平價上網對光伏產業鏈各環節的成本要求

2022-10-31 04:42:02 字數 4856 閱讀 7309

一、2008-2011光伏各環節**趨勢

光伏產業從2023年開始,因德國率先對光伏發電進行補貼而步入規模化生產階段以來,**的降低就是產業持續追求的目標。由於產業初期多晶矽的**奇缺,因此,多晶矽**畸高,導致了「擁矽者為王」的神話出現,和全球多晶矽投資的熱潮。

從上述曲線可以看出,從2023年上半年以來,光伏產業經歷了兩次大的降價熱潮。第一次是2023年下半年到2023年上半年期間,金融海嘯導致了需求公升幅劇降,使得多晶矽供求緩解,多晶矽**出現了80%~90%的跌幅,從最高的350萬人民幣/噸降低到了41萬人民幣的低點。由於同期光伏發電的補貼電價並沒有隨之大幅下降,所以,多晶矽的大幅****減緩了下游的**壓力,因此,鑄錠、矽片、電池片、元件乃至逆變器的**並沒有像多晶矽那樣大幅下降,而只是進行了小幅調整。

2009下半年後,隨著市場公升溫,多晶矽**又開始緩公升,由於光伏發電的補貼電價是持續下降的,因此,為了保證元件的**能夠持續下降,下游的加工利潤也受到了擠壓,**開始出現鬆動。而2023年,由於市場規模的擴張,規模化也導致了下游的成本降低,因此,雖然下游的**不動或略降,而下游各環節的企業在多晶矽成本**的情況下,依然保持了可觀的利潤。

而第二次降價就是2023年5月份開始的,源於歐債危機。由於市場發展速度急降,導致產能短期過剩,光伏產業的上下游的利潤空間同步受到擠壓,導致了光伏行業多個環節的**降低50%以上,而光伏電站的裝機成本則下降了40%左右。這次降價的波及面之廣、幅度之深,遠遠超過了第一次。

多晶矽從80萬/噸的高位持續**到20萬元/噸,歷史上首次跌破大多數廠家的成本價。而元件、電池片、切片等加工費用也分別有50%以上的跌幅。

凡事都有兩面性,危機中孕育著商機。從長遠看,這次光伏產業的低谷未必是壞事。阻擋光伏產業發展的最大的障礙是什麼?

是高成本。那麼,這次光伏行業的**普降,對於光伏發電的市場化應用未免不是一件好事。

2023年光伏發電成本的加速下降,使得光伏發電的**距離低於火力發電的時間大大縮短。原來被認為最激進的估計,現在看來已經成為最保守的**。而光伏發電成本低於火力發電的情形的出現,將是歷史上第一次光伏發電能夠不再依賴各國**的補貼而進入真正市場化的拐點,這意味著光伏發電成為替代能源的序幕拉開,這裡面蘊藏的商機幾乎可以說是無限的。

因此,這就是為什麼在目前**如此低迷的情況下,依然有無數的各行各業的巨頭企業磨刀霍霍、躍躍欲試、緊鑼密鼓地準備大舉進軍光伏產業的原因。

二、光伏平價上網對各環節的成本要求

史珺博士於2023年11月28日公布了其所研究的光伏發電的成本電價的數學模型[1]。由於光伏電站總投資與裝機容量通常成正比關係,如果用cp代表單位裝機容量的裝機成本,tcost代表光伏發電的成本電價,則:

tcost=cp(1/per+rop+rloan*rintr-isub)/hfp……(1)

式(1)即為光伏發電的成本電價的計算公式。它表示出了光伏電站的成本電價與光伏電站的單位裝機成本cp、投資**期per、運營費用比率(每年的運營費用佔電站總投入的比例)rop、貸款狀況(包括貸款佔投資額的比例rloan和貸款利息rintr兩個引數)、年等效滿負荷發電小時數hfp(相當於1kw裝機容量一年所發電量的千瓦時數)等五大因素的具體關係。此外,還有該電站所享受到的其它補貼收入係數isub(電站每年的電價外補貼佔電站總投資的比例。

有了上面的光伏發電成本分析模型,可以對現階段光伏發電成本做乙個簡要分析。

2.1平價上網的裝機成本

光伏目前降價的動因是因為上網電價還高於火力發電。而所謂的平價上網,就是,上網電價與火力發電**持平。目前,比較一致的看法是,如果光伏上網電價能夠達到0.

5元/度,則就毫無爭議地低於火力發電了。為此,對式(1)進行變化可得:

cp=tcost*hfp/(1/per+rop+rloan*rintr-isub)……(2)

首先,我們按照光伏發電企業的商業慣例對式(2)的各引數做出。首先是投資**期per,定義為20年,運營費率rop定義為2%,貸款比例rloan為70%,貸款利息按照7%計算,而cdm等收入按照投資的1.2%計算,即isub=1.

2%;令tcost=0.5元/度,同時假定hfp=1500小時。在這樣的條件下,光伏發電就具有了價值。

將上述引數帶入式(2),可以得到:

cp=0.5*1500/(0.05+0.02+0.7*0.07–0.012)=7009元/kw。

再變更一下不同的商業條件,可以計算一下所對應的裝機成本要求,可得到表2-1。

表2-1 不同商業條件下,成本電價為0.5元/度時的裝機成本

由表2-1可知,如果專案不從銀行貸款而全部採用自有資金,那麼即便裝機成本達到12930元/kw,也一樣可以做到成本電價為0.5元/度。但這樣不符合一般的電站運營模式,下面,我們還是按照表5-1中的第一行所代表的商業模式來考慮。

2.2 光伏平價上網的元件成本

目前的光伏裝機成本為11160元/kw,要達到上述比例,必須降低到7009元,假定電站的所有部分按照同樣比例下降,則各部分成本見表2-2。

表2-2 上網電價為0.5元/度時的裝機成本構成

上述**不包括土地、和追日及功率優化模組。

可見,光伏元件單元目前的**是6600元,要降低到4830元,假如所有單元按照同比降價,則各部分的**如表2-3所示。

表2-3 上網電價為0.5元/度時的光伏元件各部分的**構成

表2-3意味著,假如光伏元件各個部分按照同樣比例下降的話,要想達到0.5元/度的光伏上網電價,則多晶矽要降到13.9元/公斤,鑄錠加開方成本要降低到25.

6元/公斤,切片成本要降低到3元/片,電池片加工成本要降低到3.7元/片,元件加工成本要降低到1.8元/瓦。

此外,逆變器的**雖然最近降低的幅度較大,但進一步從目前的0.8元/瓦降低到0.3~0.

4元/瓦是比較容易的,而施工和土建隨著電站施工的日益規範化,成本在現有基礎上下降50%也不是很困難的事情。最難以下降的可能是支架和電纜。因為主要受金屬原材料**限制,下降幅度有限。

但如表4-1所示,該部分成本目前僅佔光伏電站總價的12%,因此,下降的幅度即便小一些,也不會影響整體的大局。

另外,由於火電**目前上公升壓力較大,在三到四年後,火電上網電價可能會上公升到0.6元以上,屆時,光伏的**壓力會小些。但是,考慮到光伏的推廣,光伏發電不應僅以火電作為標桿,假以時日,光伏發電的**一定會大大低於火力發電。

2.3 光伏電價為0.35元人民幣/度的裝機成本和元件成本

前面所舉的例子為年滿負荷為1500小時,這樣所要求的日照時間通常為2800小時以上,通常適合我國西北地區。而西北地區目前的火電上網電價通常在0.28~0.

38元/度。為此,我們假定上網電價為0.35元,在上面同樣的條件下,對光伏裝機成本和元件成本進行計算。

依然假定投資**期per,定義為20年,運營費率rop定義為2%,貸款比例rloan為70%,貸款利息按照7%計算,而cdm等收入按照投資的1.2%計算,即isub =1.2%;令tcost=0.

35元/度,同時假定hfp=1500小時。將上述引數代入式(2),可以得到:

cp = 0.35 * 1500 /(0.05 + 0.02 + 0.7*0.07 – 0.012)= 4906元/kw。

再變更一下不同的商業條件,可以計算一下所對應的裝機成本要求,可得到表2-4。

表2-4不同商業條件下,成本電價為0.35元/度時的裝機成本

我們還是按照上表第1行的情況,要達到0.35元/度的成本電價,光伏裝機成本必須從目前的11160元/kw降低到4906.5元/kw,仍然假定電站的所有部分按照同樣比例下降,則各光伏電站各部分成本見表2-5。

表2-5上網電價為0.35元/度時的裝機成本構成

上述**不包括土地、和追日及功率優化模組。

光伏元件單元目前的**是6600元,要降低到2902元,假如所有單元按照同比降價,則各部分的**如表2-6所示。

表2-6上網電價為0.35元/度時的光伏元件各部分的**構成

表2-6意味著,假如光伏元件各個部分按照同樣比例下降的話,要想達到0.35元/度的光伏上網電價,則多晶矽要降到83.5元/公斤,鑄錠加開方成本要降低到19.

3元/公斤,切片成本要降低到1.8元/片,電池片加工成本要降低到2.2元/片,元件加工成本要降低到1.

1元/瓦。

三、光伏各環節降低成本的途徑

考慮0.35元/度的目標電價。要把光伏元件的**從目前的6600元/kw下降到2902元/kw,除了大規模生產造成的規模效應外,更主要應當是通過技術進步來解決。

表3-3 光伏各環節成本下降的途徑

從表3-3可見,多晶矽的目標**要降低到83.5元/公斤,靠目前的西門子法多晶矽生產工藝,絕對是不可能。而新興的冶金法多晶矽近年來,無論是從成本還是從純度和製作光伏電池的效率,都取得了長足的進步。

最近的中試結果表明,上海普羅的新的冶金法多晶矽工藝,已經將大規模生產的成本降低到了80元/公斤,而電耗更加降低到了僅15度電/公斤。這不啻為光伏的巨大福音。

鑄錠成本的降低則主要通過加大單錠的容量來實現。但目前單錠的加大受到較大限制。而上海普羅的一爐四錠的生產方式,可以一下子將鑄錠產能提高四倍,而且電耗降低20%,水和氬氣消耗降低70%,為鑄錠成本的降低作了巨大的貢獻。

而目前的鑄造準單晶的技術,因為能夠提高鑄錠後的電池片效率,因此,折合到每瓦的**也是一種有效的成本降低的手段。

切片成本今年下降幅度已經很大,目前距離1.8元/瓦的目標不算太遠,主要還是通過降低矽片的厚度,減小鋼線的直徑和金剛砂的粒度來完成,此外,切片成品率的提高對於切片成本的下降也有著重要的作用。

電池片的成本下降一直有許多技術在研究中。雷射刻槽降低電極的遮光面,變麵接觸為體接觸,n型電池技術,背電極技術等;都是電池片成本下降的手段。銀漿的規模化和國產化也將對電池片的成本下降做出一定貢獻。

而電池片製造領域的許多技術更著眼於效率的提高,這也是降低成本的乙個迂迴但十分有效的方式。

元件的成本下降,更大程度上取決於玻璃、薄膜、邊框材料和加工裝備的技術創新。目前,超白玻璃、eva膜、鋁合金邊框佔據市場的時間已經足夠長,而有機矽膜、聚合物透光板和工程塑料結構材料,目前正虎視眈眈地準備進入元件市場。而多層元件加工裝置目前已經面世,先進裝置將大幅度降低勞動定員,把元件這個勞動密集的行業的人力成本有效地降低下來。

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