張霽陽(yáng) 張震宇
光伏和光熱是利用太陽(yáng)光能進(jìn)行電力生產(chǎn)的兩條主要技術(shù)路線。20世紀(jì)90年代以來,得益于晶硅等關(guān)鍵原材料生產(chǎn)成本的大幅下降,光伏在與光熱的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)了主導(dǎo)地位,但光熱發(fā)電的技術(shù)研發(fā)和商業(yè)化實(shí)踐并未停滯。2014年2月,總裝機(jī)容量392兆瓦的美國(guó)加州伊凡帕(Ivanpah)光熱電站正式并網(wǎng)發(fā)電。該項(xiàng)目是迄今為止全球規(guī)模最大的光熱發(fā)電項(xiàng)目,總投資逾22億美元,其成功投運(yùn)重新激起了業(yè)界對(duì)光熱發(fā)電行業(yè)的關(guān)注。國(guó)內(nèi)行業(yè)發(fā)展亦有望提速,青海等地已有10兆瓦級(jí)示范項(xiàng)目投入運(yùn)營(yíng),國(guó)家能源局近期密集開展摸底和調(diào)研工作,上網(wǎng)電價(jià)等配套政策預(yù)計(jì)將于年內(nèi)出臺(tái)。
一、光熱發(fā)電技術(shù)簡(jiǎn)介
光熱發(fā)電技術(shù)的研發(fā)起源于20世紀(jì)50年代,基本原理是利用大規(guī)模鏡面匯聚太陽(yáng)光能產(chǎn)生高溫、對(duì)導(dǎo)熱工質(zhì)進(jìn)行加熱進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電,其區(qū)別于光伏發(fā)電的突出特征是通過物理過程而非光伏效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光能向電能的轉(zhuǎn)化。目前光熱發(fā)電的主流技術(shù)包括塔式、槽式和碟式三種,其中塔式、槽式技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟,已有商業(yè)化運(yùn)營(yíng)案例。
光熱發(fā)電和光伏發(fā)電的主要技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比如表1所示。
與光伏發(fā)電相比,光熱發(fā)電的理論效率更高、規(guī)模效應(yīng)更顯著,其最大優(yōu)勢(shì)一是通過熱介質(zhì)儲(chǔ)能將具備調(diào)峰能力,有望實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行,克服光伏發(fā)電出力不穩(wěn)定、周期波動(dòng)大的缺陷;二是能夠?qū)崿F(xiàn)熱電綜合利用,通過將熱能分別用于電、水、暖等多種用途,系統(tǒng)整體效率可能達(dá)到50%以上。目前光熱技術(shù)尚處于商業(yè)化初期,單位造價(jià)顯著高于光伏技術(shù),未來具有較大的降本增效空間。
二、國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展情況
(一)相關(guān)政策情況
我國(guó)《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》和《太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中均對(duì)光熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展做出了部署,要求加大技術(shù)開發(fā)和裝備制造力度,并在具備較好資源條件的地區(qū)積極推動(dòng)光熱發(fā)電示范項(xiàng)目建設(shè),2015年裝機(jī)目標(biāo)為100萬千瓦;《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》也已將光熱發(fā)電系統(tǒng)制造列入鼓勵(lì)類范疇。但與光伏發(fā)電相比,當(dāng)前國(guó)內(nèi)缺乏針對(duì)光熱發(fā)電行業(yè)的專項(xiàng)政策,其中最為關(guān)鍵的電價(jià)政策尚未出臺(tái)。
(二)項(xiàng)目建設(shè)情況
當(dāng)前國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電行業(yè)正處于由實(shí)驗(yàn)性向商業(yè)性過渡的階段。自2004年起,由中科院等單位研發(fā)的千瓦級(jí)光熱發(fā)電系統(tǒng)(塔式、槽式)陸續(xù)在北京、南京等地投運(yùn),積累了我國(guó)首批光熱發(fā)電運(yùn)行數(shù)據(jù);2011年,我國(guó)首個(gè)兆瓦級(jí)光熱發(fā)電項(xiàng)目(塔式)在北京延慶投入運(yùn)營(yíng);2013年,中控太陽(yáng)能在青海德令哈建成我國(guó)首個(gè)10兆瓦級(jí)光熱發(fā)電項(xiàng)目(塔式),成為我國(guó)第一個(gè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的示范項(xiàng)目,已獲5000萬元財(cái)政專項(xiàng)補(bǔ)助,核準(zhǔn)電價(jià)為1.2元/千瓦時(shí)。其他已啟動(dòng)前期工作的部分項(xiàng)目情況如表2所示。
三、光熱發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性分析
目前塔式技術(shù)是最為成熟的光熱發(fā)電技術(shù),以該技術(shù)為例,若項(xiàng)目位于青海等光照條件較為優(yōu)越的地區(qū),單位千瓦造價(jià)控制在20000—30000元,上網(wǎng)電價(jià)確定為1.2元/千瓦時(shí),則項(xiàng)目能夠依托自身現(xiàn)金流實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng),取得正常水平的投資回報(bào),投資回收期為10年左右。典型的10兆瓦塔式項(xiàng)目模擬測(cè)算指標(biāo)如表3所示。
影響項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益的主要變量包括發(fā)電利用小時(shí)數(shù)、上網(wǎng)電價(jià)等。發(fā)電利用小時(shí)數(shù)每下降100小時(shí),內(nèi)部收益率降低約0.8%;為保證7%的公允收益率,利用小時(shí)數(shù)至少需達(dá)到2300小時(shí)。償債覆蓋率用于衡量項(xiàng)目貸款償還期內(nèi)自由現(xiàn)金流對(duì)貸款本息的保障能力,按全周期平均償債覆蓋率不低于110%進(jìn)行控制,則利用小時(shí)數(shù)至少需達(dá)到2000小時(shí)。見圖2。
上網(wǎng)電價(jià)對(duì)項(xiàng)目收益和償債能力的影響也較為顯著。電價(jià)每降低0.05元/千瓦時(shí),項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率降低約1%。為保證7%的公允收益率,電價(jià)至少需達(dá)到1.1元/千瓦時(shí)。為保證平均償債覆蓋率高于110%,上網(wǎng)電價(jià)至少需達(dá)到1元/千瓦時(shí)。見圖3。
基于上述分析,由于光熱發(fā)電項(xiàng)目的初始投資高于常規(guī)光伏項(xiàng)目,因此其對(duì)運(yùn)營(yíng)期發(fā)電量波動(dòng)的承受能力較弱、對(duì)于電價(jià)補(bǔ)貼的依賴程度較高。與之相比,目前國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電的標(biāo)桿電價(jià)已調(diào)低至0.9—1元/千瓦時(shí),且仍具有一定的下調(diào)空間。因此在系統(tǒng)成本未出現(xiàn)顯著下降之前,光熱發(fā)電尚不具備與光伏發(fā)電平價(jià)競(jìng)爭(zhēng)的能力。另一方面,光熱發(fā)電對(duì)于光照資源條件的要求較為苛刻,設(shè)備的年利用小時(shí)數(shù)需要達(dá)到2200—2500小時(shí)才能保證基本的收益水平,因此該技術(shù)更適合在青海、寧夏等我國(guó)西部的光照資源富集區(qū)運(yùn)用,與光伏發(fā)電相比其適用范圍相對(duì)較小。
四、行業(yè)發(fā)展面臨的主要問題
(一)上游產(chǎn)業(yè)鏈尚未建立,投資成本仍然較高
光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期,項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模較小、數(shù)量有限,對(duì)設(shè)備和組件的有效需求不足。受限于市場(chǎng)容量,上游設(shè)備制造企業(yè)未形成規(guī)?;a(chǎn)能,聚光鏡、集熱管、追蹤器等關(guān)鍵組件的生產(chǎn)成本居高不下。目前槽式、塔式光熱的單位造價(jià)達(dá)到晶硅光伏的3—5倍,就成本效益而言其競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)較弱。
(二)商業(yè)化項(xiàng)目數(shù)量較少,運(yùn)行效率需要進(jìn)一步檢驗(yàn)
當(dāng)前國(guó)內(nèi)投入運(yùn)營(yíng)的兆瓦級(jí)以上光熱發(fā)電項(xiàng)目屈指可數(shù),運(yùn)行時(shí)間普遍短于3年,尚未形成具備參考價(jià)值的長(zhǎng)期運(yùn)行記錄,在不同地區(qū)差異性氣候和光照條件下的運(yùn)行數(shù)據(jù)則更為欠缺。在運(yùn)行效率得到充分的實(shí)踐檢驗(yàn)之前,行業(yè)投資規(guī)模難以擴(kuò)大。
(三)專項(xiàng)扶持政策未出臺(tái),投資回報(bào)存在不確定性
光熱發(fā)電的各條技術(shù)路線差異程度較大,增加了統(tǒng)一劃定標(biāo)桿電價(jià)的難度。目前“一項(xiàng)目一議”的定價(jià)方式效率較低,也使投資者難以對(duì)項(xiàng)目的收益和回報(bào)做出準(zhǔn)確的先期判斷。此外,涉及補(bǔ)貼、并網(wǎng)等關(guān)鍵問題的專項(xiàng)扶持政策還未出臺(tái),投資者對(duì)于政府未來支持力度的顧慮難以消除。
(四)技術(shù)還需繼續(xù)完善,儲(chǔ)能有待突破瓶頸
光熱發(fā)電技術(shù)目前還存在運(yùn)行效率不穩(wěn)定、部分組件故障率高等問題,需要依靠技術(shù)創(chuàng)新予以改進(jìn),亦有賴于持續(xù)投入的研發(fā)資金支持。其中油質(zhì)、熔鹽等儲(chǔ)能技術(shù)是提升光熱發(fā)電系統(tǒng)效率、實(shí)現(xiàn)與光伏技術(shù)差異化競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵所在,但當(dāng)前受限于成本等因素,實(shí)際發(fā)展未達(dá)到預(yù)期水平。
五、銀行融資支持建議
光熱發(fā)電當(dāng)前處于商業(yè)化的起步階段,未來有望與光伏發(fā)電形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的差異化競(jìng)爭(zhēng),并成長(zhǎng)為推動(dòng)我國(guó)太陽(yáng)能行業(yè)新一輪發(fā)展的新興增長(zhǎng)點(diǎn)。在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家通過“雙反”持續(xù)打壓遏制我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的外部環(huán)境下,充分發(fā)揮銀行的融資引導(dǎo)作用、支持光熱產(chǎn)業(yè)健康成長(zhǎng),對(duì)于開辟多元化發(fā)展路徑、鞏固我國(guó)新能源行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力具有積極意義。目前國(guó)內(nèi)銀行對(duì)光熱發(fā)電項(xiàng)目的融資支持相對(duì)有限,既是出于對(duì)新技術(shù)的審慎態(tài)度,也是由于對(duì)行業(yè)政策的不確定性存有顧慮。從培育融資市場(chǎng)、推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的角度出發(fā),建議從圖4所示開展工作。
(一)把握政策導(dǎo)向,引導(dǎo)融資支持
電價(jià)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)是決定光熱發(fā)電項(xiàng)目盈利和償債能力的關(guān)鍵參數(shù),有待國(guó)家政策予以明確。金融機(jī)構(gòu)應(yīng)密切關(guān)注標(biāo)桿電價(jià)、專項(xiàng)資金、并網(wǎng)保障等行業(yè)相關(guān)政策出臺(tái)情況,在政策導(dǎo)向明晰、外部條件趨于成熟的基礎(chǔ)上逐步開展光熱發(fā)電項(xiàng)目開發(fā)評(píng)審工作。
(二)加強(qiáng)客戶篩選,擇優(yōu)開展合作
光熱發(fā)電屬于資金和技術(shù)密集型行業(yè),從防范風(fēng)險(xiǎn)的角度出發(fā),現(xiàn)階段應(yīng)選擇實(shí)力相對(duì)雄厚且自身具有一定技術(shù)積累的企業(yè)作為優(yōu)先合作對(duì)象,一是五大電力、中廣核等電力行業(yè)央企,二是中控集團(tuán)等掌握設(shè)備核心技術(shù)的上下游一體化企業(yè)。對(duì)于主營(yíng)業(yè)務(wù)不突出、缺乏太陽(yáng)能相關(guān)行業(yè)投資運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)的企業(yè),應(yīng)嚴(yán)格限制授信。
(三)扶持重點(diǎn)項(xiàng)目,樹立示范效應(yīng)
業(yè)務(wù)起步階段的項(xiàng)目“貴精不貴多”,應(yīng)著力于提高成功率、樹立示范效應(yīng)。應(yīng)結(jié)合國(guó)家有關(guān)部委確定的示范項(xiàng)目清單,選取光照資源條件較好(如青海、寧夏、甘肅等)、技術(shù)相對(duì)成熟(塔式、槽式)、建設(shè)規(guī)模適中(10—50兆瓦)、地方政府重視程度較高(如提供額外電價(jià)補(bǔ)貼)的項(xiàng)目予以支持,在實(shí)踐中逐步探索并完善融資模式。
(四)做實(shí)信用結(jié)構(gòu),嚴(yán)格防控風(fēng)險(xiǎn)
考慮到行業(yè)起步期的高風(fēng)險(xiǎn)性,信用結(jié)構(gòu)應(yīng)在傳統(tǒng)光伏項(xiàng)目基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)。一是提高資本金比例,原則上不低于30%(對(duì)于央企可適當(dāng)放寬);二是除項(xiàng)目自身收費(fèi)權(quán)質(zhì)押、資產(chǎn)抵押外,要求股東等關(guān)聯(lián)方提供連帶責(zé)任保證擔(dān)保,或補(bǔ)充土地使用權(quán)、存單等其他抵質(zhì)押物;三是引入償債準(zhǔn)備金等風(fēng)險(xiǎn)緩釋措施。
(五)建立評(píng)價(jià)機(jī)制,落實(shí)貸后監(jiān)管
對(duì)于已提供融資支持的項(xiàng)目,應(yīng)密切關(guān)注其建設(shè)和運(yùn)營(yíng)情況,定期收集發(fā)電量、利用小時(shí)數(shù)等運(yùn)行數(shù)據(jù),保持與借款人的密切溝通,及時(shí)了解技術(shù)、運(yùn)維等方面存在的問題。針對(duì)不同地區(qū)、不同技術(shù)類別的項(xiàng)目建立數(shù)據(jù)庫(kù),為后續(xù)項(xiàng)目的信貸決策提供支持。
(作者單位:國(guó)家開發(fā)銀行總行評(píng)審管理局)