光伏发电成本

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史珺博士于2011年11月28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=Cp（1/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元/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Rloan为70%，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元/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元/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。

表2-1 不同商业条件下，成本电价为0.5元/度时的装机成本

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元/KW，也一样可以做到成本电价为0.5元/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元/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。

表2-2 上网电价为0.5元/度时的装机成本构成

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2-3所示。

表2-3 上网电价为0.5元/度时的光伏组件各部分的价格构成

表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元/度的光伏上网电价，则多晶硅要降到13.9元/公斤，铸锭加开方成本要降低到25.6元/公斤，切片成本要降低到3元/片，电池片加工成本要降低到3.7元/片，组件加工成本要降低到1.8元/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元/瓦降低到0.3~0.4元/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。

2.3 光伏电价为0.35元人民币/度的装机成本和组件成本

前面所举的例子为年满负荷为1500小时，这样所要求的日照时间通常为2800小时以上，通常适合我国西北地区。而西北地区目前的火电上网电价通常在0.28~0.38元/度。为此，我们假定上网电价为0.35元，在上面同样的条件下，对光伏装机成本和组件成本进行计算。

依然假定投资回收期Per，定义为20年，运营费率Rop定义为2%，贷款比例Rloan为70%，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=0.35元/度，同时假定Hfp=1500小时。将上述参数代入式（2），可以得到：

Cp = 0.35 * 1500 /（0.05 + 0.02 + 0.7*0.07 – 0.012）= 4906元/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2-4。

表2-4不同商业条件下，成本电价为0.35元/度时的装机成本

我们还是按照上表第1行的情况，要达到0.35元/度的成本电价，光伏装机成本必须从目前的11160元/KW降低到4906.5元/KW，仍然假定电站的所有部分按照同样比例下降，则各光伏电站各部分成本见表2-5。

表2-5上网电价为0.35元/度时的装机成本构成

上述价格不包括土地、和追日及功率优化模块。

光伏组件单元目前的价格是6600元，要降低到2902元，假如所有单元按照同比降价，则各部分的价格如表2-6所示。

表2-6上网电价为0.35元/度时的光伏组件各部分的价格构成

表2-6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0.35元/度的光伏上网电价，则多晶硅要降到83.5元/公斤，铸锭加开方成本要降低到19.3元/公斤，切片成本要降低到1.8元/片，电池片加工成本要降低到2.2元/片，组件加工成本要降低到1.1元/瓦。

三、光伏各环节降低成本的途径

考虑0.35元/度的目标电价。要把光伏组件的价格从目前的6600元/KW下降到2902元/KW，除了大规模生产造成的规模效应外，更主要应当是通过技术进步来解决。

表3-3 光伏各环节成本下降的途径

从表3-3可见，多晶硅的目标价格要降低到83.5元/公斤，靠目前的西门子法多晶硅生产工艺，绝对是不可能。而新兴的冶金法多晶硅近年来，无论是从成本还是从纯度和制作光伏电池的效率，都取得了长足的进步。最近的中试结果表