不同結構的光伏溫室經濟效益對比分析

寧夏新能源研究院(有限公司)■ 趙斌 汪樹升 張文婷

0 引言

隨著大規模地面光伏電站的迅速發展，電站占地面積大、單位土地效益低的矛盾日益顯現[1]。2014年11月，寧夏被國家確定為首批光伏扶貧項目試點6省區之一，利用貧困地區荒山荒坡、農業大棚或設施農業等建設光伏電站，擴大光伏市場新領域，帶動當地經濟發展。

對比傳統農業大棚，光伏溫室可增加發電收入，同時緩解土地資源供應緊張的巨大壓力，增加光伏產品在農業領域的應用力度，但這種工農產業特征差異明顯的新型結合模式的經濟效益如何仍需積極探索[2]。本文利用某地進行農業種植試驗的光伏溫室數據資料，從經濟效益角度評價此種組合模式的經濟性。

1 光伏溫室的規模及投資

寧夏某地2011年已建成的光伏溫室，根據側重點不同分為兩種類型[3]。A型溫室側重于農業電站化的市場應用，即主要經營種植，兼顧光伏發電，溫室與普通日光溫室環境相同，有保溫性，可四季種植，種植面積為588.71 m2，光伏系統容量為35.9 kWp；B型溫室則側重于光伏電站農業化的市場應用，結合固定安裝光伏電站的實際情況進行建設，溫室無保溫性能，只能在4～10月種植，種植面積為358.18 m2，光伏系統容量為34.2 kWp。兩種溫室大棚的投資對比見表1 。

A型溫室比B型溫室增加了保溫性，故每m2的建設投資高于B型溫室；且A型溫室光伏組件采購價為14.3元/W，B型溫室為9.5元/W，A型溫室的光伏發電系統每kW投資大于B型。

兩種類型的溫室在2011年建設時光伏組件價格較高，隨著光伏組件市場價格的變化，對A、B型溫室光伏發電部分投資進行修正，組件價格變化見表2。

表2 光伏組件市場價格指標變化對比

按修正后組件4.5元/W計算，A型溫室光伏系統投資降至34.11萬元，降低了50.77%；B型溫室光伏發電部分投資降至32.49萬元，降低了34.48%。兩種溫室光伏系統每kW造價降至0.95萬元，如表3所示。

表3 光伏組件價格變化對光伏系統投資及每kW造價的影響

2 光伏溫室經濟性指標的選取及計算依據

對比A、B型光伏溫室，根據溫室2012年實際試驗數據，選取項目建設期投資、發電收入及農業產值作為自變量，選擇收入、利潤和總投資收益率3個指標，分析兩種溫室工農結合后的經濟性[4]。測算的計算指標如表4所示。

表4 光伏溫室經濟性測算的計算指標

此外，根據兩座溫室建成并網時間，按照國家發改委頒布的《關于完善太陽能光伏發電上網電價政策的通知》，當時光伏系統上網電價(含稅)為 1元 / kWh。

3 光伏溫室的經濟性測算

光伏溫室項目采用新能源發電和農業種植結合的模式，在項目經濟性測算時，分別對農業種植和光伏發電進行成本收入核算，并測算項目整體投資收益。

3.1 光伏溫室收入

種植方面，由于A型溫室側重農業四季種植，其保溫性和透光性較好，年產量與普通日光溫室一樣，種植收入約為3.23萬元/年；B型溫室側重光伏發電，其保溫性、透光性差，一年僅能種植6～7個月時間，種植收入低于A型溫室，約為0.91萬元/年。

光伏發電方面，按兩種溫室所在地光資源情況，年平均利用小時按1320 h計算，A型溫室上網電量每年為4.74萬kWh，B型溫室每年為4.51萬kWh。上網電價按不含稅0.85元/kWh，計算可得A型溫室可實現發電收入4.05萬元/年，B型溫室可實現3.86萬元/年。

3.2 光伏溫室成本

光伏溫室的固定成本包括種植和發電的固定資產折舊費用；可變成本包括種植和發電的材料費、運行維護費、人員工資及管理費等(見表5)。由于農業種植屬勞動密集型產業，運營成本高于光伏發電。

表5 兩種溫室光伏發電部分經營成本對比/萬元

3.3 項目整體損益及敏感性分析

根據測算兩種溫室的經營情況，得出光伏溫室系統整體損益，如表6所示。

表6 兩種溫室項目整體損益表

由表6可知，兩種溫室類型的光伏發電部分投資收益率分別為6.54%和6.53%，基本相同；由于種植投資收益率較低，使得光伏溫室系統整體總投資收益率不高，A型溫室為-0.92%，B型溫室為1.59%。由此可見，種植投資及種植產出優化是提高溫室整體經濟性的關鍵。

考慮光伏系統造價、光伏上網電價政策、農產品市場價格等因素的變化對光伏溫室項目整體經濟性的影響進行敏感性分析。

光伏系統造價下降10%，光伏發電總投資收益率為6.98%；組件系統造價下降20%，光伏發電總投資收益率提高至7.42%，所以光伏溫室投建時期的光伏系統造價影響項目發電收益；但因農業收入的弱盈利能力，使得溫室整體經濟效益受到影響。

由于光伏上網電價一經核準確定不再變化，但就2013年國家調整光伏電站標桿上網電價后，寧夏地區電價(含稅)由1元/kWh降為0.9元/kWh，考慮電價下降，溫室光伏系統總投資收益率降為5.35%，項目投資收益降低。

農產品作為農光結合溫室重要的經濟收入來源，農產品價格升高，項目整體投資收益改善；農產品價格降低，項目整體投資收益降低。

4 結語

對比分析兩種側重類型的光伏溫室，測算出的溫室整體經濟效益不同：

1)兩種溫室類型的光伏發電部分都盈利，且隨著光伏系統造價降低，發電投資收益率提高；但需要彌補由于種植虧損帶來的溫室整體投資收益率降低。由于A型溫室側重種植，所以經濟效益低于B型溫室。

2)從目前對比經濟性來看，選擇B型溫室；若光伏發電一定比例自用，余電上網，則可享受國家分布式0.42元/ kWh的電價補貼，經濟效益可有所改觀。

3)根據敏感性分析選取的指標變化得出，總體影響溫室經濟性的因素包括：外部因素主要是不可控的市場經濟環境，如光伏系統造價、農產品市場價格及上網電價等；內部影響因素主要指由于不同溫室結構的建設側重點變化帶來的項目投資變化和建成后的成本控制。

對農業種植而言，若使種植收益提高，一方面需要優化溫室結構，降低農業種植部分建設投資，同時需兼顧考慮冬季種植所需的保溫性能；另一方面，通過優化種植方案，合理安排種植茬口，科學管理，精心維護，努力降低種植成本，提高農業產值。

對光伏發電系統而言，系統造價和上網電價對發電收益有影響。若投資持續走低，發電部分收益率將繼續提高，可有效彌補由于種植虧損帶來的影響。

[1]魏曉明，周長吉，丁小明，等.光伏發電溫室的現狀及技術前景研究[A].中國農業工程學會2011年學術年會論文集[C],重慶，2011.

[2]李俊，李建明，曹凱，等.西北地區設施農業研究現狀及存在的問題[J].中國蔬菜, 2013, (6): 24－29.

[3]徐燊，李保峰，廖維.光伏建筑發展的趨勢與前景[J].第八屆國際綠色建筑與建筑節能大會, 2012, 34－43.

[4]王麗娟，汪樹升.寧夏地區光伏發電溫室的設計與建造[J]，太陽能, 2013, (1): 56－59.