分布式光伏發電項目投資決策淺析

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［提要］為應對全球變暖，世界各國以全球協約的方式減少溫室氣體的排放。秉承共建人類命運共同體的態度，我國于2020年9月22日宣布將提高貢獻力度，力爭于2030年前完成“碳達峰”、2060年前完成“碳中和”。太陽能發電無排放、無噪音、技術完善、安全可行，是未來最清潔、可靠的能源。我國太陽能資源分布均勻，擁有巨大的開發潛能。分布式光伏發電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則，充分利用當地太陽能資源，替代和減少化石能源消費。河南永威安防公司以“合同能源管理，余電上網”模式參與分布式光伏發電項目。本文基于財務視角，以河南永威安防公司為例，對企業分布式光伏發電決策進行成本-收益分析，從而為類似的經濟組織提供決策參考。

關鍵詞：分布式光伏發電；合同能源；項目投資決策

在技術不斷進步的背景下，光伏能源得到國家大力發展和支持，河南永威安防公司管理層以及發展戰略部門深刻意識到公司目前所擁有的廠房屋頂，由于長時間被閑置，造成了資源的浪費，如何才能更高效的利用閑置資源，為公司創造價值，這個關鍵性的問題在尋找解決方案的同時相關部門期望能夠合理采取分布式光伏發電項目來達到資源的最大化利用。影響光伏發電效益的因素有且不限于系統安裝成本、上網電價、補貼、貸款利息及系統發電量等。對光伏發電項目進行分析之后發現，電價對此項目的投資回報所帶來的影響更為顯著。本文將從一系列的研究中選擇最適合河南永威公司的投資方案，為解決高效利用閑置資源提供科學、合理的決策方案。

一、案例公司背景及技術優勢

（一）案例公司背景。河南永威安防公司是一家擁有31條生產線的亞洲規模最大的高壓裝飾板生產企業。公司經營防火材料、防彈產品的研發、生產、銷售。公司是河南省的規模以上企業。公司自建廠房的屋頂目前全部閑置，可利用面積約30，000平方米，屋頂較為平整。若能采取現有的環保清潔能源項目，不僅能夠為公司帶來經濟利益，也促使公司成為綠色能源企業的標桿，增強企業的社會效益。

（二）分布式光伏發電。1、分布式光伏發電的內涵。分布式光伏發電主要采取的設備是光伏電阻，簡單來說是把光能轉化為電能。在太陽光輻照下，太陽能光伏發電系統通過光伏組件將太陽發出的光能轉化為直流電能，再通過并網型逆變器將直流電能轉化為與電網同頻率、同相位的正弦波電流，接入配電室經由并網柜完成并網，直接供給用戶負載，若有多余電力則直接反饋給公用電網。陰雨天或夜晚，當系統不產生電能或者產生的電能不能滿足負載需求時，由公用電網向用戶負載供電基本上我們可以根據設備的串聯或者并聯來加以改變發電功率的大小。分布式光伏發電在組裝中可以極大地縮短建設時間，可以根據需求建立在屋頂上，可以有效地減少對房屋面積的占用，最重要的是在使用及維護過程中定時定點進行除塵即可。2、分布式光伏發電的優勢。（1）為能源企業增加綠色能源供給，帶來經濟效益和社會效益。有效利用建筑閑置屋面，享受電價優惠政策，節省企業電費支出。利用太陽能資源，替代和減少化石能源，有利于企業樹立節能減排的良好社會形象。（2）光伏組件是天然的隔熱板，隔熱保溫，減少制冷和取暖費用。光伏屋頂電站與屋面基層間形成的空氣緩沖層能在夏季為光伏組件散熱，在冬季阻止室內熱量散失，起到隔熱保溫的作用。（3）光伏組件對原有的金屬屋頂起到保護作用，延長廠房使用壽命。安裝光伏屋頂電站后，防止陽光、雨水對屋頂的侵蝕，延緩了屋頂的使用壽命，減少了屋頂維護、更換所產生的費用。（4）建設周期短，建設期間對企業生產影響小。分布式光伏發電項目建設周期約為11周左右，建設期間對于廠房生產影響小，對于企業來說獲取能源花費的時間較短。（5）太陽能資源“取之不盡、用之不竭”，被認為是未來最有發展前景的資源。我國太陽能資源豐富、分布較為均勻，太陽能資源近乎“取之不盡，用之不竭”。此外，太陽能資源受市場不穩定因素影響較小。（6）“十四五”期間著重推進“雙碳”工作，政府在分布式光伏發電項目上給予政策扶持。中央層面積極推進大規模、高質量發展光伏工作；地方層面通過推進整縣屋頂分布式光伏試點、財政補貼等方式促進光伏發電項目運行。

二、分類討論

（一）分布式光伏發電項目模式。屋頂分布式光伏發電項目運營模式可以分為四類：（1）自建電站，發電全部并網；（2）自建自用，余電上網；（3）合同能源管理，發電全部并網；（4）合同能源管理，余電上網。其中，前兩類屬于自建模式，后兩類屬于合同能源管理模式。案例公司屬于（4）模式，只對（4）模式進行論述。“合同能源管理，余電上網”模式下的單位凈收益?！昂贤茉垂芾?，余電上網”的經營模式為，在合同期內，合同公司籌資建設屋頂光伏發電項目，合作公司擁有該項目的所有權，以電費打折的方式將節能收益的一部分分享給能源使用單位；合同期滿后，項目所有權無償轉移至能源使用單位。該模式下，能源使用單位的凈收益=合同期內優惠電費收益+合同期滿后節省電費收益+合同期滿后并網收益=合同期內能源使用單位用電量×與合同公司的協議電價+國家電網市價×合同期滿后能源使用單位用電量+國家電網收購電價×合同期滿后并網電量。

（二）屋頂分布式光伏發電項目經濟效益評價指標。1、靜態評價指標。（1）投資回收期（P）。評價項目投資回收能力的指標是投資回收期。在不考慮資金時間價值的情況下，項目的凈收益沖抵初始投資所需要的時間。其特點是沒有考慮資金的時間價值。用t表示屋頂光伏發電系統的投資回收期，Ct是第t期的光伏發電系統的凈現金流入，C0是光伏發電系統的初始投資額，則有：nt=1移Ct-C0=0分布式光伏發電系統投資回收期：TP＝T-1+第（T－1）年累計凈現金流量的絕對值第T年的凈現金流量其中，T為累計凈現金流量為正的最小年份。（2）投資回報率（ROI）。評價項目獲利能力的指標是投資回報率。在不考慮資金時間價值的情況下，項目方案正常生產年份中，單位投資每年所創造的年凈收益額。其特點是沒有考慮資金的時間價值，ROI越大，項目盈利能力越強。用NI表示項目在生命周期內的凈收益總額，用TI表示屋頂光伏發電總投資，則有：ROI＝NITI2、動態評價指標。（1）凈現值。評價項目盈利能力的重要指標是凈現值，即投資方案所產生的凈現金流量以既定的資金成本率為折現率折現之后與初始投資額現值的差額。與靜態指標不同，該指標考慮到資金的時間價值，更貼近實際情況。凈現值大于零則方案可行，且凈現值越大，方案越可行，投資效益越優。用NCFt表示光伏發電系統第t期的凈現金流量，i表示折現率，n是預計的光伏發電系統的使用年限，則有：NPV＝nt=0移NCFt（1+i）t（2）內含報酬率。評價項目可行性的相對數指標是內含報酬率，指項目的凈現值為零時的折現率，即某項投資處于盈虧平衡點時的折現率。其特點是考慮了資金的時間價值，具有動態性。內含報酬率越高，償債能力越強，項目的盈利性越好。已知基準貼現率，當內含報酬率大于基準貼現率，償債能力強，項目可行；反之，則不可行。用NCFt表示光伏發電系統第t期的凈現金流量，i表示折現率，n是預計的光伏發電系統的使用年限，則有：nt=0移NCFt（1+i）t＝0

三、屋頂分布式發電項目技術經濟評價指標體系的應用

（一）合同能源管理模式下節能收益分享方案。1、電費打折方式分享節能收益。合作企業以電費打折的形式分享節能收益。消納方使用光伏電，供能方根據消納方每月使用電量電費單價進行打折：（高峰用電量×甲方向電網購高峰時電價0.9425）×85%（平時用電量×甲方向電網購電平時電價0.6142）×85%（谷時用電量×甲方向電網購電谷時電價0.2925）×85%為便于計算相對收益，測算采取客戶白天峰時、平時的加權平均：用電價格為0.7619元/度（峰值電價0.9425×45%+平值電價0.6142×55%），假設該項目所發電量基本100%自發自用，能源使用企業享受85%的光伏用電優惠，度電優惠=0.7619×15%=0.1143元/度。合作企業實際收益0.7619×85%=0.6476元/度。2、碳排放收益分成的方式分享節能收益。合作公司與能源使用公司按照5∶5分成的方式分享節能收益。根據2021年全國碳排放交易均價40元/噸得出：年均碳排放收益=76，120元，25年折扣電費總收入=1，903，000元。限于篇幅，本文在后續進行凈現值、投資回收期以及內含報酬率時并未將碳排放收益考慮在內。3、其他隱性收益。新能源發電質量高、諧波少，可減少用戶原變壓器的負載損耗；光伏組件作為隔熱板，頂層空調節能20%～30%，減少企業的制冷支出；光伏組件對原有的金屬屋頂起到保護作用，屋頂防水老化速度減緩20%～40%；屋頂大修次數在25年內減少1～2次，減少屋頂維護費用；在國家大力推進“雙碳”目標的背景下，光伏發電亦可彰顯企業積極承擔社會責任，幫助提升企業形象；有效避免高能耗企業用電被實行懲罰性電價，可大大節省企業電費。

（二）分布式光伏發電項目年發電量測算。1、地理區位。河南永威安防公司所在的焦作市位于河南省西北部，北依太行山，南臨黃河，總面積約為4，071平方千米。在焦作北部太行山南麓分布著約500平方千米的山前崗地和礫石傾斜平地，地質堅硬穩固，地層耐力巨大，且近鄰礦點、水源、交通干線和城鎮，是極為理想的工業用地，同時也非常適宜建造高層建筑。從分布式光伏發電項目而言，河南省焦作市是較為理想的地理區位。2、氣候氣象。焦作市屬溫帶季風氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，四季分明，年均氣溫12.8°C～14.8°C。7月最熱，月均氣溫為27°C～28°C；1月最冷，月均氣溫為-3°C～1°C；歷史極端最高43.6°C（1966年6月22日），歷史最低氣溫-22.4°C（1990年2月1日）。焦作市逐月氣溫如圖1所示。（圖1）本項目地位于北緯35.18°，東經112.89°，從美國國家航空航天局（NASA）官方網站上得到的氣象數據如表1所示。（表1）根據表1中美國國家航空航天局（NASA）官方網站上得到的氣象數據可知，傾角為6度時，日均峰值日照時數為4.15h/D。太陽電池第一年衰減率（即光致衰減率）約為2.5%，第2～25年每年衰減率為0.7%，由此綜合計算可估算年發電量，如表2所示。（表2）

（三）基于財務視角對分布式光伏發電項目投資決策分析。在暫不考慮節約標煤所得獎勵補助，也不考慮運維支出的情況下，計算光伏發電系統的投資收益明細，如表3所示。（表3）假定貼現率為4%，通過公式計算得河南永威安防公司的凈現值為6，303，231.01萬元。由于項目由合作公司投資建設，能源使用公司無須投入資金，所以對于河南永威安防公司來說該項目投資收益率內部收益率趨于無窮大。通過公式計算得合同能源管理公司的投資回收期為10.22年，合同能源管理公司的凈現值為11，223，010.85萬元，內部收益率為7.7%。此外，光伏發電的后續維護成本較低，分析過程中忽略不計。（表4）綜上，分布式光伏發電基于就近發電，就近消納的原則，將太陽能直接轉化為電能，不僅為能源使用企業提供數十載的發電量經濟收益，并助力國家“雙碳”目標實現。本文基于財務視角研究及分析了“合同能源管理，余電上網”的光伏發電模式，目前更具可行性。因為光伏發電項目投資成本大，投資回收期長，采用合同能源模式運營屋頂光伏發電系統，相關的公司與用戶之間的合同期限也很長。因此，會產生很多不可抗力因素，增加自身的風險，對于合同能源管理運營模式的風險及可實施性有待深入研究。

參考文獻：

［1］白建勇.屋頂光伏系統技術經濟評價及運營模式選擇研究［D］.華北電力大學，2014.

［2］張勇.基于財務視角的屋頂分布式光伏發電項目投資決策探析———以V公司為例［J］.財務管理研究，2021（10）.

作者:王悅 海日古麗·斯干旦 單位:天津商業大學經濟學院