租賃式屋頂光伏發電系統的經濟與節能效益分析

王峻楠 盛先科

摘 要：隨著常規能源的日漸枯竭，發展清潔的可再生能源已經成為各國必須面臨的問題。太陽能發電以其無污染、安全可靠、維護簡便、高收益性等優點，對節能環保有著重要意義。繼2013年美國以及歐盟對中國光伏產品實施“雙反”調查，行業轉而擴大國內市場。但在國內推廣光伏發電項目仍存在諸多問題，尤其在廣大農村地區推廣分布式光伏系統首先要解決的就是前期投資巨大的問題。目前分布式光伏項目除了向銀行貸款外，幾乎沒有其他融資渠道，由于光伏領域的投資回收期長、風險高，許多銀行對此敬而遠之。本文針對光伏系統在國內廣大農村地區推廣緩慢的問題，借鑒國內外光伏運營模式，提出的一種新的運營模式。結合金寨縣實際情況，對了租賃模式下，各經濟主體的經濟效益以及系統的節能減排效益進行分析，為光伏發電系統在農村地區的推廣，提供了一定的參考。

關鍵詞：租賃式；光伏；經濟效益；節能減排效益

Abstract： with the depletion of conventional energy sources， the development of clean renewable energy has become a problem that all countries must face. Solar power generation with its pollution-free， safe and reliable， simple maintenance， high profitability and other advantages， energy conservation and environmental protection has important significance. After the us and eu carried out "double reverse" surveys on Chinese pv products in 2013， the industry has instead expanded its domestic market. However， there are still many problems in promoting photovoltaic power generation projects in China， especially in the vast rural areas. The first problem to be solved is the huge investment in the early stage. At present， there are few financing channels for distributed photovoltaic projects other than bank loans. Many Banks are wary of the long payback period and high risk in the field of photovoltaic investment. Aiming at the problem of slow spread of photovoltaic system in rural areas in China， this paper proposes a new mode of operation by referring to the photovoltaic operation mode at home and abroad. Based on the actual situation of jinzhai county， the economic benefits of each economic entity and the energy conservation and emission reduction benefits of the system are analyzed under the leasing mode， which provides certain reference for the promotion of photovoltaic power generation system in rural areas.

Keywords： leasing， photovoltaic， economic benefits， energy conservation and emission reduction benefits

一、國內光伏系統的運營模式

目前國內光伏系統運營模式主要有三種：第一種是電站由承包商建設，建成后由業主自行管理電站；第二種自己投資建設電站后自己負責電站運營；第三種則是由當地政府選擇承建商，在電站建成后再由政府對工程進行檢查和驗收。之后即可移交到業主手中，這樣業主就可以與政府簽訂管理合同，從而實現政府管理用電。目前政府對光伏項目的主要推廣促進工作限于制定上網電價補貼等，對項目前期的融資、后期的運營維護、電站經營等重要環節關注較少，以至于我國太陽能光伏電站在建成后大多不能充分發揮其在電力市場的真正作用。

二、租賃式屋頂光伏發電項目

1.提出背景

目前，行業內光伏發電系統成本大約6元-12元/瓦不等，許多農村家庭無力一次承擔整套設備的采購安裝。此外，光伏補貼拖欠的現象仍然存在，光伏貸款審批流程繁雜、貸款發放速度慢等因素都阻礙了光伏系統在農村地區的推廣。能否在農村地區高效穩步推進光伏發電項目，將關系到區域經濟發展以及環境保護。

2.項目簡介

這是一種新興的運營模式，租賃模式[1]下政府作為項目監管者，為第三方投資者提供貸款擔保、稅收優惠、工程質量監控等，同時對光伏發電系統的所有者提供所發電量的政策補貼。第三方投資者負責項目的融資、建設及運維，用戶提供土地資源。對于無法承擔發電機組前期投資建設成本的用戶，可以選擇向第三方投資者提出項目申請，通過和第三方投資者簽訂25年期設備租賃合同，用戶無支付項目預付款即可在租賃期享有光伏系統所發全部電量。用戶獲得項目經營權后，可以選擇“自發自用”，由于在項目建設時，會根據用戶的家庭用電量進行系統的設計與安裝，不考慮系統發電量低于用戶用電量。此時，用戶通過獲得全額發電量的發電補貼、節省電費以及出售剩余電量獲得收益；也可以選擇“全額上網”，此時用戶通過獲得全額發電量的發電補貼、出售全額發電量獲得收益。該模式下，用戶作為項目的經濟主體之一，保證了設備的正常運營及安全；而第三方投資者的參與，很大程度上解決了項目前期投資大的問題，此外用戶也可以獲得更高質量的產品技術服務；對當地政府而言，政府僅僅需要作為監督者對項目的價格、產品質量等做到有效監控，確保投資者以及用戶能夠按時按量的得到發電收益。

三、發電量的估算

金寨縣地處大別山區，屬于第Ⅲ類資源區，全年日照時長達1876至2203.5小時，年平均太陽輻射總量為每平米5000兆焦耳左右。根據NASA數據庫提供的數據，金寨縣經度115.87°，緯度31.67°，光伏發電系統最佳安裝傾斜角為23°，最佳傾角上峰值日照時數為3.92h。系統首年發電量計算[2]公式如下：

式中L表示系統的年均發電量，W表示安裝容量，T表示最佳傾角上峰值日照時數，η表示系統的綜合發電效率，考慮到目前行業的技術水平，η通常取80%。對于裝機容量為5kw的發電系統，在最佳傾角上系統首年發電量位5624.23kwh。考慮到全壽命周期末光伏系統綜合發電效率僅為首年的80%。根據公式（1-r）25=0.8，r為平均每年損失的效率。計算出25年內，每年系統發電量降低0.99%，年均發電量5062.2kwh.

四、租賃式屋頂光伏發電項目的經濟效益分析

1.租賃式屋頂光伏發電項目經濟效益分析的主要內容

從第三方投資者的角度，對租賃模式下投資累計容量1MW的屋頂光伏發電項目進行財務分析；從租方用戶的角度，分析比較“自發自用”及“全額上網”模式下，用戶的收益。

2.項目的財務分析

2.1項目財務評價指標

本節參考大型光伏電站的可行性分析，提出了租賃模式下系統的兩個主要指標，凈現值、內部收益率以及一個輔助指標靜態投資回收期。

凈現值（NPV）：指未來的資金流入現值與未來的資金流出現值的差額。計算公式為：

其中t為計算年數，CI為現金流入量，CO為現金流出量，（CI-CO）為第t年的凈現金流量，i為行業基準內部收益率。NPV>0時，項目未來盈利；NPV=0，項目有待優化改進；NPV<0，項目虧損。

內部收益率（IRR）：是項目計算期內凈現值NPV為零時的折現率。即（CI-CO）/（1+i）=0時i的值就是內部收益率（IRR）。

當IRR>i，項目盈利；當IRR=i，無法達到盈利要求，項目有待優化改進；當IRR

投資回收期指投資項目投產后獲得的總收益達到該投資項目投入的投資總額所需要的年限。本文以靜態投資回收期作為財務評價指標，其計算公式如下：

Tp=累計凈現金流量開始出現正值的年份數-1+上一年累計凈現金流量的絕對值/出現正值年份的凈現金流量

2.2項目投資指標及財務假設[3]

2.2.1固定資產投資

大型分布式電站的建設投資幾乎無法降低到8元/kw，但是由于租賃模式的特殊性，仍有降價空間。戶用并網光伏系統（常為3-5kw）一般需要10-20塊光伏組件，若直接采用直接并網型的交流光伏組件，則不需要匯流箱、交直流配電和單獨的逆變器，也不需要直流電纜，其設備單價以及單位造價將會大大降低，建設投資可以達到7元/w。

固定資產投資含設備費用、安裝費用、線路建設費用等，采用擴大指標估算法計算該模式的單位投資約為770萬元/MW。其中設備購買及安裝費用723萬 ，建筑工程費20萬，其他費用27萬。

2.2.2建設期貸款利息

建設期利息是指建設期內用于購買固定資產等產生的尚未償還的利息。項目建設資金中80%為銀行貸款，20%為資本金，根據2012年的6.55%上浮10%作貸款年利率，計算出該1MW的光伏項目，1年基建期的貸款利息為19.89萬，項目建設期滿后償還剩余貸款。

2.2.3流動資金

該擬建項目全部投入生產后，該筆流動資金在計算期末收回，流動資金利息計入發電成本，常以30元/kw計算，1MW的項目流動資金約為3萬元。

2.2.4項目總投資

項目總投資額=固定資產投資+建設期貸款利息+流動資金，合計792.89萬元。

2.2.5運營維護成本估算

租賃模式下，系統在租賃期內的運營維護費用由第三方投資方承擔，每年維護成本約為10萬

2.2.6稅率確定

所得稅：租賃模式下稅率是應納稅所得額的20%；增值稅征收率5%；城市維護建設稅：按照營業稅稅額的7%（5%、1%）交納；教育費附加：按照營業稅稅額的3%交納；不考慮印花稅、水利基金等。

2.3財務評價

根據財務數據測算出不同租金額度下，投資方的財務凈現值、內部收益率如表4.1所示：

對于投資方而言，當每月租金r低于69元/kw時，該項目是虧損的；當每月租金r高于85元/kw時，租方用戶幾乎無法盈利，項目推廣困難。故租賃模式下，建議租金定價區間在69元/kw/月至85元/kw/月之間，此時對租方用戶而言，每年僅需支付一定的租金即可獲得光伏發電收益。租金額度為80月/kw/月時，項目現金流量概算如表4.2所示：

在不考慮地方各級政府的發電補貼情況下，選擇租賃模式建議投資方租金定價為75元/kw/月至80元/kw/月之間，此時，投資方擁有較好的投資收益，同時該項目也有較好的推廣空間；在有地方補貼（省補、市補、縣補）的情況下，租賃模式將會擁有更高的收益。

3.不同模式下租方用戶的發電收益

3.1效益計算的假設條件

由于各省市補貼標準不統一，本節僅以在國家補貼的情況下，對租方用戶選擇不同發電模式進行經濟效益分析；

不考慮通貨膨脹等意外損失；

“自發自用”模式下，自用電量為三分之一，上網電量為三分之二；

本節以常用的5KW光伏發電系統為例分析租方用戶效益。

3.2“全額上網”模式下的發電收益

“全額上網”模式下發電收益計算公式為：發電收益=全額發電量×（標桿上網電價+0.32）。

金寨縣屬于第Ⅲ類資源區，“全額上網時”執行標桿上網電價，為每千瓦時0.7元。不同租金額度下，用戶選擇“全額上網”模式的發電收益如表4.3所示：

3.3“自發自用”模式下的發電收益

“自發自用，余電上網”模式下，用戶的發電收益計算公式如下：

發電收入=自己使用的電量×（用電價格+0.32）+余額上網電量×（脫硫電價+0.32）

由于農村用戶白天用電較多，夜晚10點后幾乎不使用電，設定系統全年發電量的三分之一為自用，共計1687.4kw時，居民電價一檔按0.5953元/千瓦時計算，每年余額上網電量為3374.8kwh，金寨縣脫硫電價為0.3844元/kwh，計算出該套5kw發電機組年均發電收入4098元。不同租金額度下，用戶選擇“自發自用”模式的發電收益如表4.4所示：

小結

對于用電量較少的家庭來說，不論是否采用租賃模式，“全額上網”模式下的發電收益均要高于“自發自用”模式下的發電收益。租賃模式下，用電量較少的租方用戶應選擇“全額上網”，以租金額度75元/kw/月為例，若不考慮地方政府的政策補貼情況，用戶每安裝1KW的光伏發電系統，每年獲利133元；若考慮地方政府的政策補貼，租方用戶的獲利將有望突破350/kw元。針對農村地區無法一次性承擔光伏設備全部投資的貧困用戶而言，租賃模式收益較“自己出資自己發電”的模式收益低，但勝在無須投入大筆資金也無投資風險，尤其是擁有大量閑置土地卻沒有閑置資金的用戶，租賃模式將帶來十分可觀的收益。

五、租賃式屋頂光伏發電項目的節能效益評價

節能效益是指項目建設對項目所在地環境改善帶來的影響。光伏發電系統依靠太陽能發電，項目建成后便不會再排放出污染物質，其環境成本僅僅為光伏設備在制造運輸以及安裝過程中消耗能量帶來的污染排放。目前我國1噸標準煤的發電量為3000kwh左右，同時排放7.4kg的氮氧化物[4]、262kg的二氧化碳、8.5kg的二氧化硫。以裝機容量為5KW的戶用光伏系統為例，25年內年均發電量5062.2Kwh，全壽命周期內可發電126555kwh，節約42.1噸標準煤、11噸二氧化碳、0.358噸二氧化硫、0.312噸氮氧化物，鑒于我國農村地區住房屋頂面積多這一特點，若能在農村地區大面積推廣光伏項目，可以很大程度上解決環境污染的問題，此外，若考慮治理日益嚴重的環境污染所投資的費用，光伏項目的實際經濟效益將會更高。

結束語

1.本文針對分布式光伏發電系統在農村地區推廣緩慢的問題，提出了新的解決思路，分別從投資者、租方用戶的角度分析了租賃光伏發電項目投資的經濟效益。借用實際案例，分析了屋頂光伏系統的節能環保效益。結果表明：屋頂光伏發電系統具有良好的經濟效益和節能效益；由于農村家庭用電量較少，租賃模式下應選擇“全額上網”；針對貧困家庭，租賃模式具有良好的收益，每月僅需繳納設備租金即可。案例中設計的光伏系統，在僅有國家補貼的情況下，其發電成本為0.3854元/kwh，當地脫硫電價為0.3844元/kwh，在電力市場上，光伏發電相較于傳統火力發電不具備優勢，光伏產業的發展離不開政府的扶持。

2.由于近年來，各級政府對光伏發電項目的補貼標準逐年下降等問題，投機資本逐漸撤離光伏市場，整個行業逐漸趨于穩定。為了促進太陽能光伏發電系統的普及，政府的激勵政策應趨于多元化，通過制定完善的融資制度、行業法規、補貼標準、設置可再生能源市場份額等措施，不斷引導民間投資資本進入光伏市場，促進產業技術升級、降低設備前期投資，讓光伏能源行業成為能源領域不可缺少的組成部分。

參考文獻：

[1]葛鑫.分布式光伏發電建設運營模式研究[D].華北電力大學，2015.

[2]溫澤坤.邱國玉.中國家庭式光伏發電的環境與經濟效益研究——以江西5 kW光伏系統為例[J].北京大學學報（自然科學版），2018，54（02）：443-450.

[3]太陽能發電項目投資可行性評價研究[D].中國科學院大學（工程管理與信息技術學院），2014.

[4]閆順林.趙丹陽.劉小旺.賈朝陽.分布式光伏發電系統經濟環保效益分析[J].區域供熱，2015（04）：107-111.