淺析：兩大因素影響光伏項(xiàng)目的平價(jià)上網(wǎng)

光伏項(xiàng)目的平價(jià)上網(wǎng)，該如何定義？

個(gè)人認(rèn)為，可以分三個(gè)層次來(lái)考慮。首先，要明確對(duì)標(biāo)電價(jià)，以該電價(jià)并網(wǎng)能獲得合理的經(jīng)濟(jì)收益。我國(guó)的電價(jià)分上網(wǎng)電價(jià)(脫硫煤標(biāo)桿電價(jià))和銷售電價(jià)(居民電價(jià)、大工業(yè)電價(jià)、工商業(yè)電價(jià))，不同電價(jià)的數(shù)值差異很大。

對(duì)于分布式項(xiàng)目，對(duì)標(biāo)的是銷售電價(jià)，即居民電價(jià)、大工業(yè)電價(jià)、工商業(yè)電價(jià)。這三類電價(jià)相對(duì)較高，因此分布式項(xiàng)目更容易實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。對(duì)于地面電站項(xiàng)目，對(duì)標(biāo)的是上網(wǎng)電價(jià)，即脫硫煤標(biāo)桿電價(jià)。地面電站以項(xiàng)目所在地的“脫硫煤標(biāo)桿電價(jià)”并網(wǎng)能獲得合理收益，即實(shí)現(xiàn)了平價(jià)上網(wǎng)。

其次，光伏出力受太陽(yáng)能資源影響而不穩(wěn)定，配合儲(chǔ)能系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)出力可控。如果“光伏+儲(chǔ)能”的可控清潔電力價(jià)格能與常規(guī)能源相當(dāng)，則實(shí)現(xiàn)了第二層次的平價(jià)。

再次，隨著電改的推進(jìn)，未來(lái)電力市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)100%的現(xiàn)貨交易，那市場(chǎng)上就不存在穩(wěn)定的“脫硫煤標(biāo)桿電價(jià)”，而光伏電力作為普通電力的一種參與競(jìng)爭(zhēng)，并具有競(jìng)爭(zhēng)力，此時(shí)才是真正意義上的“平價(jià)上網(wǎng)”。

光伏度電成本的影響因素：現(xiàn)階段討論的平價(jià)上網(wǎng)，主要是地面光伏電站以“脫硫煤標(biāo)桿電價(jià)”并網(wǎng)且有合理利潤(rùn)為標(biāo)準(zhǔn)。脫硫煤標(biāo)桿電價(jià)相對(duì)較低，這需要光伏項(xiàng)目的度電成本(LCOE)進(jìn)一步降低來(lái)實(shí)現(xiàn)。在度電成本的計(jì)算中，涉及到項(xiàng)目初始投資、固定資產(chǎn)殘值、第n年的運(yùn)營(yíng)成本、第n年的折舊、第n年的利息、第n年的發(fā)電量以及折現(xiàn)率。

上述幾個(gè)因素中，對(duì)光伏度電成本影響最大的兩個(gè)因素就是：項(xiàng)目初始投資和年發(fā)電量。下文將主要就這兩點(diǎn)進(jìn)行討論。

初始投資下降對(duì)LCOE降低的推動(dòng)

自2009年第一批光伏特許權(quán)招標(biāo)開始，光伏行業(yè)正式進(jìn)入市場(chǎng)化運(yùn)作階段。在過(guò)去的10年里，光伏的度電成本下降主要來(lái)源于“項(xiàng)目初始投資”的下降。僅2011~2018年，光伏組件、逆變器價(jià)格均出現(xiàn)75%以上的下降。在此推動(dòng)下，系統(tǒng)成本下降約72%。

在2018年下半年開展的部分領(lǐng)跑者基地EPC工程招標(biāo)中，根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目建設(shè)條件的不同，EPC工程的中標(biāo)價(jià)格集中在4~5元/W之間。

未來(lái)，光伏項(xiàng)目的初始投資，仍然存在一定的下降空間。2011~2018年，雖然光伏組件、逆變器下降75%以上，但“組件+逆變器”投資在系統(tǒng)投資中占比一直在50%上下。

光伏系統(tǒng)的BOS(Balance of System)的下降，主要得益于兩方面：一方面是組件效率提高，工程設(shè)計(jì)優(yōu)化；另一方面，光伏組件的價(jià)格也有一定的下降空間。

1。 組件效率提高推動(dòng)初始投資下降

光伏組件效率越高，BOS成本越低。光伏組件效率提高能推動(dòng)BOS成本的下降，主要原因是光伏系統(tǒng)中，有許多投資是與面積相關(guān)的。

組件轉(zhuǎn)換效率越高，單瓦的平均面積越小，與面積相關(guān)的部分投資就越低。經(jīng)過(guò)計(jì)算，60片版型的光伏組件，功率提高10Wp，BOS成本會(huì)有5~7分/Wp的下降。在領(lǐng)跑者項(xiàng)目的推動(dòng)下，電池轉(zhuǎn)換效率快速提升，最新效率記錄達(dá)到24.2%，N型半片組件(60片電池)的輸出功率創(chuàng)高達(dá)387.6W.2019年底，預(yù)計(jì)315Wp組件可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。因此，這會(huì)推動(dòng)BOS成本進(jìn)一步下降。

2。 設(shè)計(jì)優(yōu)化推動(dòng)初始投資下降

諸多新設(shè)計(jì)理念、技術(shù)的應(yīng)用，也在推動(dòng)BOS成本的下降。比較有代表性的設(shè)計(jì)優(yōu)化理念如：1500V系統(tǒng)的應(yīng)用，超配理念的推廣，優(yōu)化最佳傾角實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)等等。

(1)1500V系統(tǒng)的應(yīng)用

在2018年開展的第三批領(lǐng)跑者中，1500V系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。

相對(duì)于1000V系統(tǒng)，1500V系統(tǒng)的組件串聯(lián)數(shù)量增加、單個(gè)發(fā)電單元規(guī)模增加，就可以降低單瓦成本，主要差異點(diǎn)為樁基礎(chǔ)數(shù)量、直流匯流后的線纜長(zhǎng)度、匯流箱數(shù)量；同時(shí)，電壓升高、線路變短，減少直流線損；另外，組件效率提升、電壓等級(jí)升高，促使設(shè)計(jì)中發(fā)電單元由1MW擴(kuò)展到2.5MW，實(shí)現(xiàn)減少一定的工程量。經(jīng)過(guò)計(jì)算，1500V系統(tǒng)相對(duì)于1000V系統(tǒng)，僅樁基礎(chǔ)、電纜兩項(xiàng)就可以節(jié)省3~4分/W。

由于能很好地降低初始投資，在全球范圍內(nèi)光伏平價(jià)上網(wǎng)趨勢(shì)推動(dòng)下，1500V系統(tǒng)備受青睞。根據(jù)IHS的統(tǒng)計(jì)，大型地面電站匯總，1500V系統(tǒng)的占比逐年快速升高。

(2)超配設(shè)計(jì)理念的推廣

組件規(guī)模相對(duì)于逆變器超配，即“容配比>1”，能實(shí)現(xiàn)降低度電成本，根本原因在于這一設(shè)計(jì)能很好的提高交流側(cè)設(shè)備的利用率。

格爾木市是全國(guó)太陽(yáng)能資源最好城市之一，格爾木市的太陽(yáng)能輻照度在大多數(shù)情況下低于800W/m2，當(dāng)溫度為25℃時(shí)，光伏組件的出力一般為標(biāo)稱功率的80%。如果再考慮系統(tǒng)效率，到達(dá)逆變器的功率長(zhǎng)期低于組件標(biāo)稱功率的70%。因此，當(dāng)組件、逆變器按照1:1配置時(shí)，逆變器及其后面的設(shè)備利用率長(zhǎng)期不足70%。

當(dāng)容配比>1時(shí)，即組件的標(biāo)稱功率大于逆變器時(shí)，雖然小部分時(shí)間會(huì)出現(xiàn)限電，但約30%投資的利用率大幅提高，從而降低LCOE。隨著組件價(jià)格下降，效率的提升，直流側(cè)投資占比日趨下降；增加容配比，提高交流端的利用率，增益更加明顯。

(3)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)傾角的設(shè)計(jì)理念

在土地成本占比日益增加的情況下，與傳統(tǒng)最佳傾角的設(shè)計(jì)理念不同，現(xiàn)在的電站設(shè)計(jì)方案中，更多地采用了“經(jīng)濟(jì)最優(yōu)間距和傾角”設(shè)計(jì)理念。以山東某項(xiàng)目為例，32°為當(dāng)?shù)匕l(fā)電量最佳傾角。當(dāng)降低傾角，發(fā)電量減少，電費(fèi)收入降低；同時(shí)，占地面積減少，土地租金也降低。在項(xiàng)目所在條件下，26°是經(jīng)濟(jì)收益最佳傾角。

國(guó)外部分土地成本較高的項(xiàng)目，甚至采用了光伏組件“人字形”設(shè)計(jì)的方案，來(lái)降低土地成本，尋求經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)的解決方案。

除了上述幾個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)理念之外，智能化的設(shè)計(jì)軟件得到廣泛的使用，使各種線纜、鋼材的使用量得到更加準(zhǔn)確的計(jì)算，減少了冗余量，從而節(jié)省了輔材的成本。

3。 組件價(jià)格下降推動(dòng)初始投資下降

根據(jù)新疆大全2018年的財(cái)報(bào)，2018年底硅料現(xiàn)金成本、全成本折合人民幣分別約為44.6元/kg和53.3元/kg 。這與目前的硅料80元/kg的售價(jià)還有一定的價(jià)差。未來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)硅料產(chǎn)能大規(guī)模的投產(chǎn)，硅料售價(jià)還存在一定的下降空間。根據(jù)供需情況、不同企業(yè)的成本來(lái)看，未來(lái)優(yōu)質(zhì)硅料的售價(jià)應(yīng)該保持在75元/kg左右。

硅片環(huán)節(jié)，薄片化趨勢(shì)明顯，單晶組件1kg硅料出片量從58片上升到64片，可以攤低單片硅片的成本。

另外，高效應(yīng)用能明顯攤低組件的封裝成本。隨著電池片價(jià)格的降低，封裝成本在組件中的占比越來(lái)越高。目前，單塊60片組件的封裝成本、保險(xiǎn)及運(yùn)輸費(fèi)用合計(jì)約為237元/塊，不同效率組件分?jǐn)傁聛?lái)的單瓦封裝成本有較大的差異。

根據(jù)前文的分析，隨著技術(shù)的進(jìn)步，光伏組件的價(jià)格存在一定的下降空間；組件高效化、設(shè)計(jì)優(yōu)化等，都會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)成本的下降?？偟膩?lái)看，2019年全年系統(tǒng)成本存在0.5元/W左右的下降空間。2018年，僅光伏組件價(jià)格就下降了0.8元/W左右。因此，未來(lái)初始投資雖然仍有一定的下降空間，但十分有限。未來(lái)，LCOE的下降，將主要靠“發(fā)電量提升”來(lái)實(shí)現(xiàn)。

發(fā)電量提升對(duì)LCOE降低的推動(dòng)

近期雙面組件、跟蹤支架、智能運(yùn)維等技術(shù)被越來(lái)越多地用于提升項(xiàng)目的發(fā)電量。

1。 雙面組件的應(yīng)用

在第三批領(lǐng)跑者中，雙面組件的應(yīng)用量約為30%。關(guān)于雙面組件對(duì)發(fā)電量的提升幅度，第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)、企業(yè)等做了大量的研究工作。雙面組件對(duì)發(fā)電量的提升水平受多種因素的影響。包括：地表反射率、組件離地高度、項(xiàng)目場(chǎng)址坐標(biāo)等等。根據(jù)各家公布的實(shí)證數(shù)據(jù)，在不同的情境下，雙面組件的背面大約能提高5~25%的發(fā)電量。

目前，雙面組件的價(jià)格比普通組件高約0.1元/W，即投資增加2~3%；如果能提高5%以上的發(fā)電量，則能明顯降低度電成本。

2。 跟蹤式支架

跟蹤支架能夠大幅提高發(fā)電量，直射比越高的地方，發(fā)電量效果提升越明顯。目前，技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的是平單軸跟蹤技術(shù)。對(duì)第三批領(lǐng)跑者項(xiàng)目采用平單軸跟蹤支架時(shí)，發(fā)電量的提升水平進(jìn)行的理論計(jì)算。

發(fā)電量提升比例跟直射比存在很好的相關(guān)性，在不同地區(qū)，提升幅度均在10%以上。而且，相對(duì)于固定式，平單軸跟蹤的占地面積不會(huì)明顯增加。根據(jù)國(guó)土資源部發(fā)布的《光伏發(fā)電站工程項(xiàng)目用地控制指標(biāo)》，當(dāng)采用轉(zhuǎn)化效率為18%的光伏組件時(shí)，根據(jù)不同安裝形式的占地面積，用地控制指標(biāo)不同。

相對(duì)于固定式，平單軸的占地面積并沒(méi)有明顯增加，在高緯度地區(qū)反而會(huì)減少。因此，平單軸跟蹤支架的技術(shù)成熟高，能夠提高發(fā)電量10%以上，卻不會(huì)明顯增加占地面積。

3。 智能運(yùn)維技術(shù)

早期光伏電站的運(yùn)維管理水平較低，電站的系統(tǒng)效率僅有70%~80%之間，平均水平約78%左右。隨著越來(lái)越多的電站進(jìn)入運(yùn)營(yíng)階段，一系列現(xiàn)代化的技術(shù)被運(yùn)用到電站當(dāng)中。

光伏電站被接入智能運(yùn)維平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)的大數(shù)據(jù)分析對(duì)每個(gè)電站進(jìn)行診斷。如，當(dāng)灰塵遮擋使電站的發(fā)電量明顯降低時(shí)，自動(dòng)清洗設(shè)備就會(huì)啟動(dòng)，及時(shí)清洗來(lái)降低發(fā)電量的損失；對(duì)于電站故障，也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、報(bào)警，配合無(wú)人機(jī)巡檢定位，使故障及時(shí)排除，減少發(fā)電量損失。

因此，智能化監(jiān)控平臺(tái)配合智能設(shè)備、現(xiàn)代化技術(shù)，能明顯提高項(xiàng)目的系統(tǒng)效率。目前，光伏電站的系統(tǒng)效率基本都能達(dá)到81%以上。

綜上，雙面組件、平單軸跟蹤技術(shù)、智能化運(yùn)維綜合運(yùn)用，雖然會(huì)使項(xiàng)目投資增加15%左右，但是能夠提升發(fā)電量25%以上，可以明顯降低項(xiàng)目的LCOE。

通過(guò)上述的分析，未來(lái)光伏組件價(jià)格仍有下降的空間，高效組件、設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠推動(dòng)初始投資實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降低；跟蹤技術(shù)、雙面組件、智能運(yùn)維能明顯提高發(fā)電量。過(guò)去10年里，LCOE主要是通過(guò)初始投資不斷下降實(shí)現(xiàn)，未來(lái)將主要靠發(fā)電量提升來(lái)實(shí)現(xiàn)。

其中，雙面組件、平單軸跟蹤技術(shù)、1500V 系統(tǒng)的綜合運(yùn)用，能夠大幅降低項(xiàng)目的LCOE；就未來(lái)2~3年來(lái)看，可能是應(yīng)用比例提升最快的三項(xiàng)技術(shù)。