平价上网条件下山西地面光伏投资经济性分析

2021年6月7日国家发展改革委《关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知》（发改价格〔2021〕833号）明确指出：2021年起，对新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目和新核准陆上风电项目（以下简称“新建项目”），中央财政不再补贴，实行平价上网。2021年新建项目上网电价，按当地燃煤发电基准价执行；新建项目可自愿通过参与市场化交易形成上网电价，以更好体现光伏发电、风电的绿色电力价值[1]；地面光伏发电项目已全面进入平价时代。在平价上网条件下，地面光伏项目的经济性是投资决策时必须考虑的因素，也是行业规划主管部门分析研判其发展前景的关键因素之一。目前已有部分文献对山西省光伏产业发展政策、路径等进行了研究，如文献[2]对“十四五”时期山西可再生能源发展政策研究进行研究；文献[3]对山西光电产业发展路径进行了探索；文献[4]报道了第七届山西清洁能源峰会盛况，提出为双碳目标早日实现贡献“山西方案”；文献[5]分析了平价上网时代新能源发电经济性和发展趋势；文献[6]对平价上网形势下广西风电、光伏发电经济性进行了分析；总体来说，研究国内地面光伏项目投资成本的文献较多，而对山西省地面光伏项目投资成本进行研究的文献还较少。为了研判平价上网条件下山西地面光伏项目投资的经济性，本文根据山西地面光伏发展现状，通过平准化能源（发电）成本（LCOE）模型测算山西“十四五”时期地面光伏度电成本，并对影响测算结果的主要因素进行敏感性分析，最后综合度电成本测算结果和山西燃煤发电基准上网电价（标杆电价）分析平价上网形势下地面光伏项目的经济性。一、山西光伏发电总体状况山西省太阳能资源丰富，晋北属于二类资源区，晋南属于三类资源区。截至2021年3月底，山西全省发电总装机规模达10611万千瓦，其中光伏1311万千瓦，占比12.7%；风电2009万千瓦，占比19.5%；水电223万千瓦，占比2.1%；其余均为火电。光伏装机规模位居全国第七位。二、地面光伏发电成本分析（一）LCOE模型LCOE模型是国际通行的用于发电项目成本评估的模型，不考虑除发电以外的其他收入，计算公式如下[7]。式中：C0为全投资成本，COPEXn为第n年的运维成本；COTn为第n年保险费等其他费用，r为折现率；N为项目生命周期，M为发电项目装机容量；H为年利用小时数。考虑到2021年7月全国碳排放权交易市场已上线运行，今后地面光伏在碳市场中获得碳排放配额（CEA）交易收入可能性较大，有必要对LCOE模型进行修正，设第n年的从碳市场中获得的收入为CEAnI，则改进后的LCOE计算公式如下。（二）成本构成分析地面光伏项目初始投资成本主要包括太阳能电池组件、逆变器、变压器、升压站、支架等设备材料成本和土地、接网、建安、管理等非设备材料成本，送出工程、储能以及路条资源费、乡村振兴捐赠、配套实体投资等其他成本，根据对2021上半年山西省建设中地面光伏电站的调研，目前单位造价为4元/W左右（含10%，2小时储能），各项成本组成及占比见表1及图1。表1山西省地面光伏项目初始投资造价表三、山西省地面光伏投资分析（一）电力成本算例测算太原市地处山西中心位置，光照条件在山西正好处于中位值，以太原市100MW地面光伏项目为例，按目前山西光伏项目年度运营成本约为70元/kW（含土地租金）计算运营成本；纳税按享受相应的优惠政策考虑；光伏系统衰减率按首年2.5%，后续每年0.6%考虑，LCOE模型各参数见表2。表2山西太原地面光伏LCOE模型参数不考虑碳市场收入，运用公式（1）的LCOE模型测算得目前山西太原地面光伏发电项目平均成本为0.381元/kW·h。如果按照0.7tCO2/MW·h的碳配额，50元/吨的碳市场交易收入考虑，运用公式（2）修正后的'LCOE模型进行测算，可得目前山西太原地面光伏发电项目成本为0.339元/kW·h，与山西燃煤发电基准电价0.332元/kW·h已基本相当。同样，根据山西各地的光照资源条件，在其他条件不变，由于各地区首年有效利用小时数不同，运用公式（1）、（2）可测算得山西各地地面光伏LCOE及'LCOE成本见表3。表3山西各地地面光伏LCOE成本表由此，可以看出不考虑碳市场收入的前提下，山西省各地区地面光伏项目度电成本均高于燃煤发电基准电价，总体暂不具备平价上网条件；考虑碳市场收入的情况下，山西晋北朔州、大同、忻州三个地区地面光伏项目度电成本已低于燃煤发电基准电价，可以实现平价上网。（二）单位造价因素的敏感性分析采用变动幅度法对单位造价因素进行敏感性分析，引入单位造价敏感系数cE，其测算公式如式（3）所示。由此测得山西太原地面光伏项目度电成本对单位造价的敏感系数为0.814，可以说单位造价对地面光伏项目度电成本影响非常大，降低单位造价是降低地面光伏度电成本最有效的方法，单位造价又与太阳能电池组件价格密切相关，2021年市场价为1.85元/W左右，如果能回落至2020年1.4元/W左右的水平，则将大大减低度电成本。四、结束语本文基于LCOE模型测算了山西各地地面光伏的度电成本，并分析单位造价因素的敏感性，通过对比测算结果及山西燃煤发电基准电价，分