考慮碳交易問題的分布式發電市場機制分析

何后裕 何華琴 王彥銘 高領軍

摘要：隨著無補貼平價上網的進程推進及分布式光伏發電補貼的顯著降低，分布式光伏發電項目盈利率也因此降低，發電側的投資積極性受到了影響，清潔發電和分布式能源的建設步伐由此減緩。為提升發電側的積極性，促進更多的分布式光伏發電項目落地，考慮將碳交易問題與光伏發電生產商（Photovoltaic Power Generation Prosumer，PPGP）發電成本分攤相互結合，綜合考慮碳價折扣和電價折扣對發電成本回收年限的雙重影響，對碳交易嵌入PPGP發電成本后造成的影響進行了分析，分析結果能有效激勵分布式發電項目的推進。

關鍵詞：分布式光伏;成本分攤;碳交易;碳足跡

0? ? 引言

近年來，隨著分布式光伏發電市場化的創新，分布式光伏發電逐漸由政策補貼方案走向了市場競爭方案，從2017年發改委發布《關于調整新能源標桿上網電價的通知》中提出適當降低分布式光伏補貼標準，到準許分布式光伏發電項目進入市場交易，分布式光伏發電的補貼有了一定比例的下調[1-2]。2019年，分布式光伏發電的補貼進一步下調，補貼對象包括了已建成并網但未納入國家補貼范圍的用戶分布式光伏發電并網項目，而目前的市場上也有一批平價及競價項目涌現[3]，鑒于此，本文首先從光伏發電項目的全生命周期追蹤碳足跡，并總結了主要的碳排放過程，然后介紹了碳交易在發電市場的交易機制，并對碳交易嵌入PPGP發電成本造成的影響進行了分析。

1? ? PPGP碳足跡

分布式發電作為新型清潔能源項目，但實際上追蹤其碳足跡路徑，此類發電項目仍有碳排放。僅考慮分布式光伏發電項目，忽略PPGP其他碳生產及消費，運用全生命周期法對該類項目的碳遷移足跡進行追蹤，其碳排放主要集中在以下幾個階段，如圖1所示。

以1 MW典型光伏發電系統為研究對象進行數據分析，可以得到PPGP全壽命期下的碳排放占比情況，如圖2所示。

圖2中，光伏組件生產過程中碳排放量較大，采用冶金法冶煉太陽能級硅[4]，燃煤冶煉硅材料貢獻了大部分的碳排放量;光伏組件運輸過程中車輛燃油產生的碳排放量較小，僅占5.6%。光伏組件的回收過程可以獲得相應的金屬，如鋁、鐵及銅等，其中回收的高純度硅將避免生產過程的重復性碳排放，雖然對光伏組件的回收過程仍有碳排放，但就碳排放量而言，高完整度的硅晶片回收工藝與硅土冶煉相比，排放量極小，目前光伏組件中多晶硅的回收率能達到約60%，所以回收過程對PPGP的碳足跡延伸起到滯緩作用。

2? ? 分布式光伏發電交易

“自發自用，余量上網”的模式對于PPGP這類電量消費與生產的群體較為適合，此群體可不參與需求側響應，進而可以對生產活動進行更靈活的安排，并且通過光伏系統改造可作為該用戶的后備電源。對電網的規劃而言，也避免了區域線路、變電站的容量冗余，減少了網架建設投資過剩帶來的浪費。自備光伏發電系統也可分擔系統的負擔，為系統治理電壓頻率問題提供輔助服務的資源。全額上網和市場化交易更適合分布式光伏容量較大的發電商，上網交易的規模效益只有當裝機容量達到一定規模后才能實現。

3? ? 碳交易嵌入對發電成本的影響

為了提高發電側的積極性，促進更多的分布式光伏發電項目落地，將碳交易嵌入PPGP的發電成本分攤中，一是增加經濟激勵的信號，擴展PPGP的發電收入，彌補光伏發電優惠力度下調帶來的劣勢;二是推進碳交易與能源交易的融合，提升用戶側的碳責任意識。圖3為兩種不同模式下的發電成本分攤途徑對比。

傳統的分布式發電成本分攤途徑僅有兩條，PPGP使用自身發出的電能，這部分電量消費抵消了PPGP從電網購取的電量，PPGP發電的余量交由電網公司代售。若考慮碳交易，則還需考慮光伏組件的碳成本，雖然碳交易會使PPGP的綜合發電成本抬升，但光伏發電折算燃煤發電的碳減排量可觀，且PPGP還可選擇就地與購買者簽訂碳交易合同，或進入碳市場進行掛單交易。

4? ? PPGP優惠率對發電成本的影響

PPGP對COCE（Consumer of Carbon and Electricity，碳和電同時消費的用戶）在電價和碳價兩方面都將進行優惠，優惠力度不足無法吸引COCE參與就地消納的交易，而優惠率太高則又將導致發電成本升高。一方面，電價折扣力度越大，投資的成本回收年限就越長，在五折的電價水平下，成本回收年限將接近光伏發電的運行壽命（25年），過多的電價折扣會讓PPGP的收益下降，因此PPGP不應給予COCE過低的電價折扣;另一方面，碳價折扣系數是在電價折扣的基礎上發揮影響，電價折扣力度最大時，碳價不折扣會延長成本回收的年限，電價折扣力度適中或較小，碳價折扣反而可以縮短成本回收年限。因此，PPGP在制定折扣策略時要考慮因電價折扣力度過大帶來的負面影響。

5? ? 結論

在電力市場的運營中，發電成本的分攤問題是實現公平交易和供需平衡的核心。公平地把發電成本分攤到發電側和需求側，可以激勵分布式發電項目的推進，提高分布式發電商在市場的競爭優勢，降低用戶的用能成本，高效地實現清潔能源的就地消納。

本文著重對分布式發電項目的成本分攤問題進行了分析，在分布式發電商可以參與碳市場交易及“自發自用，余量上網”的模式下，闡述了PPGP這類典型光伏發電商參與碳交易對其發電成本的影響，得到以下結論：

（1）PPGP通過碳交易可以擴展其收益途徑，但同時其運行全過程中具有碳責任，若需加入碳市場交易其碳成本不容忽視，因此制定分布式發電商進入碳市場的準入規則時需考慮該問題;

（2）碳價的波動對PPGP的發電成本回收會產生較大的影響，從裝機容量橫向對比，小容量機組的成本回收年限對碳價的波動更為敏感，碳市場的走向也是分布式發電商在測算裝機容量時的經濟參考;

（3）PPGP在電能和碳排放的就近消納中，不能給予COCE過低的電價折扣率（不應低于八折），否則即使不對碳價進行優惠，發電成本回收年限也將延長。

[參考文獻]

[1] 國家發展改革委.國家發展改革委關于調整光伏發電陸上風電標桿上網電價的通知：發改價格〔2016〕2729號[A].

[2] 國家發展改革委.國家發展改革委關于2018年光伏發電項目價格政策的通知：發改價格規〔2017〕2196號[A].

[3] 國家發展改革委.國家發展改革委關于完善光伏發電上網電價機制有關問題的通知：發改價格〔2019〕761號[A].

[4] 念保義，陳興順，何紹福.冶金法制備太陽能級多晶硅的原理與生產工藝研究進展[J].礦產綜合利用，2011（3）：8-13.

收稿日期：2019-12-13

作者簡介：何后裕（1973—），男，福建福清人，碩士研究生，高級工程師，研究方向：電網規劃、新能源開發等。