光伏发电的利弊分析有哪些?
太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,但不涉及机械部件。
所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源可以无处不在。
1、太阳能资源丰富地区占全国总面积2/3以上
从中国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、宁夏南部、甘肃、内蒙古南部、山西北部、陕西北部、辽宁、河北东南部、山东东南部、河南东南部、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区,平均海拔高度在4000m以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长。
根据各地接受太阳总辐射量的数值大小,将全国划分为如下五类地区:
一、二、三类地区,年日照时数大于2200h,太阳年辐射总量高于5016MJ/m2,是中国太阳能资源丰富或较丰富的地区,面积较大,约占全国总面积的2/3以上,具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区,虽然太阳能资源条件较差,但是也有一定的利用价值,其中有的地方是有可能开发利用的。
从全国来看,中国是太阳能资源相当丰富的国家,具有发展太阳能利用事业得天独厚的优越条件,太阳能利用事业在我国是有着广阔的发展前景的。
2、分布式光伏处于快速上升期
根据国家能源局数据,2014-2019年,中国光伏发电累计装机容量逐年增长,新增装机容量呈现先增长后下降的趋势。2019年,全国光伏发电累计装机容量达到20430万千瓦,同比增长17.3%,其中集中式光伏14167万千瓦,同比增长14.5%。截止2020年6月底,光伏发电累计装机达到2.16亿千瓦,其中集中式光伏1.49亿千瓦。
在2010-2015年间,我国集中式光伏电站一直处于投资风口,大批电站项目集中上马,而分布式光伏项目几乎无人问津。随着国家密集出台光伏分布式能源相关政策,各地加大投资及建设力度,2014-2019年,中国分布式光伏发电累计装机容量逐年增长,其中2016年起呈快速增长趋势新增装机容量呈现先增长后下降的走势。
2019年,全国分布式光伏发电累计装机容量达到6435万千瓦,同比增长23.75%2020年1-6月,全国新增分布式光伏发电装机443.5万千瓦。截止6月底,分布式光伏发电累计装机达到6707万千瓦。
2014-2019年,分布式光伏发电累计装机容量在光伏发电中的占比呈增长趋势。
其中,国家在下调2016年地面电站电价时,并没有调低分布式光伏的电价补贴,同时在国家电网地区的分布式光伏享受“预结算”的优待自旺旺集团在上海金山区立旺工厂的“旺旺百兆瓦屋顶光伏计划”引入银行和第三方平台,形成“分布式光伏三方模式”,拓宽了分布式光伏建设项目资金渠道来源。
因此,在政策和资本的共同助推下,2016-2018年我国分布式光伏快速发展,其占比从13.33%增长至29.00%。截止至2020年6月底,我国分布式光伏发电累计装机容量占全国光伏发电装机容量的比重为31.08%。
3、政策利好,助推中东部分布式光伏发电系统发展
目前,我国集中式光伏电站主要集中在西部地区,但由于项目过于集中,电网消纳困难、高线损等问题,当地出现弃光现象,局部地区弃光率甚至高于20%中、东部地区是分布式光伏发电布局的主战场,也是用电消费重地。
根据《太阳能利用十三五发展规划征求意见稿》,到2020年底,光伏发电总装机容量达到1.5亿千瓦,其中分布式光伏发电规模显著扩大,累计装机达到7000万千瓦,形成西北部大型集中式电站和中东部分布式光伏发电系统并举的发展格局。同时按照国家能源局提出的目标,到“十三五”末,力争太阳能发电规模较2015年翻两番,成本下降30%。
前瞻产业研究院分析认为,国家在“十四五”期间将坚持清洁低碳战略方向不动摇,加快化石能源清洁高效利用,大力推动非化石能源发展,持续扩大清洁能源消费占比,推动能源绿色低碳转型。而分布式光伏发电作为绿色环保的发电方式,符合国家能源改革以质量效益为主的发展方向。综合来看,分布式光伏发电发展前景广阔。
一、直接影响电站收益的因素
电站收益=企业电费+上网电费+度电补贴收入
其中,企业电费=发电量×自发自用比例×企业电价
上网电费=发电量×余电上网比例×上网电价
度电补贴收入=发电量×度电补贴
由上述公式,电站发电量及电价水平(度电补贴为全国统一,企业电价及上网电价则因地域不同而差别,此处均称电价水平)和自发自用比例是影响电站收益最重要的三个因素。
1、电站发电量
电站发电量与太阳辐照量、光伏组件转换效率以及光伏组件年发电衰减率相关。辐照量是评判某个地区是否适合投资光伏电站的重要自然因素,我国一类资源区太阳能资源丰富,同等条件下电站发电量远高于三类资源区。另外,组件的转换效率也是影响电站发电量的重要因素,单晶硅组件转换效率高于多晶硅组件转换效率,但单晶硅组件成本较高,目前分布式光伏发电市场仍以多晶硅组件为主。
一般而言,在电价水平及电站自发自用比例相同的情况下,单位发电量越高,电站收益越大。
2、电价水平
目前大多省市的一般工业及大工业用电执行峰平谷电价以及峰平谷发电时段比例,而上网电价则按当地燃煤机组标杆上网电价计算。在单位发电量及电站自发自用比例相同的情况下,电价越高,电站收益越大。
3、自发自用比例
自发自用比例与企业年用电量、年发电量、每天工作时间、年假期天数、休息时厂房设备是否负荷等因素相关,自发自用比例越高(即企业使用光伏电力的用电量越高),电站收益越高。
一般而言,发电量水平及电价水平是确定项目开发区域的重要因素,而当地政府的支持力度及经济发展水平也是很重要的参考指标。在确定了项目开发区域后,关于某个单体项目是否值得投资,则着重需评估该项目预计的自发自用比例并基于发电情况和电价情况计算该项目的内部收益率。
二、风险控制流程
在评估某个单体项目时,对其每一个阶段和过程都需要进行严格的控制,特别是签订合同能源管理节能服务协议之前的项目前期评估,主要是从技术、财务及法律角度评估项目的可行性。同时项目实施及运营阶段的控制也很重要,它直接关系整个项目的实际盈利能力。归纳而言,单体项目需进行以下阶段的评估和控制:
(一)前期评估
1、初步开发:针对单体项目需根据企业的行业条件、屋顶条件、企业用电情况、企业经营状况、信用度、房屋及土地产权等情况来初步评估该项目是否具有继续开发的必要。
2、技术评估:从屋顶结构及承载、电气结构及负荷等技术方面判断项目的可实施性,同时评估计算该单体项目的装机容量、单位发电量及自发自用比例等基础数据,从而形成初步技术方案,并为财务评估提供依据。
3、财务评估:通过对项目进行初步投资效益分析,考察项目的盈利、清偿能力等财务状况,判断该项目是否具有投资价值。一般要求项目内部收益率不低于9%。财务评估的主要经济指标如下:
(1)装机容量:电站装机容量首先是由屋顶可用面积和变压器容量决定的,但因电站自发自用比例越大收益越高,因此企业用电情况对装机容量的多少也有限制。在保证基本收益的情况下,电站装机容量应结合屋顶可用面积、变压器容量和企业用电情况来综合确定。一般需技术部门进行初步设计和组件排布,同时充分考虑建筑物阴影遮挡等问题,综合评估项目预计安装容量。
(2)首年发电量:电站每年的发电量是以一定比例逐年衰减的,必须测量出首年发电量才能计算每年的发电情况。影响发电量的因素除了太阳辐照量和组件转换效率以外,屋顶类型、电站朝向、电站关闭时间等也会对电站发电量产生影响。光伏电站是将光能转化为电能,电站接收的光照越多,则发电效率越高,因此电站朝向、倾角等设计的科学性非常重要。就屋顶类型而言,水泥屋面电站可按最佳角度安装,其发电量稍高于彩钢瓦屋面电站。
(3)自发自用比例:其重要性上文已叙述。
(4)用电电价及电价折扣:用电类型不同其电价也不同。大工业用电,其屋顶条件好,但有时段电价,因此平均电价较低;而一般工业用电、商业用电屋顶面积小,但无时段电价,因此电价相对较高。
(5)单位建设成本:除电站主要设备和工程费用外,不同企业的个体需求也会增加电站的建设成本,并最终影响收益率。尤其是分布式屋顶电站,受限于建筑物屋顶情况,对建筑物的结构、承重等具有一定要求,部分不达标的屋顶需通过刷漆、换瓦等方式进行改进,但同时也会相应增加电站建设成本。因此每个单体项目,需技术部门和商务部门等综合评定该项目的单位建设成本。
4、合同谈判及审查
(1)合同能源管理节能服务协议,即EMC合同
EMC合同是光伏电站投资建设最重要的一份合同,是电站投资建设的合法性依据,其合同双方是投资者和用电人。签订EMC合同的目的是为投资者建设光伏电站并售电给企业使用,围绕这一目的延伸出合同双方的权利义务及风险分配。合同谈判即就双方的权利义务及风险承担进行协商洽谈。合同谈判中企业的几个重要关注点分别是,合同期间、电价折扣、屋顶维修责任、电能质量问题、电站搬迁事项及其他违约责任,如企业破产等企业无法继续履行合同的情况,等。审查合同亦主要是对其合法性和合理性进行分析判断并进行调整,尤其是上述几个关注点。
5、项目评审
上述评估和判断是各部门独立进行的,在EMC合同签订前需进行一次系统的项目评审会,要求合同主办部门、技术部门、财务部门及项目管理部门等相关部门均参与评审。
合同评审会的目的即在于了解该单体项目在技术、工程施工及后期运营上的可行性、该项目的投资回报、法律风险控制的合法合理性等。同时,与其他关联部门进行对接,对该EMC合同的权利义务进行评述,有特殊要求的需进行协调,以便更明确的履行合同义务、实现合同权利,这也是合同评审会的一个重要目的。例如,因光伏电站项目是交由第三方进行施工的,在EMC合同中可能对于施工有特殊的要求,若EPC合同主办部门对该特殊要求不知情,在EPC合同中未对对该要求进行处理,则会存在因投资方违反EMC合同而被相对方追究责任的风险。
(二)项目实施及建设
光伏电站项目主要通过招投标确定组件供应商及EPC方(即项目施工方),其中组件采购费用和工程建设费用约各占电站总投资的一半,因此组件采购合同和工程建设合同的履行状况十分重要。
(1)组件采购合同:组件交付义务一般在项目开工后,组件质量问题是最值得关注的履行事项。首先,组件质量标准及责任承担需明确;其次,产品监造、出厂试验、验货及验收测试等都要严格按标准及规定执行。
(2)建设工程合同,即EPC合同:建设工程合同的基本权利义务请参照合同法的相关规定,此处不予赘述。在光伏电站项目施工过程中常会出现的问题是,施工方不按规定操作、随意踩踏组件。为减少不必要的诉累,在施工过程中应加强监管,并在合同中约定EPC方的严格责任。
在光伏电站竣工前,组件损坏的原因可能是多方的,但该责任具体如何承担则较难处理,如果事后通过谈判和诉讼解决,会严重延误工期导致损失。因此,关于组件质量问题的风险承担,投资方可与EPC方和组件供应商共同协商确定一个时间节点作为风险转移时间点。一般买卖合同标的物损毁等风险在交付时转移,质量问题除外。在此可约定(仅供讨论),在组件交付前所有风险由组件供应商承担,交付后由EPC方承担,在发生风险事项后EPC方无论原因必须先行赔付或以其他损失最小化方式承担责任,如事后经鉴定全部或部分属于组件供应商原因导致的,EPC方可再向供应商追偿。
(三)项目运营维护
项目的运营维护工作是否做好,直接影响电站的使用寿命和收益情况。评估运营维护工作,主要需防止第三人破坏发电设备,同时出现故障后要及时修复。
光伏电站是安装在用电人屋顶上的,在用电人控制范围内,通常电站设备被破坏或故障,用电人能比投资人更快发现并及时反馈给投资人。所以在运营维护过程中需要注意与用电人稳定友好的合作关系也是电站长期稳定运营的重要保障。
三、常见投资风险
在上文我们已经对整个项目的进行了详细的分析和评估,包括技术评估、财务评估及法律评审等,但这些都是在理想状态下对电站的常态事项进行的评估。光伏电站的运营期限长达20多年,在此期间有许多可控与不可控的风险,需要投资者进行全面评估,并找出风险应对措施,最大限度降低电站投资风险。以下将对电站投资的最重要几个风险点进行分析。
(一)风险因素
1、房屋产权人与用电人不同
在实操中,经常会出现用电人与产权人不一致的情况,EMC合同不能对抗产权人的所有权,因此必须经产权人同意投资人合法使用厂房屋顶并出具建设场地权属证明,从而排除投资人侵犯第三人权益的风险。具体分析请参见本人另一论题《分布式光伏发电项目中用电人与产权人不一致的情形与处理方法》。
2、设备质量问题
光伏组件是光伏发电站最重要的设备,一般是独自招投标。而组件较易发生隐裂、闪电纹等问题,但可能造成上述问题的原因很多,因此设备尤其是组件的质量问题非常值得关注。组件质量问题的风险主要在交付后。对投资者而言,虽风险不转移,但交付后发现质量问题仍会对投资者产生不利影响,因此,在组件采购合同中要严格规定保质期、质量问题的范围以及发生质量问题后的救济方式,以便于事后维护自身权益。
3、工程质量问题
在光伏电站建设施工过程中,极易因操作不当导致设备损坏等问题,如卸货、安装、保管等过程都可能因操作不当导致组件损坏,除需加强监管外,在EPC合同中也要严格规定施工方的责任。
有一种较为常见但重要的情况,组件损坏可能由质量问题和操作不当共同引致,在这种情况下,难以区分双方各自责任大小,不利于投资者权益保护,那么事先约定双方的权责就十分必要了(详见上文建设工程合同第二段)。(组件损坏可能由质量问题和操作不当共同引致,属于侵权责任法规定的共同侵权行为,虽然可以通过法律途径救济,但本文主要讨论电站投资评估事项,旨在通过项目评估在项目实施前最大限度降低各种风险和成本,因此此处不予赘述。)
4、电站建设期延长
在光伏电站投资建设中,电站建设期的长短关系投资到资本化问题和投资回收期问题,电站建设期越短,就能越早获得电站收益和资本回报。但实际施工建设中,经常会出现工期过长的问题。究其原因,一是项目施工计划和施工进度没有控制好,出现设备供应与施工建设脱节的严重问题;二是个别项目就维修屋顶未能与屋顶权属人达成一致,极大影响项目正常施工进度。因此,在项目开工前,首先需做好项目技术勘察,就维修事项提前与屋顶权属人达成一致意见,其次必须制定详细的施工计划并严格按照计划实施。
5、企业拖欠电费
分布式光伏发电项目收取电费首先需确定电表计量装置起始时间和起始读数,但因计取电费直接关系EMC合同双方利益,在实操中,投资者较难就计取电费的起始时间和起始读数与用电人达成一致。因光伏电站需并网,有供电部门介入,此时可借助其公信力,在EMC合同中约定以供电部门计量的起始时间和起始读数为参照。
另外,在电站进入稳定运营期间后,用电人也可能因经营状况恶化或与投资者产生冲突等原因而拒交或拖欠电费。因此,在项目实施前必须充分了解该用电人的财务状况和信用度,综合评估其拖欠电费的可能性,同时在EMC合同中也要明确约定拖欠电费的违约责任。
6、电站设施被破坏
电站设施被破坏的原因很多(此处主要讨论在项目运营阶段的电站设施被破坏,至于项目建设阶段的破坏在前文设备质量问题和工程质量问题处已进行讨论),如不可抗力、意外事故、人为破坏等,其损失可大可小,小则需维修发电设备,大则电站损毁。一般遭受上述不可抗力、意外事故等非人力控制因素破坏的,电站所依附的屋顶也会遭受致命损害,通常这种情况的发生并非用电人过错,且用电人自身也遭受极大损失,此时要求用电人承担责任也不实际,因此购买电站财产保险十分重要。而在人为破坏的情况下,则可根据过错责任要求破坏者承担相应责任,而用电人也需尽到通知和减少损失的义务。
7、用电低于预期
自发自用比例低也即用电低于预期。投资者在项目实施前需了解用电人的行业发展前景及用电人自身经营状况,如能在EMC合同中约定最低用电量则能有效避免这一风险给投资者带来损失。但通常情况下,在EMC合同中投资者仍是处于劣势低位,用电人一般不会接受最低用电量。所以投资者必须在项目实施前精确评估单体项目的自发自用比例,将该风险控制在可控范围内。
8、发电低于预期
新建筑物遮挡阳光、系统转换效率降低、组件损坏以及太阳辐照降低等均会导致电站发电量低于预期值。首先,购买发电量保险;其次,对于系统效率可在组件采购合同中作出约定,由供应商对系统效率作出保证;第三需要到工业园区等机构了解园区发展规划,预判合同期内项目场地周边的开发情况,并由技术部门判断其对电站发电情况的影响程度,从而更精确地计算每年发电量和电站收益。
9、建筑物产权变更
屋顶业主破产、建筑物转让以及国家征收征用等都可能导致建筑物产权发生变更。首先投资者需了解用电人经营状况,评估其合同期内破产、转让建筑物等的风险,并通过当地政府等途径了解合同期内有无征地规划等情况;其次,要求用电人在建筑物产权变更情况下要先与新产权人达成协议,由新产权人替代用电人继续履行合同,即债权债务的概括转移。
10、建筑物搬迁
用电人生产发展等需要以及国家征收征用等均可能出现建筑物搬迁的需要,因此投资者需了解用电单位的发展规划,评估合同期内其搬迁的可能性,并在EMC合同中约定发生建筑物搬迁事宜的,光伏电站随建筑物搬迁或由用电人提供同等条件的新建筑屋顶给投资者。
(二)解决措施
从对上述风险因素的诱因及其解决方法的分析来看,防控上述风险主要有三个步骤。一是全面综合了解各风险的成因,将其量化为风险成本,并反映在财务评估模型中,综合各方面因素评估单体项目的投资收益情况。二是在相应的合同中约定出现各风险后的救济方式。三是在项目实施过程中积极预防上述风险的出现。其中前两个步骤在项目实施前必须完成,如此可将上述风险控制在投资者可接受的范围内,并提高投资者的投资信心。
四、结语
近年来,分布式光伏发电站投资越来越得到国家和当地政府的支持,加上江苏、山东、浙江等光伏大省良好的示范效应,越来越多资金进入分布式光伏发电投资市场,譬如恒大强势进军光伏行业,也再次印证光伏发电行业的巨大潜力。但光伏发电行业在国内仍属于新兴行业,各方都处于探索阶段,未来还充满许多不确定因素。为了实现电站利益最大化,电站的投资评估必须严而待之。
行业主要企业:东方日升(300118)、隆基股份(601012)、中利集团(002309)、正泰电器(601877)、晶科科技(601778)、拓日新能(002218)、中环股份(002129)、太阳能(000591)
本文核心数据:全球光伏发电累计装机量、全球光伏发电年装机量、光伏发电装机量区域分布
2020年全球光伏累计装机容量破70万MW
在全球气候变暖及化石能源日益枯竭的大背景下,可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视,大力发展可再生能源已成为世界各国的共识。《巴黎协定》在2016年11月4日生效,凸显了世界各国发展可再生能源产业的决心,太阳能光伏技术作为绿色能源中的一种,也受到了世界各国的大力支持。
根据国际可再生能源机构(IRENA)数据显示,2010-2020年全球光伏累计装机容量维持稳定上升趋势,2020年为707494MW,较2019年增长21.8%,预计未来一段时间还会继续维持增长趋势。
单年光伏新增装机容量突破12万MW
根据国际可再生能源机构(IRENA)数据显示,2011-2020年全球光伏新增装机容量维持上升趋势,2020年新增装机容量为126735MW,较2019年增长29.9%,预计未来一段时间还会继续维持增长趋势。
累计装机量:亚洲、中国市场领衔全球
根据国际可再生能源机构(IRENA)数据显示,2020年全球光伏累计安装容量市场份额主要来自于亚洲,亚洲累计安装容量为406283MW,占比为57.43%。欧洲累计安装容量为161145
MW,占比为22.78%北美累计安装容量为82768 MW,占比为11.70%。
从国家来看,2020年世界主要光伏发电国家累计装机容量中前三分别为:中国、美国、日本。合计占比达到55.78%,其中中国占全球比重为35.88%。
年度装机量:亚洲占比超60%
2020年全球光伏新增安装容量市场份额主要来自于亚洲,亚洲新增安装容量为77730MW,占比为61.33%。欧洲新增安装容量为20826MW,占比为16.43%北美新增安装容量为16108MW,占比为12.71%。
从国家来看,2020年新增装机容量国家中前三分别为:中国、美国和越南。合计占比达到59.77%,其中中国占全球比重为38.87%。
总体来说,全球亚洲与中国市场在全球光伏发电装机量方面具有领先地位。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
全球二氧化碳的大量排放不仅造成严重的环境污染问题,也造成全球灾害性天气频发,严重的威胁着人类和地球其它生命的生存。
碳达峰、碳中和目标的出台,为我国未来绿色低碳发展绘制了美好蓝图。但也要看到,我国处于工业化发展阶段,工业技术和耗能、排放水平比发达国家仍有较大差距,我国要实现碳达峰和碳中和的目标面临着巨大的压力和挑战。要实现这个目标,我国不仅要努力提高制造业技术水平,加大节能减排力度,更需要改变能源结构,减少高耗能。
我国碳达峰和碳中和的目标的确定,将进一步推进绿色经济发展和城镇化、工业化、电气化改革,对新能源特别是电力清洁化发展有着重要意义。
近年来,碳排放交易已经逐渐成为一个热门话题。今天我们来谈谈光伏发电站到底能减排多少二氧化碳温室气体。
我们以一个1MW的光伏发电站为例来做计算。首先需要说明的是我国地缘辽阔,各地的太阳能辐射资源不同,不同地区安装的同容量的光伏发电站的发电量是有很大差异的。如果我们以江浙地区和甘肃河西走廊地区的光伏发电站为例来做分析。
▲工商业屋顶光伏电站
我们知道,江浙一带的最佳倾角光伏阵列表面年太阳能辐射量通常在1300kWh/m²左右,而西北地区河西走廊一带太阳能辐射资源比较丰富,大约是2000kWh/m²左右。
江浙一带的1MW光伏发电站电站首年发电量可达100万kWh。
河西走廊一带的1MW光伏发电站电站首年发电量可达160万kWh。
与常规煤热发电站相比,1MW的光伏发电站每年分别可节省405-630吨标准煤, 减排1036-1600吨二氧化碳,9.7-15.0吨二氧化硫,2.8-4.4吨氮氧化物。
按照目前碳排放40元/吨左右的平均交易价格计算,1MW的光伏电站每年碳减排交易的收益约4.1-6.4万元左右。
1997年,全球100多个国家签署了《京都议定书》,碳排放权成为了一种商品,碳交易成为碳减排的核心手段之一。目前,全球有几十个碳交易体系。2020年,全球碳市场交易规模达2290亿欧元,同比上涨18%,碳交易总量达103亿吨。碳排放价格从平均每吨25欧元翻倍至2021年5月初的每吨50欧元左右。
我国碳交易工作也已经开展了十余年了,全国有北京、天津、上海、重庆、湖北、广东、深圳、和福建等八个地区已经开展了碳交易试点,完成了近5亿吨二氧化碳排放量的交易,成交额上百亿元。同时各地科技厅等部门都有从事的清洁能源机制的机构或碳排放管理部门。
据了解,目前我国碳排放交易价是每吨20-52元,和国际市场比,碳排放价格还是比较低的,但是随着国家“双碳”目标和国际化的推进,碳排放价格上涨的趋势是必然的。我国目前有装机240GW的光伏发电站,年发电量1172亿kWh减排二氧化碳11684.8万吨。每年有价值约4000万元-6000万元的排放配额指标可用于市场交易。光伏发电不仅可以直接通过售电获得经济效益,同时还可以通过碳排放交易获得额外的经济收入。
我们认为,未来我国将进一步加大各地碳排放配额管理和发展碳排放市场交易,推动新能源的发展和“双碳”目标的实现。
(注:计算公式:1 度电 = 0.39 kg 煤 = 0.997 kg 二氧化碳 = 0.00936 kg二氧化硫 = 0.00273 kg 氮氧化物)
那如何计算二氧化碳减排量的多少呢?
以发电厂为例,节约1度电或1公斤煤到底减排了多少“二氧化碳”?
根据专家统计:每节约1度(千瓦时)电,就相应节约了0.328千克标准煤,同时减少污染排放0.272千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳、0.03千克二氧化硫、0.015千克氮氧化物。每使用光伏电站所发的一度电是同样道理。
以1MWp光伏电站为例。
减少二氧化碳减排量:
近日,浙江省乐清市有序用电工作领导小组办公室文件印发 乐有序用电办[2021]4号《关于调整C级有序用电方案的通知》,文件中明确:轮到停用的企业当天0点到24点全部停止生产用电,但是企业屋顶光伏发电不在控制范围!免受限电影响,能控制用电成本还想增加碳交易收入的各位企业可以尽快在屋顶安装光伏电站了!
光伏电站碳交易额外创收计算案例
这里以上数据可以看出,1MW光伏电站每年可以减少1196.4吨的二氧化碳减排量。按20元/吨(23日碳市场收盘价43.85元/吨)成交价计算,这座1MW的光伏电站每年可获得2.4万元左右的收益。25年将获得60万左右收益,这还没有算更高的发电收益。按市场价格(排除原料涨价因素),一座1MW光伏电站的投入成本大概350万左右,碳排放权交易给工商业光伏电站带来的额外收益还是非常明显的!
一、年发电量是多少?
根据北京市太阳能资源情况,安装角度为35°时,光伏年峰值利用小时数为1536.65h,考虑到79%的系统效率,等效年发电利用小时数为1213.95h,在25年的运营期,光伏组件的发电衰减率按20%计算。
根据分布式光伏发电量常用的简化计算公式:L=W×H×η,其中L为年发电量,W为装机容量,H为年峰值利用小时数,η为光伏电站的系统效率,H×η为年等效利用小时数。
计算可知,20kW光伏电站的首年发电量为:
20kW×1213.95h=24.28MWh
按照10年衰减10%,25年衰减20%计算,25年的发电量情况见下表:
表1 北京地区20kW分布式光伏电站发电量计算
二、碳减排量是多少?
根据《联网的可再生能源发电》、《可再生能源并网发电方法学》、《广东省安装分布式光伏发电系统碳普惠方法学》等与分布式光伏发电相关的自愿碳减排量核算方法学,分布式光伏碳减排量核算周期以自然年为计算单位,减排量即为基准线排放量,也就是不安装使用分布式光伏发电系统,使用电网供电所产生的二氧化碳排放量。简化的减排量计算公式:
式中:ERy为安装并运行分布式光伏发电系统在第y年的减排量(tCO2/yr),BEy是第y年的基准线排放量(tCO2/yr),EGPJ,y是第y年由于安装分布式光伏发电系统并运行所发电量(MWh/yr),EFgrid,CM,y是第y年区域电网组合边际CO2排放因子(tCO2/MWh)。
根据《CM-001-V02可再生能源并网发电方法学》(第二版),组合边际CO2排放因子EFgrid,CM,y计算方法如下:
式中:EFgrid,OM,y和EFgrid,BM,y分别为第y年电量边际排放因子和容量边际排放因子,单位均为tCO2/MWh,采用国家发改委最新公布的区域电网基准线排放因子。WOM和WBM分别为电量边际排放因子和容量边际排放因子的权重。
根据方法学规定,对于太阳能发电项目,第一计入期和后续计入期,WOM=0.75,WBM=0.25。
查阅官方资料,最新公布的排放因子为生态环境部2020年12月29日发布的2019年度减排项目中国区域电网基准线排放因子。
北京市属于华北区域电网,其2019年度的组合边际CO2排放因子:
按照2019年度的电网基准线排放因子,北京地区20kW分布式光伏电站的首年碳减排量为:24.28×0.8269=20.08(tCO2);
25年运营期的年均碳减排量为:21.62×0.8269=17.88(tCO2);
25年的总减排量为:540.45×0.8269=446.9(tCO2)。
随着清洁能源装机比例的不断提高,电网基准线排放因子也有逐年降低的趋势,因此,实际核准的总碳减排量可能会比本文计算结果偏低。
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三、碳交易实现路径?
上节计算得出了分布式光伏的碳减排量,怎样才能在碳市场通过交易获得收益呢?
财政部于2021年8月在对关于可再生能源补贴问题的回复中指出:“将进一步完善我国绿证核发交易管理机制和碳排放权交易机制,通过绿证和碳排放权交易合理补贴新能源环境效益,为新能源健康发展提供有力支撑”。以下分别从碳交易和绿证交易进行分析。
一、CCER碳交易是什么?
具体而言,CCER是指国家核证自愿减排量,排放企业需要按照减去自愿减排量的排放量来进行生产经营活动,如果排放超额,就要受到处罚,如果不想受到处罚,则可以向拥有多余配额的企业购买排放权。
在这一机制下,可以促进企业进行技术升级来减少碳排放量,从而达到节能减排的效果,同时也提高了生产经营效率。
目前我国的碳排放交易体系正在不断的完善当中,国内首个碳排放交易市场于2013年6月18日在深圳启动,目前国内共有7家碳排放交易所,碳排放交易第一阶段涉及16个行业,包括钢铁、石化、有色、电力等10个工业行业,以及航空、港口、机场、宾馆等6个非工业行业。
二、如何申请CCER
1、申请的过程
2、申请过程项目业主的工作
三、项目开发的前期评估
项目开发之前需要通过专业的咨询机构或技术人员对项目进行评估,判断该项目是否可以开发成为CCER项目,主要依据是评估该项目是否符合国家主管部门备案的CCER方法学的适用条件以及是否满足额外性论证的要求。
方法学是指用于确定项目基准线、论证额外性、计算减排量、制定监测计划等的方法指南。截止到目前,国家发改委已在信息平台分四批公布了178个备案的CCER方法学,其中由联合国清洁发展机制(CDM)方法学转化173个,新开发5个;含常规项目方法学96个,小型项目方法学78个,林业草原项目方法学4个。这些方法学已基本涵盖了国内CCER项目开发的适用领域,为国内的业主企业开发自愿减排项目提供了广阔的选择空间。
另外,《指南》也规定了国内CCER项目开发的16个专业领域,如下表所示。
额外性是指项目活动所带来的减排量相对于基准线是额外的, 即这种项目及其减排量在没有外来的CCER项目支持情况下, 存在财务效益指标、融资渠道、技术风险、市场普及和资源条件方面的障碍因素, 依靠项目业主的现有条件难以实现。
如果所评估项目符合方法学的适用条件并满足额外性论证的要求,咨询机构将依照方法学计算项目活动产生的减排量并参考碳交易市场的CCER价格,进一步估算项目开发的减排收益。CCER项目的开发成本,主要包括编制项目文件与监测计划的咨询费用以及出具审定报告与核证报告的第三方费用等。项目业主以此分析项目开发的成本及收益,决定是否将项目开发为CCER项目并确定每次核证的监测期长度。
2.项目开发流程
CCER项目的开发流程在很大程度上沿袭了清洁发展机制(CDM)项目的框架和思路,主要包括6个步骤,依次是:项目文件设计、项目审定、项目备案、项目实施与监测、减排量核查与核证、减排量签发。
(1)设计项目文件
设计项目文件是CCER项目开发的起点。项目设计文件(PDD)是申请CCER项目的必要依据,是体现项目合格性并进一步计算与核证减排量的重要参考。项目设计文件的编写需要依据从国家发改委网站上获取的最新格式和填写指南,审定机构同时对提交的项目设计文件的完整性进行审定。2014年2月底,国家发改委根据国内开发CCER项目的具体要求设计了项目设计文件模板(第1.1版)并在信息平台公布。项目文件可以由项目业主自行撰写,也可由咨询机构协助项目业主完成。
(2)项目审定程序
项目业主提交CCER项目的备案申请材料后,需经过审定程序才能够在国家主管部门进行备案。审定程序主要包括准备、实施、报告三个阶段,具体包括合同签订、审定准备、项目设计文件公示、文件评审、现场访问、审定报告的编写及内部评审、审定报告的交付并上传至国家发改委网站等7个步骤。
另外,项目业主申请CCER项目备案须准备并提交的材料包括:
① 项目备案申请函和申请表;
② 项目概况说明;
③ 企业的营业执照;
④ 项目可研报告审批文件、项目核准文件或项目备案文件;
⑤ 项目环评审批文件;
⑥ 项目节能评估和审查意见;
⑦ 项目开工时间证明文件;
⑧ 采用经国家主管部门备案的方法学编制的项目设计文件;
⑨ 项目审定报告。
国家主管部门接到项目备案申请材料后,首先会委托专家进行评估,评估时间不超过30个工作日;然后主管部门对备案申请进行审查,审查时间不超过30个工作日(不含专家评估时间)。
(3)减排量核证程序
经备案的CCER项目产生减排量后,项目业主在向国家主管部门申请减排量签发前,应由经国家主管部门备案的核证机构核证,并出具减排量核证报告。
核证程序主要包括准备、实施、报告三个阶段,具体包括合同签订、核证准备、监测报告公示、文件评审、现场访问、核证报告的编写及内部评审、核证报告的交付并上传至国家发改委网站等7个步骤。
项目业主申请减排量备案须提交以下材料:
① 减排量备案申请函;
② 监测报告;
③ 减排量核证报告。
监测报告是记录减排项目数据管理、质量保证和控制程序的重要依据,是项目活动产生的减排量在事后可报告、可核证的重要保证。监测报告可由项目业主编制,或由项目业主委托的咨询机构编制。
国家主管部门接到减排量签发申请材料后,首先会委托专家进行技术评估,评估时间不超过30个工作日;然后主管部门对减排量备案申请进行审查,审查时间不超过30个工作日(不含专家评估时间)。
四、项目开发周期
如前所述的CCER项目备案申请的4类项目中,第一类项目为项目业主新开发项目,开发周期相对较长;第二类项目虽然获得作为CDM项目的批准,但是在开发流程上与第一类项目相同,开发周期同样较长;而第三、四类项目由于是在CDM项目开发基础上转化,开发周期相对较短。一个CCER项目的开发流程及周期如下图所示。
据此估算,一个CCER的开发周期最少要有5个月。在整个项目开发过程中,还要考虑到不同类型项目的开发难易程度、项目业主与咨询机构及第三方机构的沟通过程、审定及核证程序中的澄清不符合要求,以及编写审定、核证报告及内部评审等环节的成本时间,通常情况下一个CCER项目开发时间周期都会超过5个月。
除上述项目开发流程,一个CCER项目成功备案并获得减排量签发,还需经过国家发改委的审核批准过程。由上述项目审定及减排量签发程序,可以推算国家主管部门组织专家评估并进行审核批准的时间周期在60~120个工作日之间,即大约需要3~6个月时间。
综上累加上述项目开发及发改委审批的时间,正常情况下,一个CCER项目从着手开发到最终实现减排量签发的最短时间周期要有8个月。
国内碳排放权交易试点的“两省五市”碳交易体系已为CCER进入各自的碳交易市场开放通道,皆允许CCER作为抵消限制进入碳交易市场,使用比例为5%~10%。作为抵消机制的CCER进入“两省五市”碳排放权交易市场,将会扩大市场参与并降低减排成本。
光伏发电,是利用光线照射到半导体上以后在半导体不同部位形成电位差的技术原理,用专业设备将光能转换为电能的一种技术。
光伏发电设备,由以下几类设备组成:
1,太阳电池板。
2,控制器。
3,逆变器。
其中太阳能电池板可以通过串联方式来获得更大的面积,可以接收更多的光线,从而提高发电效率和发电量。
作为一种清洁高效的新型发电形式,光伏发电拥有诸多优点,拥有广阔的发展前景。
具体来说,光伏发电拥有以下几方面优点:
1,资源丰富。
光伏发电所使用的资源,就是太阳光。……这可以认为是取之不尽用之不竭的资源。
只要有充足光照的地方,就可以安装光伏发电设施进行发电。
2,清洁、无污染。
光伏发电利用的资源是太阳光,这是一种清洁无污染的资源。……且光伏发电设备在工作过程中不会产生废料,不会污染环境,因此光伏发电是与风能发电等新型能源一样的清洁无污染的发电模式。
3,系统简单,对场地要求低。
光伏发电整个系统结构简单,安装容易,对场地的要求也不高。……无需专用场地,只要能够迎着太阳光摆的下相关设备,整个系统就可以开始工作,这样的状态对于偏远地区来说非常有利。
4,高效。
光伏发电的光能-电能转化效率高,是一种非常高效的新型能源。
5,空间占用率高。
光伏发电设备对场地的要求很低,不必使用专用场地,利用田间地头就可以安装、发电,还可以利用屋顶等空间来安装设备,极大地提升了空间利用率。
6,建设周期短,见效快。
光伏发电设备因为结构简单,且无需燃料以及输变电线路建设,安装完成即可开始工作,所以建设周期短,收效快。所以成为一种具有广阔应用前景的新型发电方式。
法律分析:光伏电站,是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系,与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏电站是属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。可以分为带蓄电池的独立发电系统和不带蓄电池的并网发电系统。太阳能发电分为光热发电和光伏发电。现时期进入商业化的太阳能电能,指的就是太阳能光伏发电。光伏发电产品主要用于三大方面:一是为无电场合提供电源;二是太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等;三是并网发电,这在发达国家已经大面积推广实施。到2009年,中国并网发电还未开始全面推广,不过,2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电提供的。
法律依据:《中华人民共和国行业标准管理办法》
第一条 为加强行业标准的管理,确保行业标准的协调、统一,根据《中华人民共和国标准化法》和《中华人民共和国标准化法实施条例》的规定,制定本办法。
第二条 行业标准是对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求所制定的标准。行业标准不得与有关国家标准相抵触。有关行业标准之间应保持协调、统一,不得重复。行业标准在相应的国家标准实施后,即行废止。
第三条 需要在行业范围内统一的下列技术要求,可以制定行业标准(含标准样品的制作):
(一)技术术语、符号、代号(含代码)、文件格式、制图方法等通用技术语言;
(二)工、农业产品的品种、规格、性能参数、质量指标、试验方法以及安全、卫生要求;
(三)工、农业产品的设计、生产、检验、包装、储存、运输、使用、维修方法以及生产、储存、运输过程中的安全、卫生要求;
(四)通用零部件的技术要求;
(五)产品结构要素和互换配合要求;
(六)工程建设的勘察、规划、设计、施工及验收的技术要求和方法;
(七)信息、能源、资源、交通运输的技术要求及其管理技术等要求