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碳交易模式下家庭屋頂分布式光伏發電的投資價值研究

日期:2021年01月05日 編輯:ad201107111759308692 作者:無憂論文網 點擊次數:68
論文價格:100元 論文編號:lw202101031933409397 論文字數:32632 所屬欄目:在職研究生論文
論文地區:中國 論文語種:中文 論文用途:在職研究生論文 On-the-job graduate paper

本文是一篇在職研究生論文,本文研究了碳交易模式下家庭屋頂分布式光伏發電的投資價值??偨Y前人的研究,多是單獨研究戶用光伏的經濟效益或環境效益,本文將從碳交易市場角度將經濟效益和環境效益兩方面結合,研究碳價對我國家庭屋頂分布式光伏發電項目投資價值的影響。論文首先分析了我國家庭屋頂分布式光伏發電發展現狀和我國碳市場的發展現狀,并從上網電價及補貼政策、碳減排交易及電力市場化交易政策兩大方面介紹我國的相關政策,然后依據凈現值法和內含報酬率法構建了碳交易模式下家庭屋頂分布式光伏發電項目的投資價值模型。


第一章 緒論


1.1 研究背景與意義

1.1.1 研究背景

隨著中國經濟的快速發展,我國能源需求水平出現剛性增長,資源短缺、生態環境惡化等問題日益突出。作為具有巨大潛力的可再生能源之一,太陽能的發展與利用在世界范圍內一直頗受重視。眾所周知,太陽能最重要的利用方式就是光伏發電。從 2013 年起,我國太陽能產業成為世界最大的新增光伏應用市場,2015-2017年連續三年位居全球首位。據國家能源局統計數據顯示,“十二五”期間,我國太陽能發電裝機規模增長了 168 倍,2017 年我國光伏發電實現新增裝機 53.06GW,累計裝機達到了 130.25GW,同比增長 53.45%。其中,光伏電站新增裝機 33.62GW,累計裝機達到了 100.59GW,同比增長 11%;分布式光伏新增裝機 19.44GW,累計裝機達到了 29.66GW,同比增長 3.7 倍?!笆濉币巹澲赋觯旱?2020 年,分布式光伏發電規模要達到 6000 萬 kw。2020 年 1 月 30 日,國家能源局在新聞發布會上公布了截止至 2019 年底全國分布式光伏發電裝機達 6281 萬千瓦。由此可見,目前我國分布式光伏剛達到既定水平。

家庭屋頂分布式光伏發電,一般是指安裝在居民屋頂上的分布式光伏發電項目,與大規模的光伏電站相比,家庭屋頂分布式光伏的特點是用戶側采用自發自用、多余電量上網運行方式。在屋頂建設光伏發電系統,一方面可以充分利用屋頂資源,另一方面可以就近使用,減少輸電和配電線路上的配電損失。尤其對于中國這個人口大國來說,家庭屋頂資源十分豐富,家庭屋頂分布式光伏發電理應成為分布式光伏發展的主力軍,但目前我國戶用光伏發展較為緩慢,與世界許多發達國家相比仍有較大差距。德國于 1991 年實施“千屋頂光伏項目”,到 2016 年底,德國 1/3 左右居民屋頂安裝有光伏系統,人均光伏裝機規模為 511w,居全球之首;為大力發展屋頂光伏發電,日本在 1974 年便實行了“陽光計劃”,并在 1994 年又制定了“新陽光計劃”,截至到 2016 年底,日本居民屋頂安裝光伏系統數量約 200 萬戶,其人均光伏裝機量為 336w、位居世界第二。20 世紀 90 年代,我國在藏新隴青川等六省區開始出現了獨立式光伏用戶,2012 年 10 月,國家電網發布《關于加強分布式光伏發電并網工作的意見》,宣布從 2012 年 11 月 1 日起,國家電網對 10 千伏及以下的電壓等級,且單個并網點總裝機容量不超過 6 兆瓦的分布式光伏發電項目免費接入電網。2012 年 11 月 14 日浙江富陽市郊 17 家居民安裝光伏發電系統且成功并網,開辟了我國居民屋頂分布式光伏發展的道路。國家能源局于 2016 年 12 月發布的《太陽能發展“十三五”規劃》中指出要大力推進屋頂分布式光伏發電,鼓勵在太陽能資源較好的農村及城鎮地區,實行居民屋頂光伏工程,形成若干光伏小鎮及光伏小村。據國家能源局統計,截止到 2019 年底,全國戶用光伏新增裝機量超過 530 萬千瓦,占分布式裝機 43.44%,占全國裝機容量 17.60%。因此,我國居民屋頂分布式光伏在分布式光伏的發展中起到了重要的作用,在全國還有較大的發展空間。

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1.2 研究思路與內容

1.2.1 研究思路

本文的研究思路如下:

(1) 提出問題。

在介紹我國家庭屋頂分布式光伏補貼政策和碳交易政策背景下,我國家庭屋頂分布式光伏發展空間較大,但項目的投資價值不足以吸引居民投資,2017 年底全國碳排放市場正式啟動,2018 年全國首例光伏用戶參加碳交易發生在中山市,基于此,文章提出了如何提高碳交易模式下家庭屋頂分布式光伏發電項目的投資價值。

(2) 分析問題。

采用文獻研究法對國內外已有的相關研究進行梳理和述評并介紹了研究中所需要的三種理論與方法,然后介紹了我國家庭屋頂分布式光伏的發展現狀和相關政策。結合國內外學者已有的研究及相關政策背景,對我國碳交易模式下家庭屋頂分布式光伏發電項目的投資價值進行分析,發現碳交易收入可以提高項目的投資價值,因此文章進一步研究了碳價對項目投資價值的影響,同時將研究范圍擴大到全國八個碳交易試點代表城市。

(3) 解決問題。

通過前文的研究結果,總結出研究結論進而對我國家庭屋頂分布式光伏發電項目針對性地提出了三點政策建議。具體的研究思路如圖 1.1 所示:

圖 1.1 研究框架

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第二章 文獻綜述和理論基礎


2.1 文獻綜述

2.1.1 家庭屋頂分布式光伏發電項目的經濟效益

近年來,各國家庭屋頂分布式光伏的發展速度較快,同時也掀起了國內外學者紛紛研究相關領域的高潮。對于家庭屋頂分布式光伏發電項目的經濟效益,國內外一些學者主要通過凈現值、內含報酬率和投資回收期等指標來計算項目的投資價值,并提出了一些提高投資價值的措施。

Sandy Rodrigues 等(2017)[1]計算了 2015 年中國不同區域的家庭屋頂光伏系統的凈現值、內含報酬率和投資回收期,結果表明投資項目在太陽能資源較好的地區或者銷售電價較高的地區能獲得較高的收益,并指出區域上網電價有助于彌補太陽能輻射水平較低區域的收益,但從投資角度來看,這項措施仍不具有較強的吸引力。XingangZhao 等(2015)[2]分析了中國的住宅、工商業分布式光伏的發展與相關政策的關系,計算了位于不同太陽能資源區的中國 5 個城市的特定分布式光伏的內部收益率和靜態投資回收期,討論了政府補貼,標桿電價,電價和稅收等相關政策變量對分布式光伏系統經濟效益的影響。結果表明,發電效率高的住宅和工商業分布式光伏發電系統均具有良好的經濟效益,且光照條件好補貼水平高的地區項目經濟效益更好,現行的分布式光伏產業的政策工具是有效的。Korsavi 等(2017)[3]通過對伊朗干熱氣候條件下 14 套 5kw 的屋頂分布式光伏發電系統的年度總發電量進行監測和仿真,采用投資回收期(PBP)、凈現值(NPV)、投資回報率(ROI)和度電成本(LCOE)等指標來分析系統的經濟效益,結果表明,在實際電價水平為 0.21 美元時平均 PBP 值為 11.6 年,在平均電價補貼下投資回收期為46.9 至 50.5 年;在實際平均電價水平為 2.9 美元時 ROI 值的范圍為 2.6 至 3.2。在補貼價格下,NCF 和 NPV 均為負值,并提出在伊朗目前的補貼水平下屋頂分布式光伏發電系統不具有經濟效益,阻礙了居民對光伏系統的投資。MousaSheikhhoseini 等(2018)[4]研究了伊朗 16 個地理區域的家庭屋頂分布式光伏項目的經濟效益狀況,分析了最適合投資的區域,并提供了區域 FIT,并得出可以通過提高銷售電價的方式來提高項目投資價值的結論。GustavoCoria 等(2019)[5]采用凈現值法對阿根廷的三個家庭屋頂分布式光伏并網項目的盈利能力進行了分析,結果表明,在當前的技術成本、國家金融市場條件和上網電價水平下,分布式光伏發電目前對居民而言并不盈利,在此基礎上提出了政府可以通過提高能源消耗價格或以低利率貸款支持戶用光伏項目的方式來刺激居民投資。

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2.2 理論基礎

2.2.1 碳交易市場建設的理論

碳交易市場建設的理論主要是通過市場機制來解決二氧化碳等溫室氣體排放的外部性問題,主要包括以下幾個理論。

(1) 公共產品理論

公共經濟學理論中指出公共產品和私人產品共同組成了社會產品。薩繆爾森在《公共支出的純理論》中將公共產品定義為:一個人對某種產品或勞務的消費不會減少其他人對該種產品或勞務的消費[23]。公共產品最主要的兩個特征就是消費的非競爭性和受益的非排他性。消費的非競爭性主要體現在兩個方面:第一,邊際生產成本為零:在現有的公共產品供給情況下,消費者的增加不會帶來供給成本的增加;第二,邊際擁擠成本為零:消費者之間同時享用公共產品時不會影響彼此使用的數量和質量。收益的非排他性是指任何人在消費公共產品的時候無法排除他人也使用該公共產品的權力。

公共產品理論與本文的研究關系為:碳排放權屬于公共產品,二氧化碳的自然屬性使碳排放權具有消費的非競爭性和受益的非排他性兩大特征。碳排放權與環境變化有著密切的關系,排放到空氣中的二氧化碳即屬于“公共負產品”。二氧化碳的過度排放將造成大氣污染、環境惡化等問題,因而有必要對二氧化碳的排放總量實施控制。碳排放權交易是指政府首先評估出一定區域內二氧化碳的最大排放量,并將其分成多個排放份額,然后通過拍賣、招標等方式分配給各區域,各個主體可以通過碳交易市場進行買賣排污權來獲取收益或降低減排成本,碳交易市場的建設可以激勵企業和個人減少二氧化碳的排放,進而來控制二氧化碳排放總量。

圖 3.1 2016-2019 年分布式光伏新增裝機及占比趨勢圖(單位:GW)

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第三章 我國家庭屋頂分布式光伏發電發展現狀及相關政策梳理......................... 15

3.1 家庭屋頂分布式光伏定義....................

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