铁塔基站屋顶分布式光伏发电效益分析——以淮南市田家庵区为例

张晓玉

（安徽理工大学 经济与管理学院， 安徽 淮南 232001）

0 引言

绿色建筑全球化是城市建设和建筑行业的发展趋势，近年来，国内外出台了大量支持近零能耗的方针和政策。安徽省“十四五”国民经济和社会发展规划指出加快形成绿色发展和生活方式。开展绿色生活创建活动，促进绿色低碳循环发展。大力倡导绿色消费，完善绿色能源、绿色建筑，主动应对气候变化，以市场化机制和经济手段降低碳排放强度，制订实施安徽省2030 年前碳达峰、2060 年前碳中和行动方案[1-2]。

基于此，本文提出从太阳能评估、发电量估算、环境影响等方面开展可行性分析，从经济效益、节能与减排效益、其他社会效益等方面分析其综合效益，以期为同类型工程提供数据支撑和依据，为我国的能源结构改善作出一定的贡献。

1 铁塔基站屋顶分布式光伏发电可行性分析

1.1 铁塔基站分布情况

本文以安徽省淮南市田家庵区为研究背景。淮南铁塔公司承接移动、电信、联通基站建设需求，目前在淮南市拥有通信基站5 752 座，其中田家庵区1 027座，屋顶合计20 000 km2，为全市的通信业务提供保障服务。可利用机房房顶及角钢塔铺设光伏组件，建设分布式光伏电站，“自发自用，余电上网”，为建设“绿色铁塔”“零碳铁塔”提供支撑[3]。

1.2 太阳能资源评估

安徽省年太阳总辐射量处于太阳能资源丰富区和太阳能资源一般区，平均日照1 800～2 500 h。其空间分布特征是北部多于南部，高值区位于安徽北部砀山县、亳州市一带。低值区主要分布于安徽南部黄山、祁门一带。砀山县、亳州市一带太阳辐射在5 040 MJ/m2以上，由此自北向南，随着云雨天气的增多，总辐射量随之减少，其余绝大部分地区太阳能资源在4 500～5 040 MJ/m2之间。安徽属于太阳能资源中等地区，北部为三类地区，南部为四类地区。

淮南市属于淮河以南地区，是暖温带和亚热带的过渡地带，年平均气温偏高，平均气温16.6 ℃，较常年偏高1.0 ℃；全年只有2 月、12 月较常年分别偏低0.7 ℃、1.5 ℃，其余月份均较常年偏高，其中4 月较常年偏高2.8 ℃。冬季平均气温3.5 ℃，较常年偏低0.1 ℃，为正常年份。年高温日数28 d，较常年偏多11 d。年极端最高气温38.9℃，出现于7 月30 日；年极端最低气温-5.5 ℃，出现于1 月23 日。初霜出现于11 月6 日，终霜出现于3 月13 日，全年无霜期238 d。

本文选取Meteonorm 模拟数据中的月值代表年数据，用以反映太阳能在光伏电站设计周期内的具体情况，代表年各月总辐射量。淮南地区年平均辐射量为1 292.1 kW·h/m2，峰值日照时数为3.54。从月太阳辐射量变化规律可知，水平面太阳能辐射量主要集中在4—8 月份。因此，淮南市在我国属于太阳能“丰富”地区，具备一定开发价值，见表1。从太阳能资源利用角度说，此地区适合建设太阳能光伏发电站。

表1 年水平面总辐量（GHR）等级表

根据《太阳能资源评估方法》（QXT 89—2018）确定的标准，本文研究区域所在地区属于为全国太阳能资源丰富地区，具有良好的开发前景。

1.3 铁塔基站发电量估算

开发利用可再生能源是国家能源发展战略的重要组成部分，太阳能光伏发电站的建设有利于促进当地电网的电源结构调整，优化资源的合理配置，可以对地区局部气候环境的改善起到一定的促进作用。通过现场勘察，安徽省淮南市田家庵区1 027 座铁塔通信基站中，219 座通信基站具备建设光伏电站的现场条件，基站类型分为一塔多机房、一塔一机房、一体化机柜三种类型，每一种类型基站的布局基本相同。本项目总规划容量为1.21 MW，采用每个基站单点接入的并网方式，各基站安装规模如表2 所示。

表2 光伏电站信息统计表

本文铁塔基站屋顶光伏发电以光伏组件→组串式逆变器→光伏并网箱为总体设计方案组成，并网模式采用“自发自用、余电上网”方式，所发电能优先在基站内部消纳。

基于当地太阳能资源情况，经初步测算，电站建成后首年实际上网发电量为1 332.1 MW·h，电站25年运营期内上网电量为31 846.4 MW·h，平均年发电量为1 273.9 MW·h。

1.4 环境影响评价

1）对环境带来有利影响。光伏发电是清洁、可再生能源。分布式光伏建设符合国家新能源建设的发展方向，是国家大力支持的产业。通过减少排放各类大气污染物以及灰渣，改善大气环境质量。因此，本工程光伏发电项目的建设具有一定的社会效益及环境效益。

2）对环境不利的影响。光伏发电的运营过程本是一个清洁能源的利用过程，基本不存在对环境的污染问题。施工期间（如粉尘对空气的污染）对环境产生重要影响；施工过程的生活垃圾等对水和生态环境的污染；施工期如吊车等机械噪声的污染。通过采取有效的措施，可将不利影响减小至最低程度。

3）环境可行性结论。根据对本分布式光伏项目厂址及其周围地区的研究，光伏项目对周围自然/社会环境各有利弊。一方面，光伏能源是可再生的，有利于节能减排。另一方面，施工期的各类污染（如粉尘、噪音和生活垃圾等）影响周围环境，但是通过有效的防控措施可以极大降低这种范围小、周期短的负面影响。

4）本文中工程运行期间不产生废气，少量生活污水采取拟定的措施处理后，基本不会对水环境产生影响。工程运营期间没有明显噪声源，且环境保护目标距离项目区较远，因此基本不会对环境敏感目标产生影响。产生的固体废物量很少，依照环评措施处理后，对环境影响较小，不会周边建筑和道路产生光污染。

综上所述，本文研究的光伏项目不会产生制约工程建设的重大环境问题，不影响地区环境资源和生态环境的可持续发展，通过制定合理、有效的治理措施，所产生的负面影响可以得到极大控制。因而，该项工程在环保方面是切实可行的。

2 铁塔基站屋顶分布式光伏发电效益分析

2.1 经济效益分析

经济效益主要是在国家现行财税制度、价格体系的前提下，从项目的角度出发，从上网电价计算、销售收入计算、增值税计算、销售税金附加计算、所得税计算、销售利润、盈利能力、生存能力、经济效益总评等9 个方面开展经济效益分析。

2.1.1 上网电价计算

自2022 年2 月份起，中国铁塔淮南分公司基站电价执行安徽省发改委每月公布的代理工商业用户电价，经测算2—11 月份平均用电单价为703.69 元/MW·h。同时，经初步协商，与中国铁塔分公司签订的合作框架协议中约定提供9 折电价优惠。考虑自用比例暂按90%。综合以上因素，本次技经测算单价608.4元/MW·h。本分布式光伏电站项目在全生命周期内，可能存在因省发改委政策变化而带来的电价走高收益或走低风险[4-5]。

2.1.2 销售收入计算

1）销售收入=光伏售电收入+储能售电收入+其他收入。

2）光伏售电收入=上网电量×上网电价。

3）储能售电收入=放电量×储能电价。

4）总利润=总收入－成本－税金＋补贴。

在计算期25 年内，销售收入总额为1 714.66 万元。

2.1.3 增值税计算

电力产品的增值税税率为13%。根据自2013 年10 月1 日—2018 年12 月31 日，对纳税人销售自产的利用太阳能生产的电力产品，实行增值税即征即退50%的政策（参考财税〔2013〕66 号和〔2016〕81 号文件）[6-7]。

根据《中华人民共和国增值税暂行条例》和《中华人民共和国增值税暂行条例实施细则》，本项目可抵扣的增值税额为42.34 万元。

2.1.4 销售税金附加计算

销售税金附加包括城市维护建设税和教育费附加（含国家和地方教育费附加），以增值税税额为基础计征，税率均为5%。

2.1.5 所得税

所得税＝所得额×税率。

根据《中华人民共和国企业所得税法实施条例》第八十七条，国家重点扶持的公共基础设施项目指《公共基础设施项目企业所得税优惠目录》规定的港口码头、电力、水利等项目。企业应在取得第一笔生产收入的纳税年起，第1～3 年免征所得税，第4～6 年所得税减半，第7 年起，所得税税率为25%。

2.1.6 销售总利润

1）总利润=总收入－总成本－税金＋补贴。

2）税后总利润=总利润－所得税。

3）可分配利润为税后总利润抽取10%法定盈余公积金的剩余部分。未分配利润是可分配李荣减除投资者应付利润后的剩余部分。

按照上述公式计算，总利润=546.12 万元，税后利润=425.2 万元。

2.1.7 盈利能力分析

电价按照0.608 4 元/kW·h 进行财务分析：税后投资内部收益率为5.81%，税后资本金内部收益率为7.24%，投资回收期为13.79 年，税后总收益率为4.13%，净利润率为8.05%。因此，资本金内部收益率＞基准收益率，本文研究的光伏发电项目的盈利能力良好。

2.1.8 生存能力分析

本项目第二年开始全部运行，根据现金流量得知，年均盈余资金大于0，因此，该项目的净现金流量足以维持工程的运行。

2.1.9 经济效益总评

1）工程的建设周期为12 个月，静态投资为690.61 万元，单位千瓦静态投资为5 702.79 元/kW。

2）财务分析显示（电价按0.608 4 元/kW·h 计算）：税后投资内部收益率为5.81%，税后资本金内部收益率为7.24%，投资回收周期为13.79 年，总投资收益率为4.13%，项目资本金净利润率为8.05%。因此，该项目的资本金内部收益率＞基准收益率，本项目的实施可以实现显著的经济效益，具体经济效益如表3所示。

表3 经济效益分析表

2.2 节能与减排效益分析

《中华人民共和国可再生能源法》已明确提出“国家鼓励和支持风能、太阳能、水能、生物质能和海洋能等非化石能源并网发电”。太阳能是绿色可再生能源，太阳能开放项目符合国家环保、绿色能源政策，且得到各级政府的大力支持，本文研究的光伏发电项目有利于减少常规能源的消耗，对保护生态环境具有重要的意义。

光伏发电是一种清洁的能源。与火力发电相比，光伏发电可以节约大量的煤炭或油气资源，有利于周围环境的保护。与目前的燃煤火电厂相比，按照25 年发电量为5 928.2 万kW·h 计算，25 年可为国家节约标准煤18 081.01 t；同时节约常规能源以及相应工业垃圾用地。本文研究的光伏开发项目可以极大减少污染物的排放（SO2约367.5 t，NOx约124.49 t，CO2约48 255.5 t）。

此外，该项目具有显著的节能减排效用，不仅极大减少了灰渣、烟尘等污染物，而且在节约用水和减少废水排放方面具有显著效果。

光伏发电项目建设可以极大减少常规能源的使用，对节能环保、社会效益和环境长期可持续发展具有重要意义。

2.3 其他社会效益

2.3.1 增加可再生能源比重

国家要求每个省（区）常规能源和再生能源必须保持一定的比例。为确保安徽长远能源平衡，保持能源发展的可持续性，在安徽电网覆盖范围内适当加大太阳能资源的利用是必要的。大力发展太阳能发电，将改善能源结构，有利于增加再生能源的比例[8]。

2.3.2 可促进当地经济的发展

本项目的开发，不但可给地区电网提供电量，还可促进地区相关产业的发展，为地方开辟新的经济增长点。

2.3.3 提高企业的影响力

本项目与中国铁塔股份有限公司合作，为打造“绿色铁塔”作出贡献，为实现“强强联合”、创新“绿色电力”发展新模式奠定坚实的基础，可进一步提高企业的影响力和知名度。

3 结论

本文采用现场调研、理论分析与计算结合现场案例开展了铁塔基站屋顶分布式光伏发电可行性与效益分析，得出了以下主要结论：

1）开展了淮南地区的太阳能资源评估，获得了淮南地区周期内太阳能资源的状况，淮南地区年平均辐射量为1 292.1 kW·h/m2，峰值日照时数为3.54。从月太阳辐射量变化规律发现，水平面太阳能辐射量主要集中在4—8 月份，属于太阳能“丰富”地区，具备开发价值，适合建设太阳能光伏发电站。

2）对淮南地区太阳能资源情况经初步测算，获得首年实际上网发电量为1 332.1 MW·h，电站25 年运营期内上网电量为31 846.4 MW·h，平均年发电量为1 273.9 MW·h。综合分析太阳能资源、发电量估算及环境影响等因素，在淮南地区开展屋顶分布式光伏发电是可行的。

3）对经济效益、节能与减排效益、其他社会效益等方面综合分析了铁塔基站屋顶分布式光伏发电的效益，结果表明，采用此类光伏发电具有显著的经济与社会效益。