一、從經濟性、政策、消納角度,分析分布式光伏空間我國分布式光伏新增裝機火熱,地面電站受高價影響裝機節奏遞延,預計2023 年起并舉共行。2021-2022年由于硅料供給緊張,主產業鏈價格一路上漲,對價格較 為敏感的集中式裝機不及預期。根據國家能源局,2022年我國光伏新增裝機達 87.4GW,同比+59%,其中:集中式裝機達36.
集中式電站較距負荷較遠,通常需通過特高壓直流進行外送,目前所采用的特 高壓常規直流技術要求運行過程中功率流盡量平穩,使得送端和受端均需要進行調 峰調頻,成為影響消納的主要因素。在送端地區,由于新能源出力波動,而特高壓 直流要求輸電功率流盡可能平穩,因此需要調用大量電力系統靈活性資源,與新能 源打捆,確保功率流較為平穩后,方能上送特高壓直流通道。在受端地區,由于負荷 曲線在不同地區、不同季節、不同日期(工作日和節假日)均存在明顯差異,而特高 壓直流的功率流(一般日內僅設置 2、3 檔傳輸功率水平)難以跟隨負荷曲線變化, 因此在受端地區亦需要調用大量電力系統靈活性資源,填補負荷曲線與外受電曲線 間的差值。未來有望逐漸采用柔性直流輸電技術,其功率流可以在較大范圍內進行 調整,能夠減少集中式新能源的調節需求。
分布式電站與負荷端相伴,就地消納可沖抵部分用電需求,電力系統中的靈活 性資源響應凈負荷曲線變化即可實現供需平衡。由于光伏出力不穩定,全部并網后 將會使其不穩定性將全部傳導到電網,從而造成較大程度的擾動。相比之下,自發 自用電部分,由于本地消納能夠減少上網電量,同時又能高效地滿足當地用電需求, 有效解決電力在升壓及長途運輸中的損耗問題,消納壓力較小。從電網視角看用電 負荷,當無分布式新能源時,電網供電需要滿足的是真實負荷曲線,當有分布式新 能源時,電網供電需要滿足的是凈負荷曲線(真實負荷曲線與新能源出力曲線的差 值)。電力系統中的靈活性資源追蹤凈負荷曲線變化,據此供電即可實現電力供需 平衡。從分布式新能源自身影響來看:從物理運行角度(非電費結算角度)而言,分 布式新能源發電量優先自發自用。當分布式光伏裝機較少時,凈負荷曲線有可能較 負荷曲線波動降低,減少調峰需求;而隨著裝機增長,凈負荷曲線波動又會加大,調峰需求增加(參見美國加州凈負荷“鴨型曲線”的變化趨勢)。對比集中式新能源來 看:分布式新能源只需要進行1次調峰調頻(響應凈負荷曲線變化,進行調節),而 集中式新能源需要2次調峰調頻(送端和受端各1次)。分布式新能源需要的靈活性 資源小于集中式新能源。
綜上,集中式新能源需要通過特高壓直流進行外送,此時送端和受端地區均進 行調峰調頻,而分布式新能源與負荷相伴,僅需要靈活性資源響應凈負荷曲線的變 化。因此從調節約束看,分布式新能源所受約束更少,消納潛力大于集中式新能源。
二、從商業模式切入,分析分布式光伏壁壘及創新
按照電站選址和并網方式的不同,光伏電站可以分為集中式光伏電站和分布式 光伏電站。集中式光伏電站通常將光伏陣列安裝在較為寬廣的山地、水面、灘涂、 荒漠等區域,經陽光照射,光伏陣列將產生的直流電經匯流箱送至逆變器轉化為交 流電,經升壓站升壓后接入電網,由電網統一收購調配的電站模式,利用電網遠距 離傳輸到終端用戶,具有規模效應,管理難度較小,但存在建設周期長、占用土地資源等弊端。目前我國集中式光伏電站規模一般在10MW以上,100MW以上的大規模 光伏電站數量不斷增加。
分布式光伏電站是指利用閑置屋頂等資源,布置在用戶附近的發電系統。分布 式光伏電站系統集成業務系根據客戶需求,提供屋頂開發、勘察排布、項目建設、并 網移交等全過程或若干過程的技術集成服務,最終向客戶交付分布式光伏電站資產 的業務。分布式光伏電站靠近用電側負荷中心,所發電力就近消納,并可將剩余電 力上傳至公共電網,但由于單體規模小、項目分散、屋頂條件不一,開發和管理難度 較高。(1)根據屋頂類型不同,分布式光伏電站可分為戶用、工商業及農/林/漁光 互補分布式光伏,其中戶用和工商業占主要地位;工商業光伏電站系統集成業務系 利用工商業建筑閑置屋頂、空閑場地建設分布式光伏發電站,相比戶用在建筑面積、 裝機規模上更大,工商業光伏電站平均裝機容量約1,000kW,戶用光伏電站平均裝 機容量約為20kW。(2)根據客戶是否擁有屋頂所有權屬,可分為第三方投資和業 主自有光伏電站。
光伏電站開發的商業模式多元,國央企牽手民企探索創新,集中度有望提升。光伏電站的開發、設計、融資、建設、運營及所有權轉讓涉及到多方利益,五大四小 等國央企資金雄厚、信用良好,資金成本較低,但是缺乏安裝、施工及運維能力;而 具備豐富地方資源協調能力、本土化設計和施工的民營企業缺乏資金。在該背景下, 各方不斷創新商業模式平衡各方訴求。從收益模式劃分,光伏電站主要有全額上網、凈電量結算、自發自用余量上網三種收費模式。從持有形式劃分,光伏電站可分為 自持和電站運營商持有兩類模式:(1)自持模式下的電站全生命周期收益歸屬于農 戶或廠房業主,資金模式可分為全款安裝、貸款安裝和融資租賃。(2)電站運營商 持有模式中,電站所產生的收益歸屬于運營商,農戶獲得屋頂租金或廠房業務獲得 電價優惠。從開發形式劃分,光伏電站可分為傳統EPC模式、合作開發的BT和新EPC 模式。
(一)商業模式多元,民企牽手國企優先獲取資源
1. 傳統EPC模式較為同質化,競爭充分,盈利能力較低。通常與央企國企合 作,為其電站提供整體解決方案,包括工程總承包及整套設備的采購供應等;光伏 系統方案設計及施工主要通過招投標展開,中標后執行項目設計、采購、施工等一 系列工作,其中主要涉及獲取項目信息、前期接洽、參與投標、項目中標、項目設 計、采購及施工、工程驗收、電站移交等環節。根據電站類型分為集中式EPC和分 布式EPC業務,其中集中式EPC的市場集中度顯著高于分布式,從開工到并網的周 期約為一年,項目方通常需要墊付20%-30%資金,該時間段內的設備價格變化會影 響EPC業務盈利能力,通常在漲價周期中EPC盈利承壓,而在降價周期或價格相對 平穩時期,EPC可以享有合理的利潤水平,但由于競爭較為充分,在扣除相關費用 后盈利能力較弱;以采用該模式的中國電建為例,該業務毛利率約為10%左右,同 時存在部分難度:(1)若系統設備價格和人工成本提升時,項目成本控制難度會增 加大;(2)若因土地交付協調出現問題,將影響項目進度及成本;(3)若業主工程 進度款未能及時支付,EPC承包方墊資壓力大,將相應地增加資金成本。