張力琳 劉 寅 董歲具 呂明旭

(1.中原工學院能源與環(huán)境學院,河南省 鄭州市 450007;2.鄭州熱力集團有限公司,河南省 鄭州市 450000)

0 引言

能源是人類賴以生存和發(fā)展的基石,能源消費帶來的污染也是人類面臨的重大問題。為實現人類可持續(xù)發(fā)展同時解決傳統(tǒng)化石能源帶來的污染問題,全球能源結構在逐步從傳統(tǒng)化石能源為主體向新能源為主體轉型[1]。

光伏發(fā)電技術具有零污染、設備簡單、無需水源、安裝便捷等優(yōu)勢,在眾多發(fā)電技術中脫穎而出,并在全世界范圍迅速發(fā)展,光伏發(fā)電建設工程項目也呈井噴式增長[2-3]。但是,光伏發(fā)電建設項目受政策、氣候、經濟和技術等不可預知的風險影響,建設過程中容易出現進度延期、資源浪費、質量缺陷、效率低下等一系列問題。這些問題歸根結底是因為項目風險管理機制不健全造成的,對于正處于發(fā)展黃金時期的分布式光伏發(fā)電產業(yè),必須對建設項目的風險管理給予高度重視。要將項目的風險降到最低,達到最大的經濟效益和社會效益,必須對項目進行風險管理。項目建設過程中僅依靠個人經驗和主觀判斷的風險管理方式并不能有效地控制風險,必須要通過科學、系統(tǒng)的方法對項目風險進行識別、評價、分析、規(guī)避和控制,形成完善的項目風險管理機制。

本文主要分析世界能源結構變化趨勢及我國光伏發(fā)電產業(yè)發(fā)展現狀,指出開展光伏發(fā)電項目風險管理研究的必要性,概述國內外關于項目風險管理理論研究的側重點及主要成果,總結光伏發(fā)電項目風險管理的研究現狀,并討論光伏發(fā)電項目風險管理潛在的研究重點。

1 世界能源結構變化趨勢

《世界能源發(fā)展報告2021》和英國BP公司發(fā)布的第70版《BP世界能源統(tǒng)計年鑒》顯示,2020年全球疫情防控對社會經濟活動流動性的限制,導致一次能源消費大幅降低,為1945年以來的最大能源需求衰退。石油、煤炭等傳統(tǒng)能源消費量顯著降低,而太陽能、風能等新能源的發(fā)電量有所增加,這充分說明了全球能源結構轉型的方向和趨勢。

圖1 為近10 年來世界一次能源消費變化趨勢[4]?？梢钥闯?世界一次能源消費量基本逐年增長,但2020年的新冠疫情,給全世界造成了重大影響,同時也給全球能源市場,造成了史無前例的波動與破壞。因此,世界一次能源消費量在2020年呈降低的趨勢。石油的消費量除2020年外基本變化不大,煤炭的消費量逐年減少,新能源的消費量逐年遞增。

圖1 世界一次能源消費變化趨勢Fig.1 Trends in world primary energy consumption

新能源主要包括風能、太陽能、地熱能、海洋能、生物質能等,但目前占據主要地位的是風能和太陽能。圖2為近10年來世界太陽能和風能發(fā)電裝機容量增長量[4]?？梢钥闯?盡管2020年形勢動蕩,但以風能、太陽能為主的可再生能源仍實現大幅增長。值得注意的是,2020年風能和太陽能裝機容量大幅增長238GW,比往年峰值高出50%。同樣,風能和太陽能發(fā)電量在全球電力結構中的占比也創(chuàng)下新高。得益于太陽能資源的優(yōu)勢,自2016年開始,太陽能發(fā)電裝機容量增長量每年均超越風能發(fā)電。

圖2 近10年世界太陽能和風能發(fā)電裝機容量增長量Fig.2 Growth of installed capacity of solar and wind power generation in the world in the past decade

太陽能發(fā)電技術主要分為光熱發(fā)電和光伏發(fā)電。光熱發(fā)電主要利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能,通過換熱裝置將水加熱為過熱蒸汽,再結合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機組,最終實現發(fā)電[5]。光伏發(fā)電主要利用單晶硅或多晶硅等材料的光生伏特效應將太陽能轉換為電能,再將太陽能電池組件的電流匯集,經過高頻直流轉換、逆變、變壓等一系列處理后,電能可以被用戶使用[6]。與其他發(fā)電技術相比,光伏發(fā)電技術不存在燃料的消耗,無需使用水資源,發(fā)電時不產生噪聲,對環(huán)境零污染,不受地域的限制,設備簡單且便于運輸和安裝。

光伏電站可以分為集中式光伏電站和分布式光伏電站。集中式光伏電站通常位于沙漠、荒漠、戈壁等地區(qū),充分利用這些地區(qū)的廢棄土地資源以及豐富且相對穩(wěn)定的太陽能資源建立大型光伏電站,接入高壓輸電系統(tǒng)供給遠距離負荷。分布式光伏電站主要是基于建筑物屋頂或表面,可以就近解決用戶的用電問題,通過并網實現供電差額的補償與外送[7]。分布式光伏電站可以充分與建筑物結合,有效減少光伏電站的占地問題;并且運行方式靈活,可以脫離電網獨立運行,也可以供給當地電網,有效減少用戶對電網供電的依賴,減少線路損耗。

綜上,世界能源結構調整正在經歷重大變革,光伏發(fā)電技術作為最有前景的發(fā)電技術正在全世界范圍內迅猛發(fā)展。

2 我國光伏發(fā)電產業(yè)發(fā)展現狀

為應對全球氣候變化,我國作為負責任、有擔當的大國,習近平總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣布,中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。“雙碳”目標的提出使我國的綠色能源發(fā)展之路提升到新的高度,將成為我國未來數10年內社會經濟發(fā)展的主基調之一,同時也奠定了我國向新能源消費主體轉型的基礎。

我國太陽能資源豐富,分布廣泛,對于太陽能的開發(fā)利用具有獨特的優(yōu)勢,但我國能源供需存在分布極其不均衡的情況。我國西部地區(qū)太陽能資源非常優(yōu)越,也具有大量的廢棄土地能夠為集中式光伏電站提供場地。然而,我國工業(yè)基地則大量分布于東部地區(qū),同時東部地區(qū)也無法提供更多的合適土地作為集中式光伏電站場地。西部地區(qū)由于工業(yè)需求相對較少,無法消納大量的光電資源,而遠距離輸送又存在傳輸線損高、投資大、建設周期長等問題,因此出現大規(guī)模的棄光現象[8]。基于我國“雙碳”目標下能源結構轉型趨勢以及能源供需分布的實際情況,分布式光伏發(fā)電不僅能夠有效實現傳統(tǒng)化石能源的部分替代,緩解能源供需不均衡的情況,同時還能夠解決一些特殊領域、特殊區(qū)域的用電問題。

我國陸續(xù)出臺了一系列相關的政策,以推進光伏發(fā)電產業(yè)的發(fā)展。2012年國家電網公司發(fā)布了《關于做好分布式光伏發(fā)電并網服務工作的意見》,為分布式光伏發(fā)電的規(guī)?；l(fā)展提供了動力。2013年國家發(fā)展改革委在出臺的《關于發(fā)揮價格杠桿作用促進光伏產業(yè)健康發(fā)展的通知》中明確了光伏電價的補貼政策,為光伏發(fā)電產業(yè)的壯大奠定了基礎。后續(xù)國家能源局和工信部陸續(xù)出臺了《關于印發(fā)分布式光伏發(fā)電項目管理暫行辦法的通知》《關于進一步落實分布式光伏發(fā)電有關政策的通知》《關于2019年風電、光伏發(fā)電項目建設有關事項的通知》《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》等一系列政策,為光伏發(fā)電產業(yè)的規(guī)范化和產業(yè)化提供了支持。

在補貼和優(yōu)惠政策的雙重刺激下,我國光伏發(fā)電產業(yè)取得了突飛猛進的發(fā)展,建設工程項目也爆發(fā)式增長。但是,光伏發(fā)電建設項目涉及基建、光伏、電力、并網等一系列工作,在項目建設周期內涉及眾多參與方,造成工程進度難以控制,項目管理難度較大,建設過程中容易出現進度延期、資源浪費、質量缺陷、效率低下等一系列問題。因此,必須對光伏發(fā)電建設項目的風險管理給予高度重視。

3 國外風險管理研究現狀

人類的風險意識及實踐可以追溯到數千年前,但將風險管理作為一門單獨的系統(tǒng)科學進行研究和分析,其歷史僅不到100年。普遍認為風險管理起源于第一次世界大戰(zhàn)后的德國,當時德國為重建國家、提振經濟,開始了企業(yè)風險研究,但主要以理論研究為主,僅僅是企業(yè)管理功能的延伸。直到20世紀50年代,較為系統(tǒng)的風險管理理論體系才逐步在美國成型,并作為多所大學的必修課程[9-11]。此后,隨著社會和技術水平的迅速發(fā)展,施工周期長、投入資金多、技術要求高的工程項目需求與日俱增,項目的風險管理必要性日益突出,風險管理理論體系逐漸進入了飛速的發(fā)展階段,并得到了充分的實踐應用[12-14]。

美國項目管理學會將項目風險管理過程劃分為風險管理計劃、風險管理識別、定性風險分析、定量風險分析、風險應對計劃、風險監(jiān)測與控制等6個階段。

AZAD 等[15]研究了工程采購施工模式下交鑰匙工程總承包商在將風險轉移給建筑項目保險公司時面臨的重大挑戰(zhàn),討論了經驗豐富的保險經紀人或顧問在引導各方了解風險方面的重要作用,并認為在選擇承包模式前后均需要進行大量的思考,持續(xù)監(jiān)測風險轉移機制。

WOOSIK 等[16]提出了一種可應用于液化天然氣工廠建設項目設計階段的階段性風險控制系統(tǒng),將源事件和風險路徑概念結合起來,以確定風險因素之間的因果關系,支持更好的風險管理策略制定,并提出一種新的量化方法,根據給定風險項目的可管理性和可控性,對關鍵風險進行有效的優(yōu)先級排序,該方法在管理和控制液化天然氣項目風險方面具有獨特優(yōu)勢。

AHMAD 等[17]介紹了一種新開發(fā)的風險識別方法,該方法基于微觀風險分解結構和新引入的識別程序,并引入了一個風險責任矩陣,將與每個風險相關的責任分配給項目利益相關者,使用模糊集和模糊概率理論對每個項目進行定性和定量評估。

SERPELL 等[18]研究了一個幫助業(yè)主和承包商提升風險管理能力的系統(tǒng),可以對現有風險管理組織的成熟度進行評估,并根據檢測到的差距提出改進措施和建議,系統(tǒng)原型已成功應用于多家公司。

ANTONIO 等[19]開發(fā)了一種新的圖形矢量方法,應用于IT 項目的風險管理,評價標準的權重通過模糊層次分析法的圖形化方法獲得,強化工程項目的風險防范強度。

JUNSEOK 等[20]提出了一種系統(tǒng)的方法來識別研發(fā)項目的風險因素并進行風險管理,該方法能夠將研究的失敗與付出的代價進行比較排序,系統(tǒng)地對研發(fā)項目進行風險分析,而不是依賴于管理者的經驗和直覺,增強了研發(fā)風險管理過程。

JOSEPH 等[21]分析了企業(yè)風險管理計劃與應計項目估計誤差之間的關聯,提出了企業(yè)風險管理(enterprise risk management,ERM)法幫助企業(yè)識別、評估和管理企業(yè)層面的風險,利用11538個公司年度的觀察樣本進行分析,發(fā)現實施ERM 管理法與應計項目估計誤差呈負相關,說明ERM 管理法提高了管理者對企業(yè)及其潛在風險的理解。

KUDSZUS等[22]針對土木工程中常用的緊固件進行了風險分析,提供了已識別風險的評級方法,并與該領域的專家進行了訪談,提出了風險緩解建議,這些結果作為土木工程風險管理過程的標準工具,為緊固件的風險管理考慮提供依據,以協(xié)助未來的實踐和研究。

ACEBES等[23]提出了一個新的指標——活動風險指數,用于衡量每項活動對項目總風險的貢獻,該指標基于進度風險基線概念,而不是基于成本或進度基線,能夠在項目開始時和進行過程中提供信息,可以確定哪些活動對項目的不確定性影響最大,以便項目經理能夠更密切地關注這些活動行為。

總結國外項目風險管理研究現狀可知,國外學者對于項目風險管理的研究主要側重于風險管理識別、風險分析模型構建、項目風險應對與控制等幾個方面,并開展了廣泛的實踐研究工作。

4 國內風險管理研究現狀

我國對于風險管理的研究起步較晚,直到20世紀80年代風險管理的相關理論才逐漸引入國內。在當時計劃經濟為主的環(huán)境下,國內經濟發(fā)展水平不高,風險管理意識普遍較低。郭仲偉于1987年出版了《風險分析與決策》著作,學習和借鑒了國外風險管理相關的理論,為我國的風險管理研究拉開了序幕,研究成果也逐漸在工程項目中進行了實踐應用。中國項目管理研究委員會于2002年發(fā)布了《中國項目管理知識體系》,在該知識體系中規(guī)范了國內的風險管理理論,并于2006年進行了再次修訂和完善。國務院國有資產監(jiān)督管理委員會于2006年印發(fā)了《中央企業(yè)全面風險管理指引》,成為我國第一部以企業(yè)風險管理為核心的指導性文件,也標志著我國的企業(yè)風險管理邁向新的階段,極大地提高了企業(yè)管理水平和競爭能力。

中國項目管理研究會將風險管理分為風險管理規(guī)劃、風險識別、風險評估、風險量化、風險應對計劃、風險監(jiān)控等6個階段。

HU 等[24]系統(tǒng)地研究了合同能源管理中存在的工程風險,并采用專家打分法和基于模糊理論的綜合評價法等成熟的風險管理方法,建立了項目風險評價指標體系,進行了定性和定量的風險評價,提出了風險評價的指導思想和模型,最終確定了風險管理措施,為合同能源管理的風險管理規(guī)劃提供參考。

何旭東[25]基于復雜性分析方法深入研究了大型工程項目主體行為風險管理,在分析了諸多風險因素后,提出了基于復雜性分析的大型工程項目主體行為風險管理綜合框架,從利益相關者項目關系和項目組織建設方面提出了相應的風險管理對策,相關理論為大型項目主體行為的風險管理提供了參考。

李素英等[26]采用模糊綜合評價法和層次分析法相結合的理論方法針對石濟高速鐵路工程項目進行了風險評估研究,認為項目的前期設計對于整個工程風險影響因素模式的運行影響最大,并且前期的設計和后期的管理是整個工程項目重要的風險因素,研究結果為鐵路工程項目的風險評估提供了相關理論參考。

李惠玲等[27]基于工程師采購和建造(engineer procure construct,EPC)總承包項目的特點,篩出了38個二級評價指標,構建了風險指標評估體系,選用了功效系數法作為風險評估方法,采用層次分析法和粗糙集理論計算風險指標權重,并對遂寧市某EPC工程項目進行了實證分析,豐富該類型的項目風險評價理論。

文紹牧等[28]通過對川東北天然氣國際合作項目研究,認為在項目設計階段利用拉格朗日煙團模型、危害和可操作性—保護層、冗余容錯、量化風險評估等風險識別和分析技術能夠顯著提高設計本質安全水平,在運行階段建立完善的管理體系可以有效管控人、物、環(huán)境的風險。

白禮彪等[29]利用網絡層次分析法分析了公路工程項目組合施工進度風險因素間的交互關系,采用Super Decisions軟件確定了不同風險因素的權重關系,構建了公路工程項目組合施工進度風險水平評估模型,并提出了相應的風險防范策略,相關理論成果為解決公路工程項目組合施工進度的風險防范問題提供了依據。

張健等[30]認為海洋石油工程風險管理水平的提升,首先需要建立健全的風險管理體系和風險監(jiān)督機制,在實施中不斷積累和總結,不斷優(yōu)化和改進項目風險管理工作,其次要不斷強化風險管理團隊建設,切實落實項目風險管理制度。

李正安等[31]分析了產品分成模式下礦業(yè)項目的成本管控風險、持續(xù)運營風險和投資回收風險,并提出了項目各個階段應采取的不同風險管理措施,為相關礦業(yè)企業(yè)的風險管理提供參考。

總結國內項目風險管理研究現狀可知,國內學者對于項目風險管理的研究成果相對較少,與國外相比在學術研究方面存在一定差距。

5 光伏發(fā)電建設項目風險管理研究現狀

德國是目前在光伏發(fā)電建設項目上管理最好的國家,其光伏發(fā)電項目建設流程較為明確,通常由專業(yè)的光伏系統(tǒng)集成公司進行項目全生命周期的相關管理,顯著地降低了項目管理的風險。此外,德國對申請融資的光伏發(fā)電建設項目進行嚴格的管控,對項目擬采用的設備廠商相關資質和技術進行嚴格審核,并由權威機構進行測試,沒有通過認證的設備不予開展融資,直接從源頭上保障了項目高質量建設,極大地減少了建設項目存在的風險。

現階段學者們對于光伏發(fā)電建設項目的風險研究主要集中在風險管理識別、風險分析、風險監(jiān)測與控制等幾個方面。

OKURA 等[32]提出了采用保險和衍生品作為應對光伏發(fā)電的不確定性的風險轉移系統(tǒng),根據經濟模型分析后發(fā)現提高風險轉移系統(tǒng)的可用性能夠增加光伏發(fā)電量。

KIROVA 等[33]認為目前雖然有許多關于風險管理的方法、途徑和工具,但將其應用到小型光伏電站領域可能會存在困難,研究了一種新的風險管理方法,用于對小型光伏系統(tǒng)項目風險進行分類、分析和評估,以獲取有助于做出決策以改進風險管理的信息,使投資者了解現有風險對之前設定的目標、投資回報的影響程度,及投資者可接受的損害程度。

GUERIN[34]研究了澳大利亞公用事業(yè)規(guī)模工程采購施工模式光伏項目建設階段存在的風險,將在施工規(guī)劃階段確定的風險和施工期間現場實際遇到的風險進行對比,認為項目施工階段的大量批準條件過于繁瑣,并且環(huán)境和社區(qū)風險需要進一步優(yōu)化管理,研究結果為更好地預測和規(guī)避光伏建設項目風險提供理論參考。

LUIS等[35]基于蒙特卡羅模擬、風險識別和專家判斷的概率分析,建立了一種新的風險識別和分析的模型,分析了風險對光伏太陽能電站建設項目盈利能力的影響,將模型應用于西班牙某250 MW光伏發(fā)電廠的建設項目進行案例研究,發(fā)現模型可以較好地識別和分析項目中存在的風險因素。

蔡旭輝等[36]以分布式光伏發(fā)電EPC 項目為研究對象,利用項目風險管理相關理論,對項目中常見的典型風險進行了分析和排序,并提出了應對措施,為分布式光伏發(fā)電EPC項目建設提供了借鑒。

董博等[37]分析了基于建設移交(build transfer,BT)模式下的大型光伏發(fā)電項目風險因素,構建了風險指標體系,應用模糊層次分析模型進行風險權重計算,發(fā)現基于BT 模式的光伏發(fā)電項目最大的風險是項目建成后的回購風險,研究結果為光伏項目決策和風險管理提供了科學依據。

張濤等[38]從上網電價、發(fā)電并網、發(fā)電系統(tǒng)運維這3個風險因素出發(fā)對光伏發(fā)電項目進行了風險分析,并提出了風險防控策略,為光伏發(fā)電項目投資管理機制的穩(wěn)定發(fā)展提供了參考。

廖勇等[39]采用基于序關系的綜合評價方法對越南頭頓150MW 光伏發(fā)電項目進行了風險評估,構建了風險評價指標體系,認為項目需要關注的風險主要有政治風險、匯兌風險和發(fā)電量下滑風險,并提出了相應的風險防范措施,認為基于序關系的綜合評價方法可以廣泛地應用于海外光伏項目投資風險控制。

楊彥等[40]通過風險鑒定、風險元層次分析、風險表征,識別鑒定了光伏發(fā)電項目中的風險因素,采用模糊綜合評估法建立了光伏發(fā)電項目的風險評估模型,通過實例分析,發(fā)現模型能夠提高風險評價的準確性和科學性,研究成果促進了光伏發(fā)電項目的良性產業(yè)發(fā)展。

總結國外光伏發(fā)電研究現狀可知,目前國內外關于光伏發(fā)電的相關研究主要側重于改進工藝技術、提高資源利用率、制定政策法規(guī)、分析發(fā)展趨勢等方面,而針對光伏發(fā)電建設項目風險管理的研究相對較少。隨著世界范圍內政策補貼的減少甚至取消,光伏產業(yè)的風險,尤其是光伏發(fā)電建設項目的風險逐漸凸顯,非常有必要加強光伏發(fā)電建設項目的風險管理研究。

然而,光伏發(fā)電建設項目的管理模式及風險管理目前主要借鑒傳統(tǒng)火力發(fā)電建設項目中常用的設計-招標-建造(design-bid-build,DBB)模式和EPC模式[41-43]。但是,光伏發(fā)電建設項目與傳統(tǒng)的火力發(fā)電建設項目具有較大的差異,DBB 模式和EPC模式已經越來越無法滿足光伏發(fā)電建設項目的需求。工程采購與施工管理(engineering procurement construction management,EPCM)項目管理模式包含項目設計、采購、施工等全過程管理工作,能夠使項目各參與單位發(fā)揮各自的特點,提升項目質量,優(yōu)化項目成本,最大化實現項目價值[44-45],非常適用于光伏發(fā)電建設項目的管理,目前被廣泛應用于發(fā)達國家的光伏能源建設行業(yè)。

然而,EPCM 光伏發(fā)電項目的風險因素是多方面的,不僅與項目自身情況有關,還與自然環(huán)境、技術環(huán)境、政策環(huán)境、市場環(huán)境、管理方式等息息相關,且項目的風險會隨著項目的生命周期而不斷變化,因此具有多樣性、突然性、持續(xù)性和復雜性,若不妥善處理這些風險將會對項目造成巨大的影響。因此,有必要圍繞EPCM 項目管理模式下的光伏發(fā)電建設項目開展深入的項目風險研究,科學全面地分析項目建設過程中面臨的風險,構建有效的風險評估指標體系,并提出系統(tǒng)的風險監(jiān)控與應對策略。這對于豐富光伏發(fā)電EPCM 建設項目風險分析理論和內容,提高項目風險意識和風險管理水平,及時防范和化解項目風險,保障項目順利開展,具有重要的理論意義和現實意義。

6 結論

(1) 世界能源結構正在從石油、煤炭等傳統(tǒng)能源向太陽能、風能等新能源轉型,而得益于光伏發(fā)電的諸多優(yōu)勢,光伏發(fā)電技術作為最有前景的發(fā)電技術正在全世界范圍內迅猛發(fā)展。

(2) “雙碳”目標的提出使我國的綠色能源發(fā)展之路提升到新的高度,我國光伏發(fā)電產業(yè)也取得了突飛猛進的發(fā)展,光伏發(fā)電建設工程項目爆發(fā)式增長。但容易出現項目進度延期、資源浪費、質量缺陷、效率低下等一系列問題,必須對光伏發(fā)電建設項目的風險管理給予高度重視。

(3) 國外學者對于項目風險管理的研究主要側重于風險管理識別、風險分析模型構建、項目風險應對與控制等幾個方面。而國內學者對于項目風險管理的研究成果相對較少,與國外相比在學術研究方面存在一定差距。

(4) 光伏發(fā)電建設項目的管理模式及風險管理主要借鑒傳統(tǒng)火力發(fā)電建設項目中常用的DBB 模式和EPC 模式,但EPCM 模式更適用于光伏發(fā)電建設項目的管理,有必要圍繞EPCM 項目管理模式下的光伏發(fā)電建設項目開展深入的項目風險研究。