基于PPP模式的废弃煤矿塌陷区光伏发电项目成本效益分析

吴克良 王 祺 杨 迪 张 兵 陈 虎

（1.淮南电力规划设计院有限公司，安徽淮南232000；2.上海博英信息科技有限公司，上海201100）

0 引言

安徽省淮南市是以煤、电为主导的资源型城市，是我国重要的能源资源战略保障基地，为建立我国独立完整的工业体系，促进国民经济持续健康发展做出了历史性的贡献。建市以来（1952—2015年）累计生产原煤13.1亿吨，累计发电7 458亿kW·h，目前全市“皖电东送”机组装机容量占全部“皖电东送”机组的73.4%，为安徽省乃至长三角地区经济社会发展提供了重要的能源支撑。

但大量开采煤炭资源，使得淮南市采煤沉陷区水面面积已达235 km2，该面积随煤炭开采仍在逐年快速增长，预计2020年将达360 km2，最终将高达680 km2。沉陷区水面目前平均水深近10 m，且大多数水面未完全稳沉，很难进行有效利用[1-2]，这有利于建设大型光伏项目，可以实现科学融合，变废为宝。

光伏产业是新能源产业的重要组成部分，也是一个国家经济发展的重要产业之一。但光伏发电项目建设时间跨度大，投资金额巨大，存在较大的不稳定因素，属于不确定型投资项目。而传统的投资决策方法仅适用于确定型项目，因此，在光伏发电投资项目的评价中，净现值等传统投资决策方法已不能满足投资者要求，需要进一步探讨适合光伏发电项目的评价方法。故本项目基于PPP模式对废弃煤矿塌陷区光伏发电项目进行研究分析。

1 理论基础

1.1 PPP简介

PPP（Public-Private Partnership），公私合伙或合营，又称公私协力，也称PPP融资[3]。该词最早由英国政府于1982年提出，是指政府与私营商签订长期协议，授权私营商代替政府建设、运营或管理公共基础设施并向公众提供公共服务[4-5]。

我国政府的官方译名是“政府和社会资本合作模式”，通常界定为在基础设施及公共服务领域建立的长期合作关系，具体是指政府为增强公共产品和服务供给能力、提高供给效率，通过特许经营、购买服务、股权合作等方式，与社会资本建立的利益共享、风险分担及长期合作关系[6-7]。

1.2 项目成本效益分析理论基础

目前，项目效益评估主要有两个指标，即静态评价指标与动态评价指标[8]。

（1）静态评价指标：计算项目和方案的效益和费用时，不考虑资金的时间价值，不进行复利计算。主要有静态投资回收期、投资收益率、利息备付率、偿债备付率、资产负债率等。

（2）动态评价指标：计算项目和方案的效益和费用时，充分考虑资金的时间价值，要采用复利计算方法，把不同时间点的效益流入和费用流出折算为同一时间点的等值价值。主要有动态投资回收期、净现值、内部收益率、净现值率、净年值等[9]。

针对不同类型的评价指标本项目分别选取静态投资回收期和内部收益率进行分析。静态投资回收期不考虑资金的时间价值，考察项目的投资回收能力，即项目的净收益抵偿全部投资所需的时间，在一定程度上反映了项目的经济性和风险性；内部收益率又称内部报酬率，在所有经济指标中，内部收益率是最重要的评价指标之一，它是对项目进行盈利分析时采用的主要指标。

1.2.1 静态投资回收期

静态投资回收期T是指在不考虑时间的价值的情况下，收回全部原始投资额所需要的时间，即投资项目累计净现金流量恰巧等于零所对应的时间，表达式为[10]：

式中，T为静态投资回收期；t为计算年份数，ct为现金流入量，c0为现金流出量。

静态投资回收期能够反映初始投资得到补偿的速度。用静态投资回收期评价方案时，应当把项目的投资回收期与标准投资回收期（8～10年）相比较。如果T＜Tp，则认为该项目投资合理；如果T＞Tp，则认为该项目投资不合理。

1.2.2 内部收益

内部收益率是指资金流入现值总额与资金流出现值总额相等、净现值等于零时的折现率，其表达式为：

式中，FIRR为内部收益率；t为计算年份数；ct为现金流入量；c0为现金流出量。

内部收益率评价标准是当项目的内部收益率大于或等于基准收益率时，则认为项目是可以接受的；否则，该项目应该拒绝。按照《电力工程经济分析暂行条例》的规定，基准收益率取为8%～12%。

2 废弃煤矿塌陷区光伏发电项目PPP模式的选择

图1 废弃煤矿塌陷区光伏发电PPP项目的运行模式

对PPP模式的选择，应综合考虑政府参与度（表1）、所有权归属和融资主体等要素，并结合项目的实际情况，做出最合适的决定[9]。

对淮南废弃煤矿塌陷区光伏发电项目来说，通常由私营部门负责项目的立项、前期准备、建造、运营等阶段，项目建成后的所有权同样归政府所有，政府只负责宏观调控，为项目创造一个有利的环境并定期向项目公司提供补贴等支持。作为回报，政府可以每年向SPC收取事先约定的固定比例费用。当然，地方政府也可以以土地等形式入股，作为项目的投资者之一，来享受项目运营后的收益分配。

通过比较发现，BOT与BOOT相对于其他形式，更加有利于淮南废弃煤矿塌陷区光伏发电项目的发展。BOT和BOOT既可以激励项目公司追求合理的利润，又能接受政府的有效监督；而DBFO则缺乏这种监督，将导致项目公司过于追求经济效益，而无法保证废弃煤矿塌陷区光伏发电项目的公益性质。此外，BLOT与TOT的融资方为政府，政府所承担的风险过高。因此，BOT和BOOT被认为是废弃煤矿塌陷区光伏发电项目比较合适的两种形式。

3 废弃煤矿塌陷区光伏发电PPP项目的运行模式

废弃煤矿塌陷区光伏发电PPP项目在具体运作过程中，由于投资额巨大、项目建设期长等特点，难免会发生各种各样的纠纷和冲突。因此，为了实现风险共担、效益共享，构造一种恰当的运作模式，对预防这些风险的发生至关重要[11]。其运行模式如图1所示。

废弃煤矿塌陷区光伏发电项目存在着多个参与主体，由于出发点不同，其利益诉求也各不相同，而政府和SPC企业是参与主体中两个最主要的核心。

首先，由于废弃煤矿塌陷区光伏发电项目领域的利润率普遍较低，回收期漫长，需要政府给予一定的财政或税收支持。

其次，地方政府作为PPP项目的发起者和投资者之一，并且很有可能会是项目期满移交后的所有者，因此在项目的立项、设计、建设、运营等阶段应承担起自己监督者的职责。

最后，政府应为SPC营造良好的政策环境：如国土部门在保证公平、公正、公开的前提下，对PPP项目的用地实行优先审批；税务部门依据PPP项目投产后的运营状况，对项目公司实行较为优惠的税率或弹性的缴税制度，减轻私营企业的财务压力[12-13]。

SPC作为PPP模式的核心主体之一，拥有政府所不具备的管理、技术和资金等优势。在PPP项目的运作中，SPC在追求合理利润的同时要自觉履行应尽的义务。由于采用BOOT形式进行运作，SPC是废旧煤矿塌陷区光伏发电项目的投资者、运营者，同时也是项目的最终所有者，所以SPC应不断提高自身的技术和管理水平，增强企业的整体竞争力，开拓进取，在推动企业效益进步的同时，为政府、社会大众提供优良的公共产品或服务，从而达到“双赢”的目标[14-15]。

在废弃煤矿塌陷区光伏发电PPP项目中，电网企业作为政府委托的代理部门，在光伏发电项目中并未有资金投入，也不需承担任何风险。电网企业负责光伏电站项目与配套电网相协调，光伏电站项目在已具备接入条件的基础上，分步开发，与电网协同发展；电源与电网同步规划、同步建设、同步投运。在光伏发电站建成投入运行后，政府给予电网企业拨款补贴，优先消纳光伏发电站所发出的电量。故电力公司并未直接参与到废弃煤矿塌陷区光伏发电PPP项目中，而是承担该项目的辅助支撑业务，即建设与该项目配套的配电网，如改善线路、变电站扩容、新建线路及变电站等。

4 基于PPP模式的废弃煤矿塌陷区光伏发电项目成本效益分析

4.1 工程造价

（1）工程费用：包括建筑工程费和设备及安装工程费用，其中主要设备价格，太阳能电池组件按3.9元/W计算，逆变器按0.4元/W计算，浮箱按3.5元/W计算。地方材料价格采用当地定额站颁布的最近市场价格信息。

（2）工程建设其他费用：包括无形资产和其他资产，前期咨询费、设计费、建设单位管理费、生产准备费、培训费等其他费用。

（3）基本预备费：按工程费用加工程建设其他费用之和的5%计算。

以毛集采煤沉陷区水面光伏项目为例，其主要经济指标：工程静态总投8亿元，其中第一部分建筑工程1.84亿元，第二部分设备费4亿元，第三部分辅材及安装费1.76亿元，第四部分其他费用0.4亿元；单位千瓦静态投资8 000元/kW。毛集采煤沉陷区水面光伏项目投资明细表如表2所示。

表2 毛集采煤沉陷区水面光伏项目投资明细表

4.2 财务分析

以毛集采煤沉陷区水面光伏项目为例，该项目拟采用PPP模式进行建设，贷款资金按照80%计算，贷款年限以25年计，剩下的20%由政府与私营机构共同出资，由于政府在本项目中要负责项目建设用地、政策等多方面非资金所能体现的价值，故接下来的分析暂定淮南市政府与私营机构投资比例分别为4%与16%。按光伏发电上网方式进行经济分析：所发电量优先供给厂房用电，多余电量输送到电网，项目全部自投。投资计划与资金筹措、投资收益表和25年的售电收入如表3～表6所示。

表3 投资计划

表4 资金筹措计算表

表5 投资收益表

毛集采煤沉陷区水面光伏项目并网与电价补助政策为：上网电量按地方燃煤发电机组脱硫电价收购，补贴政策按全电量补贴，补贴标准为0.42元/kW·h（含税）。

经计算，100 MW废弃煤矿塌陷区光伏发电项目静态投资总额为8亿，按照发电量5%自用的方式计算，其静态投资回收期为8.29年，内部收益率为13.4%。

表6 25年的售电收入

通过经济分析可以看出，本项目经济性较好，风险可控。因此，该项目符合国家有关产业政策，其经济效益具有较大的优势，因此该项目可成立。

4.3 基于PPP模式与非PPP模式的废弃煤矿塌陷区光伏发电项目效益分析

本节仍以毛集采煤沉陷区水面光伏项目为例，对PPP模式与非PPP模式的光伏发电项目分别进行成本效益分析，本节仍设定项目从金融机构的融资比例固定为80%，且忽略PPP模式下由于私营机构参与所降低的项目成本部分，即默认为两种模式下项目的投资金额一样。两种模式下项目投资详情如表7所示。

表7 基于PPP模式与非PPP模式投资对比

由表7可以看出，在非PPP模式下，政府出资比例为20%，投资金额为1.6亿，且剩下的6.4亿需政府向金融机构如银行进行贷款；在PPP模式下，由于私营机构的介入，政府投资比例为4%，即0.32亿元，私营机构出资比例为16%，即1.28亿元，且在该模式下，剩下的6.4亿由私营机构跟金融机构进行贷款。

通过上述分析可以看出，废弃煤矿塌陷区光伏发电项目在PPP模式下，通过引入私营机构，无论从项目前期决策、可研等方面，还是从项目资金投入方面，均可以在较大程度上降低政府的人力、物力及财力等投入。政府在减轻财政负担的同时，亦不用承担向金融机构贷款的债务风险，同时也完成了基础设施的建设；而社会资本投资了风险降低的项目，并可取得长期稳定的收益，双方可以形成互利的长期目标，以最有效的成本为公众提供高质量的服务。

通常引入的私营机构一般在光伏发电项目设计、建造及运营方面均有相关经验，在该光伏项目建设工程完成后，私营机构会得到该项目的25年经营权，在此期间私营机构负责该项目运营管理方面的所有事项。期限截止日，私营机构需将该项目转交给政府，政府可按照现有的运营管理方式继续运营下去。

4.4 不同PPP模式下废弃煤矿塌陷区光伏发电项目效益分析

前面对废弃煤矿塌陷区光伏发电项目的运行模式选择进行过分析，结合该项目特点，筛选出适合该项目的两种PPP运营模式，即建造—经营—转让（BOT）和建造—拥有—经营—转让（BOOT）。本节将对两种不同PPP运行模式下，即BOT与BOOT下废弃煤矿塌陷区光伏发电项目的效益进行分析。

在BOT运行模式下，当私营机构完成项目建设工作后，通过租赁合同从政府手中租得该项目的经营权，私营机构在运营阶段并不具备该项目的所有权，即私营机构在该项目运营阶段并不能完全行使决策权，当私营机构与政府运营策略发生歧义时，可能会影响项目的运营收益，致使私营机构参与项目积极性不高。BOOT是在BOT的基础上进一步优化所得到的一种PPP运行模式，具有BOT模式的一般优点，二者之间的主要差别在于BOOT模式下，当私营机构完成项目建设工作后，在运营阶段拥有该项目的所有权，即在运营阶段，私营机构拥有完全绝对的决策权，但同时，由于此阶段政府并不参与其中，该阶段项目盈亏收益及债务风险也由私营机构独自承担。但出于利益的驱使，往往BOOT模式对私营机构具有更高的吸引力。接盘项目，并按照已有的经营管理策略继续运营下去。

[1]夏玉明.淮南市煤矿开采塌陷区生态恢复的措施研究[J].淮南职业技术学院学报，2008，8（1）：4-7.

[2]蒋飞.光伏发电项目的投资决策方法研究[D].上海：华东理工大学，2013.

[3]刘薇.PPP模式理论阐释及其现实例证[J].改革，2015（1）：78-89.

[4]陈婉玲.基础设施产业PPP模式独立监管研究[J].上海财经大学学报（哲学社会科学版），2015，17（6）：47-56.

[5]姚东旻，李军林.条件满足下的效率差异：PPP模式与传统模式比较[J].改革，2015（2）：34-42.

[6]汪瑜佩.我国光伏科技及产业最优投资体系研究[D].上海：复旦大学，2010.

[7]王奕霖.PPP模式在河北太行山高速公路项目应用研究[D].成都：西南交通大学，2017.

[8]赵升辉.基于PPP模式下高速公路工程收益分配研究[D].广州：华南理工大学，2017.

[9]计月华.高速公路PPP模式投资评估研究[J].价值工程，2015，34（15）：1-4.

[10]周东蜜.政府公益项目PPP模式风险管理研究——以南宁昆仑关关帝庙项目为例[D].南宁：广西大学，2016.

[11]王东东.PPP模式下西安市城中村改造项目的风险评价和利益分配[D].西安：长安大学，2015.

[12]刘洪积.基于博弈论的PPP模式收益分配研究[D].成都：西南交通大学，2010.

[13]李英攀，刘名强，王芳，等.基于PPP模式的大型建筑企业项目融资渠道选择[J].财会月刊，2017（23）：56-63.

[14]尹台玲.PPP模式适用项目识别与选择路径探究——基于抗州PPP模式的调查研究[D].杭州：浙江财经大学，2016.

[15]张海波.基于PPP模式的建筑垃圾资源化产业发展研究[D].南昌：江西财经大学，2015.

5 结论

本文针对废弃煤矿塌陷区光伏发电项目进行研究，以淮南废弃煤矿塌陷区光伏发电项目基础数据为例，对废弃煤矿塌陷区光伏发电项目引入PPP模式的可行性及成本效益进行分析，最终结论归纳如下：

（1）PPP模式可应用于废弃煤矿塌陷区光伏发电项目，且PPP模式中的BOT与BOOT最适合废弃煤矿塌陷区光伏发电项目。

（2）废弃煤矿塌陷区光伏发电项目引入PPP模式可以产生更高的收益，且BOOT较BOT模式可产生更高的效益。

（3）废弃煤矿塌陷区光伏发电项目采用PPP模式可以将私营机构和政府进行有机结合，能有效利用它们的长处，可以将私营机构的资金、技术及管理方面的经验应用到项目中。就私营机构而言，在该项目中可以取得长期稳定的收益；基于政府层面，可缓解政府资金投入压力及部分债务风险，当淮南政府与私营机构事先约定的经营期满后，政府可从私营机构手中