光伏职业盈余形式、方针与展望
光伏发电是运用半导体界面发生的光生伏特效应,将光能直接转变为电能的进程。发电机发生的直流电能经过逆变器转化为沟通电能,经过升压变压站升压后输送至电网, 通 过电网输电线路将电能传输到用电端。
光伏电站首要分为会集式电站和散布式电站两大类。因为光伏电站装置相较于风电有灵 活性高的特色,因而相较于传统的大规划风电厂,光伏电站不只能够大规划会集装置, 还能够散布于修建物外表、野外等多个场景中。会集式光伏电站是指将光伏阵列装置于 山地、水面、荒漠等较为宽广的地域,阳光照耀后光伏阵列可发生直流电,逆变器再将 直流电转变成沟通电后,经由升压站接入电网。会集式光伏电站的规划遍及较大,一般 均在 10MW 以上,且现在 100MW 以上的特大型光伏电站逐渐增多。
散布式光伏电站一般装机规划小,装置较为活络。散布式电站首要能够分为与修建结合 和非与修建结合两大类,与修建结合的又分为光伏修建结合(BAPV)和光伏修建一体化 (BIPV)。
在碳达峰、碳中和布景下,光伏发电作为我国动力转型的中坚力气展开迅速,其首要优 势包含:(1)广泛性。太阳光照耀地球外表,不限地域,不管陆地、海洋、高山或是平 地,都能够开发运用,尽管照耀时刻和强度不同,但其散布广泛,不会因为地域或气候 等原因无法获取。(2)无限性和可继续性。依据现在太阳发生的核能速率预算,氢的贮 量满意坚持上百亿年。在生态污染愈加严峻的今天,太阳能资源取之不尽用之不竭,是 一种真实可再生的清洁动力。(3)装置地址活络。修建物的房顶开阔,具有不受修建物 朝向影响、承受光照时刻长、最大程度防止暗影搅扰等优势。光伏发电不只能够装置在 住所设备房顶上,也能够装置在工业规划的设备中,经过太阳能发电获取电能来满意建 筑物内的用电需求。在村庄复兴范畴,房顶散布式光伏技能的展开也可有用处理县域地 区的用电问题。
(4)绿色环保。光伏发电自身不耗费燃料,不排放包含温室气体和其他废气在内的任何物质,不污染空气,不发生噪声。(5)进步国家动力安稳性。经过光伏发电,人们能够削减对化石燃料发电的依靠,有用防止动力危机或燃料商场不安稳而构成的冲击,然后进步国家动力安全性。(6)运维本钱低。光伏发电无机械传动部件,运转安稳牢靠。一套光伏发电体系只需有太阳能电池组件就能发电,加之自动控制技能的广泛运用,根本上可完成无人值守,保护本钱低。
不可否认现阶段光伏发电也存在一些缺陷,未来职业更好的展开要着力于战胜这些缺陷。首要下风表现在:(1)能量供应不安稳。光伏发电量会遭到时节改变、气候状况、昼夜 替换以及太阳辐射强度的影响。长时刻的雨雪天、阴天乃至云层的改变都会影响光伏发电, 当没有太阳的时分就不能发电或许发电量很小,会影响用电设备的正常运用。(2)占地 面积广。因为太阳光照耀的能量散布密度小,这导致光伏发电大规划应用时,设备占地 面积相对其他发电设备较大。(3)地域依靠性强。因为地理位置不同,气候不同,各地 区日照资源相差很大。部分光能资源丰富区域间隔用电负荷中心较远,且当地经济欠发 达,消纳才能弱,需求经过输电网远间隔会集外送,导致光伏发电发生的能量不可防止 地出现损耗。
太阳能是太阳内部接二连三的核聚变反响进程发生的能量,其运用方法有光热转化和光电转化两种。太阳辐射到地球大气层的能量高达 173000TW,也就是说太阳每秒钟照耀 到地球上的能量就相当于 500 万吨煤焚烧开释的能量。在化石燃料日趋削减的状况下, 太阳能作为一种新式的可再生动力,已成为人类运用动力的重要组成部分,并不断得到 展开。
固定式光伏发电可运用的太阳能资源是光伏组件依照最佳倾角放置时能够承受的太阳总 辐照量。依据现在国内的规划阅历,依照 80%的全体体系功率,能够核算出固定式光伏 电站的首年运用小时数。
从区域散布来看,太阳能资源区域性差异较大,全体上出现高原、少雨枯燥区域大;平 原、多雨高湿区域小的特色。我国东北、华北、黄淮东部、西北中西部、西南中西部等 地年最佳斜面总辐照量超越 1400kWh/m2,首年运用小时数在 1000 小时以上,其间,新 疆大部、西藏大部、青海、甘肃中西部、内蒙古以及四川西部年最佳斜面总辐照量超越 1800kWh/m2,首年运用小时数在 1400 小时以上,为我国最大光能资源区。重庆中南部、 贵州中北部、湖南西部以及湖北西南部,为我国最小光能区。
中游产品会集度高,上下流展开空间大。光伏工业上游是硅料、硅片等。多晶硅出产是 光伏工业链的首端,也是影响工业展开规划的重要环节。因为我国硅料扩产周期较下流 长,供需存在较大缺口,依然依靠于国外进口,跟着我国硅料企业扩产计划的延展,多 晶硅供需不平衡局势将有所平缓。光伏工业中游首要是电站设备的首要构成部件,首要 部件为电池、组件、逆变器、支架等。中游企业相对会集,在方针和技能两层驱动下, 产品产能扩张速度快,首要产品出产已位居国际前列水平。光伏工业下流是光伏电站运 营商。比较欧美兴旺国家,我国光伏发电水平展开较缓,电站规划化程度还不行。在双 碳方针和可再生动力展开方针的支撑下,我国光伏装机增速显着,有望完成工业规划化。
从收入端来看:新动力运营的首要经营收入来自于出售电,电力收入叠加各种利好终究 构成首要经营收入。发电收入可拆解为发电量(量的层面)与电价(价的层面)。量的 层面:装机容量和运用小时数一起决议发电量,咱们以为发电量的影响首要体现在装机 容量上,一方面,光伏因为资源禀赋自身的问题(一天傍边的日照时刻较为固定),导 致必定资源区内的运用小时数不会出现较大改变,因而运用小时数对盈余的影响程度相 对较小;另一方面,光伏装置相对活络,装机容量的边沿改变相对显着。价的层面:一 方面,现在光伏根本现已完成平价上网,电价下降对盈余的负面影响现已逐渐开释结束;另一方面,绿电方针、CCER 有望落地都将增厚光伏运营商的盈余,必定程度上能够认 为许多利好方针在必定程度上增厚了电价。
从本钱端来看:光伏运营与风电相似,相同不需求燃料本钱,本钱首要反映在折旧与财 务费用上,而折旧首要与初始建形本钱相关。
短期看装机、电价,中长时刻看技能。咱们以为收入端的因子更多地体现在短期改变上, 即新增装机、电价增厚对盈余的影响体现在相对较短的时刻维度。而本钱端的初始出资 本钱则需求靠长时刻的技能推动与革新来支撑,需求以更长时刻的视角来考量。
假定一个处于2类资源区的 30MW 的光伏项目,依照其生命周期为 25 年、初始出本钱钱按CPIA 核算及估测的 2020 年 3.38 元/W、运用小时数依照二类资源区 1400 小时、电价按 0.38 元/千瓦时,以此为依据对该项意图 NPV 进行核算。具体中心假定如下:
电价改变对该项目 NPV 的影响更为显着。在其他条件坚持不变的状况下,初始出本钱钱 添加或削减 5%,NPV 将由 0.16 亿变为0.13亿/0.19 亿;电价变化添加或削减 5%,NPV 将由 0.16 亿变为 0.21 亿/0.11 亿。由此可见,初始出资变化对项目 NPV 的影响程度要小 于电价变化对项目 NPV 的影响。
光伏发电是一个受国家方针引导较大的职业,光伏发电工业在我国的快速展开与组件价 格的快速下降和活跃的方针导向密不可分。国家大力支撑包含光伏、风电等在内的可再 生动力的开发与运用,一方面经过辅导装机规划和拟定职业规范等方法,引导国内光伏 发电职业朝着健康有序、科学立异的方向展开,另一方面经过财务补助、方针优惠等途 径扶持新动力发电职业的生长与展开,并终究完成平价上网的方针。
2021 年是“十四五”及全面建造社会主义现代化国家新征途局面之年,在我国经济新发 展格式下,由“高碳动力”转型到“绿色低碳动力”也成为动力工业革新的必经之路。依据国家动力局局长章建华的最新表态,关于未来动力作业,要加大煤炭的清洁化开发 运用、大力进步油气勘探开发力度;加快风能、太阳能、生物质能等非化石动力开发利 用,推动低碳动力来代替高碳动力、可再生动力代替化石动力。
2020 年 9 月 22 日,我国政府在第七十五届联合国大会上提出:“我国将进步国家自主贡 献力度,采纳愈加有力的方针和办法,二氧化碳排放力求于 2030 年前到达峰值,努力求 取 2060 年前完成碳中和。”2021 年 3 月 5 日,2021 年国务院政府作业报告中指出,扎 实做好碳达峰、碳中和各项作业,拟定 2030 年前碳排放达峰举动计划,优化工业结构和 动力结构。面临碳排放总量大、高碳展开惯性强的严峻形势,我国要用不到 10 年时刻实 现碳达峰,再用 30 年左右时刻完成碳中和,使命十分艰巨。碳排放问题的本源在于化石 动力的很多运用,未来能赶快脱节化石动力依靠,应注重加快推动清洁动力代替和动力 消费电能代替,完成动力出产清洁主导、动力运用电能主导,动力电力展开与碳脱钩、 经济社会展开与碳排放脱钩。在此布景下,光伏等一系列新动力发电将迎来展开的新机 遇。
“清洁”动力是由可再生资源和无碳资源出产的动力。与化石燃料等传统动力比较,清 洁动力发生的污染要少得多,对咱们的地球更有利。在“碳达峰”、“碳中和”的布景下,大力推动清洁动力的展开是社会的一起一致。从动力格式演化看,新式的清洁动力代替传统动力是大势所趋,开发运用水能、风能、生物质能等可再生的清洁动力资源契合动力展开的轨道。各省市都在活跃拟定愈加具体的新动力展开战略,跟着会集式光伏发电的全面平价无补助上网,未来光伏将更具竞争力;跟着电网优化建造,才智电网将进一步进步供电功率,下降运营本钱;新式储能技能的不断展开有利于调理性电源建造, 进步新动力消纳才能,电力体系调理将愈加活络。
价格是引导资源装备的活络信号。近年来,国家发改委逐渐树立并完善上网电价方针, 不断调低了光伏上网电价。2013 年发改委发布《关于发挥价格杠杆效果促进光伏工业健 康展开的告诉》,依照各地太阳能资源条件和建造本钱的规范,将全国各区域分为三类 太阳能资源区,依据所区分的资源区拟定光伏电站的标杆上网电价。2013 年至 2019 年间, 国家发改委逐年调整光伏职业的标杆上网电价。从 2019 年开端,政府努力完成光伏发电 的商场化买卖,将推动光伏发电平价上网作为往后拟定光伏电价方针的展开方向。
2021 年 2 月 26 日国家动力局在《关于 2021 年风电、光伏发电开发建造有关事项的告诉 (征求意见稿)》中提出归入保证性并网规划的项目由各省级动力主管部门以项目上网 电价或同一业主在运补助项目减补金额等为规范展开竞争性装备;尔后发改委进一步颁 布《关于 2021 年新动力上网电价方针有关事项的告诉》,关于会集式光伏电站、工商业 散布式光伏项目中心财务不再补助,已完成全面平价。
跟着光伏发电补助方针的不断完善,我国光伏发电职业阅历了初装补助到度电补助再到 竞价补助方针时期,跟着光伏发电度电本钱的下降,会集式光伏平价上网条件现已具有。依据国家展开变革委 2021 年 6 月 7 日印发的《关于 2021 年新动力上网电价方针有关事 项的告诉》,清晰从 2021 年起,对新存案会集式光伏电站、工商业散布式光伏项目,中 央财务不再补助,实施平价上网。2021 年新建项目上网电价,按当地燃煤发电基准价执 行,可自愿经过参加商场化买卖构成上网电价。而关于存量项目,依据国家相关规定, 其补助强度将坚持长时刻安稳。
近年来,我国清洁动力工业不断展开壮大,已成为推动动力转型展开的重要力气,为建 设清洁低碳、安全高效的动力体系做出了杰出奉献。但一起清洁动力展开不平衡不充分 的对立也日益凸显,特别是清洁动力消纳问题杰出,已严峻限制职业健康展开,引起了 国家的高度注重。为了更好地促进风电、光伏发电、水电和核电等清洁动力高质量展开, 能够从“输电”和“储能”两方面一起助力光电消纳,终究树立起清洁动力消纳的长效 机制。
碳中和催化动力转型,光伏驶向快车道。2020 年 9 月 22 日,我国政府在第七十五届联合 国大会上提出:“我国将进步国家自主奉献力度,采纳愈加有力的方针和办法,二氧化 碳排放力求于 2030 年前到达峰值,努力求取 2060 年前完成碳中和。”碳排放问题的根 源在于化石动力的很多运用,未来能赶快脱节化石动力依靠,应注重加快推动清洁动力 的开发和代替。在此布景下,光伏发电将驶向快车道。
全球光伏商场规划加快扩展,国内光伏装机超预期展开。2020 年全球新长脸伏装机达 130GW,创前史新高,其间,海外光伏装机规划及工厂产出受疫情重创出现显着下滑, 新增装机量约 80GW。在光伏发电本钱继续下降和全球绿色复苏等有利要素的推动下, 全球光伏商场也将快速增加。据我国光伏职业协会猜测,2021 年全球新长脸伏装机约 150-170GW。纵观国内商场,2020 年国内光伏装机超预期展开,新增48.2GW,同比增 幅达 60%。
未来五年光伏新增装机有望完成倍增。为到达非化石动力占一次动力消费比重达 25%左 右的方针,在十四五“碳中和”方针支撑下,2021 年国内新增装机估计达 55-65GW,十 四五期间光伏年均新增装机或将在 70-90GW 之间,到 2025 年国内光伏新增装机最高可 达 110GW,达观状况下光伏新增装机较当时水平有望完成倍增。
从装机总量上来看,会集式光伏大幅抢先散布式光伏。2020 年会集式光伏总装机 174.4GW,占总装机的 69%;散布式光伏总装机为 78.3GW,占仅总装机容量的 31%。从新增装机结构来看,散布式占比逐渐进步。近五年,会集式光伏新增装机占总装机的 份额出现下降趋势。2021 年一季度,散布式光伏新增装机初次超越会集式光伏。
会集式与散布式并重。散布式光伏能够就地取能,以涣散活络的巨大优势接近用电区域 开发,然后作为动力的重要弥补。散布式光伏的一大优势是能够选用“自发自用,余量 上网”的形式,在用电需求较大、用户电价较高的中东部区域能够量体裁衣展开中小型散布式光伏。猜测未来会集式与散布式光伏将进一步做到优势互补,一起促进光伏工业 的协同展开,
6 月 20 日,国家动力局发布《关于安排申报整县(市、区)房顶散布式光伏开发试点计划的告诉》,在全国规模内安排展开整县(市、区)的房顶散布式光伏的开发试点作业, 一起清晰指出党政机关修建房顶总面积可装置光伏发电份额不低于 50%;校园、医院、 村委会等公共修建房顶总面积可装置光伏发电份额不低于 40%;工商业厂房房顶总面积 可装置光伏发电份额不低于 30%;农村居民房顶总面积可装置光伏发电份额不低于 20%。
试点推动超预期,两成县区归入试点项目。在中心方针出台后,多地连续出台散布式光 伏建造的相关方针。据北极星核算,到 9 月,现已敲定整县光伏开发的市、县、区已 达 193 个。9 月 13 日,国家动力局发布了《国家动力局归纳司关于报送整县(市、区) 房顶散布式光伏开发试点计划的告诉》,告诉发布了全国整县光伏推动试点县市的终究 名单,终究共有 33 个省份的 676 个县(市、区)被列入光伏整县的试点区域,超越此前 估计的 22 个省份。依照全国约 2853 个县级行政区核算,约有 23.7%的区域列入该次整 县光伏试点。
散布式光伏就地消纳优势凸显。此次光伏整县装置试点与当时光伏累计装机散布有较大 差异。从地域散布图来看,光伏累计装机出现出“上深下浅”的特征,即西部、东部分 布较为会集,南部散布较少;而此次光伏整县装置试点出现出“左浅右深”,光伏累计 装机较少的省份(如广西、广东、福建及浙江)现在试点均超越了 20 个。中东部等较为 兴旺的区域均有较多试点散布,该地的用电需求旺盛,散布式光伏将优先处理当地消纳, 有用地防止了会集式新动力产电用电地域错配的问题。
电力龙头跑步进场。大型企业依托于本钱优势及强壮的联系网络在本次整县开发中收成 了大批项目。在现在已敲定的 193 个整县光伏开发的市、县、区中,前五大开发企业签 约多达 131 个(含合作项目),占比近 7 成(含合作项目)。
散布式光伏分与修建结合和非与修建结合两类,其间非与修建结合的又分为 BIPV 和 BAPV。BIPV 为太阳能光伏修建一体化处理计划,经过在修建外表装置光伏阵列为修建 物供应电力,完成电力的自发自用;一起也能够与电网相衔接,完成电力的全额上网。BIPV 经过将光伏与修建物的有机结合,既能作为修建资料或装修资料,又能为修建供应 电力,完成了修建与电力的有机结合,极大进步了资源的运用率和运用价值。BAPV 则 不直接作为修建的一部分,仅经过支架等与修建物结合,光伏面板移走后修建仍坚持完 整。
与 BAPV 比较, BIPV 有许多优势。因为 BIPV 直接作为修建的一部分不存在屋面板,而 BAPV 中面板的承办占比到达了 35%,因而在经济性方面 BIPV 的单位本钱造价低于 BAPV 近 40%,且寿数善于 BAPV30 年左右。在安全性和施工难度方面,因为 BIPV 不 存在房顶面板,一般不会因为外力的效果导致光伏面板变形然后引发安全问题,且铝镁 锰屋面板一般装置难度较大,BIPV 将极大下降施工难度;在防水性方面 BIPV 整个屋面 外表选用无穿孔衔接技能,可有用防止漏水危险。
优势加持叠加价格灵敏程度低,继续看好 BIPV 的增加潜力。跟着 BIPV 的不断展开,其 优势也逐渐闪现。BIPV 因为将光伏面板作为修建的一部分,本钱可部分转嫁到到修建当 中,因而相较于朴实的光伏面板,BIPV 对价格的灵敏程度相对较小。在BIPV 的许多优 势加持下,继续看好未来与修建交融的散布式光伏的增加潜力。
平准化度电本钱 LCOE(Levelized Cost of Energy)一般用来衡量光伏发电的整个项目 周期的单位发电本钱。依据公式,LCOE 由初始出资、运营本钱、产量收益、税费、发 电量等要素决议。
2010 至 2020 年全球规模内可再生动力 LCOE 继续下降,光伏发电经济性显着进步。相 较于 2010 年的 0.381 美元/kWh,光伏均匀 LCOE 已于 2015 年下降至火电均匀 LCOE 波 动规模(低于 0.15 美元/kWh),到 2020 年完成 0.057 美元/kWh 的经济性优势,曩昔十 年降幅约 85.0%,远高于海优势电 48.1%和陆优势电 56.2%的降幅。相较全球,我国光伏 度电本钱较低,光伏发电性价比更优,2020年已完成 0.044 美元/kWh,较 2010 年的 0.305 美元/kWh,降幅高达 85.6%。
全体来看,跟着技能迭代,我国光伏 LCOE 有望进一步下探。据 CPIA 全出资模型测算, 2020 年会集式光伏电站在 1800 小时、1500 小时、1200 小时、1000 小时等效运用小时数 的 LCOE 别离为 0.2、0.24、0.29、0.35 元/kWh;散布式光伏电站在在 1800 小时、1500 小时、1200 小时、1000 小时等效运用小时数的LCOE 别离为 0.17、0.2、0.26、0.31 元/kWh。跟着组件设备的本钱紧缩,运维才能的加强,会集式及散布式光伏电站 LCOE 预估未来 十年仍呈下降趋势,估计 2021 年大部分区域可完成与煤电基准价同价。
从 LCOE 分化来看,光电的经济性的进步首要体现在两个方面:初始出资的下降及运营 费用的下降;此外,电价负面效应的开释结束与功率(发电小时数)的企稳也将为 LCOE 进一步下降供应保证。
初始出资方面:光伏体系的初始出资首要分为三部分:包含体系本钱(组件、逆变器、 支架等硬件)、电站装置费用、软性本钱(融资等)。关于大部分国家区域来说,硬件 体系开销约占初始出资 60%以上。硬件体系本钱的紧缩是初始出资减缩的重要要素。在 曩昔十年里,光伏职业继续不断的技能展开进步了工业链的技能竞争力,全体工业链硬 件体系本钱得到大空间紧缩,经济性也逐渐凸显。其间,光伏组件本钱紧缩空间巨大, 占 LCOE 降幅 46%,下降本钱达 0.15 美元/kWh;相配套的逆变器、光伏支架、以及其他 周边体系降幅占比 18%,约 0.059 美元/kWh。而 2010-2020 年,电站装置本钱和软本钱 降幅别离占光伏 LCOE 降幅 12%和 18%,软本钱降幅中有 4%是因为融资条件改进所形成的。
运维费用方面:相较于初始出资的大幅减缩,运维费用的调整空间有限,曩昔十年里, 完本钱钱紧缩 0.006 美元/kWh、占 LCOE 降幅 2%。
电价与功率方面:现在光伏根本现已完成平价,电价负面效应行将开释结束。功率方面, (咱们将发电才能来作为衡量光伏发电功率的目标),后续运用小时的企稳也将为 LCOE 进一步下降供应保证。
今天科普:因为硅料技能壁垒高,扩产周期长,一般建造期需求 12 月左右,产能爬坡需求6月左右,扩产速度与需求增速严峻失衡,构成供应缺少。