浅论中国发展分布式光伏能源的经济效益
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【摘 要】所谓分布式光伏就是用户利用周围的清洁能源进行生产，实现自给自足、就近消费的一种资源使用率高、污染程度低的新模式，它是能源发展的新态势、新方向。对分布式光伏能源的经济效益进行分析，有利于分布式光伏技术在实践中的推广和应用。
【Abstract】Distributed photovoltaic （DPV） is a new mode with high resource utilization and low pollution for users to make use of clean energy around them to achieve self-sufficiency and near consumption. It is a new trend and direction of energy development. The economic benefits of distributed photovoltaic energy are analyzed， which is conducive to the popularization and application of distributed photovoltaic technology in practice.
【关键词】中国;分布式光伏能源;经济效益
【Keywords】 China; distributed photovoltaic energy; economic benefits
【中图分类号】TM615 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）05-0071-02
1 分布式能源的概念
分布式能源是一种用户端的新型能源阶梯式综合利用系统，通过在用户端安装能源设施，从而达到降低资源损耗、提高利用率的目的。分布式能源技术以较高的能源利用率、较强的能源供应可靠性、较少的环境污染换取了最高的经济效益，是世界能源技术的发展方向。分布式能源的建设在我国起步较晚，初期只在北京、上海、广东等地区试点建设，目前已经建立了40多个分布式能源项目，其中，北京奥运媒体村、上海浦东国际机场、广州大学城、四川大陆希望集团深蓝绿色能源中心等项目影响力较大。统计数据表明，国内以天然气分布式能源建设为主，装机总容量约540万kW。清洁无污染的光伏分布式发电与传统的集约式发电不同，它是在用户端周围建立小规模的发电机组以满足用户需求为主，同时将余电并网配合现有电网系统运行，取得政府补贴的一种产能方式。建设完善智能电网可以有效解决并网难题，应对分布式能源不稳定的电压负荷。目前，我国的分布式光伏项目技术体系比较完善且运转良好，呈现较好的发展趋势。
2 光伏分布式能源的SWOT分析
2.1 优势（S）
第一，光伏分布式能源电站对环境产生的影响较小。经过不断研究发现光伏发电除了只在发电过程中消耗一部分能源外，整个过程基本不产生任何污染，资源、环境成本相对较低，所以光伏发电即使布局在居民区也不会影响人们正常生活。第二，光伏分布式发电系统不受地理因素的限制。我国幅员辽阔，地质地貌特征各不相同，很多地区受自然环境的影响很难建设传统的大电站，尤其是广大的农村地区因其特有的地形不能建设电站和电网。光伏分布式能源占地少、维护简单等优势很好地弥补了地理因素的限制，在光能充足的地区代替了传统的发电方式[1]。
2.2 劣势（W）
首先，光伏发电的随机和波动性大。很多不可控因素影响光伏发电量，导致光伏发电输出的电力不稳定，在一定程度上不利于并网稳定性和光伏发电系统的大量运行。其次，由于光伏发电布局比较分散，其装机容量普遍较小，達不到国家电网错峰及调峰的要求。最后，光伏发电量受气候、季节、天气限制。因为分布式光伏发电系统运行的前提基础是有充足的光照，所以其发电量受气候、季节等自然因素的限制，且晚上不能正常运行，对供电质量造成了严重影响。
2.3 机会（O）
第一，政府的大力支持是光伏分布式能源发展的有效保障。国家能源局出台的《分布式光伏发电示范区工作方案》为光伏发电项目的补贴标准提供了政策准则。环境问题越来越受到政府的关注，因而环境成本低、能源效率高的分布式光伏发电技术备受企业和政府的重视，其产业链也日益完善。第二，光伏技术的进步加速了光伏分布式发电的建设速度。新能源领域逐渐被国家所重视，国内外企业也加大了光伏发电技术的研发投入，我国在这方面取得了显著成就，其中，多晶硅技术在国际上处于先进水平，随着相关配套服务体系的完善，在某些地区大规模推广分布式光伏能源的可行性不断提高。
2.4 威胁（T）
第一，国际能源价格浮动对其影响较大。从2014年开始，作为新能源替代品的石油价格受到美国页岩油、页岩气革命的冲击持续下降，这一现象不利于诸如光伏发电等新能源的发展。第二，国家的政策扶持是光伏分布式能源发展的指导方向。在光伏能源方面我国起步晚于发达国家，缺乏完善的法律法规，未来将长期处于政府计划调节阶段，只有稳定与持续的扶持政策才能引导更多的社会资金进入这一领域[2]。
3 分布式光伏发电的经济效益分析 3.1 分布式光伏发电的成本计算模型
分布式光伏发电的成本主要有初期投资、运维管理、贷款利息等几部分。
①初期投资费用公式
Ig=C1+C2+C3+C4+C5+C6
其中，Ig为初始投资，也就是最开始的投入，它是C1、C2、C3、C4、C5、C6等一系列投入之和，这些投入分别是制定商业计划书、系统设计、设备采购、安装人员的工资、项目保险费用以及用户线路改造和改良客户用电设备的费用。
②运维管理费用公式
Mg=IgRm
其中，Mg是每年的运维管理费用，Ig表示初始投资，Rm是一个比率，是每年的运维管理保护费用率。
③贷款利息费用公式
Tg=IgRtI
在该公式中，Tg是贷款的年利息，Ig依旧表示初始投资，Rt表示初始投资中贷款额部分的比例，i为年利率。该公式能够清楚地表明光伏发电企业的贷款利息费用，该费用在总投资的比例若大于1/3，则必须由节能公司投资，剩下的部分可以申请银行贷款。
根据上面的成本核算公式，得出分布式光伏发电的成本公式：C=Ig+nt=Σ（Mg+Tg+q）（1+ic）-t
其中，Σ是从t=1到t=n，q表示其他费用，ic代表贴现率;t表示资金产生的时间点，n表示光伏系统的寿命周期。
3.2 分布式光伏发电的经济收益分析
在互联网+的时代背景下，上网电量收入、政府补贴、分享客户节能收益、卖电收入等是分布式光伏发电的几个主要收益途径。其中，由于能够鉴定节能量的权威机构尚未建立，分享客户的节能收益率还需协商解决。布式光伏发电是建立以用户端自发自用为主，通常节能服务公司会采压低电价的方式来控制卖电收入，鼓励就近消费、提高电网运行质量。电网企业承担相应的公共配电网线路改装和计量装置的全部费用，该部分费用与上网电量收入无关，它只取决于上网电量的多少和当地燃煤机组上网电价的高低。政府通常会在一定年限内给予适当补贴，以促进分布式光伏发电应用的推广。
分布式光伏发电的经济收益公式为B1=[（Mq+Mh）Ps-MgPg]rf。在该公式中，B1表示每年节能公司给客户的收益，Mq、Mh分别代表项目实施之前的用电量和实施后的电网购电量，Ps表示电网价格，Mg是项目实施后相关设备消耗的分布式光伏发电量;Pg为电网电价，rf为分享比例。
其中，MgPg表示卖电的年收益，记为B2，MsPs表示上网电量年收入，记为B3，（Ms+Mg）Pb为全电量政府补贴年收入，记为B4。目前，国家的补贴为0.42元/kW·h，补贴年限为20年。
综上所述，分布式光伏发电的年收益折算到投資初期的公式为：B=Σ（B1+B2+B3+B4-P）（l+ic）-t，其中，P为平衡因子。
3.3 寿命期内，分布式光伏发电的净现值
由于近些年市场经济的快速发展对货币价值造成了一定影响，货币升值或者贬值也会影响分布式光伏发电的收益。分布式光伏发电的寿命与设计方案息息相关，在几个方案净现值一定的的前提下，优先选择使用年限较长的方案;在几个方案拥有相同的使用年限时，就要根据净现值指标来选择，最终选择出合适的方案，使经济效益最大化。以净现值为指标时，其表示公式为：NPV=B-C，其中B和C为上文用到的两个公式。
4 中国发展分布式光伏能源的展望及政策建议
我国目前面临着严峻的资源短缺、环境污染严重的问题，分布式光伏发电具有清洁高效的优势，因此可以有效缓解资源稀缺、环境污染等问题，是能源发展的新方向、新形态。为解决分布式光伏建设中出现的一系列问题，提出了如下的方案。
第一，建设完善的智能电网，攻克并网等技术难题。由于分布式光伏发电具有不稳定性，这就对光伏发电系统的大量运行造成了阻碍。建设国家智能电网可以有效缓解因其不稳定性带来的电压负荷，从而大大提高分布式能源的并网技术。因此，只有政府加大对科研的投入力度、加强基础设施的建设，才能实现可持续发展。第二，建立并完善配套服务体系。政府的大力支持虽然可以促进光伏发电的发展，但仍有一些不足之处，如项目审批繁杂、建设效率低等，限制了社会资本和民间资本的介入。特别是在金融支持力度小的广大农村地区，加之其落后的基础设施，造成光伏项目资金缺口较大，因此很难在农村地区大面积推广分布式光伏发电项目。
【参考文献】
【1】丁文博.分布式光伏发电并网对配电网的影响[J].科技创新与应用，2014（34）：188.
【2】赵伟杰.云南省分布式光伏发电项目经济效益研究[D].昆明：云南大学，2016.
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