一、發(fā)展分布式光伏的重要意義 隨著全球和我國應(yīng)對氣候變化行動的進(jìn)一步深入,能源轉(zhuǎn)型加速,光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了新的發(fā)展階段,光伏發(fā)電的應(yīng)用的方向?qū)⒂纱笮偷孛骐娬局鲗?dǎo)轉(zhuǎn)向分布式與地面電站相結(jié)合的模式。《2050中國光伏發(fā)展展望報(bào)告(2019)》認(rèn)為,分布式光伏將是非常重要的發(fā)展模式(見圖1)。按照《關(guān)于分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目管理暫行辦法的通知》(國能新能[2013]433號)給出的定義,分布式光伏發(fā)電是指在用戶所在場地或附近建設(shè)運(yùn)行,以用戶側(cè)自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)且在配電網(wǎng)系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。 隨著“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的逐步推進(jìn),從目前到2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,全社會新增電力需求需要通過光伏等新能源電力來滿足;從實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰到碳中和這一階段,發(fā)電端大量的煤電和終端以煤炭為主的用能形式將需要大量以光伏發(fā)電來替代,電力在我國能源結(jié)構(gòu)中的占比將大幅提升,電力將成為未來能源消費(fèi)的主要形式。據(jù)國家發(fā)改委能源所原研究員王斯成預(yù)測,分布式光伏市場潛力巨大,全國2035年至少有5億千瓦發(fā)展空間,平均每年新增3000萬千瓦。 分布式光伏發(fā)展有助于實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域的綠色低碳發(fā)展。從目前來看,除了少量的建筑安裝了太陽能熱水系統(tǒng)和地源熱泵,可為建筑提供一定供熱、供冷和熱水的能源供應(yīng),但主要能耗主體電力主要依靠城市電網(wǎng)供電。分布式光伏促使建筑由高能耗建筑向近零能耗發(fā)展,并成為全球建筑領(lǐng)域的大趨勢,歐美等發(fā)達(dá)國家相繼提出了2020、2030年近/凈零能耗建筑發(fā)展目標(biāo)(見圖2),并開展了技術(shù)集成專項(xiàng)研究與示范。其中,光電建筑一體化系統(tǒng)是促使建筑實(shí)現(xiàn)近零能耗必不可少的選擇。據(jù)中國建筑科學(xué)研究院何濤研究員估算,在既有建筑應(yīng)用BIPV潛力方面,我國既有建筑面積600億平米,可安裝太陽能光伏近30億平米,約4億千瓦;新建建筑應(yīng)用BIPV潛力方面,我國每年新建建筑面積20億平米,可安裝太陽能光伏近1.5億平米,約2000萬千瓦。 分布式光伏規(guī)?;l(fā)展將促使“光伏+儲能”應(yīng)用而生,從而將拉動儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展,擴(kuò)大就業(yè)機(jī)會,為我國經(jīng)濟(jì)、社會健康發(fā)展帶來新的增長點(diǎn)。利用智能微電網(wǎng)供電和分布式儲能技術(shù),可以從根本上解決建筑電力負(fù)荷與光伏發(fā)電出力時(shí)間和空間上不吻合的問題,徹底扭轉(zhuǎn)目前建筑用電完全依賴電網(wǎng)的局面。 以光伏扶貧為起點(diǎn),逐步實(shí)現(xiàn)支撐鄉(xiāng)村振興,助力農(nóng)村地區(qū)能源變革。根據(jù)我國居民建筑的條件來看,戶用光伏系統(tǒng)更適合在農(nóng)村地區(qū)建設(shè)。光伏扶貧在脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)中發(fā)揮了重要的作用。戶用分布式光伏產(chǎn)權(quán)明晰,系統(tǒng)歸貧困戶所有。在建檔立卡貧困戶的屋頂或院落空閑位置安裝一套3kW~5kW的光伏發(fā)電系統(tǒng),原則是“自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”,即所發(fā)電量自己使用,用不完的剩余電量賣給國家電網(wǎng)領(lǐng)取財(cái)政補(bǔ)貼,所得收益均歸農(nóng)戶自己。每戶一年大概可獲益3000元,連續(xù)收益20年,可有效緩解家庭經(jīng)濟(jì)困難,幫助他們擺脫貧困。 戶用正成為分布式光伏的重要組成部分,并且可助力實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興。據(jù)粗略估計(jì),我國至少還有5000萬個可安裝戶用光伏的屋頂,如全部安裝可以實(shí)現(xiàn)裝機(jī)總量達(dá)1000GW。2016至2020年,全國戶用光伏累計(jì)裝機(jī)已超過20GW,安裝戶數(shù)超過150萬戶,其中,這幾年累計(jì)分別安裝戶用光伏的戶數(shù)為15萬戶、50萬戶、78萬戶,107萬戶,150萬戶。2016-2020年新增安裝戶用光伏的戶數(shù)分別為13萬戶、35萬戶、22萬戶、29萬戶、50萬戶。2020年,納入補(bǔ)貼規(guī)模的戶用項(xiàng)目達(dá)10.1GW,創(chuàng)下了歷史新高,與此同時(shí),戶用光伏裝機(jī)在全年分布式裝機(jī)中的占比達(dá)到67%,在全部新增裝機(jī)中占比達(dá)到21%,已成為舉足輕重的項(xiàng)目類型。從全國范圍看,山東、河北、河南、山西、安徽、浙江、江蘇等省表現(xiàn)突出,裝機(jī)規(guī)模排名前列。 二、分布式光伏發(fā)展現(xiàn)狀 從長周期來看,分布式光伏尚處于發(fā)展的起步階段,有必要充分思考發(fā)展初期需要解決發(fā)展面臨的問題。2017年以來, 分布式光伏新增裝機(jī)開始顯著增加,2020年新增容量15.5GW(見下圖3)。 與光伏電站相比,目前分布式光伏電站的內(nèi)部收益率相對更高(見圖4),而且投資門檻相對更低,消納更為容易,吸引了大量的投資者?!叭薄钡貐^(qū)的青海、內(nèi)蒙古、河北、遼寧、吉林、黑龍江、山東等地,由于資源條件優(yōu)良、建設(shè)成本和非技術(shù)性成本較低,2020 年光伏電站新建項(xiàng)目的內(nèi)部收益率為 8.1%~10.4%,可以實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。結(jié)合考慮當(dāng)?shù)氐奶柲苜Y源情況,核算分布式光伏在各地的滿發(fā)小時(shí)數(shù),以燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)×30%+一般工商業(yè)電價(jià)×70%作為收益電價(jià),測算全國各地區(qū)新建分布式光伏平價(jià)上網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性,2020年分布式光伏新建項(xiàng)目內(nèi)部收益率均大于 8%。其中,吉林、蒙東、天津等“三北”地區(qū),以及浙江、江蘇、湖北等中東部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)性較高,其新增項(xiàng)目內(nèi)部收益率達(dá)到 12% 以上。 中東部地區(qū)分布式光伏發(fā)展速度較快,在光伏總裝機(jī)容量中的比例顯著提升,可以看出其未來具有較大的增長潛力。以浙江為例,首先,以企業(yè)屋頂分布式光伏為主,商業(yè)模式成熟,項(xiàng)目盈利能力強(qiáng);其次,采用第三方合同能源管理的項(xiàng)目較多,資本驅(qū)動特征明顯;同時(shí),浙江良好的產(chǎn)業(yè)支撐,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷消納條件為分布式光伏發(fā)展提供了基礎(chǔ)。 支撐分布式光伏發(fā)展的政策、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)逐步完善,戶用分布式的政策傾斜力度更大。作為分布式光伏的重要應(yīng)用形式,光伏在建筑方面開始進(jìn)入規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展階段。住建部在2020年11月發(fā)布了《太陽能發(fā)電工程項(xiàng)目規(guī)范(征求意見稿)》。交通運(yùn)輸部門提出了打造融合高效的智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施,鼓勵在服務(wù)區(qū)、邊坡等公路沿線合理布局光伏發(fā)電設(shè)施,與市電等并網(wǎng)供電,并在積極推動制定高速公路路側(cè)光伏工程技術(shù)規(guī)范。工信部在推動重點(diǎn)行業(yè)制定實(shí)施碳達(dá)峰行動方案和路線圖,鼓勵工業(yè)企業(yè)、園區(qū)建設(shè)綠色微電網(wǎng),優(yōu)先利用可再生能源,在各行業(yè)各地區(qū)建設(shè)綠色工廠和綠色工業(yè)園區(qū)。戶用光伏領(lǐng)域的稅收優(yōu)惠力度很大,目前戶用光伏項(xiàng)目的上網(wǎng)電費(fèi)和補(bǔ)貼電費(fèi)免收增值稅。 三、分布式光伏發(fā)展面臨的問題 分布式光伏單體體量比較小,項(xiàng)目數(shù)量多,投資主體以中小企業(yè)和個人為主,地理分布分散,開發(fā)難度大,運(yùn)維難度大。針對分布式光伏獨(dú)特的特點(diǎn)和面臨的問題需要有針對性的解決方案促進(jìn)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。 一是電力市場機(jī)制不完善,支持分布式光伏發(fā)展的商業(yè)模式尚未形成。 “隔墻售電”是當(dāng)前抑制分布式光伏的最大因素之一。所謂“隔墻售電”,就是允許分布式能源項(xiàng)目通過配電網(wǎng)將電力直接銷售給周邊的能源消費(fèi)者,而不是必須先低價(jià)賣給電網(wǎng),再由用戶從電網(wǎng)購電。如果這一模式可以突破,可以極大的釋放分布式光伏發(fā)電的巨大發(fā)展?jié)摿?,讓電力消費(fèi)者成為“生產(chǎn)投資型消費(fèi)者”,真正實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)作為電力高速公路平臺的轉(zhuǎn)型,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)真正意義的服務(wù)新能源的發(fā)展。 二是高比例分布式光伏發(fā)展所需的配電網(wǎng)接入能力不足。從電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的角度來看,分布式光伏大量地接入也會影響配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。 目前,配電網(wǎng)規(guī)劃無法掌握地區(qū)分布式電源的總體情況,缺少評估配電網(wǎng)消納新能源的成熟方法與工具,造成分布式電源并網(wǎng)凌亂無序,給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了沖擊。同時(shí),缺乏分布式電源接入方案的適應(yīng)性評價(jià)方法,難以追蹤反饋其應(yīng)用情況。此外,當(dāng)前對分布式電源消納能力計(jì)算方面的研究以單一對象為主,容易造成“維度災(zāi)”導(dǎo)致求解困難。為促進(jìn)分布式電源與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展,指導(dǎo)配電網(wǎng)和分布式電源規(guī)劃,提高配電網(wǎng)對分布式電源的接納能力,亟需在分布式電源消納能力計(jì)算方面進(jìn)行探究,為分布式電源科學(xué)、有序接入提供支撐。 三是分布式光伏項(xiàng)目面臨融資難的問題。 分布式光伏融資難是中小企業(yè)融資難的具體類型之一,原因包括中小企業(yè)沒有足夠的資產(chǎn)作為抵押以及未來的現(xiàn)金流較難作為貸款的增信工具。但是,分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目通過一定的技術(shù)手段可以較好的解決該問題。 四是分布式光伏項(xiàng)目的服務(wù)能力有待改善。 缺乏從居民用戶的角度去考察整個光伏項(xiàng)目安裝運(yùn)維全過程的要求與服務(wù)體驗(yàn)。雖然近幾年中國光伏發(fā)電的發(fā)展勢頭非常迅猛,相關(guān)的法律體系、管理規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)近幾年逐步完善。但居民分布式光伏是2015年興起的特殊市場,面對的消費(fèi)群體和安裝服務(wù)要求都與傳統(tǒng)光伏安裝應(yīng)用不同。其對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相對不夠完善,還沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)去統(tǒng)一、全面地規(guī)范。 五是分布式光伏系統(tǒng)電能質(zhì)量亟待提高。 在能源保供的形勢和電力系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則的要求下,光伏系統(tǒng)需提高自身穩(wěn)定性,在大規(guī)模新增裝機(jī)、替代化石能源的同時(shí),應(yīng)提升電能質(zhì)量、提高調(diào)節(jié)能力,保障電力供應(yīng)體系安全、穩(wěn)定運(yùn)行。 六是分布式光伏發(fā)電面臨較多的施工、運(yùn)行等安全風(fēng)險(xiǎn)。 保障分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)安裝和運(yùn)行以及退役后的人身和設(shè)備財(cái)產(chǎn)安全。分布式光伏法發(fā)電相關(guān)企業(yè)的安全管理規(guī)范不完善,從業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)難以滿足安全運(yùn)行管理的要求,安全事故時(shí)有發(fā)生。2015年7月,廣東省中山某在建的屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目發(fā)生安全事故,一名施工人員在連接組件陣列時(shí)觸電導(dǎo)致不治身亡,原因是施工時(shí)組串的端子進(jìn)水,施工人員同時(shí)觸碰正負(fù)極端子后發(fā)生了該事故。2017年9月,浙江一座屋頂分布式光伏系統(tǒng)進(jìn)行清洗,一名運(yùn)維人員違反安全規(guī)定,未按要求通過爬梯下樓再上樓,從遮雨棚墜落受傷,經(jīng)現(xiàn)場搶救無效死亡。 四、促進(jìn)分布式光伏發(fā)電高質(zhì)量發(fā)展的建議 以高校等公共建筑為牽引推動分布式光伏規(guī)?;l(fā)展。相比較工商業(yè)和戶用光伏系統(tǒng),高校是典型的公共建筑,屋頂面積比較大,電力消耗較多,非常適合建設(shè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目。中國教育后勤協(xié)會能源管理專委會副秘書長黃兆林指出,目前我國普通高校有2600所左右,在校學(xué)生3100萬,學(xué)校的能耗占全國公共機(jī)構(gòu)總能耗的三分之一,高校人均能耗也遠(yuǎn)高于全國能耗。建設(shè)分布式光伏可以推動高校綠色校園建設(shè)除了節(jié)能外,還可以加大對可再生能源的利用和綠色觀念的培養(yǎng)。 打造配電網(wǎng)分層次接納分布式光伏發(fā)電的評價(jià)能力。從更加宏觀的層面挖掘配電網(wǎng)接納分布式光伏發(fā)電的能力。電網(wǎng)企業(yè)通過構(gòu)建不同層次的分布式評價(jià)能力,為分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)提供指導(dǎo)建議,可充分利用電網(wǎng)接納分布式光伏的能力,同時(shí)確保新時(shí)期的電力系統(tǒng)運(yùn)行安全。 加強(qiáng)分布式并網(wǎng)管理的能力,提高配電網(wǎng)接納分布式光伏的容量,有序管理分布式管理項(xiàng)目建設(shè)。隨著以新能源為主的新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)入“爬坡過坎”關(guān)鍵期,“十四五”期間,分布式光伏為主體的有源配電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理將步入“無人區(qū)”,亟需依托典型地區(qū)有源配電網(wǎng)開展綜合試點(diǎn),化解風(fēng)險(xiǎn)、破解難題。部分分布式發(fā)展比較快的區(qū)域已經(jīng)暴露出一定的配電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn),局部區(qū)域滲透率過高,電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增大。分布式光伏與區(qū)域用電負(fù)荷發(fā)展不完全匹配,地區(qū)間分布式光伏發(fā)展不均衡,都給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了一定的風(fēng)險(xiǎn)。甚至,還出現(xiàn)了光伏項(xiàng)目私增容量的苗頭,有些企業(yè)出現(xiàn)騙取國家財(cái)政補(bǔ)貼的狀況。 促進(jìn)分布式光伏與建筑等其他產(chǎn)業(yè)協(xié)同推動。對于光伏建筑一體化的項(xiàng)目,涉及到光伏與建筑的深度融合,對光伏項(xiàng)目開發(fā)人員和建筑設(shè)計(jì)人員均提出了跨界的要求,雙方均需要提高跨領(lǐng)域知識的積累。目前遇到的比較多的問題是,組件材料需要通過各個部門的檢測,同時(shí)還必須要取得各項(xiàng)證書,也是需要完善的一個地方;建筑人員對于一些新材料新技術(shù)的應(yīng)用比較抗拒。如果作為建筑我們的圖紙是需要通過審圖以及一些驗(yàn)收的,由于審圖人員和驗(yàn)收人員對于新材料的不了解,使得項(xiàng)目推進(jìn)不太順利。建筑人員往往只是懂得建筑,不具備光伏發(fā)電的知識,所以也需要電氣人員配合完成組件的配置。 高度關(guān)注分布式光伏發(fā)電風(fēng)險(xiǎn)的動態(tài)變化。為了保證發(fā)出的電可以穩(wěn)定的向客戶銷售,一般投資工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的選址階段會考慮企業(yè)的經(jīng)營情況,若企業(yè)的經(jīng)營狀況不好,未來企業(yè)可能會破產(chǎn);因此,分布式光伏投資盡可能找大企業(yè)合作。然而,近兩年根據(jù)項(xiàng)目開發(fā)商的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)更多在于地區(qū)整體經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型帶來的風(fēng)險(xiǎn)。由于東部地區(qū)制造業(yè)企業(yè)勞動力成本在不斷上升,企業(yè)搬遷帶來了電力負(fù)荷下降,光伏消納水平下降的風(fēng)險(xiǎn),消納比例甚至低于80%,分布式光伏預(yù)想的投資回收期難以實(shí)現(xiàn),這是做工商業(yè)分布式光伏投資最大的風(fēng)險(xiǎn)之一。 提升分布式光伏的智能化和運(yùn)維水平,保障項(xiàng)目的穩(wěn)定收益,實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智慧運(yùn)行的關(guān)鍵,下一代的逆變器應(yīng)該可以通過云端分析,實(shí)時(shí)監(jiān)控逆變器運(yùn)行情況,提供可靠運(yùn)行服務(wù)等,助力分布式光伏在平價(jià)上網(wǎng)下實(shí)現(xiàn)盈利。 促進(jìn)分布式發(fā)電項(xiàng)目信息公開,降低投資風(fēng)險(xiǎn)。提高識別影響電站項(xiàng)目收益評估的能力,盡可能正確配置收益模型的參數(shù),準(zhǔn)確評估項(xiàng)目所在地的太陽能資源和準(zhǔn)確預(yù)測發(fā)電量。準(zhǔn)確測算自發(fā)自用率,包括開展詳細(xì)的負(fù)荷預(yù)測和用戶用電特征,從而確定最佳的分布式光伏電站裝機(jī)容量。管控分布式光伏電站建設(shè)期和運(yùn)營期的風(fēng)險(xiǎn)。建設(shè)期的風(fēng)險(xiǎn)管控措施包括關(guān)注供應(yīng)鏈選擇考慮質(zhì)量和履約能力,選擇可靠的總承包商,聘請第三方開展高質(zhì)量的第三方設(shè)備、安裝驗(yàn)收。運(yùn)營期間的風(fēng)險(xiǎn)管控包括依據(jù)月度和年度數(shù)據(jù)修正初始模型假設(shè)參數(shù),使用數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)電站發(fā)電量異常,購買綠色保險(xiǎn)轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)。充分利用國家和企業(yè)的光伏電站第三方數(shù)據(jù)運(yùn)維平臺,提升電站數(shù)據(jù)的信用水平,挖掘電站運(yùn)維的潛力,從而提高分布式光伏的融資能力,活躍分布式光伏項(xiàng)目的交易市場。 推動光伏研發(fā)方向瞄準(zhǔn)分布式光伏的具體應(yīng)用場景。建筑光伏一體化是分布式的重要領(lǐng)域,但是,當(dāng)前的光伏組件更多的是適用于大型電站,技術(shù)研發(fā)的方向主要傾向于發(fā)電效率的提升及可靠性的改善。未來光伏組件成為人們生活中常見的產(chǎn)品,光伏組件的設(shè)計(jì)需要考慮建筑的美觀、節(jié)能以及人對建筑的各種要求。因此,光伏發(fā)電的創(chuàng)新研發(fā)要針對如何其融入人們的日常生活環(huán)境中,實(shí)現(xiàn)能源和環(huán)境的和諧統(tǒng)一。 (作者為海南省綠色金融研究院)
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