不同结构的光伏温室经济效益对比分析

宁夏新能源研究院(有限公司)■ 赵斌 汪树升 张文婷

0 引言

随着大规模地面光伏电站的迅速发展，电站占地面积大、单位土地效益低的矛盾日益显现[1]。2014年11月，宁夏被国家确定为首批光伏扶贫项目试点6省区之一，利用贫困地区荒山荒坡、农业大棚或设施农业等建设光伏电站，扩大光伏市场新领域，带动当地经济发展。

对比传统农业大棚，光伏温室可增加发电收入，同时缓解土地资源供应紧张的巨大压力，增加光伏产品在农业领域的应用力度，但这种工农产业特征差异明显的新型结合模式的经济效益如何仍需积极探索[2]。本文利用某地进行农业种植试验的光伏温室数据资料，从经济效益角度评价此种组合模式的经济性。

1 光伏温室的规模及投资

宁夏某地2011年已建成的光伏温室，根据侧重点不同分为两种类型[3]。A型温室侧重于农业电站化的市场应用，即主要经营种植，兼顾光伏发电，温室与普通日光温室环境相同，有保温性，可四季种植，种植面积为588.71 m2，光伏系统容量为35.9 kWp；B型温室则侧重于光伏电站农业化的市场应用，结合固定安装光伏电站的实际情况进行建设，温室无保温性能，只能在4～10月种植，种植面积为358.18 m2，光伏系统容量为34.2 kWp。两种温室大棚的投资对比见表1 。

A型温室比B型温室增加了保温性，故每m2的建设投资高于B型温室；且A型温室光伏组件采购价为14.3元/W，B型温室为9.5元/W，A型温室的光伏发电系统每kW投资大于B型。

两种类型的温室在2011年建设时光伏组件价格较高，随着光伏组件市场价格的变化，对A、B型温室光伏发电部分投资进行修正，组件价格变化见表2。

表2 光伏组件市场价格指标变化对比

按修正后组件4.5元/W计算，A型温室光伏系统投资降至34.11万元，降低了50.77%；B型温室光伏发电部分投资降至32.49万元，降低了34.48%。两种温室光伏系统每kW造价降至0.95万元，如表3所示。

表3 光伏组件价格变化对光伏系统投资及每kW造价的影响

2 光伏温室经济性指标的选取及计算依据

对比A、B型光伏温室，根据温室2012年实际试验数据，选取项目建设期投资、发电收入及农业产值作为自变量，选择收入、利润和总投资收益率3个指标，分析两种温室工农结合后的经济性[4]。测算的计算指标如表4所示。

表4 光伏温室经济性测算的计算指标

此外，根据两座温室建成并网时间，按照国家发改委颁布的《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》，当时光伏系统上网电价(含税)为 1元 / kWh。

3 光伏温室的经济性测算

光伏温室项目采用新能源发电和农业种植结合的模式，在项目经济性测算时，分别对农业种植和光伏发电进行成本收入核算，并测算项目整体投资收益。

3.1 光伏温室收入

种植方面，由于A型温室侧重农业四季种植，其保温性和透光性较好，年产量与普通日光温室一样，种植收入约为3.23万元/年；B型温室侧重光伏发电，其保温性、透光性差，一年仅能种植6～7个月时间，种植收入低于A型温室，约为0.91万元/年。

光伏发电方面，按两种温室所在地光资源情况，年平均利用小时按1320 h计算，A型温室上网电量每年为4.74万kWh，B型温室每年为4.51万kWh。上网电价按不含税0.85元/kWh，计算可得A型温室可实现发电收入4.05万元/年，B型温室可实现3.86万元/年。

3.2 光伏温室成本

光伏温室的固定成本包括种植和发电的固定资产折旧费用；可变成本包括种植和发电的材料费、运行维护费、人员工资及管理费等(见表5)。由于农业种植属劳动密集型产业，运营成本高于光伏发电。

表5 两种温室光伏发电部分经营成本对比/万元

3.3 项目整体损益及敏感性分析

根据测算两种温室的经营情况，得出光伏温室系统整体损益，如表6所示。

表6 两种温室项目整体损益表

由表6可知，两种温室类型的光伏发电部分投资收益率分别为6.54%和6.53%，基本相同；由于种植投资收益率较低，使得光伏温室系统整体总投资收益率不高，A型温室为-0.92%，B型温室为1.59%。由此可见，种植投资及种植产出优化是提高温室整体经济性的关键。

考虑光伏系统造价、光伏上网电价政策、农产品市场价格等因素的变化对光伏温室项目整体经济性的影响进行敏感性分析。

光伏系统造价下降10%，光伏发电总投资收益率为6.98%；组件系统造价下降20%，光伏发电总投资收益率提高至7.42%，所以光伏温室投建时期的光伏系统造价影响项目发电收益；但因农业收入的弱盈利能力，使得温室整体经济效益受到影响。

由于光伏上网电价一经核准确定不再变化，但就2013年国家调整光伏电站标杆上网电价后，宁夏地区电价(含税)由1元/kWh降为0.9元/kWh，考虑电价下降，温室光伏系统总投资收益率降为5.35%，项目投资收益降低。

农产品作为农光结合温室重要的经济收入来源，农产品价格升高，项目整体投资收益改善；农产品价格降低，项目整体投资收益降低。

4 结语

对比分析两种侧重类型的光伏温室，测算出的温室整体经济效益不同：

1)两种温室类型的光伏发电部分都盈利，且随着光伏系统造价降低，发电投资收益率提高；但需要弥补由于种植亏损带来的温室整体投资收益率降低。由于A型温室侧重种植，所以经济效益低于B型温室。

2)从目前对比经济性来看，选择B型温室；若光伏发电一定比例自用，余电上网，则可享受国家分布式0.42元/ kWh的电价补贴，经济效益可有所改观。

3)根据敏感性分析选取的指标变化得出，总体影响温室经济性的因素包括：外部因素主要是不可控的市场经济环境，如光伏系统造价、农产品市场价格及上网电价等；内部影响因素主要指由于不同温室结构的建设侧重点变化带来的项目投资变化和建成后的成本控制。

对农业种植而言，若使种植收益提高，一方面需要优化温室结构，降低农业种植部分建设投资，同时需兼顾考虑冬季种植所需的保温性能；另一方面，通过优化种植方案，合理安排种植茬口，科学管理，精心维护，努力降低种植成本，提高农业产值。

对光伏发电系统而言，系统造价和上网电价对发电收益有影响。若投资持续走低，发电部分收益率将继续提高，可有效弥补由于种植亏损带来的影响。

[1]魏晓明，周长吉，丁小明，等.光伏发电温室的现状及技术前景研究[A].中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C],重庆，2011.

[2]李俊，李建明，曹凯，等.西北地区设施农业研究现状及存在的问题[J].中国蔬菜, 2013, (6): 24－29.

[3]徐燊，李保峰，廖维.光伏建筑发展的趋势与前景[J].第八届国际绿色建筑与建筑节能大会, 2012, 34－43.

[4]王丽娟，汪树升.宁夏地区光伏发电温室的设计与建造[J]，太阳能, 2013, (1): 56－59.