王斯成  國家發(fā)改委能源研究所  2013-07-01

1.  光伏發(fā)電的應用分類

商業(yè)運營模式與光伏發(fā)電的應用類型有關，光伏發(fā)電的市場分類如下：

圖1-1、光伏發(fā)電系統的分類

近來大家討論最多的是“分布式光伏發(fā)電系統”，廣義分布式光伏發(fā)電系統不但包括分布式并網光伏系統，也包括離網光伏系統，較為嚴格的定義如下：

分布式發(fā)電(Distributed Generation,簡稱DG):  分布式發(fā)電通常是指發(fā)電功率在幾千瓦至數十兆瓦的小型模塊化、分散式、布置在用戶附近的，就地消納、非外送型的發(fā)電單元。主要包括：以液體或氣體為燃料的內燃機、微型燃氣輪機、熱電聯產機組、燃料電池發(fā)電系統、太陽能光伏發(fā)電、風力發(fā)電、生物質能發(fā)電等。

分布式光伏發(fā)電系統的圖示如下：

圖1-2、廣義分布式光伏發(fā)電系統

狹義的，目前國內外普遍采用的“分布式光伏發(fā)電”的定義則是單指并網運行的分布式發(fā)電系統，而離網光伏系統不包括在內。IEEE1547技術標準中給出的分布式電源的定義為：通過公共連接點與區(qū)域電網并網的發(fā)電系統（公共連接點一般指電力系統與電力負荷的分界點）。并網運行的分布式發(fā)電系統在電網中的形式如下（IEEE1547）：

圖1-3、分布式光伏發(fā)電在配電網中的存在形式

形式A：光伏系統直接通過變壓器并入中壓公共配電網（一般指10kV，20kV，35kV），并通過公共配網為該區(qū)域內的負荷供電，其商業(yè)模式只能是“上網電價”，即全部發(fā)電量按照光伏上網電價全部出售給電網企業(yè)；

形式B：光伏系統在低壓或中壓用戶側并網，不帶儲能系統，不能脫網運行，目前中國90%以上的建筑光伏系統屬于此種類型。采用的商業(yè)模式是多種多樣的：“上網電價”（Feed-in Tariff）模式，“凈電量結算”（Net Metering）模式和“自消費”（Self-Consumption）模式（即“自發(fā)自用，余電上網”模式）；

圖1-4、用戶側并網的分布式光伏系統

形式C：光伏系統在低壓用戶側并網，帶儲能系統，可以脫網運行，這種形式就是“聯網微電網”。所采用的商業(yè)模式為“自發(fā)自用，余電上網”。這種類型目前國內幾乎沒有。

形式A雖然屬于分布式光伏系統，但其商業(yè)模式與大型地面電站相同；直接在用戶側并網的形式B可以有多種商業(yè)運營模式，本文將重點討論。

談到分布式發(fā)電，應當澄清2點：

1）只要是在電網與用戶的關口計費電表內側并網，屬于“自發(fā)自用”的光伏系統，都屬于分布式光伏發(fā)電，而與電網電壓等級無關，可以是220V，0.4kV，10kV，35kV，甚至是110kV；

2）分布式光伏發(fā)電不一定非要采用“自發(fā)自用，余電上網”的商業(yè)模式，也可以采用同大型光伏電站一樣的“上網電價”政策，統購統銷。

簡言之：“自發(fā)自用”的光伏系統必然屬于分布式光伏發(fā)電，而分布式光伏發(fā)電卻不一定非要采用“自發(fā)自用，余電上網”的商業(yè)模式。

2.  大型地面光伏發(fā)電的商業(yè)模式

大型地面光伏電站一般都是通過升壓站并入高壓輸電網絡（110kV及以上），不直接為負載供電，所采取的商業(yè)模式只能是“上網電價”，即全部發(fā)電量按照光伏上網電價全部出售給電網企業(yè)。

第1章中所述形式A，光伏系統直接通過變壓器并入中壓公共配電網（一般指10kV，20kV，35kV），并通過公共配網為該區(qū)域內的負荷供電，其商業(yè)模式也只能是“上網電價”，雖然在技術定義上屬于“分布式光伏系統”，其商業(yè)模式則與大型光伏電站相同。

3.  分布式并網光伏發(fā)電的商業(yè)模式

這一章重點討論第1章所述形式B，這是世界上最多的光伏應用形式，我國“金太陽示范工程”和“光電建筑”項目都屬于此類，我國即將出臺的分布式光伏補貼政策也針對此類形式。

3.1. 商業(yè)模式的國際經驗

國際上對于分布式光伏發(fā)電系統所采用的激勵政策或商業(yè)模式目前有3種：“上網電價”（Feed-in Tariff, FIT）政策，“凈電量結算”（Net Metering）政策，和“自消費”（Self-Consumption）政策。下面分別介紹：

3.1.1.  “上網電價”（FIT）政策

“上網電價”政策是2011年以前歐洲各國普遍采用的政策。 2000年，德國率先實施“上網電價”法，該項政策的實施大大拉動了德國國內光伏市場，連續(xù)多年光伏發(fā)電的安裝量居世界第一。繼德國之后，歐洲其它國家也都前后開始實施“上網電價”法，使得整個歐洲的光伏市場迅速上升，2007和2008年，歐洲的光伏市場都占到世界光伏市場的80%。“上網電價”政策的技術特點如下：

1、         光伏系統的并網點和發(fā)電電量計量電表（圖中5）安裝在用戶電表的外側，即并網點在電網側；

2、         光伏電量全部潰入低壓公共配電網；

3、         電力公司根據光伏電量（5）以“上網電價”全額收購光伏電量，按月結算；

4、         用戶用電和電費同沒有裝光伏系統時一樣，根據用戶電表繳費。

圖3-1、“上網電價”法的光伏系統并網連接圖

“上網電價”政策的優(yōu)點：發(fā)電/用電分開，保證了光伏電量的全額收購；不存在發(fā)電時段與負荷不匹配的問題；無論自己建設還是開發(fā)商建設，都是同電網企業(yè)簽訂售購電合同（PPA），收益透明，有保障，開發(fā)商容易介入；用戶用電全部繳費，不影響電網企業(yè)的營業(yè)額；電網企業(yè)僅承擔脫硫標桿電價部分，差價由國家補，電網企業(yè)不受損失；所有電量都經過正常交易，國家稅收不受損失。

“上網電價”政策的缺點：同大型光伏電站的商業(yè)模式一樣，國家補貼脫硫標桿電價之上的差價，需要支付更多的資金；無論大小客戶，都要與電網企業(yè)簽訂PPA，增加了交易成本；很多中小用戶無法為電網企業(yè)開發(fā)票，操作上需要解決工商和稅務等問題。

3.1.2.  凈電量結算政策(Net Metering Rule)：

這種政策最初主要在美國執(zhí)行，美國50個州有42個州有“凈電量結算法”，以鼓勵分布式光伏發(fā)電和分布式風力發(fā)電。2010年以后，歐洲各國的光伏電價已經低于電網的零售電價，很多國家也開始采用“凈電量結算”政策。

圖 3-2、美國42個洲執(zhí)行“凈電量結算”政策

“凈電量結算”政策的設計原則是全年的耗電量要大于光伏發(fā)電量。光伏并網點設在用戶電表的負載側，自消費的光伏電量不做計量，以省電方式直接享受電網的零售電價；光伏反送電量推著電表倒轉，或雙向計量，凈電量結算，即用電電量和反送到電網的電量按照差值結算，結算周期為一年。優(yōu)點是所有的光伏電量均享受電網的零售電價，而不需要增加儲能裝置，并且一年中只要用電量大于光伏發(fā)電量，就不存在向電網賣電，沒有交易成本。

圖3-2、凈電量計量政策的原則和接線圖

“凈電量結算”政策的優(yōu)點：如果光伏已經達到與電網零售電價平價，或已經低于電網電價，則國家不再給予補貼，節(jié)省了國家的資金；只要全年的用電量大于光伏發(fā)電量，就沒有電量交易，電力公司同原來一樣照表收費，沒有增加額外的服務，也沒有交易成本；所有光伏電量的價值等同于電網的零售電價，也不存在發(fā)電時段與負荷不匹配的問題。由于不存在交易，也就不存在中、小用戶開不出發(fā)票的問題。

“凈電量結算”政策的缺點：光伏每發(fā)一度電，電網就少賣一度電，直接減少了電網企業(yè)的營業(yè)額；所有光伏電量都不經過交易，國家稅收受損失。電網計費電表必須設計成雙向計量或允許倒轉，失去了防偷電的功能（絕對值計量和防倒轉可以防止偷電），在中國可能會出現偷電現象。這也許就是國家電網堅決反對“凈電量結算”政策的原因。

“凈電量結算”政策僅適合于“自建自用”，不適合開發(fā)商介入。

3.1.3.  自消費政策（Self Consumption/Direct Consumption）

2010年以后，光伏成本大幅度下降，在歐洲光伏電價普遍降到了20歐分/kWh以下，而歐洲各國的電網零售電價普遍在20-25歐分/kWh，光伏進入“平價上網”時代。于是，2011年德國推出了“自消費”政策，鼓勵光伏用戶自發(fā)自用，2012年，德國的光伏電價（13-19歐分/kWh）已經大大低于電網的零售電價（25歐分/kWh），光伏用戶通過“自發(fā)自用”光伏電量效益明顯，自消費市場迅速擴大，據統計，2012年德過光伏市場的三分之一是“自消費”市場。

“自消費”政策的原則是：“自發(fā)自用，余電上網”。光伏并網點設在用戶電表的負載側，需要增加一塊光伏反送電量的計量電表（表2），或者將電網用電電表（表3）設置成雙向計量。 自消費的光伏電量不做計量，以省電方式直接享受電網的零售電價；反送電量單獨計量，并以公布的光伏上網電價進行結算。在這種情況下，光伏用戶應盡可能全部將光伏電量用掉，否則反送到電網的電量的價值要小于自用光伏電量的價值。

圖3-3、“自消費”政策原理和接線圖

“自消費”政策的優(yōu)點：“自發(fā)自用”光伏電量抵消電網電量，不做交易，國家也不用支付電價補貼，節(jié)省了國家資金。

“自消費””政策的缺點：“自發(fā)自用”光伏電量減少了電網企業(yè)的營業(yè)額；自用光伏電量不經過交易，國家稅收受損失；反送電量（余電上網）需要交易，增加了交易成本；很多中小用戶無法為電網企業(yè)開發(fā)票，反送電量在交易操作上需要解決工商和稅務等問題。反送電量同樣需要將電網計費電表設計成雙向計量或允許倒轉，失去了防偷電的功能（絕對值計量和防倒轉可以防止偷電），在中國也可能會出現偷電現象。

由于有“自發(fā)自用”部分，“自建自用”很容易實施，而開發(fā)商不易介入。

3.1.4.  部分歐洲國家所采取的政策

歐洲各國執(zhí)行“上網電價”、“凈電量計量”和“自消費”政策的情況歸納如下：

表3-1、 歐洲不同政策執(zhí)行情況

中國雖然目前還沒有達到光伏平價消費的階段，但在今后2~3 年內就有可能在工商業(yè)用戶建筑上實現光伏的平價消費，因此研究制訂中國光伏平價消費政策是很有必要的。

3.2. 中國現行激勵政策和商業(yè)模式

2013年3月，發(fā)改委價格司對外公布了“關于完善光伏發(fā)電價格政策”的征求意見稿，方案要點如下：

（1）4個分區(qū)標桿電價（統購統銷模式）：0.75、0.85、0.95、1.0 元/kWh；

（2）對于分布式光伏自用電，在用電電價基礎上給0.35元/kWh補貼；

（3）分布式光伏的反送電量按照當地脫硫電價收購（大約0.3～0.4元/kWh)＋0.35元/kWh；

（4）合同期20年。

表3-2、發(fā)改委價格司公布的光伏電價征求意見稿

對于光伏“上網電價”（FIT），在這里不做評論，僅對分布式光伏的補貼政策進行分析： 這種補貼方式和商業(yè)模式與德國目前執(zhí)行的“自消費”模式類似，也是“自發(fā)自用，余電上網”。由于德國光伏已經進入“平價上網”，自發(fā)自用部分不需要國家補貼，而中國還沒有達到“平價上網”，自用光伏電量部分仍然需要補貼，這就使得這個政策執(zhí)行起來比德國復雜得多。

這種補貼辦法的優(yōu)點： 

1） 比起光伏上網電價補貼辦法節(jié)省國家補貼資金（實際上是電網公司承擔了脫硫電價和銷售電價的差額）。光伏上網電價補貼辦法是在脫硫燃煤電價（大約0.40元/kWh）基礎上補；如果光伏合理電價是1.2元/kWh，上網電價辦法國家每度電補貼0.8元/kWh，而自消費電價辦法按照公布的補貼額僅為0.35元/kWh。

2） 固定度電補貼方式補貼標準透明，操作簡單，國家補貼資金僅與光伏發(fā)電量有關，不受不同用戶的用電電價和電網峰谷電價差別的影響。

但也會帶來如下問題： 

1） 由于是在用戶用電電價之上固定額度補貼，因此光伏度電收益直接受戶用電電價水平的影響，工商業(yè)用電電價在0.8-1.4元/kWh，大工業(yè)用電電價在0.6-0.8元/kWh，公共事業(yè)單位用電電價在0.5-0.6元/kWh，政府建筑、學校、醫(yī)院等公共事業(yè)單位、農業(yè)用電和居民用電則只有0.3-0.5元/kWh。因此，存在收益不公平的問題，而且對用戶和建筑的選擇就變得很復雜，因為只有電價高的工商業(yè)建筑 (> 0.8元/kWh) 才能夠贏利。

2） 隨著用戶用電電價的逐年提高，光伏項目業(yè)主的收益會水漲船高。 如果目前電價1.0元，加上0.35元為1.35元；每年電價漲幅為5%，10年后用戶電價達到1.5元，度電收益達到1.85元/kWh，20年后將更高達到2.4元/kWh。光伏發(fā)電的收益逐年提高，可是國家一直在補貼，這個政策使得光伏項目業(yè)主隨電網電價的漲價而獲得不當收益，顯然不合理。

3） 由于這種政策的自用光伏電量的收益高于反送的富余電量，因此光伏發(fā)電與負載日分布的匹配特性至關重要，如果特性不匹配，經濟效益會大打折扣。

4） 由于是自發(fā)自用，20年都要有穩(wěn)定的負荷才能保證收益，如果發(fā)生經營不善、倒閉、或搬遷，都會對光伏項目的收益帶來致命的打擊。

5） 有實力的電力開發(fā)商很難介入，市場推動緩慢。因為大的電力開發(fā)商肯定會在別人的屋頂上開發(fā)項目，由于是自發(fā)自用，開發(fā)商必須同建筑業(yè)主簽訂節(jié)省下來的電費轉交給開發(fā)商的節(jié)能管理合同，這會帶來非常大的后遺癥，對項目開發(fā)商是極大的風險。如果大的電力開發(fā)商不介入，全靠用電戶自建自用，則分布式光伏市場很難在短期擴大。

3.3. 中國分布式光伏商業(yè)模式建議

1）“上網電價”法的優(yōu)點是明顯的，建議分布式光伏項目的開發(fā)商可以自由選擇商業(yè)模式，也可以選擇風險高、收益高的“自消費”模式，“自發(fā)自用，余電上網”，也可以選擇無風險，長期、低收益的“上網電價”政策；

2）對于“自發(fā)自用，余電上網”的自發(fā)自用部分，不建議采用“一刀切”的度電補貼方式，建議采用“固定收益分區(qū)電價”，即根據太陽能資源條件確定分布式光伏固定收益電價，這個電價要明顯高于光伏分區(qū)上網電價，如：

表3-3、建議的分布式光伏固定收益電價

所謂固定收益電價就是：自消費抵消的電網電價+國家補貼=固定收益電價，即國家只補貼電網零售電價與固定收益電價的差額，這樣的話，無論電網零售電價的差異有多大，在相同的太陽能資源區(qū)，大家的收益都是一樣的，這樣就做到了公平收益，而且隨著電網電價的上漲，國家補貼逐年降低，不存在不當收益的問題。采用固定收益電價還有一個更大的好處，所有建筑都對分布式光伏項目開放，沒有選擇建筑難的問題，低電價建筑國家補得多，高電價建筑國家補得少，公平收益，有利于光伏市場的迅速擴大。

3）由于“凈電量結算”操作簡單，不存在光伏發(fā)電與負荷不匹配的問題，隨著電網電價的上漲，光伏對于很多建筑和用電戶都將達到平價，不再需要國家補貼，建議從2013年起，對于“自建自用”的分布式光伏項目，允許采用“凈電量結算”政策。這一市場將會迅速擴大。至于“偷電”問題，完全可以采用技術和法律手段杜絕，不能“因噎廢食”。

3）為了便于開發(fā)商介入，一是分布式光伏項目的商業(yè)模式可以自由選擇，開發(fā)商既可以選擇“上網電價，統購統銷”政策，也可以選擇“自發(fā)自用，余電上網”政策；二是對于“自發(fā)自用，余電上網”政策的項目，也應通過電網企業(yè)進行結算（具體操作程序略），千萬不要讓開發(fā)商通過“合同能源管理”的方式同建筑業(yè)主進行交易，有諸多弊端，以前已經有過慘痛的教訓。

4.  結論

分布式光伏市場能否真正啟動，關鍵在于激勵政策和商業(yè)模式，如果政策科學、合理，各方受益，而且程序透明、可操作，開發(fā)商便于介入，相信中國的分布式光伏市場必將迎來高速發(fā)展期。