光伏平價上網(wǎng)實現(xiàn)路徑展望
光伏項目的平價上網(wǎng),該如何定義?
個人認為,可以分三個層次來考慮。首先,要明確對標電價,以該電價并網(wǎng)能獲得合理的經(jīng)濟收益。我國的電價分上網(wǎng)電價(脫硫煤標桿電價)和銷售電價(居民電價、大工業(yè)電價、工商業(yè)電價),不同電價的數(shù)值差異很大。
對于分布式項目,對標的是銷售電價,即居民電價、大工業(yè)電價、工商業(yè)電價。這三類電價相對較高,因此分布式項目更容易實現(xiàn)平價上網(wǎng)。對于地面電站項目,對標的是上網(wǎng)電價,即脫硫煤標桿電價。地面電站以項目所在地的“脫硫煤標桿電價”并網(wǎng)能獲得合理收益,即實現(xiàn)了平價上網(wǎng)。
其次,光伏出力受太陽能資源影響而不穩(wěn)定,配合儲能系統(tǒng)即可實現(xiàn)出力可控。如果“光伏+儲能”的可控清潔電力價格能與常規(guī)能源相當,則實現(xiàn)了第二層次的平價。
再次,隨著電改的推進,未來電力市場實現(xiàn)100%的現(xiàn)貨交易,那市場上就不存在穩(wěn)定的“脫硫煤標桿電價”,而光伏電力作為普通電力的一種參與競爭,并具有競爭力,此時才是真正意義上的“平價上網(wǎng)”。
光伏度電成本的影響因素:現(xiàn)階段討論的平價上網(wǎng),主要是地面光伏電站以“脫硫煤標桿電價”并網(wǎng)且有合理利潤為標準。脫硫煤標桿電價相對較低,這需要光伏項目的度電成本(LCOE)進一步降低來實現(xiàn)。在度電成本的計算中,涉及到項目初始投資、固定資產(chǎn)殘值、第n年的運營成本、第n年的折舊、第n年的利息、第n年的發(fā)電量以及折現(xiàn)率。
上述幾個因素中,對光伏度電成本影響最大的兩個因素就是:項目初始投資和年發(fā)電量。下文將主要就這兩點進行討論。
初始投資下降對LCOE降低的推動
自2009年第一批光伏特許權(quán)招標開始,光伏行業(yè)正式進入市場化運作階段。在過去的10年里,光伏的度電成本下降主要來源于“項目初始投資”的下降。僅2011~2018年,光伏組件、逆變器價格均出現(xiàn)75%以上的下降。在此推動下,系統(tǒng)成本下降約72%。
在2018年下半年開展的部分領(lǐng)跑者基地EPC工程招標中,根據(jù)每個項目建設(shè)條件的不同,EPC工程的中標價格集中在4~5元/W之間。
未來,光伏項目的初始投資,仍然存在一定的下降空間。2011~2018年,雖然光伏組件、逆變器下降75%以上,但“組件+逆變器”投資在系統(tǒng)投資中占比一直在50%上下。
光伏系統(tǒng)的BOS(Balance of System)的下降,主要得益于兩方面:一方面是組件效率提高,工程設(shè)計優(yōu)化;另一方面,光伏組件的價格也有一定的下降空間。
1.組件效率提高推動初始投資下降
光伏組件效率越高,BOS成本越低。光伏組件效率提高能推動BOS成本的下降,主要原因是光伏系統(tǒng)中,有許多投資是與面積相關(guān)的。
組件轉(zhuǎn)換效率越高,單瓦的平均面積越小,與面積相關(guān)的部分投資就越低。經(jīng)過計算,60片版型的光伏組件,功率提高10Wp,BOS成本會有5~7分/Wp的下降。在領(lǐng)跑者項目的推動下,電池轉(zhuǎn)換效率快速提升,最新效率記錄達到24.2%,N型半片組件(60片電池)的輸出功率創(chuàng)高達387.6W。2019年底,預計315Wp組件可以實現(xiàn)大規(guī)模應用。因此,這會推動BOS成本進一步下降。
2.設(shè)計優(yōu)化推動初始投資下降
諸多新設(shè)計理念、技術(shù)的應用,也在推動BOS成本的下降。比較有代表性的設(shè)計優(yōu)化理念如:1500V系統(tǒng)的應用,超配理念的推廣,優(yōu)化最佳傾角實現(xiàn)經(jīng)濟最優(yōu)等等。
(1)1500V系統(tǒng)的應用
在2018年開展的第三批領(lǐng)跑者中,1500V系統(tǒng)得到了廣泛的應用。
相對于1000V系統(tǒng),1500V系統(tǒng)的組件串聯(lián)數(shù)量增加、單個發(fā)電單元規(guī)模增加,就可以降低單瓦成本,主要差異點為樁基礎(chǔ)數(shù)量、直流匯流后的線纜長度、匯流箱數(shù)量;同時,電壓升高、線路變短,減少直流線損;另外,組件效率提升、電壓等級升高,促使設(shè)計中發(fā)電單元由1MW擴展到2.5MW,實現(xiàn)減少一定的工程量。經(jīng)過計算,1500V系統(tǒng)相對于1000V系統(tǒng),僅樁基礎(chǔ)、電纜兩項就可以節(jié)省3~4分/W。
由于能很好地降低初始投資,在全球范圍內(nèi)光伏平價上網(wǎng)趨勢推動下,1500V系統(tǒng)備受青睞。根據(jù)IHS的統(tǒng)計,大型地面電站匯總,1500V系統(tǒng)的占比逐年快速升高。
(2)超配設(shè)計理念的推廣
組件規(guī)模相對于逆變器超配,即“容配比>1”,能實現(xiàn)降低度電成本,根本原因在于這一設(shè)計能很好的提高交流側(cè)設(shè)備的利用率。
格爾木市是全國太陽能資源最好城市之一,格爾木市的太陽能輻照度在大多數(shù)情況下低于800W/m2,當溫度為25℃時,光伏組件的出力一般為標稱功率的80%。如果再考慮系統(tǒng)效率,到達逆變器的功率長期低于組件標稱功率的70%。因此,當組件、逆變器按照1:1配置時,逆變器及其后面的設(shè)備利用率長期不足70%。
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