基于成本收益的居民分布式光伏度电补贴测算

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　　[摘要]文章以宁波5千瓦居民光伏安装为例，基于成本收益的分析思路测算了居民分布式光伏度电的补贴额度。结果表明：光伏客户的静态投资回收期约为9214年；平均每年投资收益率为812%，居民光伏客户在投资期内收回自有投入成本只需补贴03053 元/千瓦时，要分别保证5%～25%的自有资本投资收益率、相应的单位度电补贴增长幅度分别为160%～806%；当初始安装成本为573元/W时，浙江11个地区的单位度电补贴处在02598～03411元，平均度电补贴标准为03072元就可以保证光伏客户获得10%的收益率。
　　[关键词]家庭分布式光伏；发电投资；成本收益；合理补贴
　　[DOI]1013939/jcnkizgsc201915032
　　1引言
　　在国家强有力的补贴政策支持下，我国光伏产业发展成效显著。“十二五”期间年均装机增长率超过50%，“十三五”期间前两年平均装机增长率75%，截至2018年5月底，全国光伏发电累计并网装机容量已超过14亿千瓦。就分布式光伏而言，自2016年开始在全国范围内掀起了投资和建设的高潮，预计2018年装机总容量有望超过10千兆瓦。根據最新的《关于2018年光伏发电有关事项的通知》（发改能源﹝2018﹞823号），普通光伏电站标杆电价国家补贴一类至三类资源区分别为每千瓦时05元、06元、07元；“自发自用、余量上网”模式的分布式光伏发电补贴标准为每千瓦时032元；符合国家政策的村级光伏扶贫电站标杆电价保持不变。为了进一步促进分布式光伏的财政补贴政策的优化调整，本文以宁波5千伏家庭光伏为例，模拟测算了不同收益率下的合理补贴标准，以期为建立科学、合理的光伏补贴退坡机制提供决策参考。
　　2基于成本-收益的分布式光伏合理补贴的测算
　　21 分布式光伏投资收益率的计算方法
　　分布式光伏的投资收益率为除以净收益/总投资，这就要先要计算出分布式光伏投资项目的净收益现值，有关参数的含义及其计算方法如下。
　　（1）净现值（NPV）。净现值（NPV）是指在项目使用期限内的净收益的代数和。净现值计算式为：
　　NPV（i0）=∑ni=0Ft（i+i0）-1（1）
　　式中，Ft为第t年的净现金流量。
　　（2）净现金流量。净现金流量是“现金流入”与“现金流出”之差。
　　（3）现金流入。现金流入主要包括销售收入、折旧、项目终了回收期固定资产回收残值等。其中，家庭式屋顶光伏电站的现金流入主要以销售收入为主，销售收入f计算式为：
　　f=（Eom-Eo）×P1+Eo×P2+f1（2）
　　式中，Eom为年发电量；P1为当地脱硫煤电价；Eo为用户自用发电量；Ps2为当地电网电价；fsi为系统其他收入，主要是来自各级政府的财政补贴。
　　（4）现金流出。现金流出主要包括固定资产投资及其利息、流动资金、销售成本等。对于家庭式屋顶光伏电站来说，现金流出主要是财务成本，包括固定资产投资及其利息、运营管理费用。
　　（5）固定资产投资。固定资产投资主要是光伏发电设备安装的系统成本，也即整个光伏系统的施工建设成本。建设阶段的成本主要是装机成本，包括光伏组件成本、组件支架成本、电缆成本、支架基础成本（辅材辅料）、逆变器成本、计量装置成本及安装成本（人工费）。计算公式为：
　　Civs=Cpan+Cstr+Casb+Cbas+Cmmm（3）
　　其中，Civs为装机成本；Cpan为光伏组件成本；Cstr为组件支架成本；Casb为安装费；Ccab为电缆成本；Cbas为支架基础成本；Cinv为逆变器成本；Cmmm为计量装置成本。
　　（6）固定资产投资的利息。固定资产投资的利息可用式（4）计算：
　　C0=Civs×r1×r2（4）
　　式中，Civs为总投资；r1为贷款比例；r2为贷款利率。
　　（7）运营管理费用。运营管理费用主要为电站维护和管理费，运营费用占总投资的比例。
　　22“自发自用、余量上网”运营模式下现有成本收益分析
　　221分布式光伏成本收益测算的财务数据
　　5千瓦光伏系统发电的主要财务条件如表1所示。
　　222“自发自用，余量上网”运营模式下成本收益分析
　　根据目前分布式光伏安装的实际，选择“自发自用，余量上网”运营模式的客户占绝大多数，因此这样商业运作模式的最优代表性。由于整个项目的初始成本为2865万元，按照70%贷款比例，贷款金额为20055元（28650×07=20055元），按照贷款年利率为588%的标准，贷款期限为20年的条件下，每年需要支付本利和为17076元。此外，考虑到年2%维修费用，则除了第一年外，每年需支付573元的年维修费。
　　光伏项目收入包括年上网电量收入、因自发自用电节省费用以及年全发电量补贴三部分。若上网电价每度收入按照浙江脱硫标杆电价04153元计算，自用电量节省费用按照宁波地区居民生活电价0554元计算，则光伏项目的总收入可按照如下公式计算得到：
　　总收入=自发自用电量×（0554+032+01）+余量上网电量×（04153+032+01）。
　　依据上述分析，5kW分布式光伏发电系统每年成本收益及净利润见表2所示。进而根据表2可计算相应的投资回收期和投资回报率：
　　①发电系统的静态投资回收期Tp2=T-1+（第T-1年的累计净现金流量的绝对值/第T年的净现金流量）=10-1+（61907/289049）=9214年
　　②20年的投资周期内投资收益率R=（（总收入-总投资））/总投资
　　=（7517372-28650）/28650=16239%； 　　③平均每年投资收益率R=（（总收入-总投资）/20）/总投资
　　=（（7517372-28650）/20）/28650=812%。
　　23 “自发自用，余量上网”运营模式下分布式光伏的合理补贴标准
　　231分布式光伏的合理补贴标准
　　要测算分布式光伏的合理补贴，首先应该界定清楚分布式光伏合理补贴内涵。参考现有的研究成果，本研究认为分布式光伏度电合理补贴是指保证光伏安装客户在投资分布式光伏发电设备所能获得合理自有投资回报率（假定在25%以内）的基础上需要给予相应的补贴。
　　计算中不考虑通货膨胀。根据前述成本收益的计算方法，家庭分布式电站项目现金流入主要包括年上网电量收入、因自发自用电节省费用以及年全发电量补贴三部分。先考虑上网电价每度收入按照浙江脱硫标杆电价04153元计算，自用电量节省费用按照浙江地区居民生活电价0554元计算。因此，收益=自发自用电量×（0554）+余量上网电量×（04153）。且每年按照初始投资成本的2%计算维护费用。依据上述原则，5kW分布式光伏发电系统在“自发自用、余量上网”运营模式下每年成本收益及净利润如表2所示。
　　由于整个项目的初始成本为2865万元；按照70%贷款（28650×07=20055元），贷款年利率为588%，每年需要支付11793元（20055×588%元），并且在贷款期限为20年，在第20年需要归还本金；30%的自有资金（28650×03=859500元），20年净收益的现值为-1817425 元，按照初始投资为859500元计算，亏损267702467元（-1817425-859500），亏损也即需要补贴的部分。
　　要保证光伏客户投资不亏本，所需最低补贴为267702467元，进而将亏损额分摊到每度电的约占03054（267702467/8766838），这意味着每度电省补贴只需03054元即可。而要保证自有资本投资收益率分别为5%、10%、15%、20%和25%的前体系、最低单位度电补贴分别为03102元、03152元、03201元 、03250元和03299元，相对收回成本单位度电补贴增长幅度分别为160%、324%、485 %、645 %和806%。结果如表2所示。
　　2325千瓦居民家庭光伏发电最低补贴的敏感性分析。
　　按照前述分析过程，分别讨论不同投资回报率以及不同成本条件下政府应该给与的度电补贴金额，结果见表3。表3展示了当分布式光伏系统初始成本为573元/瓦时、保证自有投资收益率为10%的情况下，初始成本若分别下降10%、20%、30%、40%以及50%后浙江省11个地区分别应该给予度电补贴金额。由表3可知，当初始安裝成本为573元/瓦时，浙江11个地区的平均度电补贴标准为03072元/千瓦时之间就可以保证光伏客户获得10%的收益率。当初始安装成本分别下降10%、20%、30%、40%和50%时，浙江11个地区的平均度电分别给予02449元、01915元、01382元、00848元和00315元的补贴标准就可以保证客户获得10%的收益率。比较可知，单位度电的补贴降幅度分别为2028%、3766%、5501%、7240%和8975%。
　　3结论
　　为了促进分布式光伏的财政补贴政策的优化调整，以宁波5千瓦居民光伏安装为例，基于成本收益的分析思路测算了家庭分布式光伏发电合理补贴。主要结论如下。
　　（1）以宁波5千瓦居民光伏安装为例，考虑现有的补贴收益（国补032元+省补01元）情况下，光伏客户的静态投资回收期约为9214年；平均每年投资收益率为812%。宁波地区的居民光伏客户在投资期内收回自有投入成本只需补贴03053 元/千瓦时，要分别保证5%、10%、15%、20%和25%的自有资本投资收益率、相应的单位度电补贴增长幅度分别为160%、324%、485 %、645 %和806%。
　　（2）当初始安装成本为573元/瓦时，浙江11个的地区的单位度电补贴处在02598～03411元，平均度电补贴标准为03072元就可以保证光伏客户获得10%的收益率。当初始安装成本分别下降10%、20%、30%、40%和50%时，单位度电的补贴降幅度应分别为2028%、3766%、5501%、7240%和8975%。
　　参考文献：
　　[1] 史珺光伏发电成本的数学模型分析[J].太阳能，2012（2）：53-58.
　　[2] 时璟丽光伏补贴距离退出还有多远？[N]中国能源报，2017-09-04（017）
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