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1案例分析

以廣州地區建設的裝機容量為10MW的并網光伏發電項目為例，進行光伏項目LCOE評估。本項目基本信息如下：裝機容量為10MW；運行年限為25a；建設成本為8元/W;折現率為8%；首年發電量為1080萬kWh；每年運行維護費用為96萬元；系統年衰減率為0.8%；其他費用為24萬元；所得稅率為25%；增值稅率為17%；系統PR值為80%；系統殘值率為5%[11]。PR值（性能比）是國際上評價并網光伏電站性能質量的一個非常重要的指標，其值為系統實際交流發電量與理論直流發電量之比。PR值考慮了光伏陣列效率、逆變器效率以及交流配電設備效率等因素，在一定程度上體現了光伏電站的綜合性能和質量。把以上初始條件帶入公式（3）測算本項目LCOE水平，LCOE=0.85元/kWh。通過測算得出：以目前的行業技術經濟水平，在廣州地區建設一個裝機容量為10MW的光伏發電項目，其LCOE水平在0.85元/kWh左右，與廣州市脫硫煤上網電價（0.502元/kWh）相比，約高出0.35元/kWh。

2影響LCOE的典型因素及敏感性分析

光伏發電技術日臻成熟，為盡快實現光伏發電平價上網，降低光伏發電項目的LCOE是亟待解決的問題。對光伏發電項目而言，影響LCOE的典型因素包括項目單位造價、項目所在地的太陽輻射量、系統效率、系統衰減率、運營維護費用、逆變器等關鍵設備使用年限。因此要理清系統成本、發電量和電站生命周期中的其他因素間的聯系，通過優化光伏系統設計施工質量以及完善運維管理體系等措施，盡可能降低項目的LCOE水平。下面將分析光伏系統單位造價、系統PR值、光伏組件衰減率以及太陽輻射量這4個典型因素，對項目LCOE水平的影響。本文選取廣州、上海、深圳、北京、蘭州和西寧等6個典型地點進行光伏項目LCOE比較與分析。6個地點的地理位置及年太陽輻射量數據見表1，其中太陽輻射量數據來自NASA。為清晰描述不同地點的光伏發電項目LCOE水平，在圖1中標出了6個地點的年太陽輻射值。圖1（a），（b），（c）分別展示了單位造價、光伏組件衰減率、系統PR值與太陽輻射量對項目LCOE影響作用的敏感性。測算條件如下：裝機容量為10MW；單位造價為8元/W；PR值為80%；年衰減率為0.8%；折現率為8%。可以看出，系統單位造價、光伏組件衰減率與項目的LCOE水平呈正相關，系統PR值和項目地太陽年輻射量與LCOE呈負相關。因此，光伏項目選址、系統設計、光伏組件及逆變器等關鍵設備選型與采購、光伏系統安裝、系統運行維護等各個環節都可能存在影響項目LCOE水平的因素。在進行項目選址時，盡可能選擇太陽能資源條件好、空氣潔凈度高的地區；在進行光伏系統設計、設備選型時，要根據項目實際情況優化系統設計，提高光伏系統PR值；要遵循合理的運行維護方案，平衡系統運行維護的投入與產出，保證光伏項目處于最佳收益狀況。從以上各個環節著手，方可最大程度地降低項目LCOE水平。由圖1（a）可見，項目LCOE水平隨系統單位造價的升高而升高。若系統單位造價為8元/W，當項目地太陽年輻射量由1000kWh/m2增至1800kWh/m2時，項目的LCOE水平將從1.038元/kWh降至0.577元/kWh。若某地太陽年輻射量為1300kWh/m2，當系統單位造價為6元/W時，項目LCOE為0.599元/kWh；當系統造價為10元/W時，項目的LCOE將升至1.297元/kWh。圖1（b）展示的是光伏組件年衰減率與太陽年輻射量對項目LCOE水平的影響作用。可以看出，當組件年衰減率以0.1%的幅度變化時，項目LCOE變化幅度并不顯著。當組件年衰減率從0.8%降低至0.7%時（在項目運營期25a內，光伏組件總衰減率從20%降低至17.5%），若太陽年輻射量為1300kWh/m2，項目LCOE將從0.792元/kWh升至0.798元/kWh。由圖1（c）可知，項目LCOE水平隨系統PR值的升高而降低。目前我國光伏項目的系統PR值絕大部分處于70%~80%。當太陽年輻射量在1300kWh/m2時，若系統PR值從70%升至80%，項目LCOE將從0.912元/kWh降至0.798元/kWh，降幅達12.5%。可見，提升系統PR值對降低系統LCOE水平的效果非常顯著。

3我國光伏發電項目LCOE水平測算

以裝機容量為10kW，500kW和10MW的光伏發電系統為例，對我國不同地區、不同光照資源條件的LCOE水平進行評估。評估邊界條件如下：太陽年輻射量資源條件為1000~1800kWh/m2；系統效率為80%；光伏組件的衰減率為0.5%~0.8%；光伏發電系統運營年限為25a；3種容量發電系統的單位造價分別為10~14元/W，7~9元/W，6.5~8.5元/W。圖2為針對不同裝機容量、不同光照條件、不同建設成本等條件下的LCOE評估。由圖2可知，裝機容量10kW的光伏發電項目LCOE為0.6~1.1元/kWh；裝機容量500kW的光伏發電項目LCOE為0.65~1.1元/kWh；裝機容量10MW的光伏發電項目LCOE為0.5~0.9元/kWh。根據國家發改委《關于進一步疏導環保電價矛盾的通知》，31省市脫硫煤上網電價處于0.279～0.502元/kWh，因此根據我國光伏發電項目的LCOE水平測試結果顯示，對于10MW以上裝機容量的項目，通過對項目建設成本進行精確控制，在脫硫煤上網電價較高地區可首先實現光伏電力平價上網。

4光伏項目LCOE發展趨勢預測

戶用光伏發電項目的應用和推廣，從某種程度上標志著光伏產業在人民日常生活中的普及程度，因此本文結合文獻[10]的數據，就戶用光伏發電項目LCOE水平的變化趨勢進行了預測圖3展示了FraunhoferISE針對LCOE的研究數據[10]。由圖3可見，2013年戶用光伏發電項目LCOE的平均水平為0.86元/kWh左右，其中平均PR為80%的曲線比較符合我國光伏發電項目的平均水平。觀察這條曲線可知，根據目前光伏產業發展水平預測，2015～2030的15年，光伏發電項目的LCOE水平將從0.108歐元/kWh降至0.072歐元/kWh，折合人民幣約從0.82元/kWh降至0.54元/kWh，降幅高達34%。本文分析顯示，從目前我國光伏產業的發展狀況來看，裝機容量為10kW的光伏發電項目在不同單位造價、不同太陽輻照條件下的LCOE處于0.6~1.1元/kWh。該結論與文獻[10]中的數據相吻合，通過這兩組數據可以預測我國光伏發電成本的發展趨勢。目前，我國居民生活用電價格在0.65元/kWh左右，如不考慮通貨膨脹等因素，我國可在未來15年內實現光伏發電平價上網；考慮近年來化石能源發電價格逐年上漲的現實，我國有可能在未來10年，甚至更短時間內，迎來光伏發電平價上網的時代。

5結論

通過對LCOE定義及其計算方法的分析，總結出適合我國光伏發電項目的LCOE計算方法，并進行了不同容量的并網光伏發電項目的LCOE水平測算。依據當前光伏行業現狀，通過對廣州地區光伏發電項目LCOE的評估分析，得出LCOE水平在0.85元/kWh左右，比廣州市脫硫煤上網電價高出約0.35元/kWh。對我國不同裝機容量的光伏并網發電項目在不同光照資源等條件下的LCOE水平評估表明，裝機容量為10kW，500kW，10MW光伏發電項目的LCOE分別為0.6~1.1元/W，0.65~1.1元/W，0.5~0.9元/kWh。本文采用文獻[10]的數據就戶用光伏發電項目LCOE水平的變化趨勢所做預測表明，目前我國戶用光伏發電項目的LCOE處于0.6~1.1元/kWh水平，考慮到近年來化石能源發電價格逐年上漲，我國可能會在未來10年，甚至更短時間內，迎來光伏發電平價上網的時代。

作者：陳榮榮 孫韻琳 陳思銘 沈輝 單位：光伏科學與技術國家重點實驗室 中山大學 太陽能系統研究所 順德中山大學 太陽能研究院