年可回收投资。 1.5 运营维护费对于光伏发电成本电价的影响 设定单位装机成本为 12000 元 /KW ， 按照回收期 20 年， 贷款比例为 70%， 贷款利率 7%， 年等效满负荷发电时间为 1500 小时，则不同的运营费用所对应的成本电价见表 1-6。 4 表 1-6 运营费用对于成本电价的影响 由表（ 1-6）可见，运营费用对于光伏发电成本电价的影响也是较大的。同样一个电站， 如果运营费用控制在 1%，则成本电价可为 0.87 元 /度；而如果成本控制在 5%，则成本电价 会飙升到 1.51 元 /度。因此，对于电站的运营和维护的成本一定要精打细算。 二、现阶段的光伏发电成本及投资效益分析 2.1 现阶段光伏发电的装机成本 根据式（ 2-1），光伏发电的装机成本如下： Civs=Cpan+Cstr+Casb+Ccab+Cbas+Ctrc+Cpom+Cinv+Cdis+Ctrf+Cacc+Ccon+Cmon+Ceng +Cman+Cland 我们根据目前的光伏产业的成本，以一个 10MW 的光伏电站为例，分别计算，得出目前 的光伏电站的装机成本，见表 2-1。假定电站地点在青海某地戈壁滩，土地价格按照 3000 元 /亩计算。 表 2-1 2011 年四季度在青海省一个 10MW 光伏电站的装机成本 5 以上费用中，第 1~5 项（表中红字部分）的价格是由光伏产业的行情决定的，这部分金 额为 8080 万元，占总投资 68.7% ；第 6~9 项（表中绿色部分）是由钢材和铜材的市场价格决 定的，金额为 1510 万元，占 12.8%；第 10~15 则是土建与安装施工费用，取决于当地的施工 条件和业主和项目公司的管理水平，金额为 2020 万元，占总投资 17.2% ；最后一项土地价格 为 150 万元，占 1.3%。 2.2 光伏电站投资效益 2.2.1 上网电价为 1.15 元 /度的投资收益 以上述电站为例。 当地年日照时间为 3100 小时， 经过试验测算， 年等效满负荷发电时间 为 1538 小时（固定支架，已扣除站内消耗）。电价经过国家发改委审批为 1.15 元 /度。电站 发电的运营维护采用三班两倒方式，共设立 15 人，年运营维护费用大约为 180 万元。 项目方资本金为 3176 万元； 银行贷款 8000 万元， 年利率为 7.5% ， 每年利息为 600 万元。 此外，该项目每年减排约 20000 吨二氧化碳，可产生 125 万元的 CDM 指标收入。 利用式（ 2-5）电站的年税前利润： Iint=P*Hfp*Tarif+Isub – Cop– Cfn =10000*1538*1.15+1250000-1800000 – 6000000 =10,439,600.00 元 6 如果电站按照 10 年加速折旧， 则每年折旧费用约 1116 万元， 前 10 年可不用交税， 每年 的税前利润可以用来归还银行贷款。 假设每年除利息外， 再归还 1000 万元贷款本金， 八年还 清，则利息将逐年递减 75 万元。 运营财务状况表见表 2-2。 表 2-2 青海某地 10MW 光伏电站运营财务状况表（上网电价： 1.15 元 /度） 由表 （ 2-2） 可见， 该光伏电站用 9 年的时间即可收回全部投资 （累计现金流超过资本金投入， 贷款还清）。平时，在每年归还 1000 万元银行贷款后，还可有 100 万现金净流入，且每年递 增大约 50 余万元。到第九年，银行本金还清，每年净现金流流入为 1546 万元。 2.2.2 上网电价为 1 元 /度的投资收益 2012 年后，国内大部分电价变为 1 元 /度。 这样， 如果对同样一个上述电站，每年还款余 额改为 800 万元，这样，财务状况见表 2-3。 表 2-3 青海某地 10MW 光伏电站运营财务状况表（上网电价： 1 元 /度） 7 由表 2-3 可见，如果上网电价为 1 元 /度，则项目投资回收期为 10 年（累计现金流入超 过资本金投入， 贷款还清） 。 到第 10 年后， 因为折旧完成， 因此， 增值税和所得税大幅增加， 每年两税合计大约 600 万元，即便如此，每年项目公司依然有 1084 万元的现金净流入。 2.2.3 系统改进的电站投资收益 上述电站没有采用固定支架，没有追日并且没有进行功率优化，如果增加追日系统和固 定支架， 则投资需要增加 1600 万元， 从而使电站总投资从 11160 万元增加到 12760 万元。 考 虑贷款 9000 万元，自有资本金为 3760 万元。但这样，电站的年满负荷发电时间可以增加到 1860 小时， 但运营费用也相应增加到 200 万元 /年。 按照这个条件， 再对该电站进行测算可知 （表略），增加电站优化系统，虽然使总投资增加了 1600 万元，而且维护费用也增加了 20 万元 /年，但由于增加了发电量，因此，投资回收期反而缩短到 9 年零一个月。收回投资后， 每年的现金流增加了 280 万元。因此，投资效益是明显的。实践证明，任何能够低成本而有 效地增加光伏组件发电量的技术，都对提高光伏电站的投资回报率有很大的帮助。 三、结语 目前 ,国家发改委制定了 1 元 /度的上网电价。 由上述分析可见， 在现有的光伏发电系统的 价格下， 在我国西北地区或其它年满负荷发电时间大于 1500 小时的地区建设光伏电站， 投资 回收期为 10 年内。投资回报率超过了火力发电。