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广东电网团队揭示分布式光伏投资效益边界：成本、补贴与自发自用比例的动态博弈

一、作者与发表信息
本研究由广东电网有限责任公司电网规划研究中心的陈铭（高级经济师）、韩淳（高级经济师）及马顺（通讯作者）合作完成，发表于2018年12月的《技术经济》（第37卷第12期）。

二、学术背景与目标
研究领域聚焦于分布式光伏（distributed photovoltaic, PV）的经济性分析。随着中国政策重心从集中式光伏转向分布式光伏（如2018年国家能源局明确优先支持分布式项目），但其投资收益受补贴退坡、成本波动及消纳模式影响显著。现有研究多孤立分析单一因素（如补贴或成本），缺乏多变量耦合效应研究。

本研究旨在：
1. 构建投资效益边界模型（investment benefit boundary model）与度电成本模型（levelized cost of electricity, LCOE），量化分布式光伏的可承受成本空间（affordable cost space）；
2. 揭示自发自用电量比例（α）、政府补贴（subsidy）与内部收益率（internal rate of return, IRR）的交互关系；
3. 评估不同补贴退坡方案对收益的冲击，为政策制定与投资决策提供理论依据。

三、研究流程与方法
1. 模型构建
- 投资效益边界模型：基于全寿命周期成本/效益法，引入α、IRR、补贴变化率函数（f(ΔP_g)）等变量，建立动态平衡方程（式4），求解不同参数组合下的最大承受成本（C_Wmax）。
- 度电成本模型（LCOE）：综合考虑初始投资、运维费用、贷款利息等，计算单位发电成本（式5），用于平价上网分析。

1. 参数设定

   • 补贴情景：涵盖维持不变（0.32元/kWh）、一次性降50%/100%、逐年递减0.05元/kWh四种方案。
     
   • α梯度：38.48%（收支平衡点）、50%、80%、100%（全自用）。
     
   • IRR区间：行业均值（8%~12%）、低值（5%）、高值（15%）。
     
   • 其他参数：以广东省最低辐照量（1255 kWh/m²）为基准，结合光伏衰减率（0.8%/年）、贷款比例（30%）等（表1）。
     

2. 数据模拟与边界计算

   • 通过MATLAB编程模拟不同（α, IRR, f(ΔP_g)）组合下的C_Wmax，绘制投资效益边界曲线（图3~6）。
     
   • 对比分析补贴退坡对IRR与投资回收期的影响。
     

3. 平价上网验证

   • 令LCOE=脱硫煤标杆电价（0.453元/kWh），反推临界单位装机成本（5.924元/W），结合行业协会预测数据评估实现时间。
     

四、主要结果
1. 成本空间动态规律
- α的正向效应：当α从38.48%提升至100%，C_Wmax区间从[3.595, 6.975]元/W升至[4.875, 8.520]元/W（表2）。自发自用比例每增加10%，IRR平均提高1.2个百分点。
- 补贴的敏感性：零补贴下，α需≥73.75%方可维持IRR≥8%；若α≤50%，IRR可能跌至5%以下（图5）。

1. 补贴退坡的差异性冲击

   • 零补贴（极端方案）：对低α项目（如α=38.48%）冲击最大，IRR降幅达40%；而逐年递减0.05元/kWh方案影响较温和（IRR降幅≤15%）。
     
   • 边际成本效应：单位成本降至5.16元/W时，高α项目（α≥80%）仍可保持IRR>8%，规模化效应显著（图2）。
     

2. 平价上网可行性

   • 2020年分布式光伏可实现用户侧平价上网（LCOE=0.453元/kWh），但需α≥73.75%以保证IRR>5.61%。低α项目（α≤50%）需进一步降低成本至4.5元/W以下。
     

五、结论与价值
1. 理论贡献
- 首次提出多变量耦合的投资效益边界模型，揭示α、IRR与补贴的非线性关系，弥补了单一因素分析的局限性。
- 证实自发自用比例是平价上网的关键驱动因素，为政策制定者优化并网模式（如鼓励“自发自用为主”）提供量化依据。

1. 应用价值
   
   • 投资者：优先开发高α项目（如工业屋顶光伏），并通过规模化降低单位成本至5.1元/W以下以应对补贴退坡。
     
   • 政策制定：建议采用梯度退坡（如逐年递减0.05元/kWh）而非“一刀切”取消，避免行业震荡。
     

六、研究亮点
1. 方法创新：整合LCOE与动态边界模型，实现“成本-收益-政策”三维联动分析。
2. 实证发现：揭示α=80%为投资回收期变化的拐点，具有实际选址参考意义。
3. 跨区域适用性：模型可扩展至光照资源更优的I/II类地区（如西北），此时C_Wmax上限可提升10%~15%。

七、延伸讨论
研究未考虑储能配置对α的潜在提升作用，未来可结合光储协同模型进一步优化边界条件。