类型a:这是一篇基于实证研究的原创性学术论文,以下是详细研究报告:
《基于资源与电价的分布式光伏项目经济性研究》由王怀斌(龙源(北京)太阳能技术有限公司)发表于《经济地理》2023年12月第43卷第12期。
学术背景
本研究属于可再生能源技术经济评价领域,聚焦中国分布式光伏(Distributed Photovoltaic Power Plants, PV Plants)的经济性差异问题。背景包括:
1. 政策驱动:中国光伏产业历经初期发展(1978—2005)、产业化发展(2006—2012)和规模化发展(2013至今)三阶段,2021年分布式光伏新增装机占比首超集中式(53.4%)。
2. 现实矛盾:尽管分布式光伏因开发周期短、并网便利等优势受青睐,但各省份因太阳能资源禀赋不均衡、电价差异导致收益悬殊,影响产业均衡发展。
研究目标为构建通用经济性评价模型,量化区域收益差异,识别关键影响因素,为政策制定和投资决策提供依据。
研究流程与方法
模型构建:
- 评价参数选择:采用税前全投资财务内部收益率(Fiscal Internal Rate of Return, FIRR)作为核心指标,因其能反映项目全生命周期动态收益,并排除融资、税率等外部干扰。
- 现金流分解:
- 现金流入:发电收入(自用电量收入+上网电量收入)、固定资产进项税抵扣、固定资产余值、流动资金回收。
- 现金流出:固定资产投资、流动资金投入、经营成本(修理费、人工费、租金等)、销售税金及附加。
- 通用模型:通过式(1)求解FIRR,其中发电收入细分为自用部分(按时段电价积分)和上网部分(按煤电价计算)。
数据来源与处理:
- 太阳能资源:采用《中国风能太阳能资源年景公报(2021年)》中各省水平面及最佳倾角辐照量数据,系统效率按80%折算首年等效利用小时数。
- 电价数据:煤电价取自各省电价文件,“自发自用”项目的自用电价以一般工商业平段电价(单一制)为基准。
- 成本参数:参考国际可再生能源署(IRENA)2021年中国分布式光伏平均投资成本(4.05元/Wp),结合2022年设备市价,分别测算工商业(4.1元/Wp)和农村居民(3.9元/Wp)分布式光伏典型成本。
分析场景设计:
- 消纳方式:对比“自发自用、余电上网”(自用比例0%~100%)与“全额上网”两类项目。
- 安装方式:平铺 vs 最佳倾角,评估发电小时数提升对收益的影响。
- 敏感性测试:对“全额上网”项目引入单位租金(Unit Rent, UR)变量(0~0.10元/Wp),分析租金对FIRR的敏感性系数(δFIRR/δUR)。
主要结果
区域资源与电价差异:
- 水平面总辐照量最低(981.01 kWh/m²,重庆)与最高(1920.11 kWh/m²,西藏)相差近1倍。
- 煤电价最低0.25元/kWh(新疆),最高0.4993元/kWh(西藏);工商业电价最低0.3694元/kWh(青海),最高0.87元/kWh(西藏)。
“自发自用”项目收益:
- 自用比例提升显著改善经济性。如平铺安装下,自用比例从0%升至100%时,达标省份(FIRR≥6%)从7个增至31个;西藏因价差最大(δp=0.4099元/kWh),FIRR提升13.2%。
- 最佳倾角优势:相同自用比例下,最佳倾角安装可使达标省份数量增加50%以上(如自用25%时,平铺27省 vs 最佳倾角29省)。
“全额上网”项目痛点:
- 租金成本敏感性强。UR每增加0.02元/Wp,FIRR平均下降1.2%~2.5%(平铺更显著)。例如贵州(初始FIRR=4.5%)租金承压能力远低于西藏(初始FIRR=18.6%)。
关键影响因素排序:
- 自用比例、发电小时数、租金对收益影响权重最高;煤电价与工商业电价的价差(δp)是驱动“自发自用”项目收益的核心。
结论与价值
科学价值:
- 构建首个覆盖中国全省份、多类型分布式光伏的通用经济性模型,填补了现有研究在系统性评价框架上的空白。
- 揭示了资源禀赋与电价政策的协同作用机制,为区域差异化政策设计提供量化工具。
应用建议:
- 优先开发工商业项目:因电价优势(一般工商业电价普遍高于煤电价)和负荷集中特性。
- 动态补贴机制:针对贵州、重庆等低收益省份(太阳能资源贫乏+低电价),需针对性补贴以平衡区域发展。
- 优化安装设计:最佳倾角可提升发电小时数20%~340小时(内蒙古最高),显著增强租金谈判筹码。
研究亮点
- 方法创新:首次将自用电价按分时段加权积分计算,更精准反映工商业项目实际收益。
- 数据全面性:整合资源、电价、成本三维度数据,覆盖全国31省份,支撑宏观政策分析。
- 实践指导性:明确提出“零和博弈”困境的破解路径——通过技术优化扩大收益空间,实现投资方与产权方双赢。
(注:本文分析基于2021—2022年数据,后续政策或技术变动需模型动态更新。)