中国东三省光伏发电系统投资效益分析

陆 超 杨 松 张良利 沈道军

（浙江正泰新能源开发有限公司，浙江 杭州 310053）

0 引言

太阳能发电不同于传统的发电方式，其造成的污染极小。太阳能光伏电源或光伏电站的功率可根据需要从数千瓦到数十兆瓦配置，发电系统建设周期短，方便灵活。晶体硅太阳电池作为将光能转变为电能的半导体器件，其使用寿命可达到20年以上，整个系统的可靠性也更高。

虽然目前太阳能光伏发电成本仍高于常规能源发电的成本，但随着光伏发电技术的迅速发展、传统能源的紧张以及人类环保意识的加强，光伏发电的成本将会持续下降。未来，光伏发电成本与其他发电方式成本之间的差距将会缩小，继而成为较为廉价的发电方式。

1 光伏发电系统

1.1 光伏发电系统的构成

太阳能光伏发电系统也叫太阳电池发电系统，其主要由组件、蓄电池、逆变器以及一些监控、防护等二次设备构成。它能将太阳辐射转化成电能。虽然太阳能光伏发电系统的应用十分广泛，它不仅能够应用于日常的太阳能草坪灯，还能用几兆瓦的大型光伏项目。但太阳能光伏发电系统的组成结构和工作原理都基本相同。

1.2 光伏发电系统的分类

太阳能光伏发电系统按上网方式可分为两种：全额上网或自发自用。其中，独立光伏发电系统又可以分为直流光伏发电系统和交流发电系统以及交、直流混合光伏发电系统，而直流光伏发电系统又可以分为有蓄电池的系统和无蓄电池的系统。

2 东三省太阳能资源分布

2.1 黑龙江省太阳能资源条件

黑龙江属于太阳能资源二类地区，一年中能接受4 000 MJ/m2～5 100 MJ/m2的辐射量，辐射量由西南部到中东部到北部依地区逐渐减少。大庆、绥化以及黑河、哈尔滨附近地区年太阳总辐射值最大，约为4 800 MJ/m2，其中，齐齐哈尔地区能达到5 000 MJ/m2以上，大兴安岭大部分地区、伊春和东部地区太阳总辐射低于4 600 MJ/m2，省北部地区总辐射量在4 600 MJ/m2～4 800 MJ/m2。

2.2 吉林省太阳能资源条件

吉林省太阳能年均辐射量5 052 MJ/m2，全省多年平均日照时数为2 200 h～3 000 h，太阳能资源总体属二类地区。吉林省地面光伏电站潜在开发容量为9 600万kW，可装机容量约为3 100万 kW，全省分布式光伏发电可开发容量约为300万 kW以上。

2.3 辽宁省太阳能资源条件

辽宁省属于国家太阳能资源二类地区。年平均辐射量大于5 000 MJ/m2，年日照小时数超过2 200 h，除东部山区外，总体属于太阳能资源较丰富地区。表现为西多东少，南北高于东部的特征。

2.4 发展前景

从以上数据来看，东北三省光伏电站发电小时数远超于全国同类资源地区。截至2015年末，黑龙江、吉林、辽宁三省经济总量达到5.8万亿以上。同时，东北地区还是新中国工业的摇篮，拥有中国一汽、中国北车、哈飞、沈飞、哈药、鞍钢、修正、皓月、亚泰等一大批知名企业。其中，国企央企比例高达50 %以上，大量的工业企业为东北分布式市场的发展提供优质的屋顶资源。根据今年国家能源局发布的《关于可再生能源发展规划实施的指导意见》中的《2017-2020年光伏电站新增建设规模方案》来看，至2020年东三省累计规划并网目标达10.9 GW，其中黑龙江省3.2 GW，吉林省规划1.7 GW，辽宁省规划1.5 GW。而截至今年上半年，东北三省现有并网光伏装机容量不到3.1 GW，未来3年东北光伏将有2倍以上的增长空间。

3 投资效益分析

3.1 光伏发电系统投资效益评估原则

光伏电站投资经济性需要考虑以下几点：

初始投资成本：这主要包括太阳能组件、支架、逆变器、电缆以及系统安装成本等。同时还要考虑土地（或房屋）租金等。

运营成本：即光伏系统定期的清洗及维护费用。

财务费用：是否存在借款以及借款的偿还方式。

发电收入：售电模式可分为全额上网和自发自用，余电上网。

全额上网电价=脱硫标杆电价+国家补贴+地方补贴

自发自用部分电价=当地电价+国家补贴+地方补贴

余电上网部分电价=当地脱硫煤电价+国家补贴+地方补贴

综上所述：光伏电站效益S=Pbuy×EPVcon+Psell×EPVin-Csys-CO&M-Cloan-Ct

其中，Pbuy表示电网卖的电价；EPVcon表示自用电量；Psell表示光伏上网电价；EPVin表示上网电量；Csys表示初始投资金钱；CO&M表示运维费用；Cloan表示贷款利息；Ct表示税费。

3.2 案例分析

3.2.1 项目简介

项目计划在某厂区屋面上安装太阳能光伏系统，厂区位于吉林省北纬43.86°，东经126.51°，实际安装容量2.002 MW，确定以30°倾角安装。本项目以25年为经济分析周期。

3.2.2 项目发电量

本项目系统效率取82.4 %，25年发电量见表1。

表1 项目25年发电量测算表

3.2.3 项目成本

本项目上网方式为自发自用，余电上网。按照5.31新政规定，取消国补电价。项目投资额、电价、营业税金、运营成本、折旧率、借款利息见表2。

根据财测模型进行计算，见表3。

3.2.4 节能减排效益分析

光伏发电能够为减少温室效益、减少二氧化碳排放做出巨大贡献。统计表明，我国火电厂每发电上网1 kW·h，需消耗标准煤305 g，排放6.2 g的硫氧化物（脱硫前统计数据）和2.1 g的氮氧化物（脱氮前统计数据），对环境和生态造成不利的影响。本项目可节约标准煤数量及减少污染排放量见表4。

表2 成本分析

4 结论

从国外发展来看，光伏发电需要跟着时代和政策的改变而不断进化。在5.31新政之前，我国光伏市场仍主要依靠政府扶持。补贴政策的高低决定着光伏企业自身的发展。如今，光伏新政迫使让光伏企业寻求改革，降低成本。光伏市场的重点正由西北地区向中东部、东北地区转移，同时，在东北地区寻求能源改革的情况下，这片还有着未被发掘的巨大潜力，而平价上网在这一地区发展中显得尤为重要。

表3 汇总表

表4 节能减排效益分析表

该文只是浅显地探讨了光伏发电系统经济效益的评估，而光伏发电仍然面临着诸多的问题。只有结合政府补贴与市场竞争，才能较为科学地做好光伏发电系统的经济效益评估，进一步优化我国能源结构。