IIGF觀(guān)點(diǎn)
IIGF觀(guān)點(diǎn) | 中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展及投融資(下篇一)
自1997年左右至今,中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展已歷經(jīng)20余年,我院推出專(zhuān)題研究報告《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展及投融資》,該研究報告分為《上篇:中國光伏制造業(yè)發(fā)展及投融資》和《下篇:中國光伏應用市場(chǎng)發(fā)展及投融資》,上下篇各分為六個(gè)發(fā)展階段,系統梳理分析中國光伏產(chǎn)業(yè)本身及投融資發(fā)展,每個(gè)階段選取一個(gè)典型案例,通過(guò)案例展現探討該階段中國光伏產(chǎn)業(yè)及投融資的發(fā)展、問(wèn)題,以及經(jīng)驗教訓。
第一階段:援助型光伏電站
(1990-2006年)
中國光伏應用市場(chǎng)經(jīng)歷了漫長(cháng)的起步階段,在2006年以前的17年內累計裝機規模僅為80兆瓦,其中95%的光伏應用系統為離網(wǎng)式。在這一時(shí)期,中國光伏應用市場(chǎng)尚未實(shí)現商業(yè)化運作,主要是在國際組織援助下,由政府主導解決西藏、新疆、青海等地區的無(wú)電問(wèn)題,解決牧民、村民的基本生活用電需求。對援助性光伏電站而言,融資來(lái)源較為單一,主要由國內外政府及國際組織共同出資,財政支持是這一時(shí)期光伏發(fā)電項目的重要資金來(lái)源,1990年至2005年期間,國內光伏發(fā)電項目、國際援助及國際合作光伏發(fā)電項目投資總額超過(guò)25億元人民幣,中國政府投資近20億元,國外投資方則以全球環(huán)境基金、荷蘭及德國政府為主;光伏發(fā)電項目建成后,電站運維成本則由電費收入和財政補貼共同支付。
一、光伏發(fā)電系統及其投融資簡(jiǎn)介
光伏發(fā)電系統作為光伏產(chǎn)業(yè)鏈的終端應用系統,是由光伏電池、蓄電池組、控制設備、逆變器等電子元件組成的發(fā)電體系,利用單晶硅、多晶硅半導體界面的光生伏特效應將光能直接轉變?yōu)殡娔?,具體而言,光伏組件將直射太陽(yáng)光轉化為直流電,通過(guò)直流匯流箱并聯(lián)接入直流配電柜,匯流后接入逆變器直流輸入端,將直流電轉變?yōu)榻涣麟?,逆變器交流輸出端則接入交流配電柜,最終并入用戶(hù)端供電。
圖1:光伏發(fā)電系統
(一)光伏發(fā)電系統類(lèi)型
1.離網(wǎng)式與并網(wǎng)式
根據自身是否帶有儲能設備,光伏發(fā)電系統分為離網(wǎng)式和并網(wǎng)式兩類(lèi):
離網(wǎng)式光伏發(fā)電系統又被稱(chēng)為獨立式,主要應用于各類(lèi)光伏產(chǎn)品,如太陽(yáng)能充電器、太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能草坪燈等民用產(chǎn)品,微波站、交通信號燈等通信和工業(yè)產(chǎn)品,以及為邊遠農牧無(wú)電地區提供電源。離網(wǎng)式光伏發(fā)電系統主要包括太陽(yáng)能電池、太陽(yáng)能充電器、儲能設備,以及逆變器等,其中太陽(yáng)能電池作為系統核心,將太陽(yáng)能轉化為電能,充電器和儲能設備將電能轉化并儲存,用電時(shí)通過(guò)逆變器的轉化提供穩定的交流電。
并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統相對而言組成較為簡(jiǎn)單,光伏組件將太陽(yáng)能轉化為直流電能,直接通過(guò)逆變器轉變?yōu)榻涣麟姴⑷腚娋W(wǎng),相當于利用電網(wǎng)儲能,在用電需求大、太陽(yáng)能發(fā)電不足時(shí)可向電網(wǎng)購電,反之當用電負荷小、有剩余電力時(shí)則可轉賣(mài)。并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統避免了蓄電池二次污染,同時(shí)降低電站建設成本,可與企業(yè)、學(xué)校、醫院等大型建筑相結合,就近供電。而在陽(yáng)光充足的荒漠地區建設電站并接入電網(wǎng),則有助于替代傳統化石燃料供電。
圖2:光伏發(fā)電系統分類(lèi)
2.集中式與分布式
根據應用場(chǎng)景和裝機規模不同,光伏發(fā)電系統分為集中式和分布式兩類(lèi):
集中式光伏發(fā)電主要利用荒漠、戈壁、草原等豐富太陽(yáng)能資源,集中建立大型光伏電站,發(fā)電后直接并入公共電網(wǎng),接入高壓輸電系統由電網(wǎng)統一調配供給遠距離用戶(hù)。
分布式光伏發(fā)電則是在用戶(hù)所在場(chǎng)地或附近建設運行,以用戶(hù)側自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)且在配電網(wǎng)系統平衡調節為特征的光伏發(fā)電設施,[1]此外,根據國家電網(wǎng)規定,需滿(mǎn)足10千伏以下接入、單點(diǎn)規模低于6兆瓦兩個(gè)條件。[2]分布式光伏發(fā)電多利用建筑屋頂及附屬場(chǎng)地建設而成,項目備案時(shí)可在“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”或“全額上網(wǎng)”兩種模式擇一選擇。
規模大小及運作方式差異決定了集中式與分布式光伏發(fā)電各有利弊,集中式光伏發(fā)電項目選址受限較小,只需選擇在太陽(yáng)能資源充足地區,荒漠戈壁土地成本較低可降低電站建設成本,電站集中建設便于統一運營(yíng)管理,保障輸出電力的穩定性,但其位置偏遠會(huì )產(chǎn)生遠距離輸電損耗、電壓跌落問(wèn)題,此外,裝機規模大的光伏電站面臨多臺變換裝置協(xié)同工作的管理問(wèn)題。分布式光伏電站具有投資小、建設快、占地面積小等優(yōu)點(diǎn),利用建筑物表面,光伏電池同時(shí)作為房頂、外墻建筑材料,既節省了土地資源,又可就近供電,避免了電力輸送損耗,但安裝容量有限導致分布式發(fā)電量有限,個(gè)人家庭參與積極性需逐漸提高,推廣普及尚需時(shí)間。
(二)光伏發(fā)電系統三方開(kāi)發(fā)運營(yíng)機制
光伏發(fā)電系統的開(kāi)發(fā)運營(yíng)通常采用BOT(Build-Operate-Transfer)模式,即“建設-運營(yíng)-轉讓”,光伏發(fā)電項目投資方委托工程公司作為建設方進(jìn)行EPC承包,承擔項目設計、采購、施工、試運行等一體化建設,建成后將光伏發(fā)電項目交付投資方。由于光伏發(fā)電項目開(kāi)發(fā)需要重資產(chǎn)投入,多數投資方在項目建成后,直接將電站經(jīng)營(yíng)權和所有權轉讓?zhuān)唤o專(zhuān)業(yè)運維方進(jìn)行運營(yíng)管理,以盡快收回投資緩解現金流壓力,同時(shí)避免光伏發(fā)電項目的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險。
光伏發(fā)電項目投資方主要包括光伏制造企業(yè)和國有能源企業(yè),以及少量行業(yè)外企業(yè)。國內光伏應用市場(chǎng)興起后,部分光伏制造企業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈下游拓展,英利集團、天合光能、協(xié)鑫集團、晶科能源等企業(yè)開(kāi)始投資光伏發(fā)電項目。中電投、中節能、華電、中廣核等國有能源企業(yè)發(fā)揮國企資金和并網(wǎng)優(yōu)勢,其投資的光伏發(fā)電項目裝機量相對較大。此外,行業(yè)外部分企業(yè)受利潤吸引也開(kāi)始投資光伏電站,如恒大集團在2014年9月與河北張家口政府簽訂投資協(xié)議,計劃在張家口投資約900億,建設當時(shí)全國最大的9.2吉瓦光伏發(fā)電項目。[3]
從建設方看,既有專(zhuān)注于光伏行業(yè)的EPC總包企業(yè),也有涵蓋水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電等多類(lèi)型的電力工程建設企業(yè),甚至包括從事市政路橋、物流、民用建筑等領(lǐng)域的工程設計及承包企業(yè)。其中,協(xié)鑫集團、正泰新能源等光伏制造企業(yè)也開(kāi)始向光伏電站投資、建設、運營(yíng)一體化發(fā)展,分別開(kāi)發(fā)建設了協(xié)鑫新疆哈密耀輝60兆瓦光伏電站、杭州火車(chē)東站10兆瓦屋頂光伏等項目。特變電工、中國能源建設、力諾太陽(yáng)能電工、中海陽(yáng)能源、中國電力建設等企業(yè)承包建設了多個(gè)光伏發(fā)電項目,并且在爭取國內市場(chǎng)基礎上向海外拓展,以中國能建葛洲壩國際公司為例,2019年10月,其與老撾王氏投資有限公司簽署老撾當時(shí)規模最大的光伏發(fā)電項目阿速坡300兆瓦EPC合同,合同金額約4.5億美元。[4]
從運維方看,民營(yíng)企業(yè)自有資金相對較少,難以長(cháng)期支撐光伏電站運營(yíng),因而多選擇在項目建設完成后出售給第三方。而國有企業(yè)因現金流充裕,通常會(huì )持有項目,自身作為運維方經(jīng)營(yíng)電站。國家電投作為全球最大的光伏電站運營(yíng)商,截至2019年底,在運光伏裝機規模超過(guò)14吉瓦。[5]
二、中國光伏應用市場(chǎng)初發(fā)展
(一)市場(chǎng)規模極其有限,以離網(wǎng)式發(fā)電為主
光伏發(fā)電在中國應用最早可追溯至1976年,當年首次裝機5千瓦,但由于當時(shí)光伏發(fā)電成本遠高于火力發(fā)電,同時(shí)也高于風(fēng)電、生物質(zhì)發(fā)電等其他新能源發(fā)電,因此規模一直非常有限且增長(cháng)緩慢。在從1990-2000年10年期間,中國累計光伏裝機自1.78兆瓦增加至19兆瓦,年均增長(cháng)僅1%左右。[6]2000年后,中國政府啟動(dòng)送電到鄉、光明工程等扶持項目,使光伏發(fā)電在兩年內有較大幅度增加,2002年中國新增光伏裝機容量20.3兆瓦,同比漲幅256.14%,等同于前期累計裝機總量。[7]但政策實(shí)施僅為西部無(wú)電地區解決了用電難題,并未帶動(dòng)中國光伏應用市場(chǎng)的自主發(fā)展,2003年后,送電到鄉等項目相繼完工,光伏發(fā)電裝機回落至10兆瓦,與當時(shí)全球超過(guò)1吉瓦的裝機相比,這一時(shí)期中國光伏應用市場(chǎng)規模極其有限。[8]
圖3:中國光伏新增及累計裝機容量(1990-2006年)
數據來(lái)源:吳達成.《我國獨立光伏系統和并網(wǎng)光伏電站的發(fā)展現狀及前景》. 2012.04.27.
張一鳴. 2001-2012年中國歷年新增及累計光伏裝機容量[N].中國經(jīng)濟時(shí)報. 2013.02.18.
這一時(shí)期,中國光伏發(fā)電應用95%為離網(wǎng)式發(fā)電,并網(wǎng)發(fā)電僅5%左右,主要包括并網(wǎng)光伏建筑和大型地面電站,而同期全球并網(wǎng)式光伏發(fā)電占比高達83%。[9]其中,農村及邊遠地區受政策影響應用相對較多,截至2006年,農村電氣化光伏發(fā)電系統約33.41兆瓦,在光伏應用市場(chǎng)占比41%左右,主要包括獨立光伏電站、小型風(fēng)光互補發(fā)電系統、太陽(yáng)能光伏戶(hù)用系統、太陽(yáng)能照明燈及光伏水泵,農村學(xué)校、醫院、商店等光伏發(fā)電。通訊工業(yè)應用和太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品則屬于商業(yè)化市場(chǎng),占比53%左右,分別用于光纜通信系統、衛星通信和電視接收系統、鐵路和公路信號系統、水閘和石油管道陰極保護系統,以及太陽(yáng)能充電器、鐘表、計算機、電動(dòng)汽車(chē)等光伏產(chǎn)品。[10]
圖4:中國光伏應用市場(chǎng)份額(2006年)
數據來(lái)源:趙玉文,吳達成,王斯成,王文靜,勵旭東,劉祖明,邱第明,宋爽,葛純.中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告(2006—2007)[J].太陽(yáng)能,2008(06):11-18+30.
(二)政府主導,國際支持
21世紀初,中國仍有大批村鎮居民和散居牧民因地處偏遠,難以通過(guò)電網(wǎng)供電。截至2001年,中國約有2.16萬(wàn)個(gè)無(wú)電村、700多萬(wàn)戶(hù)無(wú)電戶(hù),其中西藏地區由于歷史和地理原因,無(wú)電戶(hù)比例高達78.83%、無(wú)電村比例高達71.91%,居全國第一。此外,青海、內蒙古、貴州、新疆等地區無(wú)電村和無(wú)電戶(hù)比例也達到10%左右。[11]
青藏高原是中國太陽(yáng)輻射量最大地區,內蒙古、新疆、甘肅等地區同樣擁有豐富的太陽(yáng)能資源,具備通過(guò)光伏發(fā)電滿(mǎn)足生活基本用電的基礎條件。中國政府、相關(guān)國際機構,以及外國政府等自1990年起,在上述地區推動(dòng)光伏發(fā)電,通過(guò)光伏及風(fēng)力發(fā)電解決了西藏、新疆、青海、甘肅、內蒙古、陜西和四川等西部省區700多個(gè)無(wú)電鄉的用電難題。
圖5:中國主要無(wú)電地區占比(2001年)
數據來(lái)源:時(shí)麗, 都志杰, 任東明. 中國無(wú)電地區可再生能源電力建設[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2009.
1.中國政府著(zhù)力解決無(wú)電問(wèn)題
中國政府最早于1990年在西藏阿里革吉縣支持自行設計、建設首座10千瓦級光伏電站,[12]電力扶貧共富工程項目始于1992年,北京計科公司先后于1992年、1994年在西藏阿里改則縣、措勤縣各建設裝機容量20千瓦光伏電站,并于1998年將電站規模擴建至80千瓦。此外,中科院電工所在那曲地區建設了100千瓦光伏電站,2000年建設完成。[13]1996年,北京計科公司在沙漠地帶的新疆塔中4-輪南輸油輸氣管道建設7座、每座裝機700瓦獨立光伏電站,是中國首次將光伏發(fā)電系統應用于輸油管線(xiàn)的陰極保護領(lǐng)域。[14]2000年,西藏阿里地區光電項目由原國家計委、科技部、國家電力公司共同啟動(dòng),總裝機容量190千瓦,共建設38座鄉級光伏電站、30座光伏水泵和10座地面衛星接收站,用戶(hù)光伏電源11萬(wàn)套,解決了阿里地區1萬(wàn)多農牧民用電問(wèn)題。[15]
除通過(guò)推廣光伏發(fā)電重點(diǎn)解決西藏和新疆用電難題外,中國政府先后于2001年和2002年啟動(dòng)“光明工程”和“送電到鄉”兩大覆蓋國內多地區的光伏應用工程。一是為響應1996年津巴布韋“世界太陽(yáng)能高峰會(huì )議”提出的在全球無(wú)電地區推行“光明工程”倡議,2001年中國原國家計委與西藏、內蒙古和甘肅省政府共同啟動(dòng)中國“光明工程”項目,投入4000萬(wàn)元人民幣,建設光伏發(fā)電、風(fēng)/光、風(fēng)/油/光互補發(fā)電等村落電站和戶(hù)用系統,5年內建設光伏電站322座,解決了318個(gè)無(wú)電鄉用電問(wèn)題。[16]二是2002年國家發(fā)改委啟動(dòng)“送電到鄉”工程,截至2005年底,在西藏、青海、甘肅、新疆、四川、內蒙古、陜西、重慶、云南、江西,以及湖南共11個(gè)省市內,建成268座小水電站、721座光伏和風(fēng)光互補電站,光伏裝機容量15.5兆瓦,解決了約30萬(wàn)戶(hù)、130萬(wàn)人口的基本生活用電問(wèn)題。[17]
2.國際組織援助,廣泛開(kāi)展全球合作
20世紀90年代,聯(lián)合國教科文組織和世界銀行為解決鄉村學(xué)校用電問(wèn)題,開(kāi)展了光伏電站援助項目。中國科協(xié)和聯(lián)合國教科文組織合作的“21世紀中國鄉村太陽(yáng)能示范學(xué)?!痹诤颖笔”6M(mǎn)城縣嶺西中學(xué)建成,計科公司承擔4千瓦光伏電站建設,1996年6月投入使用。[18]1999年,由世界銀行援助的中國教師服務(wù)網(wǎng)絡(luò )太陽(yáng)能光伏應用項目,在云南省和海南省建成13所太陽(yáng)能小學(xué),每所學(xué)校光伏電站規模1千瓦。[19] 此外,2005年,全球環(huán)境基金向中國可再生能源發(fā)展項目(REDP)贈款2550萬(wàn)美元,以補貼方式推廣30-35萬(wàn)套、共計1兆瓦的光伏戶(hù)用電源系統。[20]
除國際組織外,中國也先后與日本、荷蘭、德國、加拿大開(kāi)展了政府合作項目。1998年至2002年期間,中日合作NEDO光伏項目在西藏、甘肅、陜西等11個(gè)地區建立了太陽(yáng)能光伏示范電站和風(fēng)光互補電站,在北京建立光伏電池組件及系統測試的實(shí)驗室,推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步。[21]中國與荷蘭共建的新疆絲綢之路光明工程項目于2002年啟動(dòng),為新疆邊遠農牧區78000多戶(hù)無(wú)電家庭提供太陽(yáng)能戶(hù)用系統,解決了30多萬(wàn)人的基本生活用電問(wèn)題。[22]中德合作的西部太陽(yáng)能項目(KFW)在2003-2005年期間在新疆哈密地區41個(gè)村建設了總裝機規模493千瓦的太陽(yáng)能電站,在青海邊遠村落解決了80個(gè)無(wú)電村、5400戶(hù)、約1.6萬(wàn)人的基本生活用電,每年光伏發(fā)電約25萬(wàn)千瓦。[23]此外,同一時(shí)期,中國與加拿大政府合作的CIDA太陽(yáng)能農村通電項目在內蒙古建設了太陽(yáng)能光伏示范電站,并進(jìn)行電站運營(yíng)管理相關(guān)能力培訓。[24]
表1:中國光伏發(fā)電項目(1990-2005年)
數據來(lái)源:公開(kāi)資料整理
三、光伏應用市場(chǎng)投融資:以財政與援助為主
(一)前期建設依靠政府投資
中國光伏應用市場(chǎng)初始階段的融資來(lái)源較為單一,主要由國內外政府及國際組織共同出資。從投資規???,1990年至2005年期間,上述國內光伏發(fā)電項目、國際援助及國際合作光伏發(fā)電項目投資總額超過(guò)25億元人民幣(外幣以當期匯率換算為人民幣),中國政府投資近20億元,占比80%左右,財政支持是這一時(shí)期光伏發(fā)電項目的重要資金來(lái)源,國外投資方則以全球環(huán)境基金、荷蘭及德國政府為主。[25]
從具體項目看,“送電到鄉”工程是這一時(shí)期中國政府支持的最大規模光伏發(fā)電項目,總投資47億元,其中光伏和風(fēng)光互補電站投資16億元。[26]國際合作項目則由中國政府與外國政府共同出資,新疆絲綢之路光明工程項目投資總額2500萬(wàn)美元,其中荷蘭政府贈款1500萬(wàn)美元,中國政府出資1000萬(wàn)美元,用于太陽(yáng)能戶(hù)用系統元件的采購以及系統的生產(chǎn)、銷(xiāo)售。[27]中德財政合作西部太陽(yáng)能項目在新疆總投資約6400萬(wàn)元,其中德國援助1000萬(wàn)馬克(折合人民幣約4000萬(wàn)元),中國政府配套出資2400萬(wàn)元;在青海省總投資約9240萬(wàn)元人民幣,德中雙方按7:3比例投入,其中德國復興銀行無(wú)償援助800萬(wàn)歐元(折合人民幣約6440萬(wàn)元),青海省財政分三年配套出資2800萬(wàn)元人民幣。[28]
圖6:國內外政府及國際組織在華光伏發(fā)電投資(1992-2005年)
數據來(lái)源:公開(kāi)資料整理
(二)后期電費收入、財政補貼覆蓋運營(yíng)成本
光伏發(fā)電項目建成后,資金需求主要源于電站運營(yíng)維護及管理費用,但不同地區采取的運維方案有所差異。陜西、內蒙古、四川、西藏由當地政府電力部門(mén)負責電站運維,而青海、甘肅、新疆則由項目總承包商擔負運維職責。電站運營(yíng)費用一方面源于電費收入,不同省市電價(jià)差異較大,陜西、甘肅采取統一價(jià)格,每度電分別為0.49元、0.8元,其他地區則根據商業(yè)用電、生活用電的用途差異,或不同地方經(jīng)濟差異情況采取區間范圍定價(jià)模式,如四川和西藏低價(jià)電費均為0.4元/度,但高價(jià)電費分別為0.8、1.5元/度,差異達0.7元/度,內蒙古則是電價(jià)區間范圍跨度最大的省份,高低電價(jià)差距高達2.5元/度。在電費收入難以覆蓋運營(yíng)成本的情況下,由當地政府支付,例如,考慮到新疆居民生活水平較低,送電到鄉工程最初未收取電費,電站運行維護人員工資由鄉政府支付。
圖7:“送電到鄉”工程各省光伏電價(jià)
數據來(lái)源:王仲穎,任東明,高虎.加速中國可再生能源商業(yè)化能力建設發(fā)展戰略[M].化學(xué)工業(yè)出版社, 2009.
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作者:
徐洪峰中央財經(jīng)大學(xué)綠色金融國際研究院副院長(cháng)
白 楊中央財經(jīng)大學(xué)綠色金融國際研究院研究員
特邀專(zhuān)家顧問(wèn):
彭 澎中央財經(jīng)大學(xué)綠色金融國際研究院特邀專(zhuān)家、中國新能源電力投融資聯(lián)盟秘書(shū)長(cháng)
原創(chuàng )聲明
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新媒體編輯:張凌粵