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浅析:两大因素影响光伏项目的平价上网

  光伏项目的平价上网,该如何定义?

  个人认为,可以分三个层次来考虑。首先,要明确对标电价,以该电价并网能获得合理的经济收益。我国的电价分上网电价(脱硫煤标杆电价)和销售电价(居民电价、大工业电价、工商业电价),不同电价的数值差异很大。

  对于分布式项目,对标的是销售电价,即居民电价、大工业电价、工商业电价。这三类电价相对较高,因此分布式项目更容易实现平价上网。对于地面电站项目,对标的是上网电价,即脱硫煤标杆电价。地面电站以项目所在地的“脱硫煤标杆电价”并网能获得合理收益,即实现了平价上网。

  其次,光伏出力受太阳能资源影响而不稳定,配合储能系统即可实现出力可控。如果“光伏+储能”的可控清洁电力价格能与常规能源相当,则实现了第二层次的平价。

  再次,随着电改的推进,未来电力市场实现100%的现货交易,那市场上就不存在稳定的“脱硫煤标杆电价”,而光伏电力作为普通电力的一种参与竞争,并具有竞争力,此时才是真正意义上的“平价上网”。

  光伏度电成本的影响因素:现阶段讨论的平价上网,主要是地面光伏电站以“脱硫煤标杆电价”并网且有合理利润为标准。脱硫煤标杆电价相对较低,这需要光伏项目的度电成本(LCOE)进一步降低来实现。在度电成本的计算中,涉及到项目初始投资、固定资产残值、第n年的运营成本、第n年的折旧、第n年的利息、第n年的发电量以及折现率。

  上述几个因素中,对光伏度电成本影响最大的两个因素就是:项目初始投资和年发电量。下文将主要就这两点进行讨论。

  初始投资下降对LCOE降低的推动

  自2009年第一批光伏特许权招标开始,光伏行业正式进入市场化运作阶段。在过去的10年里,光伏的度电成本下降主要来源于“项目初始投资”的下降。仅2011~2018年,光伏组件、逆变器价格均出现75%以上的下降。在此推动下,系统成本下降约72%。

  在2018年下半年开展的部分领跑者基地EPC工程招标中,根据每个项目建设条件的不同,EPC工程的中标价格集中在4~5元/W之间。

  未来,光伏项目的初始投资,仍然存在一定的下降空间。2011~2018年,虽然光伏组件、逆变器下降75%以上,但“组件+逆变器”投资在系统投资中占比一直在50%上下。

  光伏系统的BOS(Balance of System)的下降,主要得益于两方面:一方面是组件效率提高,工程设计优化;另一方面,光伏组件的价格也有一定的下降空间。

1.  组件效率提高推动初始投资下降

  光伏组件效率越高,BOS成本越低。光伏组件效率提高能推动BOS成本的下降,主要原因是光伏系统中,有许多投资是与面积相关的。

  组件转换效率越高,单瓦的平均面积越小,与面积相关的部分投资就越低。经过计算,60片版型的光伏组件,功率提高10Wp,BOS成本会有5~7分/Wp的下降。在领跑者项目的推动下,电池转换效率快速提升,最新效率记录达到24.2%,N型半片组件(60片电池)的输出功率创高达387.6W.2019年底,预计315Wp组件可以实现大规模应用。因此,这会推动BOS成本进一步下降。

2.  设计优化推动初始投资下降

  诸多新设计理念、技术的应用,也在推动BOS成本的下降。比较有代表性的设计优化理念如:1500V系统的应用,超配理念的推广,优化最佳倾角实现经济最优等等。

  (1)1500V系统的应用

  在2018年开展的第三批领跑者中,1500V系统得到了广泛的应用。

  相对于1000V系统,1500V系统的组件串联数量增加、单个发电单元规模增加,就可以降低单瓦成本,主要差异点为桩基础数量、直流汇流后的线缆长度、汇流箱数量;同时,电压升高、线路变短,减少直流线损;另外,组件效率提升、电压等级升高,促使设计中发电单元由1MW扩展到2.5MW,实现减少一定的工程量。经过计算,1500V系统相对于1000V系统,仅桩基础、电缆两项就可以节省3~4分/W。

  由于能很好地降低初始投资,在全球范围内光伏平价上网趋势推动下,1500V系统备受青睐。根据IHS的统计,大型地面电站汇总,1500V系统的占比逐年快速升高。

  (2)超配设计理念的推广

  组件规模相对于逆变器超配,即“容配比>1”,能实现降低度电成本,根本原因在于这一设计能很好的提高交流侧设备的利用率。

  格尔木市是全国太阳能资源最好城市之一,格尔木市的太阳能辐照度在大多数情况下低于800W/m2,当温度为25℃时,光伏组件的出力一般为标称功率的80%。如果再考虑系统效率,到达逆变器的功率长期低于组件标称功率的70%。因此,当组件、逆变器按照1:1配置时,逆变器及其后面的设备利用率长期不足70%。



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