光伏平价上网是我国「能源结构变革」的重大举措,也是能源清洁化的主要方向。光伏平价上网后,从理论上打开当前政策补贴所设定的行业天花板,但是这个过程不是从0到1的跨越,而是0.1、0.2....0.9、1的渐进过程。(来源:微信公众号“一图胜千研”ID:Frame-Li)在研究行业之前,我是个门外汉,所以,要

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光伏平价上网的逻辑推演

2019-09-18 09:47 来源: 一图胜千研 

光伏平价上网是我国「能源结构变革」的重大举措,也是能源清洁化的主要方向。光伏平价上网后,从理论上打开当前政策补贴所设定的行业天花板,但是这个过程不是从0到1的跨越,而是0.1、0.2....0.9、1的渐进过程。

(来源:微信公众号“一图胜千研”ID:Frame-Li)

在研究行业之前,我是个门外汉,所以,要推演平价上网,首先需要厘清几个概念。如果你是专业人士,可跳过第一部分。

1、平价上网的概念

「平价」是个对比的概念,对比的指标就是「价」,那么这个价是什么价呢?你可能会说,这还用问吗,电价呗,但实际情况可能没有这么简单。电价包括发电价、上网价、标杆电价、用电价(居民与工商户电价不同),用哪个指标?

行业内说的平价,主要是以收益率为标准,出售的电价与成本有一定的价差,能够实现合理收益率,即可视为达到平价条件。在具体对比不同能源发电时用的是平准化度电成本的指标。

平准化度电成本(Levelized Cost of Energy,简称LCOE),反映的是电力项目生命周期内的度电成本,综合考虑了各项经营支出和应满足的平均资金成本,同时考虑税收因素的影响,并将其折算为每年平均的成本。在这一概念下,只有平均电价超过 LCOE 一定水平,才能满足项目的成本支出和基本收益要求 。

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再说「平价」中的「平」,怎么理解?

行业内的说法,所谓平价,分为用户侧平价和发电侧平价。

1、用户侧平价是指要求光伏发电成本低于「售电价格」,根据用户类型及其购电成本的不同,又可分为工商业、居民用户侧平价。

2、发电侧平价是指光伏发电即使按照传统能源的「上网电价」收购(无补贴)也能实现合理利润,目前国内成本最低、利用最广的电力来源为煤电,即光伏发电成本达到煤电成本水平。用户侧主要是分布式光伏发电,发电侧主要对应集中地面光伏,我们分别说:

2、分布式光伏的平价

以工商业分布式光伏为例,其模式是「自发自用,余量上网」,对分布式光伏发电实行按照全电量补贴的政策。目前还实行补贴,但从2019年开始,从固定补贴变成了竞价补贴,价格不能超过当地的指导价,所以度电补贴实际<0.18元/度。什么时候把这补贴竞没了,就真正实现平价了。从目前成本水平看,一些地区已经实现了工商业分布式的平价上网,工商业电价平均在0.7元/度,但分布式光伏主要分布在浙江、山东、河南、广东等省,利用小时数平均在1000-1100小时,处在最低档的位置,度电成本基本在全国区间上限附近。另外,如果余量上网,会增加输配电的成本,所以,大规模平价还需要时间。居民电价由于更低,平均0.55元左右,进入平价上网区间还需要大约1-2年时间。2.png

3、地面电站的平价

大规模的全面化「平价」,是要光伏上网电价与煤电上网电价「平」,就是在发电侧要平价,开发商的IRR测算还要满足基本收益,一般来说是8%以上吧。

既然要和煤电相比,我们首先得把煤电的各种电价搞明白了。

煤电上网电价,全国当前平均在0.38元,区间为0.3-0.45元;煤电上网后,电网也得收过网费啊,这个附加大约在0.21元;在售电端一般工商业户和居民户由政府定价,或者大客户参与煤电企业的竞价,当前工商业户的电价平均水平大约在0.7元,居民实行阶梯电价,最低档平均价0.55元。

从上面可以看出,煤电标杆是个区间0.3-0.45元,不同地区标杆电价不同,而光伏电站因不同区域光照不同,电站成本也是个区间,2018年地面电站区间为0.22-0.55元。

一个光伏电站只有当「上网电价」-「LOCE成本」达到一定金额,电站IRR>合理收益(如8%)时,才是真正平价上网。

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目前煤电 LCOE 0.20-0.37 元/kWh 左右,取决于当地的光照条件与煤电价格,在光照条件好的地方已经有平价上网的项目了。但大规模平价预计还要到2021年以后。

我国首个光伏平价上网项目于 2018 年 12 月 29 日诞生,电站位于青海海西州格尔木,其总装机量达到 500MW,上网平均电价 0.316 元/kWh,低于青海省脱硫燃煤标杆上网电价 0.3247 元/kWh。

从上面分析可以看出,平价上网主要是降低LCOE成本,而降低度电成本的关键在于电站系统成本的下降。那么,要实现平价上网,对光伏产业链的成本提出什么要求呢?

4、对光伏产业链的要求

根据不同地区的光照条件与标杆电价的差异,有券商研究员测算了不同地区实现平价上网对系统成本的最低要求。

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从上图可以看出,如果系统成本降低到3.8元左右,将有很多地区符合平价上网的条件。从电站系统的成本结构我们,发现大头在组件端。

2018年地面电站光伏组件成本占比40.7%,而组件成本中67.6%为电池成本。

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根据CPIA的预测,未来几年,电站各环节的成本降低预期如下:

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可以看出,虽然各环节都有一定的下降空间,但主要降低来自组件价格的下降。那么,光伏产业链通过什么途径来实现上述要求呢?

5、光伏产业链的技术路径

技术进步一直是光伏产业链的主旋律,产业链各环节都存在技术升级换代、效率优化空间:

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1、硅片环节

硅片制造主要是拉棒和切片两大环节:在拉棒环节,「大尺寸」是主要方向,效率的优化还有热场结构、提高连续投料量、拉升速度等,以降低电耗;切片环节,核心在于降低硅片厚度,厚度降低有利于降低硅耗和电池成本,预计厚度从2018年的180um降低到2020年的160um。关于大尺寸,可以看本号之前的文章

2、电池片环节

电池片的技术路线,从BSF、到PERC、再到HIT、IBC,一直在提升电池转化率,当前单晶PERC已成为市场主流;未来N型PERT和HJT(异质结)电池会进入量产,成为新的发展方向。同时电池片在人均产出,单位投资上也会有一定优化空间,2018年电池片产线投资4.2亿/GW,预计到2020年会降到3.5亿/GW。

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3、组件环节

组件提升主要在功率和转换率,随着166硅片的推出,组件进入400W以上的规模,如果中环的210能够打开市场,组件会进入600W时代。在组件技术上,主要路线是双面组件比重的提升(10%→2021年40%);半片、叠瓦对全片的替代(8.3%→2021年49%)

在上述各环节的共同作用下,预计单晶PERC组件成本有望从2018年的1.44元/W,降低到2020年的1.2元/W。随着组件成本的进一步下降,平价上网一定会到来,只是时间问题,最近两年海外市场的爆发,很大一部分原因就是随着组件价格的下降,打开了很多平价市场。那么,平价时代,光伏的空间有多大呢?

6、平价时代光伏市场

平价上网之后,光伏的竞争会扩大到电力能源领域。

1、电力需求总盘子有多大

随着我国GDP增速的降低,电力需求增速也会下滑,但由于基数大,对新增装机需求也是很可观的。有研究表明,我国 2019-2030 年全社会用电需求将保持稳步增长,虽然增速随经济增长放缓而略有收窄,但总体增速仍然能够维持在 3.00%以上,其中 2019-2025 年用电增速将能保持 4.00%左右水平。到2025年,新增用电需求2.34亿度,相对2018年有34%的增长空间。

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2、再看看结构性需求

新增装机,新能源具有优先保障的权利,CPIA预测到2025年光伏新增装机能达到65-80GW,相对于当前的市场有翻番的空间。这里的测算过程,我就不列了,看了很多研究,基本都是拍脑袋的模式。

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3、用电质量的解决

光伏由于自然条件限制,在时间维度存在不均衡的现象,而用电负荷也存在峰谷现象,两者不均衡为电网调节带来很大困扰。在「质量」上属于低质电能。为了保证电力系统的平衡, 当火电等调节空间不足的时候,就要限制新能源发电的出力大小,从而造成了「弃风」、「弃光」的发生。弃风、弃光的本质是新能源发电被迫参与电力系统的平衡调节。

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之前我对因质量而带来的消纳问题比价担心,但最近研究有了新的判断:一方面随着光伏度电成本的下降,光伏电力渗透率提升,会增加电网负荷,这是不利的一面;但另一方面,储能技术也在发展,2015年以后,光伏成本还会继续下降,届时,即使加上储能成本,在一些地区也具有经济性,此消彼长,光伏对电网的冲击应该会得到相对平滑的解决。事情都是在动态的发展之中,平价是必然的大趋势,但中间的过程可能会很曲折......

原标题:光伏平价上网的逻辑推演

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