光伏发电应用的最优模式,属于分布式光伏的时代正在到来!

细说光伏 2022-09-26
4420 字丨阅读本文需 11 分钟

分布式光伏的市场地位正以超出预期的速度夯实。实际上,对于分布式光伏来说,进入“十四五”之后发生在这个市场的节奏与趋势并非按部就班的趋势,2021年分布式光伏年度新增装机近30GW,刷新了补贴时代年新增装机的记录。

补贴时代的2017-2018年是分布式光伏发展的巅峰,这两年受益于分布式光伏0.42元/千瓦时的高额补贴,吸引了众多的投资商与开发企业进入行业。但随着2018年531政策的推出,分布式光伏开始进入发展静默期。而从“十四五”开始的分布式光伏,正以全新的发展速度与趋势成为我国双碳目标下的重要一环。

01

光伏发电应用的最优模式

分布式光伏系统指在用户场地附近建设的,且以配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。具有因地制宜、清洁高效、分散布局、就近领用等原则。

近年来,无论是国家层面还是地方层面,都出台了不少政策积极推进分布式光伏发电。2021年,国家能源局印发了《国家能源局综合司关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点名单的通知》,要求分布式光伏“宜建尽建”“应接尽接”。前不久,住房和城乡建设部与国家发展改革委出台《城乡建设领域碳达峰实施方案》,提出到2025年,新建公共机关建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%。

《“十四五”全国城市基础设施建设规划》也提出要开展城市韧性电网和智慧电网建设,推进分布式可再生能源和建筑一体化利用,提高分布式电源与配电网协调能力。

利好政策的持续加码,推动分布式光伏建设进入“快车道”。数据显示,2021年,国内新增光伏装机54.88吉瓦,其中分布式光伏达29.27吉瓦,占比53.33%,超过集中式光伏装机规模,发电连续五年位居世界第一。今年上半年,光伏新增装机30.88吉瓦,其中分布式光伏达19.65吉瓦,接近2/3。分布式光伏发展势头强劲,已成为装机规模增长的重要力量。多位业内人士表示,今年分布式光伏或再创新纪录。

中国光伏行业协会助理秘书长江华表示,国家之所以大力提倡分布式光伏发电,是因为分布式光伏是光伏发电应用的最优模式。它占地面积小,能够利用分散的能源资源,实现自发自用、就近消纳,并且可以有效减少电力输送损耗和对电网供电的依赖,在灵活性、经济性、效率等方面具有一定优势。

晶澳智慧能源相关负责人表示,分布式光伏发电系统装机容量小,形式灵活多样,便于与负荷中心和闲置空间结合,可有效推动各地区、各行业的可再生能源替代和“双碳”进程。“此外,分布式光伏还可以缓解我国电力资源分布不均衡,东中西部发电、用电区域不匹配的问题。”该负责人说。

02

分布式光伏市场接受度越来越高

在自家屋顶上安装光伏面板,利用阳光发电,发出的电自己使用,多余的电量可以卖给国家电网增收……近年来,户用分布式光伏装机迎来爆发式增长。根据国家能源局发布的数据,今年上半年户用分布式光伏新增装机8.91GW,同比增长51.5%。

创维光伏总经理马龙表示,目前用户对分布式光伏的认知程度持续提升,市场接受度越来越高。“目前,户用光伏市场主要在广大农村地区。农民增收来源有限,投资渠道较窄,房屋基本用来自住,选择户用光伏主要出于投资考虑。”马龙介绍说,“户用分布式光伏,不但具备遮阳、防雨、隔热、保护屋顶等作用,每年还能为用户带来千元左右的电费收益,22年后电站所有发电收益全部归用户所有,为老百姓提供了一笔额外的收入。”

生产、投资两不误的分布式光伏也越来越受到工厂业主的青睐。数据显示,今年上半年,工商业分布式光伏新增10.74GW,超过去年全年装机规模。以江西省为例,7月,江西开发区陆续公布了两批分布式光伏优选项目,包含了食品、纺织、矿业、塑胶、材料、汽车、药业、机械制造等各行各业,涉及国家能源集团、中国建材集团、宁德时代、协鑫、晶科等企业。

除此之外,分布式光伏融合发展的模式创新也不断涌现,“光伏+交通”“光伏+农业/渔业”“光伏+通信”等新业态应用广泛。例如,上海地铁目前已完成10个地铁停车基地的屋顶分布式光伏项目建设,累积装机容量约24兆瓦,年均发电量超万度。北京大兴国际机场在停车楼投建光伏发电项目,年均发电量可达300余万度,约占停车楼全年用电量的17%,每年节省成本约200万元。

然而,尽管分布式光伏前景向好,但是在推广和落地过程中仍面临挑战。当下,部分地区消纳及容量限制问题不容忽视。马龙指出,随着大量电站的并网接入,区域容量有限,市场趋于饱和,电力基础设施亟待进一步升级。天合智慧分布式能源副总裁张荣敏也表示,将光伏发电并入现有火电体系,是对电力系统调配能力的巨大挑战。对灵活、精准地匹配用电量和发电量,提出更高要求。对此,多位业内人士表示,要解决消纳问题,除了继续加强科技创新外,还需要光伏企业、电网企业等市场主体间的相互配合。

后期运维也面临挑战。江华表示,对于工商业来说,分布式光伏的“自发自用”特性,为企业节能减排带来明显的经济效益。但对于数量庞大的户用光伏用户来说,如何满足不同业主的多元需求、克服分散化带来的运维成本高的劣势、形成具备良好经济性的商业模式则成为后期良性发展的关键。

此外,多位业内人士表示,分布式光伏的迅猛发展吸引众多企业入局,出现良莠混杂、恶性竞争、劣币驱逐良币等现象。这对企业产品的质量、研发和供应链的综合协调能力提出了新的挑战。

03

行业竞争格局较为分散,区域性发展特征明显

光伏产业的下游行业依据最终光伏电站发电所生产的电力直接去向的不同,分为两 大类:所发电力用以并网售电的部分,其下游行业为电网运营商;所发电力由电站业主 自用的部分,其下游行业为该用电业主,即太阳能发电的直接终端用电客户。由于电力向电网销售的最终流向也是终端用电客户,因此,太阳能发电的下游行业可统一认定为电力终端用电客户。

光伏电站开发主要有两种经营模式:投资开发并持有光伏电站和投资开发完成后转 让光伏电站。

第一种模式下,光伏电站投资运营主体以自有资金投资建设光伏电站,自行或委托专业服务商提供光伏开发及服务,电站并网完成之后,通过自己运营光伏电站而获取发电收益;第二种模式下,光伏电站投资运营主体收购由其他方前期开发及建设完成的光伏电站,收购后运营并获取收益。

当前我国处于经济结构调整和能源消费结构转型的关键时期,无论在未来用户直接消费方面还是在电网运营商采购上,光伏发电都将成为下游行业的优先消费选择之一。特别在当前东部沿海地区分布式光伏电站不断得到普及的背景下,未来市场对于分布式 太阳能发电的需求将保持稳定增长的状态。同时,经过近几年上游晶体硅原料粗加工产能的充分释放及合理整合,上游的成本将长期处于下降通道中,因此未来行业上下游的运行都将有利于光伏产业的长期、稳定发展。

国内分布式光伏电站领域的竞争者以分布式光伏电站投资运营以及电站建设总承包为主,而专业从事分布式光伏解决方案的企业相对较少。分布式光伏电站清洁能源服 务商需提供包括分布式光伏电站屋顶资源、并网服务、分布式光伏电站所需硬件及后续智能化运营和维护服务等产品和服务,能够快速、规模化的提供上述服务和资源,要求企业具备较强的资源整合能力。

2014 年以来,随着国家一系列鼓励和支持分布式光伏电站政策的推出,国内大型太阳能发电企业甚至部分光伏组件生产企业开始逐步涉足分布式太阳能发电业务。此类企 业进入分布式太阳能发电业务主要以投资运营为主,专业从事分布式光伏解决方案的企业相对较少。

目前行业内企业主要为该部分已涉足分布式光伏电站的投资运营企业,尤其表现在对工商业屋顶资源的竞争。此类企业的竞争优势一般在于资金实力雄厚,综合实力较强,其往往以投资者身份进入,将屋顶资源整合开发、并网服务、材料供应、电站设计和施工等业务全部外包。分布式光伏解决方案最为核心的产品之一即为屋顶资源的获取。一般工商业主单个屋顶资源有限,导致单个分布式发电装机容量较小,一般在 0.5-5MW 之间,超过10MW的分布式光伏电站较少。

基于经济效益考量,分布式太阳能发电投资方投资兴建分布式太阳能发电站会在同一地区同时兴建多个分布式光伏电站,如果仅有能力获取少量屋顶资源,难以吸引投资方进行投资开发。分布式光伏电站建设需要前期大量的资金投入, 因此,如果没有足够的资金实力,进入该行业将会比较困难。规模化的屋顶资源及资本实力也是分布式光伏行业的主要壁垒。

合同能源管理指节能服务公司与用能单位以契约形式约定节能项目的节能目标,节 能服务公司为实现节能目标向用能单位提供必要的服务,用能单位以节能效益支付节能 服务公司的投入及其合理利润的节能服务机制,分布式光伏电站是工商业企业的主要节能方式之一,通过分布式光伏发电方式可以提高工商业企业的清洁能源使用比例。截至2020年底,全国节能服务公司数量达到7,046家,注册资本在1亿元以上的公司355家,占比仅5%,行业内大多数公司规模较小,行业呈现出“多而弱”、“小而 散”的竞争格局,与工商业分布式光伏运营行业小而分散的特点相对应。国内具有丰富的分布式光伏项目经验优势、品牌信誉优势以及资本优势的大型领先企业相对较少。

根据中国节能协会节能服务产业委员会(EMCA)不完全统计,截至 2021 年底,全 国节能服务公司数量达到 8,725 家,相比 2020 年增加 23.8%。在光伏产业政策利好、光伏产业规模提升的大背景下,光伏行业内现有的专业服务公司市场竞争能力不断提升。央企、大型能源集团等具有较强资本实力的市场主体也及时把握国内电力结构加快转型的新机遇而参与进来,使得行业市场竞争逐渐激烈。

分布式光伏电站行业的发展具有区域性。

分布式太阳能发电行业主要因分布式电站建设区域性特征明显而呈现出一定的区域性特点。分布式光伏电站建设不同于集中式光伏电站,其受到土地资源的制约较小,主要受地区光照条件和区域经济发展状况的双重影响而呈现出一定的区域性特点:分布式光伏电站建设除应满足光照条件外,还受到屋顶资源的约束,在满足光照条件的前提下,因经济发达地区工商业屋顶资源相对较为多, 且发电自用比例较高,其更易于发展分布式光伏电站。分布式光伏产业区域聚集效应明显,经济较为发达的京津冀、长三角和珠三角城市群为分布式太阳能发电行业的主要发展区域。

从我国的分布式光伏装机量占比看,根据国家能源局,截止2022年上半年,国内光 伏累计总装机量为336.77GW,国内分布式光伏装机量达126.78GW,占总装机容量的比例 为37.65%。从全国各省市区来看,2021年,山东分布式光伏新增装机容量排名第一,达8.67GW, 其次为河北省(5.17GW)和河南省(3.59GW)。

由于山东省分布式光伏发电建设具备先发优势,且近年来大规模投入力度较大,分布式光伏累计装机容量稳居全国第一,截至2021年年底分布式光伏累计装机容量达23.34GW。浙江省本身工业用电需求大、基础好,分布式光伏发展在国内同样居于领先地位,浙江嘉兴也是全国分布式光伏的示范区。截至2021年年底,浙江省分布式光伏累计装机容量达12.65GW,仅次于山东省。

04

投资成本下降空间大,行业未来将持续高景气

电池技术 的不断革新推动光伏行业快速发展。根据CPIA,2021年,P型PERC单晶 电池为主流电池技术,平均转换效率达到23.1%;N型TOPCon/异质结/IBC 电池平均转换效率分别达到24%/24.2%/24.1%,未来仍有较大提升,TBC、 HBC等电池技术将来也可能取得进展。根据CPIA对国内2022新增光伏装 机量的预测,若分布式光伏装机占比按照35%计算,2022年国内分布式 光伏装机量有望达到30-35GW;综合考虑分布式光伏装机增速及未来光 伏产业链价格将逐渐下降,预计国内年度分布式光伏新增装机量区间将 从2023年的31-37GW增长至2030年的40-49GW,未来行业每年新增装机规 模将呈现逐年扩大趋势。

随着碳中和碳达峰目标的推进,社会层面对于双碳的认知正愈发清晰,各行各业的清洁能源需求也越来越迫切。分布式光伏作为一种靠近负荷端且容量灵活的新能源发电形式,正成为我国能源转型中的重要一环。

文章来源: 光伏們,东莞证券研究所,中国电子报

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