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1、分布式光伏研究一、分布式光伏简介1、分布式光伏发电概念定义分布式光伏发电是指建设在用户所在地或附近场所,可利用建筑物表面安装高性能的太阳能组件,经过串、并联组成太阳能电池方阵,太阳能方阵吸收阳光产生直流电,再经过光伏逆转器转化为可以供用户使用的交流电完成自发自用的光伏发电系统,具有就地建设,就地消纳的优点,以35千伏及以下电压等级接入电网、单个项目容量不超过2万千瓦且所发电量。光伏分布式发电是一种新型发电和能源综合利用方式,倡导就近发电,就近并网,就近转换,就近使用,不仅能有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决电力在升压及长途运输中的损耗。2、分布式光伏优势特征1发电优势减少电力损耗
2、,本地生产和消耗,避免长距离输电损耗,提高电力利用效率。降低电力成本,自发自用特别在电价较高地区优势明显。环境友好,减少化石燃料依赖,降低污染。可再生能源,太阳能取之不尽,促进能源多样化和可持续发展。增强能源独立性,提供独立电力来源,减少对公共电网依赖。广泛应用场景,可安装在住宅、商业建筑、工业设施、农业设施等。模块化设计,用户可根据需求灵活配置系统规模。支持可再生能源目标,减少对化石燃料的依赖。能源民主化,普通家庭和企业参与能源生产,推动能源生产和消费的民主化和分散化。2盈利模式和经济性盈利模式优越成本降低,技术进步和规模化发展使设备成本持续下降。收益提高,平价上网时代,项目经济性成为装机增
3、长的决定性因素。商业模式多样,自持模式,经营期限长,资金回收慢,需承担经营期内风险。传统EPC模式,提供设计、建设等服务,不参与项目开发和运营,盈利空间有限。新EPC模式,民企与国企合作,民企提供项目资源,不参与招投标,盈利空间较高。BT模式,民企开发建设,项目建成后将股权转让给国企,业主转让时选择空间大。3产业链分析中国光伏产业链完整,是目前具备国际竞争优势的战略性新兴产业之一。光伏产业链包括上游单晶硅和多晶硅、硅片、银浆环节,代表企业有保利协鑫、特变电工、隆基股份等;中游电池片、组件环节,代表企业有乐叶光伏、阿特斯等:下游光伏电站环节,代表企业有林洋能源、协鑫新能源等。从整个光伏行业来看,
4、从上游至下游,技术门槛降低,涉及企业数量依次增加。图片来源:网络二、生产现状1、累计装机容量随着“双碳”行动方案的实施和“整县开发试点”工作的推进,我国分布式光伏累计装机容量呈高速增长趋势。中商产业研究院发布的2024-2029年中国分布式光伏行业市场前景侦测及未来发展趋势研究报告显示,2023年我国分布式光伏累计装机容量253G也占光伏装机总规模的42乳中商产业研究院分析师预测,2024年中国分布式光伏累计装机量将达到317GW20192024DistributedPboCovoiUicCumuUtrveInsu1.tedCapacityFOCeCqW1.11China数据来源:国家能源局2
5、、新增装机容量近年来,受益于政策推动、光伏技术进步和需求增长,中国分布式光伏新增装机容量快速增长。中商产业研究院发布的2024-2029年中国分布式光伏行业市场前景预测及未来发展趋势研究报告显示,2023年全国分布式光伏新增装机容量达到了96.29G忙同比增长88机中商产业研究院分析师预测,2024年中国分布式光伏新增装机容量将达到111.87GWo数据来源:国家能源局3、分布式光伏装机类型占比户用光伏和工商业分布式光伏都是分布式光伏发电的重要组成部分。户用光伏主要面向家庭用户,规模较小:而工商业分布式光伏则面向工商业用户,规模较大,通常安装在工厂、商业建筑等屋顶上。截至2023年底,我国户用
6、光伏和工商业分布式光伏累计装机容量占比分别为45.5%和54.5%o三、重点企业分析1、晶科能源晶科能源股份有限公司是一家以光伏产业技术为核心的全球知名光伏产品制造商。公司主要业务范围包括单晶硅棒、硅片切割、电池制备、组件封装在内的光伏业务,建立了从碎片生产、电池片生产到光伏组件生产的垂直一体化产能,产品服务于全球范围内的光伏电站投资商、开发商、承包商以及分布式光伏系统终端客户,销量领跑全球主流光伏市场。2024年一季度,晶科能源实现营业收入230.80亿元,同比下降0.30%:归母净利润11.76亿元,同比下降29.09$。2、隆基绿能隆基绿能科技股份有限公司成立于2000年,主要从事单晶硅
7、棒,硅片,电池和组件的研发,生产和销售,为光伏集中式地面电站和分布式屋顶开发提供产品和系统解决方案。2024年一季度,隆基绿能实现营业收入176.70亿元,同比下降37.59%;归母净利润亏损23.50亿元,同比下降164.62023年,隆基绿能主营业务包括组件及电池、硅片及硅棒、电站建设及服务、电力,占比分别为76.60%、18.93%.2.54%、0.38%o3、通威股份通威股份有限公司成立于1995年,是绿色农业和绿色能源高效协同发展的大型民营科技型上市公司。公司主要从事水产饲料、畜禽饲料等的研发、生产和销售以及高纯晶硅、太阳能电池等产品的研发、生产、销售。在新能源领域,通威股份经过多年
8、的发展,已经成为全球高纯晶硅和太阳能电池的龙头企业,开创并坚持“渔光一体”模式,将鱼塘和分布式光伏电站结合,实现农业和光伏新能源产业协同。2024年一季度,通威股份实现营业收入195.7亿元,同比下降41.13%归母净利润亏损7.87亿元,同比下降109.15%04、20222024年项目投资案例表:项目投资案例基本情况名称MH地忐tt*1.MH周期亿足人民)隼发电量(GWh)A(化九人Km)收期(-年)体液叶技分车支光佚电站新江*宁现市502022年1月里M3年12月3600.85愫州残亦分京式光伏电站住设及H小汉.早*州市502022462023122400.64盛集阳展由分布K光保电站Y
9、U朝南省南津市202023年1月J1.2023121.5英力科第二枇分布大丸伏项H内蒙古自治区办票左斯审乃2023年3月呈20246H1.8及H名尊内你收A(IKR.%)技未可*Mt市场可什技AK1#技米风险市场乂险KK险体浪什我分奉灵先仗电站也设HH15*f1.商长*啜州*和分有人光伏电站ItjvIH18玄高A*AMSHM的分布K九供电站YH高中中低,*f)英力林不二扰分*人光伏KH高中中然高高表:项目投资案例的收益对比项H名称地点至2023年12月1.5美力轮第二枇分毒武尤伏H内蒙古自治区齐尔多斯市252023年3月至2024年6月1.8项HZ林运营资用(一亿七人民币)网(-亿七人民币)年
10、发电量(GWh)年收人(亿元人民币)投资何收物(一年)内部收幺率(IRR.%)傅浪科技分布式尤伏电站It议项R0.30.2600.8515通州区会分布式光伏电站电段项目0.20.1400.6418旗滨集团展面分有为光伏电站友H陆无敕提英力朴M二枇分车KJt伏MHW无数端四、行业发展趋势1、成本下降,需求看涨平价上网时代,经济性成为驱动分布式光伏发展的关键因素。据中国光伏行业协会,2022年全投资模型卜分布式光伏发电系统在1800小时、1500小时、1200小时、100o小时等效利用小时数的1.CoE分别为0.18、0.21、0.27、0.32元/kWh,2023年组件成本显著下降,1.COE进
11、一步下降。目前国内分布式光伏在山东、河北、河南、浙江等光照资源充足的华东、华北省份具有较高经济性,随着组件价格下降,在重庆、两广等华南地区经济性也显著提升。2、装机结构:工商业、户用两分天下2020年以前新增分布式装机以工商业项目为主。2017、2018年受益于补贴推动,工商业分他式装机高速增长。2021年“整县推进”政策带动下,户用分布式装机爆发式增长。2021年10月,国家发改委印发关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革,提出取消工商业目录销售电价,推动工商业用户进入电力市场直接购电,在此影响下,各省电网代理购电价格总体呈持续上涨趋势,工商业主安装光伏意愿大帕加强,2022年以来工商业分
12、布式光伏装机大幅增长。2022年工商业分布式新增装机25.9GW,同比增长235%,占分布式新增装机51斩占光伏新增总装机30%;户用分布式新增装机25.3GW,占分布式新增装机49%,占光伏新增总装机29%。2023年前三季度工商业分布式新增装机34GW,同比增长82%,占分布式新增装机5%,光伏新增装机26乐户用新增装机33GW,同比增长99%,占分布式新增装机495光伏新增装机26轨截至2023年三季度末,分布式光伏累计装机225.3GW,占光伏总装机比例为43%,其中工商业分你式120GW,占比23%,户用分布式105GW、占比20%。3、开发模式:自发自用收益率高(1)分布式光伏电站
13、售电模式分为“自发自用、余电上网”和“全额上网”两类,“H发臼用”比例越高收益率越高。工商业分布式光伏系统主要采用“自发自用、余电上网”模式,电站建成后所发电量优先按照大工业电价乘以约定折扣出售给屋顶资源业主使用以获得较高的度电收入,若屋顶业主使用后尚有余电,则可将多余电量按当地燃煤标杆上网电价出售给电网公司获得收益。户用分布式光伏系统多采用“全额上网”模式,发电量全部按照燃煤标杆上网电价出售给电网公司。从收益率角度看,由于H发F1.用电价(工商业用电价*折扣)高于燃煤标杆上网电价,目前“自发自用、余电上网”模式收益率更高,其中屋顶业主自发自用比例越高收益率越高。(2)分布式光伏需求空间广阔。
14、光伏+应用场景不断拓展,打开成长空间。分布式光伏发电系统形式灵活多样,可有效推动各地区、各行业的可再生能源替代和“双碳”进程,“光伏+”给予分布式光伏更多的发展空间。此外,通信、农业、洵业等领域也已经成为分俗式光伏的主要应用场景。截至2023Q3全国户用光伏累计装机105GW,我们测算我国户用光伏市场潜力在1288G以上。当前户用光伏渗透率仅为8%,随着组件成本下降,更多上网电价较低地区经济性将提升,中国央企的加入进一步加快户用光伏开发速度,我们预计户用光伏重点开发区域将从东部省份逐步向南部、西部省份转移。假设2025年全国平均户用光伏渗透率达到18%,对应2024-2025年国内户用装机潜力
15、约123GW,年均装机量62GW,预计2024-2025年分别为55+70+GWo那么在此,对江西省内做出户用分布式光伏市场空间测算如下:(数据可随时更新为准确值,在此体现大概趋势,具体还需看现实情况)表:江西省农村户用分布式光伏市场空间测算*农村人人)每户人每户平均安装功率(kW)可安装屋顶占比累计装机量(GW)南3市150350.70.5九江市120350.70.4上饶市130350.70.45宜春市110350.70.35景&俱串50350.70.2建乡市45350.70.18余市40350.70.15鹰潭市35350.70.13结州市160350.70.6吉安市1350.70.3扬州市
16、90350.70.25*农村人D(万人)户用光伐卷遗*农村户救(万户)顼论市场空W(GW)2025年装相潜力(GW)南n中1500.05500.1750.16625九江市1200.04400.140.1344上饶市1300.04543.333333330.1516666670.U4841667宜春市1100.03536.666666670.1283333330.123841667景出植市500.0216.666666670.058翔3330.057166667萍乡市450.018150.05250.051555新余市400.01513.333333330.0466666670.04596666
17、7鹰潭市350.01311.666666670.0408333330.0403025检州市1600.0653.333333330.1866666670.175466667吉安市10.0333.333333330.1166666670.113166667托州市900.025300.1050.102375理论市场空间:根据可安装屋顶占比和每户平均安装功率,江西省各市的理论市场空间从0.04IGW到0.187GW不等。2025年装机潜力:在假设的户用光伏渗透率下,各市的2025年装机潜力从0.040G需到0175G不等,总体来看,南昌市和赣州市拥有最大的装机潜力,分别为Q166GW和0.175GWo
18、根据中国建筑业协会数据,目前我国存量工业、商业竣工面积分别为67、34亿平米,每年新增工业、商业竣工面积分别为5、2.5亿平米,按照工业屋顶面积=竣工面积/2、商业屋顶面积=竣工面积/5测算,我们预计国内工商业光伏市场潜力在900GW以上,现阶段工商业光伏渗透率仅为13%0根据整县推进政策要求,到2025年党政机关建筑、公共建筑、工商业厂房、农村居民屋顶总面积安装光伏发电比例分别不低于50舟、40%、30%.20%,假设2025年全国存量工商业光伏渗透率23%、新增工商业光伏渗透率50%,对应24-25年国内户用装机潜力约150GW,年均装机量75GW,预计24-25年分别为65+85+GWe
19、由于数据获取困难,本次对于江西省工商业分布光伏市场空间测算还未进行。五、并网介入空间限制1、问题:分布式光伏并网承受能力低随着我国分布式光伏装机规模的快速提升,光伏发电的随机性和波动性导致了一系列配电网问题。光伏渗透率提高后,反送电、过我及过电压等问题逐渐显现,新增分布式装机项目的并网消纳面临挑战。过电压问题:光伏发电高峰时段(如10时至14时)可能造成台区电压偏高,特别是在负荷较低的农村地区。分布式光伏设备质量差异较大,容易导致逆变器变压不稳,增加了电网过电压风险。光伏反送电问题:农村用电负荷较小,大部分户用光伏直接接入380V电压的村用变压器。当变压器范围内的负荷小于光伏功率时,,剩余功率
20、会通过变压器反送到上一级IOkV配电网,再进一步反送到UokV配电网,造成配变反送电问题。随着户用光伏装机容量的增加,I1.OkV及以下配电网的接入容量空间逐渐减少,部分地区出现变压器容量不足或负荷难以消纳的问题。2、政策与措施为规范光伏安装和解决并网消纳问题,国家能源局和各地方政府采取了一系列措施:配电网升级改造:要求电网企业加强配电网升级改造,以满足大规模分布式光伏接入需求。接入限制:部分省份如山东、河北要求用户光伏接入上限为村级变压器的80%,以避免超容量接入。评估及预警:根据国家能源局发布的分布式电源接入电网承载力评估导则(D1./T2041-2019),对22OkV及以上电网反送电的
21、情况进行评估,达到红色等级时暂停新增分布式电源项目接入。2023年6月,国家能源局要求山东、黑龙江、河南、浙江、广东、福建6个试点省份开展承载力及提升措施评估试点工作,按照良好、一般、受限划分接网预警等级。各省情况:广东省:11个县无可接入容量,13个县接入空间少于50MW。福建省:10个试点县中4个县无承载力,剩余容量仅为0.98GWo山东省:53个县市区分布式光伏接网困难。盘龙江省:81个区域接网困难,占比64.8%,全省剩余并网容量约2GW。河南省:18地市可开放容量约7.76GW,多数区域承载力评估等级为红色或黄色,需要储能装置方可并网。浙江省:试点县接网压力较小,仅江山市的低压配网接
22、网预警等级为一般。3、方案:集中汇流提高电网承栽能力从并网端看,目前缓解分布式低压端并网空间不足有以下方案:第一是配电网改造提升配电容量,近年配网侧电网投资缓慢增加,部分地区已开始进行配网侧变压器升级改造。第二是集中汇流+共享储能,将现有在380V电压等级的消纳扩大到IokV.的电压等级范围,解决变压器容量不足、消纳不足的问题。“集中汇流”是指对一定区域内的农户进行整合开发,根据屋顶大小和集中程度选择合适容量的逆变器进行配置,将一定区域内所有光伏项目集中汇流至一台或几台专用升压变压器升压后,接入高压并网点(如通过IOkV线路并入电网)。“集中汇流+储能”模式需要增加储能设备投资。“集中汇流”模
23、式对项目规模要求较高,一般要求3MW以上,因此主要为专业开发企业实施,目前案例中,开发企业与当地供电公司、政府协作开发,成本主要由开发企业承担,部分供电公司承担变压器容量扩建成本。该种模式虽一定程度上提升开发成本(据调研,约提升成本05-0.6元/W),但对开发企业来说,“集中汇流”模式可在接近饱和的市场中开发出新的并网区域,一定程度上创造新的需求,该部分成本增加目前尚在可接受范围内。2023年11月30日,江西省能源局印发关于进一步推进屋顶分布式光伏健康有序发展的通知(征求意见稿),就电网承载消纳能力与发展不匹配等问题给出针对性要求。本次通知明确指出“优先支持绿色区域内的屋顶分布式光伏项目的
24、建设,但不应将预警信息作为限制项目开发的依据”,对各主体提出针对性意见,其中指出开发企业可FI主决策是否在高消纳风险地区进行项目申报及开发,可通过配建储能、集中汇流等措施提高电网承载能力。随着“集中汇流”模式成熟推广,有望提高并网容量不足地区的电网承载能力,一定程度上缓解消纳空间不足的问题,提升分布式并网能力。六、消纳压力1、新能源占比提升,加剧消纳压力电力系统平稳要求发电厂产生的电力与负荷端消耗的电力保持实时平衡,若不平衡会导致电力系统无法平稳安全运行,甚至大规模停电。与火电、水电等人为可控、出力稳定的能源相比,以光伏、风也为代表的新能源装机出力具有随机性、波动性、间歇性的特点,且出力时段与
25、用电负荷匹配度较低,新能源装机大比例提高会导致电力供给与电力需求时间错配,局部时段存在弃风弃光的问题。随着新能源占比提升,反映电力系统净负荷(净负荷=实际负荷-可再生能源发电出力)的“鸭子曲线”变得更加陡峭。随着光伏装机不断增长,白天(鸭腹)净需求减少,日落后(鸭颈)净需求急剧增加,“鸭子曲线”变为更加陡峭的“峡谷曲线”,新能源消纳压力加例如,2023年“五一”假期期间,我国山东省连续长时间的“负电价”刷新了国内电力现货市场的纪录。4月29-5月3口,山东用电负荷下降(见图1)、日间时段新能源大发,严重的供大于求使得电力现货实时交易累计出现46次的负电价(见图2),其中,从5月1日20时至5月
26、2日17时,连续实时现货出清负电价时段长达22个小时。最低价格出现在5月2口17时,为-85元/兆瓦时,相当于发电商要以一度电8.5分钱的价格付费发电。2、解决:分时电价对工商业分布式项目收益率影响可控,有助于发挥光伏经济性优势转移其他灵活性发电资源。3、解决I工商业储能系统价格下降和峰谷价差拉大显著提升经济性。(1)峰谷电价套利:在电价低谷时储电,高峰时用电,降低用电成本。2)提升供电可靠性:在电网故障或电力供应不足时提供备用电源。(3)改善分布式光伏消纳:储存光伏发电的多余电量,在用电高峰时释放,缓解电网压力。2023年以来,国内光伏项目大量并网,多个省份的电网消纳压力增大,开始要求分优式
27、光伏项目配置储能。随着储能系统价格的下降和峰谷电价差的拉大,工商业储能系统的经济性显著提升,未来新能源项目配置更高比例储能已成为必然的发展趋势。当前国内工商业储能主要受经济性驱动,峰谷价差套利是国内工商业储能最主要的盈利来源。工商业储能系统将电力储存在电池中,通过在低谷期购买电力、在高峰期将其出售获得收益。除了峰谷价差套利外,国内工商业储能的盈利来源还包括参与电网调节,包括需求侧响应、需量管理、辅助服务等。4、解决:虚拟电厂增强电网调节能力虚拟电厂是将不同空间的可调负荷、储能、微电网、电动汽车、分布式电源等一种或多种可控资源聚合起来,实现FI主协调优化控制,参与电力系统运行和电力市场交易的智慧
28、能源系统。它既可作为“正电厂”向系统供电或控制可调负荷调峰,又可作为“负电厂”加大负荷消纳,配合填谷。虚拟电厂其核心思想就是把各类分散可调电源、可控负荷、储能聚合起来,通过数字化的手段形成一个虚拟的电厂来做统一的管理和调度。所以,虚拟电厂本质上是一套软件平台系统,它聚合了现有的分布式资源,并通过协同控制,参与电力市场。虚拟电厂通过聚合分布式能源资源,参与电力现货市场、辅助服务市场和容量市场,获得相应收益。虚拟电厂在“十三五”和“十四五”期间在江苏、上海、浙江、广东等地开展了试点工作,逐步从邀约模式向市场化交易模式转型。2015-2019年以邀约型阶段起步,2020年后逐步实现向市场型阶段跨越。
29、六、项目分析及市场预测近年来,分布式光伏项目快速发展,随着装机量和发电量占比的提升,部分装机大省陆续出现并网空间受限和消纳能力不足的问题。这引发了市场对国内分布式光伏需求增长持续性的担忧。1、解决方案通过对并网端和消纳端的多方面分析,儿种策略可以帮助缓解分布式光伏消纳压力,支撑装机量持续增长。集中汇流:通过集中汇流模式,提高并网效率。高比例配储:配置工商业储能系统,缓解消纳乐力,提升收益率.支付火电调峰成本:通过支付火电调峰成本,保障光伏发电的稳定消纳。参与电力市场化:分布式光伏可以通过参与电力市场化交易,扩大消纳渠道。高比例弃光:在必要时以高比例弃光的形式,确保光伏发电的稳定输出。2、202
30、4年市场预测工商业分布式光伏:由于“自发自用”模式收益率较高,预计2024年新增工商业分布式装机容量将达到65GW,同比增长33%。户用分布式光伏:尽管部分省份面临低压端空间不足的问题,但通过“集中汇流+共享储能”模式扩大并网空间,以及组件价格下降带来的南移趋势,预计2024年新增户用分布式装机容量将达到55GW,同比增长17%。总分布式装机容量:预计2024年国内新增分布式装机容量将达到120GW,同比增长25%3、全球市场影响预计2024年全球光伏需求将同比增长23%,达到5IOGWac(对应组件安装量约660GWdc,产量650-700GWdc)。尽管市场普遍对2024年光伏需求预期较为
31、悲观,但随着年初国内装机数据发布以及3-4月预期排产量显著回升,市场对2024年国内外需求增速的预期将得到实质性上修,触发单位盈利预期和估值的同向变动,驱动光伏板块股价大幅“修复”。随着分布式光伏项目的快速发展和政策支持的加强,光伏行业将迎来持续增长。通过集中汇流、高比例配储等多种措施,有望有效解决并网和消纳问题,保障装机量的稳步提升。同时,工商业和户用光伏的市场潜力巨大,投资机会丰富,要持续关注相关龙头企业,主要是受益于需求超预期、2024年盈利增长确定性强的光伏产业链各环节龙头企业:阿特斯、阳光电源、福斯特、福莱特:以及工商业储能领先企业:盛弘股份、芯能科技:以及分布式光伏布局领先的电站开
32、发运营商晶科科技。4、分布式光伏风险及看法(1)电网投资不及预期风险分布式光伏项目的并网和消纳高度依赖于电网建设。如果电网投资不及预期,将直接影响分布式光伏项目的建设进度。电网的扩容和升级是解决分布式光伏并网瓶颈的关键环节,确保电网能容纳更多的光伏电力输出。因此,需要国家和地方政府在电网建设方面持续投入,以满足光伏行业的快速发展需求。(2)储能、泛灵活性资源降木不及预期风险储能系统和其他灵活性资源的成本下降是实现高比例光伏渗透的关键。储能系统能有效缓解光伏发电的波动性问题,提升电力系统的稳定性。然而,当前储能技术成本较高,如果未来储能成本下降速度不及预期,将限制分布式光伏的普及速度。因此,技术
33、创新和规模效应是降低储能成本的主要途径,需要行业内持续加大研发投入和政策支持。(3)政策不及预期风险政策支持是工商业储能和分布式光伏发展的重要驱动力。如果未来政策执行过程中遇到阻力或支持力度减弱,将对行业发展造成负面影响。政府政策包括补贴、税收优惠、市场准入等多方面内容,是引导和推动行业发展的事要手段。因此,需要政策的连续性和稳定性,以确保行业的可持续发展。同时.,行业企业也需要积极参与政策制定和反馈,确保政策实施的有效性。综上所述,电网投资、储能成本和政策支持是影响分布式光伏发展的关键因素。虽然这些风险存在,但通过政府和企业的共同努力,可以逐步缓解这些风险。政府需要在电网建设和储能技术方而持续投入,并保持政策的连续性和稳定性。企业需要加大技术研发投入,推动成本下降和效率提升。只有这样,才能确保分布式光伏行业的持续健康发展,实现能源结构的绿色转型。