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[转载]平价上网对光伏产业链各环节的成本要求(上)

(2011-12-24 12:19:56)
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分类: 新能源产业

[摘要] 本文介绍了2008~2011年的光伏产业各环节的价格变动趋势,根据作者所研究的光伏发电的成本电价的数学分析模型,讨论了光伏产业要达到平价上网对光伏产业链各环节的成本目标,并对成本电价为0.5元人民币/度和0.35元人民币/度的光伏发电的单位装机成本和组件各部分的成本进行了分析。

 

一、2008~2011光伏各环节价格趋势

光伏产业从2005年开始,因德国率先对光伏发电进行补贴而步入规模化生产阶段以来,价格的降低就是产业持续追求的目标。由于产业初期多晶硅的供应奇缺,因此,多晶硅价格畸高,导致了“拥硅者为王”的神话出现,和全球多晶硅投资的热潮。

从上述曲线可以看出,从2008年上半年以来,光伏产业经历了两次大的降价热潮。第一次是2008年下半年到2009年上半年期间,金融海啸导致了需求升幅剧降,使得多晶硅供求缓解,多晶硅价格出现了80%~90%的跌幅,从最高的350万人民币/吨降低到了41万人民币的低点。由于同期光伏发电的补贴电价并没有随之大幅下降,所以,多晶硅的大幅价格下跌减缓了下游的价格压力,因此,铸锭、硅片、电池片、组件乃至逆变器的价格并没有像多晶硅那样大幅下降,而只是进行了小幅调整。

2009下半年后,随着市场升温,多晶硅价格又开始缓升,由于光伏发电的补贴电价是持续下降的,因此,为了保证组件的价格能够持续下降,下游的加工利润也受到了挤压,价格开始出现松动。而2010年,由于市场规模的扩张,规模化也导致了下游的成本降低,因此,虽然下游的价格不动或略降,而下游各环节的企业在多晶硅成本上涨的情况下,依然保持了可观的利润。

而第二次降价就是20115月份开始的,源于欧债危机。由于市场发展速度急降,导致产能短期过剩,光伏产业的上下游的利润空间同步受到挤压,导致了光伏行业多个环节的价格降低50%以上,而光伏电站的装机成本则下降了40%左右。这次降价的波及面之广、幅度之深,远远超过了第一次。多晶硅从80/吨的高位持续下跌到20万元/吨,历史上首次跌破大多数厂家的成本价。而组件、电池片、切片等加工费用也分别有50%以上的跌幅。

凡事都有两面性,危机中孕育着商机。从长远看,这次光伏产业的低谷未必是坏事。阻挡光伏产业发展的最大的障碍是什么?是高成本。那么,这次光伏行业的价格普降,对于光伏发电的市场化应用未免不是一件好事。

2011年光伏发电成本的加速下降,使得光伏发电的价格距离低于火力发电的时间大大缩短。原来被认为最激进的估计,现在看来已经成为最保守的预测。而光伏发电成本低于火力发电的情形的出现,将是历史上第一次光伏发电能够不再依赖各国政府的补贴而进入真正市场化的拐点,这意味着光伏发电成为替代能源的序幕拉开,这里面蕴藏的商机几乎可以说是无限的。因此,这就是为什么在目前价格如此低迷的情况下,依然有无数的各行各业的巨头企业磨刀霍霍、跃跃欲试、紧锣密鼓地准备大举进军光伏产业的原因。

 

  光伏平价上网对各环节的成本要求

史珺博士于20111128日公布了其所研究的光伏发电的成本电价的数学模型[1]。由于光伏电站总投资与装机容量通常成正比关系,如果用Cp代表单位装机容量的装机成本,Tcost代表光伏发电的成本电价,则:

 Tcost =Cp1/ Per + Rop + Rloan * Rintr -isub/Hfp                                (1)

 

式(1)即为光伏发电的成本电价的计算公式。它表示出了光伏电站的成本电价与光伏电站的单位装机成本Cp、投资回收期Per、运营费用比率(每年的运营费用占电站总投入的比例)Rop 、贷款状况(包括贷款占投资额的比例Rloan和贷款利息Rintr两个参数)、年等效满负荷发电小时数Hfp(相当于1KW装机容量一年所发电量的千瓦时数)等五大因素的具体关系。此外,还有该电站所享受到的其它补贴收入系数isub(电站每年的电价外补贴占电站总投资的比例。

有了上面的光伏发电成本分析模型,可以对现阶段光伏发电成本做一个简要分析。

2.1 平价上网的装机成本

光伏目前降价的动因是因为上网电价还高于火力发电。而所谓的平价上网,就是,上网电价与火力发电价格持平。目前,比较一致的看法是,如果光伏上网电价能够达到0.5/度,则就毫无争议地低于火力发电了。为此,对式(1)进行变化可得:

 

Cp = Tcost*Hfp /1/ Per + Rop + Rloan * Rintr -isub                  ……(2)

 

首先,我们按照光伏发电企业的商业惯例对式(2)的各参数做出。首先是投资回收期Per,定义为20年,运营费率Rop定义为2%,贷款比例Rloan70%,贷款利息按照7%计算,而CDM等收入按照投资的1.2%计算,即isub =1.2%;令Tcost=0.5/度,同时假定Hfp=1500小时。在这样的条件下,光伏发电就具有了价值。将上述参数带入式(2),可以得到:

 

Cp = 0.5 * 1500 /0.05 + 0.02 + 0.7*0.07 – 0.012= 7009/KW

 

再变更一下不同的商业条件,可以计算一下所对应的装机成本要求,可得到表2-1

 

2-1 不同商业条件下,成本电价为0.5/度时的装机成本

装机成本

成本上网电价(元/度)

年满负荷发电小时数

投资回收期(年)

运营费率

贷款占总投资比例

贷款年利率

其它补贴收入占投资比例

7009

0.50

1500

20

2%

70%

7%

1.2%

9493

0.50

1500

20

2%

70%

3%

1.2%

8064

0.50

1500

20

2%

50%

7%

1.2%

9493

0.50

1500

20

2%

30%

7%

1.2%

12930

0.50

1500

20

2%

0%

7%

1.2%

 

由表2-1可知,如果项目不从银行贷款而全部采用自有资金,那么即便装机成本达到12930/KW,也一样可以做到成本电价为0.5/度。但这样不符合一般的电站运营模式,下面,我们还是按照表5-1中的第一行所代表的商业模式来考虑。

2.2 光伏平价上网的组件成本

目前的光伏装机成本为11160/KW,要达到上述比例,必须降低到7009元,假定电站的所有部分按照同样比例下降,则各部分成本见表2-2

 

2-2  上网电价为0.5/度时的装机成本构成

序号

代号

名称

价格(元/KW

1

Cpan

组件

4830

2

Cinv

逆变器

400

3

Cmon

电站监控系统

45

4

Cstr

组件支架

250

5

Cdis

高低压配电

220

6

Ctrf

变压器

100

7

Ccab

电缆

407

8

Cbas, Ccon

支架基础、土建

375

9

Casb,Ceng

组件安装费用、施工

220

10

Cacc,

外线接入

75

11

Cman

管理费用

75

合计:

6998

上述价格不包括土地、和追日及功率优化模块。

可见,光伏组件单元目前的价格是6600元,要降低到4830元,假如所有单元按照同比降价,则各部分的价格如表5-3所示。

 

2-3  上网电价为0.5/度时的光伏组件各部分的价格构成

序号

名称

目前单价

价格单位

每千瓦耗用量

目前每千瓦的价格构成(元/KW

新的单价

新的千瓦价格构成

1

多晶硅

190

/公斤

8公斤

1520

139/公斤

1112.4

2

铸锭开方

40

/公斤

6公斤

240

32.9 /公斤

197.6

3

切片

4.1

/

250

1025

3.0 /

750.1

4

电池片加工

5.1

/

250

1275

3.7 /

933.1

5

组件加工

2.5

/

1000

2500

1.8 /

1829.5

 合计:

6600

 

4823

 

2-3意味着,假如光伏组件各个部分按照同样比例下降的话,要想达到0.5/度的光伏上网电价,则多晶硅要降到13.9/公斤,铸锭加开方成本要降低到25.6/公斤,切片成本要降低到3/片,电池片加工成本要降低到3.7/片,组件加工成本要降低到1.8/瓦。

此外,逆变器的价格虽然最近降低的幅度较大,但进一步从目前的0.8/瓦降低到0.3~0.4/瓦是比较容易的,而施工和土建随着电站施工的日益规范化,成本在现有基础上下降50%也不是很困难的事情。最难以下降的可能是支架和电缆。因为主要受金属原材料价格限制,下降幅度有限。但如表4-1所示,该部分成本目前仅占光伏电站总价的12%,因此,下降的幅度即便小一些,也不会影响整体的大局。

另外,由于火电价格目前上升压力较大,在三到四年后,火电上网电价可能会上升到0.6元以上,届时,光伏的价格压力会小些。但是,考虑到光伏的推广,光伏发电不应仅以火电作为标杆,假以时日,光伏发电的价格一定会大大低于火力发电。

.....(未完待续)

 

 

 

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