光伏建筑的经济、环境和市场前景分析

1 通胀率 利率- 通胀率
1
-
1 通胀率 1 利率
周期
-3564
1 0.03
1
-
1
0.03
25
-62669元/年
0.06- 0.03 1 0.06
逆变器的维护成本为初始成本的20% 逆变器成本=20000×0.2=4000元/年 总成本折现值=300000-62669+4000=241331元/年
（4）并网费用 初装费、输出电量税、电表校准费、培训费和附加费。以及 其他费用。
（5）准建费用 建筑预算成本和建筑面积决定。
5.典型案例分析 安装于香港嘉道理农场接待处屋顶的4kw太阳能BIPV示范系统 为例。
（1）系统年发电量 1）平均太阳辐射总量 平均全年总辐射值为5140MJ/m2 理论发电量=年平均太阳辐射总量×光伏电池总面积
t 0
t
投资金 额
实际应用公式
累计到第T-1年的净现金流 量
Pt
T
1
T 1
t0
CI
CO
t
CI COT
累计净现金流量首次出现正 值的年份
第T年的净现金 流量
判别准则
Pt Pc 项目可以考虑接受 Pt Pc 项目应予以拒绝
基准投资 回收期
例题1：某项目的现金流量表如下，设基准 投资回收期为8年，初步判断方案的可行性。
所谓经济效益是指人们在经济实践活动中取得的有用成果
与劳动耗费之比，或产出的经济成果与投入的资源总量的
比值。
经济效益一般表达式
①差额表示法：经济效益=有用成果-劳动耗费 E＝B－C
②③比 差率 额表 比示 率法 表：示经法济：效（益有用=有成用果成-劳果动/劳耗动费耗）费/劳E＝动耗CB 费
E＝
B
C
扩散、氧化过程中的化学物质；薄膜电池生产中接触的有害气体等。
（1）静态评价方法 ❖静态投资回收期法
❖投资收益率法
1）静态投资回收期法 投资回收期法亦称投资返本期或投资偿还期。
投资回收期是指工程项目从开始投资（或开始生产或达产），到全部投资收回所经历的
时间。
现金流
现金流
入
出
投资回收
CI CO 0 期
Pt
年收益
t 0
t
B C K Pt
年经营成 本
投资项目寿命期
净现值
NPV
n
CI
t0
COt 1 i0 t
n
CI
t0
COt
P
/
F,i0,t
基准折现率
n
n
NPV CIt 1 i0 t－ COt 1 i0 t
t0
t0
现金流入现值和
现金流出现值和
⑴单一方案判断
NPV 0 项目可接受 NPV 0 项目不可接受
⑵多方案选优
maxNPVj 0
×光电转换效率
=5140×0.826×40×0.115÷3600
=5425kwh 2）实际发电效率 组件实际发电效率为0.95×0.89×0.93×0.95×0.88=0.657 实际发电量=理论发电量×实际发电效=54250.657=3564kwh
(2)计算总成本折现值
经营性运营成本折现值
平均每年成本
生命周期评价是一个评价与产品、工艺或行动相关的环境负 荷的客观过程，它通过识别和量化能源与材料使用和环境排放， 评价这些能源与材料使用和环境排放的影响，并评估和实施影 响环境改善的机会。该评价涉及产品、工艺或活动的整个生命 周期，包括原材料提取和加工，生产、运输和分配，使用、再 使用和维护，再循环以及最终处置（国际环境毒理学和化学学 会）。
通常项目可能各年的净收益额变化较大，则应该计算生产期内年均 净收益额和投资总额的比率。
投资 收益率
R NB K
投资总额
正常年份 的净收益 或年均净
收益
R Rb 项目可以考虑接受 R Rb 项目应予拒绝
基准投资 收益率
对于标准项目（即投资只一次性发生在期初，而从第1年末起每年 的净收益均相同）而言，投资回收期与投资收益率有如下关系：
（3）热效益
减少夏季建筑物的冷负荷，起到遮阳的作用。空调设备的能 耗通常可以占到整个建筑总能耗的30%~40%。
经过分析可减少单位面积1066.4wh的空调负荷，并发电 59.68wh。
（4）环境效益 每发一度电可以减少CO2的排放量519g，SO2排放0.62g，NOX 排放1.22g，一吨分别节约8.8美元、1650美元、7480美元。
2.经济分析方法 经济效益与投资风险的匹配 工程技术项目投资决策的实质：对未来的投资收益、投资风险进行评价和权 衡。 工程技术投资项目经济效果评价最关注什么？ 经济性： 多少——投资会带来多少收益，收益总量（绝对额）累计收益，如NPV 多快——资金的利用效率高低，盈利能力（相对额）投资效率，如IRR 风险性： 多久——资金的投资回收速度，风险大小（夜长梦多）投资回收期， Tp或Tp*。
3 在品种上也要进行等同化处理。如，石油和煤，从满足电厂燃料需要的 程度看，1吨油相当于2吨煤；作为机车动力燃料满足铁路运输的需要时，在 内燃机车1吨油的运输量相当于蒸汽机车7吨煤的运输量。
（二）满足消耗上的可比。 采用统一的计算原则和方法 （三）满足价格上的可比。 （四）满足时间上的可比。 考虑资金的时间价值，具有统一的计算期。
（1）供电效益 1）电表计量：每年或每月公用电费的减少量以及国家对自用自发 光伏电力的度电补贴。
双电表法：两个电表，一个统计输出的电量，另一个用来统计 输入的电量。
净电表法：一个电表，通过正转反转来记录输入和输出的电量。 2）电网削峰填谷
白天用电高峰，采用光伏发电对用电负荷进行调节，实现削峰 填谷。
C
评价的基本原则
a) 要求尽可能做到技术、经济、政策上相互结合； b) 宏观经济效益与微观经济效益结合； c) 近期经济效益和远期经济效益相结合； d) 直接经济效益和间接经济效益相结合； e) 定量经济效益和定性经济效益相结合； f) 经济效益评价和综合效益评价相结合。
经济效益的可比原则
（一）满足需要的可比。 产量、质量、品种三个方面 1 如社会需要装机容量10万千瓦，发电量4亿千瓦小时，有水电和火电两
第4章 光伏建筑的经济、环境和市场前景分析
教学目的：了解经济效益分析基本原理与方法，掌 握光伏一体化建筑经济性分析。掌握光伏一体化对 环境的影响。 教学重点：（1）经济效益分析方法
（2）光伏建筑一体化经济性分析 （3）光伏建筑一体化对环境影响 教学难点：经济性评价方法
一、光伏建筑经济性分析
1.基本原理
1）根据是否考虑资金的时间价值，工程项目经济评价指标分为静态评 价指标和动态评价指标。
2）根据评价指标的属性,分为时间型、价值型和比率型指标。
评价指标
比率型
（多快）
价值型
（多少）
外部收益率 内部收益率 净现值率 投资收益率
净现值 等效
（特例） 等效
费用现值
净年值
（特例）
时间型
（多久）
静态投资回收期 动态投资回收期
年份
0
1
2
3
4
5
净现金流量 -6000
0
折现值
-6000
0
0
800
1200
1600
0
601.04 819.60
993.44
累计折现值 -6000
-6000
-6000 -5398.96 -4579.39 -3585.95
年份 净现金流量
折现值 累计折现值
6
7
2000
2000
1129
1026.4
-2456.95 -1430.55
生命周期评价是评价一个产品系统生命周期整个阶段，从原 材料的提取和加工，到产品生产、包装、市场营销、使用、再 使用和产品维护，直至再循环和最终废物处置的环境影响的工 具（联合国环境规划署）。
3.光伏建筑一体化经济效益 主要来源：能源成本的节约、出售电能的收益、加强电能质量和可
靠性、减少建筑成本、环境上的气体减排、增加的租金、税金减免、 补助和其他刺激措施。
例题2
年份
CI
0
1
2
3
4
5
800
800
800
800
800
CO
1000 500
500
500
500
500
NCF=CI-CO -1000 300
300
300
300
300
（P/F，i0，n） 1
折现值
-1000
0.9091 272.73
0.8264 0.7513 0.6830 0.6209 247.92 225.39 204.90 186.27
累计折现值 -1000 -727.27 -479.35 -253.96 -49.06 137.21
假设 i0 =10% , 则 NPV＝137.21
亦可列式计算：
NPV＝－1000＋ 300×（P/A ，10 ％ ，5） ＝－ 1000＋ 300×3.791＝ 137.3
2）动态投资回收期法 在考虑资金时间价值条件下，按设定的基准收益率收回投资所需的时间。
（3）动态平直供电成本
动态平直供电成本
总成本折现值
241331 2.71元/kwh
年平均发电量 经济分析周期 3564 25
该成本价格将近十相关地区居民用电价格的3倍，不具有市场竞争力
二、光伏建筑一体化系统对环境的影响
1.组件的生产、运行、回收 （1）生产 硅材料是化学工业的产物，提纯过程中包含许多步骤，需要严格控 制，否则会对环境造成严重污染。
P /
F , IRR, t A /
P, IRR, nA
t 0
t
nB
CI B
COB
P / F , IRR, t A / P, IRR, nB
t 0
t
即NAV（IRR） 0
IRR i0 年均净现金流量大的方案为优 0 IRR i0 年均净现金流量小的方案为优
4）生命周期成本法
生命周期成本（life cycle cost，LCC）： 是指在产品经济有效使用期间所发生 的与该产品有关的所有成本，包括开 发（计划、设计和测试）、生产（加 工作业）以及后勤支持（广告、销售 和保证等）。具体而言包括产品设计 成本、制造成本、使用成本、废弃处 置成本、环境保护成本等。
4.光伏建筑一体化系统的成本 （1）设备及材料费用 组件、逆变器、配电线路、安装硬件、其他配件。
住宅建筑5.7美元/W，商业建筑4.7美元W，公共建筑3.9美元 /W。 （2）人工成本 传统施工人员包括玻璃工人、屋顶工人、钣金工人、电工。 另外还需专业技术施工人员。
（3）维护费用 修理费、置换费。包括清洗、检修、更换部件。
3）远程供电 降低电能输送过程的损失。
（2）投资效益
增大初投资，但通过光伏效应将太阳能转化成电能每年可以 节省数量可观的电费。以上海为例，单位功率BIPV系统的装机 成本为8元/W，单位功率光伏系统年发电量为1.1kwh，而当地 的峰值电价为1.16元/kwh，再加上政府对分布式发电的度电补 贴0.42元/kwh，投资4.6年左右就能收回成本，而光伏系统寿命 约为25年，其内部收益率相当高。
个方案。若用满足上述两个条件的水电和火电方案是不可行的。表面上看两个 方案都能满足需要，实际上，需要一部分子用电，另为正常运转，还需要一定 的事故用电、抢修用电、负荷用电等等，扣除这些电后，不能满足要求。同时 两个方案自用电和其他用电是不同的，最后提供的电量是不同的。
2 质量不同，满足需要程度也不同。如果比较方案的质量不同，先进行可 比性修正，再比较。
项目
年份
0
1
2
净现金流量
-100 -50 0
3
4
5
6
7
8～N
20 40 40 40 40 40
累计净现金流量 -100 -150 -150 -130 -90 -50 -10 30 70
Pt
7
1
10 40
6.25年
项目可以考虑接受
2）投资收益率
亦称投资效果系数，是指项目在正常生产年份的年净收益和投资总 额的比值。
⑴理论公式
动态投资回 收期
PD
CI CO P / F,i0,t 0
t 0
t
⑵实用公式
PD
T 1
T 1
CI
t0
COt
P
/
F ,i0
,t
CI COT P / F,i0 ,T
➢若PD ≤Pb，则项目可以考虑接受 ➢ 若PD Pb，则项目应予以拒绝
基准动态投 资回收期
例题3 用下列表格数据计算动态回收期，并对项目可行性进行判断。
8 2000 933 -497.55
9 2000 848.2 350.65
10～N 2000
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3）内部收益率法
寿命期不等的互斥方案之间的差额内部收益率是指两个方案的净 年值相等时所对应的折现率。
内部收益率是项目现金流入量现值等于现金流出量现值时的折现 率。即净现值为零时的折现率。
nA
CI A
COA
Pt
1 R
（2）动态评价方法
现值法 年值法 动态投资回收期法 内部收益率法
1） 净现值法
净现值（Net Present Value, NPV）是指按一定的折现率（基准收 益率），将投资项目寿命周期内所有年份的净现金流量折现到计 算基准年（通常是投资之初）的现值累加值。
用净现值来判断投资方案的动态的经济效果分析法即为净现值法。