QQ截图20231008163655
Research
perspectives

中国光伏产业发展路线图第7期:系统环节关键指标

来源:岭南论坛 时间:2023-05-06

16988229774308639.jpeg

全球已有多个国家提出了“零碳”或“碳中和”的气候目标,发展以光伏为代表的可再生能源已成为全球共识。同时,光伏发电的技术升级,使越来越多的国家将光伏发电作为最具潜在增长竞争力的电源形式,预计全球光伏市场将持续高速增长。


全球光伏新增装机量

2022年,全球光伏新增装机预计达到了230GW,创历史新高。未来,在光伏发电成本持续下降和全球绿色复苏等有利因素的推动下,全球光伏新增装机仍将快速增长。

2011-2022年全球光伏年度新增装机规模以及2023-2030年新增规模预测(单位:GW)

(图来源:中国光伏行业协会赛迪能源电子产业发展研究中心《中国光伏产业发展路线图(2022-2023年)》)


国内光伏新增装机量

2022年,国内光伏新增装机87.41GW,同比增加59.3%,其中,分布式光伏装机51.11GW,占全部新增光伏发电装机的58.5%。2022年户用装机达25.25GW,占 2022年我国新增光伏装机的28.9%。

2011-2022年国内光伏年度新增装机规模以及 2023-2030年新增规模预测(单位:GW)

(图来源:中国光伏行业协会赛迪能源电子产业发展研究中心《中国光伏产业发展路线图(2022-2023年)》)


光伏应用市场

2022年,大型地面电站占比为41.5%,分布式电站占比为58.5%,分布式占比超过集中式,其中户用光伏可以占到分布式市场的49.4%。集中式装机不及预期,主要原因是供应链价格的持续走高。

伴随大型风光基地项目开工建设,预计2023年大型地面电站的新增装机占比将重新超过分布式。分布式光伏市场方面,整县推进及其他工商业分布式和户用光伏建设将继续支撑分布式光伏发电市场,装机总量仍将持续上升。

“十四五”时期,随着光伏发电全面进入平价时代,叠加“碳中和”目标的推动以及大基地的开发模式,集中式光伏电站有可能迎来新一轮发展热潮。另外,随着光伏在建筑、交通等领域的融合发展,叠加整县推进政策的推动,分布式项目仍将保持一定的市场份额,预计国内将形成集中式与分布式并举的发展格局。


我国光伏系统初始全投资及运维成本

(1)地面光伏系统初始全投资(CAPEX)

我国地面光伏系统的初始全投资主要由组件、逆变器、支架、电缆、一次设备、二次设备等关键设备成本,以及土地费用、电网接入、建安、管理费用等部分构成。

一次设备包含箱变、主变、开关柜、升压站(50MW,110kV)等设备,二次设备包括监控、通信等设备。

土地费用包括全生命周期土地租金以及植被恢复费或相关补偿费用,电网接入成本仅含送出50MW、110kV、10km的对侧改造,建安费用主要为人工费用、土石方工程费用及常规钢筋水泥费用等,管理费用包括前期管理、勘察、设计以及招投标等费用。

2022年,我国地面光伏系统的初始全投资成本为4.13元/W左右,其中组件约占投资成本47.09%,非技术成本约占13.56%。预计2023年,随着产业链各环节新建产能的逐步释放,组件、逆变器等关键设备成本随着技术进步和规模化效益,组件效率稳步提升,整体系统造价将显著降低,光伏系统初始全投资成本可下降至3.79元/W。

2022-2030年我国地面光伏系统初始全投资变化趋势(单位:元/W)

(图来源:中国光伏行业协会赛迪能源电子产业发展研究中心《中国光伏产业发展路线图(2022-2023年)》)


(2)工商业分布式光伏系统初始全投资

我国工商业分布式光伏系统的初始全投资主要由组件、逆变器、支架、电缆、建安费用、电网接入、屋顶租赁、屋顶加固以及一次设备、二次设备等部分构成。其中一次设备包括箱变、开关箱以及预制舱。2022年我国工商业分布式光伏系统初始投资成本为3.74元/W,2023年预计下降至3.42元/W。


(3)电站运维成本

电站运维是以系统安全为基础,通过预防性维护、周期性维护以及定期的设备性能测试等手段,科学合理的对电站进行管理,以保障整个电站光伏发电系统的安全、稳定、高效运行,从而保证投资者的收益回报,也是电站交易、再融资的基础。2022年,分布式光伏系统运维成本为0.048元/(W·年),集中式地面电站为0.041元/(W·年),预计未来几年地面光伏电站以及分布式系统的运维成本将略有下降。


不同等效利用小时数 LCOE 估算

通常用LCOE(Levelized Cost of Electricity,平准发电成本)来衡量光伏电站整个生命周期的单位发电量成本,并可用来与其他电源发电成本对比。在全投资模型下,LCOE与初始投资、运维费用、发电小时数有关。2022年,全投资模型下地面光伏电站在1800小时、1500小时、1200小时、1000小时等效利用小时数的LCOE分别为0.18、0.22、0.28、0.34元/kWh。

2022-2030 年光伏地面电站不同等效利用小时数 LCOE 估算(元/kWh)

(图来源:中国光伏行业协会赛迪能源电子产业发展研究中心《中国光伏产业发展路线图(2022-2023年)》)


2022年,全投资模型下分布式光伏发电系统在1800小时、1500小时、1200小时、1000小时等效利用小时数的LCOE分别为0.18、0.21、0.27、0.32元/kWh。目前国内分布式光伏主要分布在山东、河北、河南、浙江等省份

2022-2030 年光伏分布式电站不同等效利用小时数 LCOE 估算(元/kWh)

(图来源:中国光伏行业协会赛迪能源电子产业发展研究中心《中国光伏产业发展路线图(2022-2023年)》)


不同系统电压等级市场占比

2022年国内光伏发电系统电压等级以1000V与1500V为主直流电压等级为1000V市场占比52.6%,直流电压等级为1500V的市场占比约47.4%。

2022年,户用分布式装机25.25GW,户用全部采用直流电压1000V等级系统,工商业分布式装机5.1GW,工商业分布式有90%采用直流电压1000V等级系统。


跟踪系统市场占比

跟踪系统包括单轴跟踪系统和双轴跟踪系统等(不含固定可调),其中单轴跟踪系统又分为平单轴和斜单轴,当前跟踪系统市场主要以单轴跟踪系统为主。虽然跟踪系统具有发电量增益的优势,但因其成本相对较高,2022年跟踪系统市场占比为12%,未来随着其成本的下降以及可靠性的解决,市场占比有可能止跌回升。


由于电力具有即发即用特点,在某些情况下光伏阵列产生的电气能量需要堆积存储,以便在夜间或天气不好的情况下继续为电网输送电力,下一节我们将介绍与光伏阵列相结合使用的储能系统。