王斯成  國家發改委能源研究所  2013-07-01

1.  光伏發電的應用分類

商業運營模式與光伏發電的應用類型有關，光伏發電的市場分類如下：

圖1-1、光伏發電系統的分類

近來大家討論最多的是“分布式光伏發電系統”，廣義分布式光伏發電系統不但包括分布式并網光伏系統，也包括離網光伏系統，較為嚴格的定義如下：

分布式發電(Distributed Generation,簡稱DG):  分布式發電通常是指發電功率在幾千瓦至數十兆瓦的小型模塊化、分散式、布置在用戶附近的，就地消納、非外送型的發電單元。主要包括：以液體或氣體為燃料的內燃機、微型燃氣輪機、熱電聯產機組、燃料電池發電系統、太陽能光伏發電、風力發電、生物質能發電等。

分布式光伏發電系統的圖示如下：

圖1-2、廣義分布式光伏發電系統

狹義的，目前國內外普遍采用的“分布式光伏發電”的定義則是單指并網運行的分布式發電系統，而離網光伏系統不包括在內。IEEE1547技術標準中給出的分布式電源的定義為：通過公共連接點與區域電網并網的發電系統（公共連接點一般指電力系統與電力負荷的分界點）。并網運行的分布式發電系統在電網中的形式如下（IEEE1547）：

圖1-3、分布式光伏發電在配電網中的存在形式

形式A：光伏系統直接通過變壓器并入中壓公共配電網（一般指10kV，20kV，35kV），并通過公共配網為該區域內的負荷供電，其商業模式只能是“上網電價”，即全部發電量按照光伏上網電價全部出售給電網企業；

形式B：光伏系統在低壓或中壓用戶側并網，不帶儲能系統，不能脫網運行，目前中國90%以上的建筑光伏系統屬于此種類型。采用的商業模式是多種多樣的：“上網電價”（Feed-in Tariff）模式，“凈電量結算”（Net Metering）模式和“自消費”（Self-Consumption）模式（即“自發自用，余電上網”模式）；

圖1-4、用戶側并網的分布式光伏系統

形式C：光伏系統在低壓用戶側并網，帶儲能系統，可以脫網運行，這種形式就是“聯網微電網”。所采用的商業模式為“自發自用，余電上網”。這種類型目前國內幾乎沒有。

形式A雖然屬于分布式光伏系統，但其商業模式與大型地面電站相同；直接在用戶側并網的形式B可以有多種商業運營模式，本文將重點討論。

談到分布式發電，應當澄清2點：

1）只要是在電網與用戶的關口計費電表內側并網，屬于“自發自用”的光伏系統，都屬于分布式光伏發電，而與電網電壓等級無關，可以是220V，0.4kV，10kV，35kV，甚至是110kV；

2）分布式光伏發電不一定非要采用“自發自用，余電上網”的商業模式，也可以采用同大型光伏電站一樣的“上網電價”政策，統購統銷。

簡言之：“自發自用”的光伏系統必然屬于分布式光伏發電，而分布式光伏發電卻不一定非要采用“自發自用，余電上網”的商業模式。

2.  大型地面光伏發電的商業模式

大型地面光伏電站一般都是通過升壓站并入高壓輸電網絡（110kV及以上），不直接為負載供電，所采取的商業模式只能是“上網電價”，即全部發電量按照光伏上網電價全部出售給電網企業。

第1章中所述形式A，光伏系統直接通過變壓器并入中壓公共配電網（一般指10kV，20kV，35kV），并通過公共配網為該區域內的負荷供電，其商業模式也只能是“上網電價”，雖然在技術定義上屬于“分布式光伏系統”，其商業模式則與大型光伏電站相同。

3.  分布式并網光伏發電的商業模式

這一章重點討論第1章所述形式B，這是世界上最多的光伏應用形式，我國“金太陽示范工程”和“光電建筑”項目都屬于此類，我國即將出臺的分布式光伏補貼政策也針對此類形式。

3.1. 商業模式的國際經驗

國際上對于分布式光伏發電系統所采用的激勵政策或商業模式目前有3種：“上網電價”（Feed-in Tariff, FIT）政策，“凈電量結算”（Net Metering）政策，和“自消費”（Self-Consumption）政策。下面分別介紹：

3.1.1.  “上網電價”（FIT）政策

“上網電價”政策是2011年以前歐洲各國普遍采用的政策。 2000年，德國率先實施“上網電價”法，該項政策的實施大大拉動了德國國內光伏市場，連續多年光伏發電的安裝量居世界第一。繼德國之后，歐洲其它國家也都前后開始實施“上網電價”法，使得整個歐洲的光伏市場迅速上升，2007和2008年，歐洲的光伏市場都占到世界光伏市場的80%。“上網電價”政策的技術特點如下：

1、         光伏系統的并網點和發電電量計量電表（圖中5）安裝在用戶電表的外側，即并網點在電網側；

2、         光伏電量全部潰入低壓公共配電網；

3、         電力公司根據光伏電量（5）以“上網電價”全額收購光伏電量，按月結算；

4、         用戶用電和電費同沒有裝光伏系統時一樣，根據用戶電表繳費。

圖3-1、“上網電價”法的光伏系統并網連接圖

“上網電價”政策的優點：發電/用電分開，保證了光伏電量的全額收購；不存在發電時段與負荷不匹配的問題；無論自己建設還是開發商建設，都是同電網企業簽訂售購電合同（PPA），收益透明，有保障，開發商容易介入；用戶用電全部繳費，不影響電網企業的營業額；電網企業僅承擔脫硫標桿電價部分，差價由國家補，電網企業不受損失；所有電量都經過正常交易，國家稅收不受損失。

“上網電價”政策的缺點：同大型光伏電站的商業模式一樣，國家補貼脫硫標桿電價之上的差價，需要支付更多的資金；無論大小客戶，都要與電網企業簽訂PPA，增加了交易成本；很多中小用戶無法為電網企業開發票，操作上需要解決工商和稅務等問題。

3.1.2.  凈電量結算政策(Net Metering Rule)：

這種政策最初主要在美國執行，美國50個州有42個州有“凈電量結算法”，以鼓勵分布式光伏發電和分布式風力發電。2010年以后，歐洲各國的光伏電價已經低于電網的零售電價，很多國家也開始采用“凈電量結算”政策。

圖 3-2、美國42個洲執行“凈電量結算”政策

“凈電量結算”政策的設計原則是全年的耗電量要大于光伏發電量。光伏并網點設在用戶電表的負載側，自消費的光伏電量不做計量，以省電方式直接享受電網的零售電價；光伏反送電量推著電表倒轉，或雙向計量，凈電量結算，即用電電量和反送到電網的電量按照差值結算，結算周期為一年。優點是所有的光伏電量均享受電網的零售電價，而不需要增加儲能裝置，并且一年中只要用電量大于光伏發電量，就不存在向電網賣電，沒有交易成本。

圖3-2、凈電量計量政策的原則和接線圖

“凈電量結算”政策的優點：如果光伏已經達到與電網零售電價平價，或已經低于電網電價，則國家不再給予補貼，節省了國家的資金；只要全年的用電量大于光伏發電量，就沒有電量交易，電力公司同原來一樣照表收費，沒有增加額外的服務，也沒有交易成本；所有光伏電量的價值等同于電網的零售電價，也不存在發電時段與負荷不匹配的問題。由于不存在交易，也就不存在中、小用戶開不出發票的問題。

“凈電量結算”政策的缺點：光伏每發一度電，電網就少賣一度電，直接減少了電網企業的營業額；所有光伏電量都不經過交易，國家稅收受損失。電網計費電表必須設計成雙向計量或允許倒轉，失去了防偷電的功能（絕對值計量和防倒轉可以防止偷電），在中國可能會出現偷電現象。這也許就是國家電網堅決反對“凈電量結算”政策的原因。

“凈電量結算”政策僅適合于“自建自用”，不適合開發商介入。

3.1.3.  自消費政策（Self Consumption/Direct Consumption）

2010年以后，光伏成本大幅度下降，在歐洲光伏電價普遍降到了20歐分/kWh以下，而歐洲各國的電網零售電價普遍在20-25歐分/kWh，光伏進入“平價上網”時代。于是，2011年德國推出了“自消費”政策，鼓勵光伏用戶自發自用，2012年，德國的光伏電價（13-19歐分/kWh）已經大大低于電網的零售電價（25歐分/kWh），光伏用戶通過“自發自用”光伏電量效益明顯，自消費市場迅速擴大，據統計，2012年德過光伏市場的三分之一是“自消費”市場。

“自消費”政策的原則是：“自發自用，余電上網”。光伏并網點設在用戶電表的負載側，需要增加一塊光伏反送電量的計量電表（表2），或者將電網用電電表（表3）設置成雙向計量。 自消費的光伏電量不做計量，以省電方式直接享受電網的零售電價；反送電量單獨計量，并以公布的光伏上網電價進行結算。在這種情況下，光伏用戶應盡可能全部將光伏電量用掉，否則反送到電網的電量的價值要小于自用光伏電量的價值。

圖3-3、“自消費”政策原理和接線圖

“自消費”政策的優點：“自發自用”光伏電量抵消電網電量，不做交易，國家也不用支付電價補貼，節省了國家資金。

“自消費””政策的缺點：“自發自用”光伏電量減少了電網企業的營業額；自用光伏電量不經過交易，國家稅收受損失；反送電量（余電上網）需要交易，增加了交易成本；很多中小用戶無法為電網企業開發票，反送電量在交易操作上需要解決工商和稅務等問題。反送電量同樣需要將電網計費電表設計成雙向計量或允許倒轉，失去了防偷電的功能（絕對值計量和防倒轉可以防止偷電），在中國也可能會出現偷電現象。

由于有“自發自用”部分，“自建自用”很容易實施，而開發商不易介入。

3.1.4.  部分歐洲國家所采取的政策

歐洲各國執行“上網電價”、“凈電量計量”和“自消費”政策的情況歸納如下：

表3-1、 歐洲不同政策執行情況

中國雖然目前還沒有達到光伏平價消費的階段，但在今后2~3 年內就有可能在工商業用戶建筑上實現光伏的平價消費，因此研究制訂中國光伏平價消費政策是很有必要的。

3.2. 中國現行激勵政策和商業模式

2013年3月，發改委價格司對外公布了“關于完善光伏發電價格政策”的征求意見稿，方案要點如下：

（1）4個分區標桿電價（統購統銷模式）：0.75、0.85、0.95、1.0 元/kWh；

（2）對于分布式光伏自用電，在用電電價基礎上給0.35元/kWh補貼；

（3）分布式光伏的反送電量按照當地脫硫電價收購（大約0.3～0.4元/kWh)＋0.35元/kWh；

（4）合同期20年。

表3-2、發改委價格司公布的光伏電價征求意見稿

對于光伏“上網電價”（FIT），在這里不做評論，僅對分布式光伏的補貼政策進行分析： 這種補貼方式和商業模式與德國目前執行的“自消費”模式類似，也是“自發自用，余電上網”。由于德國光伏已經進入“平價上網”，自發自用部分不需要國家補貼，而中國還沒有達到“平價上網”，自用光伏電量部分仍然需要補貼，這就使得這個政策執行起來比德國復雜得多。

這種補貼辦法的優點： 

1） 比起光伏上網電價補貼辦法節省國家補貼資金（實際上是電網公司承擔了脫硫電價和銷售電價的差額）。光伏上網電價補貼辦法是在脫硫燃煤電價（大約0.40元/kWh）基礎上補；如果光伏合理電價是1.2元/kWh，上網電價辦法國家每度電補貼0.8元/kWh，而自消費電價辦法按照公布的補貼額僅為0.35元/kWh。

2） 固定度電補貼方式補貼標準透明，操作簡單，國家補貼資金僅與光伏發電量有關，不受不同用戶的用電電價和電網峰谷電價差別的影響。

但也會帶來如下問題： 

1） 由于是在用戶用電電價之上固定額度補貼，因此光伏度電收益直接受戶用電電價水平的影響，工商業用電電價在0.8-1.4元/kWh，大工業用電電價在0.6-0.8元/kWh，公共事業單位用電電價在0.5-0.6元/kWh，政府建筑、學校、醫院等公共事業單位、農業用電和居民用電則只有0.3-0.5元/kWh。因此，存在收益不公平的問題，而且對用戶和建筑的選擇就變得很復雜，因為只有電價高的工商業建筑 (> 0.8元/kWh) 才能夠贏利。

2） 隨著用戶用電電價的逐年提高，光伏項目業主的收益會水漲船高。 如果目前電價1.0元，加上0.35元為1.35元；每年電價漲幅為5%，10年后用戶電價達到1.5元，度電收益達到1.85元/kWh，20年后將更高達到2.4元/kWh。光伏發電的收益逐年提高，可是國家一直在補貼，這個政策使得光伏項目業主隨電網電價的漲價而獲得不當收益，顯然不合理。

3） 由于這種政策的自用光伏電量的收益高于反送的富余電量，因此光伏發電與負載日分布的匹配特性至關重要，如果特性不匹配，經濟效益會大打折扣。

4） 由于是自發自用，20年都要有穩定的負荷才能保證收益，如果發生經營不善、倒閉、或搬遷，都會對光伏項目的收益帶來致命的打擊。

5） 有實力的電力開發商很難介入，市場推動緩慢。因為大的電力開發商肯定會在別人的屋頂上開發項目，由于是自發自用，開發商必須同建筑業主簽訂節省下來的電費轉交給開發商的節能管理合同，這會帶來非常大的后遺癥，對項目開發商是極大的風險。如果大的電力開發商不介入，全靠用電戶自建自用，則分布式光伏市場很難在短期擴大。

3.3. 中國分布式光伏商業模式建議

1）“上網電價”法的優點是明顯的，建議分布式光伏項目的開發商可以自由選擇商業模式，也可以選擇風險高、收益高的“自消費”模式，“自發自用，余電上網”，也可以選擇無風險，長期、低收益的“上網電價”政策；

2）對于“自發自用，余電上網”的自發自用部分，不建議采用“一刀切”的度電補貼方式，建議采用“固定收益分區電價”，即根據太陽能資源條件確定分布式光伏固定收益電價，這個電價要明顯高于光伏分區上網電價，如：

表3-3、建議的分布式光伏固定收益電價

所謂固定收益電價就是：自消費抵消的電網電價+國家補貼=固定收益電價，即國家只補貼電網零售電價與固定收益電價的差額，這樣的話，無論電網零售電價的差異有多大，在相同的太陽能資源區，大家的收益都是一樣的，這樣就做到了公平收益，而且隨著電網電價的上漲，國家補貼逐年降低，不存在不當收益的問題。采用固定收益電價還有一個更大的好處，所有建筑都對分布式光伏項目開放，沒有選擇建筑難的問題，低電價建筑國家補得多，高電價建筑國家補得少，公平收益，有利于光伏市場的迅速擴大。

3）由于“凈電量結算”操作簡單，不存在光伏發電與負荷不匹配的問題，隨著電網電價的上漲，光伏對于很多建筑和用電戶都將達到平價，不再需要國家補貼，建議從2013年起，對于“自建自用”的分布式光伏項目，允許采用“凈電量結算”政策。這一市場將會迅速擴大。至于“偷電”問題，完全可以采用技術和法律手段杜絕，不能“因噎廢食”。

3）為了便于開發商介入，一是分布式光伏項目的商業模式可以自由選擇，開發商既可以選擇“上網電價，統購統銷”政策，也可以選擇“自發自用，余電上網”政策；二是對于“自發自用，余電上網”政策的項目，也應通過電網企業進行結算（具體操作程序略），千萬不要讓開發商通過“合同能源管理”的方式同建筑業主進行交易，有諸多弊端，以前已經有過慘痛的教訓。

4.  結論

分布式光伏市場能否真正啟動，關鍵在于激勵政策和商業模式，如果政策科學、合理，各方受益，而且程序透明、可操作，開發商便于介入，相信中國的分布式光伏市場必將迎來高速發展期。