机构报告:如何看待分布式光伏的创新与壁垒

陈子坤、纪成炜 来源:广发证券 编辑:admin 分布式光伏 创新
一、从经济性、政策、消纳角度,分析分布式光伏空间我国分布式光伏新增装机火热,地面电站受高价影响装机节奏递延,预计2023 年起并举共行。2021-2022年由于硅料供给紧张,主产业链价格一路上涨,对价格较 为敏感的集中式装机不及预期。根据国家能源局,2022年我国光伏新增装机达 87.4GW,同比+59%,其中:集中式装机达36.
(三)消纳:分布式受约束少,消纳潜力大于集中式

集中式电站较距负荷较远,通常需通过特高压直流进行外送,目前所采用的特 高压常规直流技术要求运行过程中功率流尽量平稳,使得送端和受端均需要进行调 峰调频,成为影响消纳的主要因素。在送端地区,由于新能源出力波动,而特高压 直流要求输电功率流尽可能平稳,因此需要调用大量电力系统灵活性资源,与新能 源打捆,确保功率流较为平稳后,方能上送特高压直流通道。在受端地区,由于负荷 曲线在不同地区、不同季节、不同日期(工作日和节假日)均存在明显差异,而特高 压直流的功率流(一般日内仅设置 2、3 档传输功率水平)难以跟随负荷曲线变化, 因此在受端地区亦需要调用大量电力系统灵活性资源,填补负荷曲线与外受电曲线 间的差值。未来有望逐渐采用柔性直流输电技术,其功率流可以在较大范围内进行 调整,能够减少集中式新能源的调节需求。

分布式电站与负荷端相伴,就地消纳可冲抵部分用电需求,电力系统中的灵活 性资源响应净负荷曲线变化即可实现供需平衡。由于光伏出力不稳定,全部并网后 将会使其不稳定性将全部传导到电网,从而造成较大程度的扰动。相比之下,自发 自用电部分,由于本地消纳能够减少上网电量,同时又能高效地满足当地用电需求, 有效解决电力在升压及长途运输中的损耗问题,消纳压力较小。从电网视角看用电 负荷,当无分布式新能源时,电网供电需要满足的是真实负荷曲线,当有分布式新 能源时,电网供电需要满足的是净负荷曲线(真实负荷曲线与新能源出力曲线的差 值)。电力系统中的灵活性资源追踪净负荷曲线变化,据此供电即可实现电力供需 平衡。从分布式新能源自身影响来看:从物理运行角度(非电费结算角度)而言,分 布式新能源发电量优先自发自用。当分布式光伏装机较少时,净负荷曲线有可能较 负荷曲线波动降低,减少调峰需求;而随着装机增长,净负荷曲线波动又会加大,调峰需求增加(参见美国加州净负荷“鸭型曲线”的变化趋势)。对比集中式新能源来 看:分布式新能源只需要进行1次调峰调频(响应净负荷曲线变化,进行调节),而 集中式新能源需要2次调峰调频(送端和受端各1次)。分布式新能源需要的灵活性 资源小于集中式新能源。

综上,集中式新能源需要通过特高压直流进行外送,此时送端和受端地区均进 行调峰调频,而分布式新能源与负荷相伴,仅需要灵活性资源响应净负荷曲线的变 化。因此从调节约束看,分布式新能源所受约束更少,消纳潜力大于集中式新能源。

二、从商业模式切入,分析分布式光伏壁垒及创新

按照电站选址和并网方式的不同,光伏电站可以分为集中式光伏电站和分布式 光伏电站。集中式光伏电站通常将光伏阵列安装在较为宽广的山地、水面、滩涂、 荒漠等区域,经阳光照射,光伏阵列将产生的直流电经汇流箱送至逆变器转化为交 流电,经升压站升压后接入电网,由电网统一收购调配的电站模式,利用电网远距 离传输到终端用户,具有规模效应,管理难度较小,但存在建设周期长、占用土地资源等弊端。目前我国集中式光伏电站规模一般在10MW以上,100MW以上的大规模 光伏电站数量不断增加。

分布式光伏电站是指利用闲置屋顶等资源,布置在用户附近的发电系统。分布 式光伏电站系统集成业务系根据客户需求,提供屋顶开发、勘察排布、项目建设、并 网移交等全过程或若干过程的技术集成服务,最终向客户交付分布式光伏电站资产 的业务。分布式光伏电站靠近用电侧负荷中心,所发电力就近消纳,并可将剩余电 力上传至公共电网,但由于单体规模小、项目分散、屋顶条件不一,开发和管理难度 较高。(1)根据屋顶类型不同,分布式光伏电站可分为户用、工商业及农/林/渔光 互补分布式光伏,其中户用和工商业占主要地位;工商业光伏电站系统集成业务系 利用工商业建筑闲置屋顶、空闲场地建设分布式光伏发电站,相比户用在建筑面积、 装机规模上更大,工商业光伏电站平均装机容量约1,000kW,户用光伏电站平均装 机容量约为20kW。(2)根据客户是否拥有屋顶所有权属,可分为第三方投资和业 主自有光伏电站。

光伏电站开发的商业模式多元,国央企牵手民企探索创新,集中度有望提升。光伏电站的开发、设计、融资、建设、运营及所有权转让涉及到多方利益,五大四小 等国央企资金雄厚、信用良好,资金成本较低,但是缺乏安装、施工及运维能力;而 具备丰富地方资源协调能力、本土化设计和施工的民营企业缺乏资金。在该背景下, 各方不断创新商业模式平衡各方诉求。从收益模式划分,光伏电站主要有全额上网、净电量结算、自发自用余量上网三种收费模式。从持有形式划分,光伏电站可分为 自持和电站运营商持有两类模式:(1)自持模式下的电站全生命周期收益归属于农 户或厂房业主,资金模式可分为全款安装、贷款安装和融资租赁。(2)电站运营商 持有模式中,电站所产生的收益归属于运营商,农户获得屋顶租金或厂房业务获得 电价优惠。从开发形式划分,光伏电站可分为传统EPC模式、合作开发的BT和新EPC 模式。

(一)商业模式多元,民企牵手国企优先获取资源

1. 传统EPC模式较为同质化,竞争充分,盈利能力较低。通常与央企国企合 作,为其电站提供整体解决方案,包括工程总承包及整套设备的采购供应等;光伏 系统方案设计及施工主要通过招投标展开,中标后执行项目设计、采购、施工等一 系列工作,其中主要涉及获取项目信息、前期接洽、参与投标、项目中标、项目设 计、采购及施工、工程验收、电站移交等环节。根据电站类型分为集中式EPC和分 布式EPC业务,其中集中式EPC的市场集中度显著高于分布式,从开工到并网的周 期约为一年,项目方通常需要垫付20%-30%资金,该时间段内的设备价格变化会影 响EPC业务盈利能力,通常在涨价周期中EPC盈利承压,而在降价周期或价格相对 平稳时期,EPC可以享有合理的利润水平,但由于竞争较为充分,在扣除相关费用 后盈利能力较弱;以采用该模式的中国电建为例,该业务毛利率约为10%左右,同 时存在部分难度:(1)若系统设备价格和人工成本提升时,项目成本控制难度会增 加大;(2)若因土地交付协调出现问题,将影响项目进度及成本;(3)若业主工程 进度款未能及时支付,EPC承包方垫资压力大,将相应地增加资金成本。
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