城市光伏扶贫或光伏生活补贴之可行性

摘要：在《中华人民共和国民法典》通过的大背景下，在城市地区通过业主委员会结成集体企业，进行光伏扶贫或发放光伏生活补贴的行政条件已经成熟。本文将从光伏技术与经济性的角度出发，通过公式计算，论证其可行性，并对相关数据予以公布，基本原理予以科普。

关键词：扶贫;分布式光伏;科普;经济学

一、光伏发电的技术背景

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。

现投资成本降至8元/瓦以下，度电成本降至0.6-0.9元/千瓦时。

国家能源局于2013年11月18日发布《分布式光伏发电项目管理暂行办法》。

二、以行政条件为首的外部条件

到2020年我国现行标准下农村贫困人口实现脱贫，是我们的庄严承诺。一诺千金。到2020年只有3年的时间，全社会要行动起来，尽锐出战，精准施策，不断夺取新胜利。3年后如期打赢脱贫攻坚战，这在中华民族几千年历史发展上将是首次整体消除绝对贫困现象，让我们一起来完成这项对中华民族、对整个人类都具有重大意义的伟业。——习近平主席《2018新年贺词》。

随着近年来全国光伏产业的发展、光伏发电技术的逐渐成熟，光伏发电设备开始逐步降价，分布式光伏电站在全国范围内开始大面积建设，2018年1月2日，从国家能源局获悉，2017年1至11月，我国光伏发电量达1069亿千瓦时，同比增长72%，光伏年发电量首超1000亿千瓦时。在农村地区建立分布式光伏电站用以扶贫的例子也已经屡见不鲜，得益于收购电价的补贴，也取得了不小的成果。

然而，因为业主自治机构的相关法律条文缺失以及缺乏学术论证，在城市地区，由小区居民业主组成集体企业，在屋顶、窗沿建设分布式光伏发电站，收益用于社区扶贫、生活补助的方案频频搁浅。

《物业管理条例》规定：业主委员会执行业主大会的决定事项。

《中华人民共和国民法典》：第二百七十七条 业主可以设立业主大会，选举业主委员会。业主大会、业主委员会成立的具体条件和程序，依照法律、法规的规定。

地方人民政府有关部门、居民委员会应当对设立业主大会和选举业主委员会给予指导和协助。

伴随着业主委员会相关的法律条文的完善，在行政层面上，阻碍城市社区光伏扶贫、光伏生活补助的障碍基本消失。

三、各省光伏收购标杆电价

对于光伏电站产出电的收购价格，各省之间有所不同。为论证本方案在各省的经济方面的可行性，需对各省商用光伏电收购标杆电价（2018年版）进行统计。

北京市：全额上网电价0.6500元/kwh，余电上网电价0.7298元/kwh。

天津市：全额上网电价0.6500元/kwh，余电上网电价0.7298元/kwh。

承德、張家口、唐山、秦皇岛：全额上网电价0.6500元/kwh，余电上网电价0.7420元/kwh。

廊坊：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7420元/kwh。

河北省除承德、张家口、唐山、秦皇岛、廊坊外的其他地区：全额上网电价0.6500元/kwh，余电上网电价0.7344元/kwh。

山东省：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7640元/kwh。

辽宁省：全额上网电价0.6500元/kwh，余电上网电价0.7449元/kwh。

吉林省：全额上网电价0.6500元/kwh，余电上网电价0.7431元/kwh。

黑龙江省：全额上网电价0.6500元/kwh，余电上网电价0.7440元/kwh。

赤峰、通辽、兴安盟、呼伦贝尔：全额上网电价0.6500元/kwh，余电上网电价0.6735元/kwh。

内蒙古自治区除赤峰、通辽、兴安盟、呼伦贝尔以外的其他地区：全额上网电价0.5500元/kwh，余电上网电价0.6529元/kwh。

上海市：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7855元/kwh。

江苏省：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7610元/kwh。

浙江省：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7853元/kwh。

安徽省：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7544元/kwh。

福建省：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7632元/kwh。

湖北省：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7861元/kwh。

湖南省：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.8200元/kwh。

河南省：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7479元/kwh。

四川省：全额上网电价0.6500元/kwh，余电上网电价0.7712元/kwh。

重庆市：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7664元/kwh。

江西省：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7843元/kwh。

榆林、延安：全额上网电价0.6500元/kwh，余电上网电价0.7245元/kwh。

陕西省除榆林、延安以外地区：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7245元/kwh。

嘉峪关、武威、张掖、酒泉、敦煌、金昌：全额上网电价0.5500元/kwh，余电上网电价0.6778元/kwh。

甘肃省除嘉峪关、武威、张掖、酒泉、敦煌、金昌以外地区：全额上网电价0.6500元/kwh，余电上网电价0.6778元/kwh。

海西：全额上网电价0.5500元/kwh，余电上网电价0.6947元/kwh。

青海省除海西以外地区：全额上网电价0.6500元/kwh，余电上网电价0.6947元/kwh。

宁夏回族自治区：全额上网电价0.5500元/kwh，余电上网电价0.6295元/kwh。

广东省：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.8230元/kwh。

广西壮族自治区：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7907元/kwh。

云南省：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7058元/kwh。

贵州省：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7215元/kwh。

海南省：全额上网电价0.7500元/kwh，余电上网电价0.7998元/kwh。

哈密、塔城、阿勒泰、克拉玛依：全额上网电价0.5500元/kwh。

新疆维吾尔自治区除哈密、塔城、阿勒泰、克拉玛依以外地区：全额上网电价0.6500元/kwh。

西藏自治区：全额上网电价1.0500元/kwh。

四、各省光照条件

光伏发电的原理为半导体的光电效应，所以，光伏发电受环境影响极大。

而中华人民共和国拥有约960万平方公里的国土，东西方向以及南北方向均与较大纵深，各地区地势差异较大。

因此，为论证本方案在各省的经济方面的可行性，需对各省光照条件进行统计。

以下为全国各地区全年光照时数。

宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、西藏西部：3200h/年～3300h/年。

河北西北部、山西北部、内蒙古、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部、新疆南部：3000 h/年～3200 h/年。

山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、台湾西南部：2200 h/年～3000h/年。

湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、台湾东北部：1400 h/年～2000h/年。

四川、贵阳：1000 h/年～1400h/年。

以下为全国各地区全年太阳能年辐射量。

宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、西藏西部：6680 MJ/m2·年～8400 MJ/m2·年，即1855kWh/m2·年～2333kWh/m2·年。

河北西北部、山西北部、内蒙古、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部、新疆南部：5852 MJ/m2·年～6680 MJ/m2·年，即1625kWh/m2·年～1855kWh/m2·年。

山東、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、台湾西南部：5016 MJ/m2·年～5852 MJ/m2·年，即1393kWh/m2·年～1652kWh/m2·年。

湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、台湾东北部：4190MJ/m2·年～5016 MJ/m2·年，即1163kWh/m2·年～1393kWh/m2·年。

四川、贵阳：3344MJ/m2·年～4190 MJ/m2·年，即928kWh/m2·年～1163kWh/m2·年。

以下为全国各地区标准光照下的年平均日照时间。

宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、西藏西部：5.08h/日～6.3h/日。

河北西北部、山西北部、内蒙古、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部、新疆南部：4.45h/日～5.08 h/日。

山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、台湾西南部：3.8h/日～4.45h/日。

湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、台湾东北部：3.1 h/日～3.8h/日。

四川、贵阳：2.5 h/日～3.1h/日。

五、各省城市住房面积

在城市中，土地的利用率相对与农村地区而言较高，从而造就了较高的土地成本。使用小区屋顶、窗沿的闲置空间，进行分布式光伏电站的设置，是个较为合理的选择。

因此，为论证本方案在各省的经济方面的可行性，需对城市住房面积进行统计。

全国各省人均住房面积（2018年）数据。

黑龙江省：29㎡/人。

吉林省：28.5㎡/人。

内蒙古自治区：29.83㎡/人。

辽宁省：31.35㎡/人。

北京市：34.02㎡/人。

河北省：32㎡/人。

山西省：33.21㎡/人。

宁夏回族自治区：33.3㎡/人。

甘肃省：32.3㎡/人。

西藏自治区：31.25㎡/人。

广东省31.03㎡/人。

海南省：30.03㎡/人。

天津市：36㎡/人。

山东省：37.51㎡/人。

陕西省：38.7㎡/人。

青海省：36.5㎡/人。

新疆自治区：35.11㎡/人。

上海市：36.7㎡/人。

贵州省：35.67㎡/人。

云南省：38.75㎡/人。

广西壮族自治区：39㎡/人。

江苏省：46.3㎡/人。

安徽省：43.15㎡/人。

河南省：42.2㎡/人。

湖北省：44.5㎡/人。

重庆市：43.87㎡/人。

四川省：40.17㎡/人。

江西省：49.12㎡/人。

福建省：43.4㎡/人。

浙江省：50.9㎡/人。

湖南省：52.3㎡/人。

在计算时的折合方式为：3人=1户。

六、计算公式及其推导

税收=月发电总收入*0.13。

月发电净收入=月发电总收入-（月发电总收入*0.13）。

月发电总收入=栋装机千瓦*各省每千瓦时收购电价*月发电时间*参与栋数。

栋装机千瓦=栋装机数/4。（1000w =250w*4）

栋装机数=单栋顶面积/250w光伏板面积。

月发电时间=非阴雨天日数*日发电时间。

日发电时间=（地区非阴雨日平均照度/250w光伏板所需照度）*地区年平均日照时间——（地区非阴雨日平均照度≤250w光伏板所需照度），即将非满功率发电的时间按百分比转换为满功率的时间进行计算。

日发电时间=地区年平均日照时间——（地区非阴雨日平均照度>250w光伏板所需照度）。

单栋顶面积=（某层每住户面积*该层单层住户数+该层公摊面积）*顶楼非占用常数。（仅限顶层与居住层完全平行的情况）

顶楼非占用常数的数值受地方发展程度等原因制约较大，因此本次计算时使用的为实际测定值，本次计算取值为：（1-特定楼顶占用面积百分比）。

税前月收总公式（地区非阴雨日平均照度≤250w光伏板所需照度）：月发电净收入=（（（某层每住户面积*该层单层住户数+该层公摊面积）*顶楼非占用常数）/250w光伏板面积/4）*（非阴雨天日数*（地区非阴雨日平均照度/250w光伏板所需照度）*地區年平均日照时间）*各省每千瓦时收购电价*参与栋数。

税前月收总公式（地区非阴雨日平均照度>250w光伏板所需照度）：月发电净收入=（（（某层每住户面积*该层单层住户数+该层公摊面积）*顶楼非占用常数）/250w光伏板面积/4）*地区年平均日照时间*各省每千瓦时收购电价*参与栋数。

总成本=光伏板购买成本+逆变器价格+基建价格。（在实际操作中，逆变器的实际负载不得超过额定负载80%）

七、举例全额上网情况下的收益计算

以山东省淄博市张店区的1座1970年代建老旧小区为例。

月发电总收入=（（（70㎡*2+10㎡）*0.5）/1.6㎡/4）*（27d*4h）*0.75*30。

月发电总收入=28476.5625元。

光伏建设成本≈310200元。

投资回收时间≈10.893月。

平均每户投入≈1292.5元。

八、结论

从光伏技术与经济性角度而言，以业主委员会结成集体企业为基础，在城市地区开展光伏扶贫或进行光伏生活补贴是可行的。

谢辞：特别鸣谢胡嘉诚先生、苏智昊先生、穆昌赫先生、朱翔先生、田业宏先生在本文撰写过程中，对本文写作的建议与校对。正是由于他们在百忙之中多次审阅本文，对细节进行修改，并为本文的撰写提供了许多中肯而且宝贵的意见，本文才得以成型。在此，谨向他们致以衷心的谢意！

参考文献：

[1]太阳能光伏网《回眸2015：光伏产业渡过几重“悲喜”？》;

[2]《习近平主席2018年新年贺词》;

[3]《物业管理条例》;

[4]《中华人民共和国民法典》第二百七十七条。

作者简介：

朱刘睿康，国际电气及电子工程师协会（IEEE）会员、中国发明协会会员、中国可再生能源学会会员、中国自动化学会会员、中国农学会会员、中国林学会会员、中国计算机学会会员、中国通信学会会员、中国心理学会学生会员。