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1、德国一沙特发电量置换方案的经济与减排效益分析(1)(2011-07-04 10:03:58)转载、标签：杂谈德国一沙特发电量置换方案的经济与减排效益分析摘要：光照强度和光照时间对光伏发电的成本有很大影响，而沙特的阳光丰富，单 位发电量的成本便降下来了，而石油又是一种便于运输储存的高能量密度商品(LNG比较差，但也优于电力的运输)。这样置换电站，变输送电力为运输油气, 使得电力的传送成本下降。成本的降低使得单位发电量的补贴减少，这样可以容纳 更多光伏电厂的建设，便产生了额外的减排效益。此方案的可行性与两国关系的 和两国的减排压力与决心有关，以及德国对就业影响的容忍能力。而太阳能发电日 益受到中东
2、国家的重视，原因是削减温室气体的排放和对未来石油减少的担心。0德国在大力发展光伏产业，最丰富的太阳能资源却不在德国，而是在中东北非。 但是中东北非的太阳能产业却处于起步阶段，甚至连起步阶段还不到。此方案的关 键在于解决了电力的运输问题，相当于德国未来的光伏电厂建设在沙特，同时电力 的运输却很低廉。1方案实施内容与特点。1.1内容德国国内打算新建的一个光伏电厂，而同时沙特阿拉伯也打算建设相近装机容量 的石油发电厂。这样把光伏电厂改为建设在沙特，发的电接入沙特的电网，德国安 装公司和沙特电网公司共同建设一个电量监管部门，负责鉴定当月的发电量；而 沙特的石油电厂改为安装在德国，发电的石油来自于本国的
3、石油，运输费用由德国 承担，发的电接入德国的电网，同样也组建一个用于鉴定当月发电量的部门，按 照多卖少买的原则进行交易。1.2特点光照强度和光照时间对光伏发电的成本有很大影响，而沙特的阳光丰富，单位发电 量的成本便降下来了，而石油又是一种便于运输储存的高能量密度商品(LNG比 较差，但也优于电力的运输)。这样置换电站，变输送电力为运输油气，使得电力 的传送成本下降。成本的降低使得单位发电量的补贴减少，这样可以容纳更多光伏 电厂的建设，便产生了额外的减排效益。2方案的经济效益、减排效益分析。2.1经济性比较沙特太阳能资源极为丰富，德国太阳能资源情况为一般，无论是光照时间还是光照 强度，都远低于沙
4、特沙特地区，为了简化说明，设德国的平均光照强度和光照时间 都为1,则沙特光照强度为1.6,光照时间为1.&由于沙特东的高温和沙尘暴对发电 功率的影响，因此设中东地区发电功率为1.4,而有效年发电时间依然为1.&2.1.1在相同装机容量下的各成本构成对比。（1）前期费用和可行性研究：一样。（2）太阳能电池（含支架）：在相同的装机容量下，所需的太阳能电池列阵数量 与有效的光照强度成反比，即中东地区的太阳能电池列阵数量为德国的10/14,所 以此项成本为德国的5/7.（3）并网逆变器：其规格的大小受到最大功率的影响，则在相同装机容量下，购 买同一公司的同一产品的成本应该一样。（4）变压器、电缆等：在
5、中东建设光伏电厂，可以建在城市的边缘（多为沙漠地 区），这样电缆长度小，而德国的电网发电完善，只需要接入全国电网便可。所以 成本大致一样。（5）设备运输：在物流业中，动力燃料成本占了总成本的1/3,而中东油价远低 于德国，按照偏向不利于此方案的求简原则（解释见后面），设油价为一样高。但 运输成本还与运输里程密切相关，此项占总体比例不大，何和具体地理位置相关， 为便于计算设为一样。（6）安装调制：一样。（7）税金及其他:一样。（8）土地成本：按照偏向不利于方案的求简原则，一样。平板固定式光伏发电并网系统每个kW的初投资构成编 号项目德国沙特投资（美 元）比例（%）投资（美 元）比例（%）1前期费
6、用和可行性研 究280& 228072太阳能电池（含支 架）171550.42400603并网逆变器40011.8400104变压器、电缆等3209.432085设备运输2005. 920056安装调制285& 420057税金及其他2005. 920058合计34001004000100注释:A. 现在位于德国的光伏安装成本为每千瓦4000美元左右（施正荣：中东、非洲 地区光伏市场将高速发展2010-9-14 10:43:22 国际新能源网）B. 偏向不利于方案的求简原则，本文的主旨是说明实施此方案既既能使光伏发电成 本下降，同时还可以获得额外的减排量，为了简化计算过程，把某些数据偏向不利
7、于方案的方向，如果最后的结果是实施此方案有利，则说明精确计算的情况下实施 方案更有利。以后本文简称求简原则。2.1.2在相同的装机容量下的单位发电量的成本。对于大型太阳能光伏电站的设计，由于所在地区的光照强度和年光照时间不同 导致的年总发电量可以有极大差别，单位度电的发电成本是考察经济效益的关键指 标。在测算每度电的真正发电成本时，要涉及到企业的税收、资本金回报率、折 旧、还贷利息、管理等多种复杂何难以确定的因素。由于这些因素是德国和沙特所 共同面临的问题，因此，在这里进行两地区的单位度电的成本比较时，为了简化 并明晰问题，暂何忽略掉这些共同的不确定因素，而重点考察在每种发电方式下， 单纯收回
8、初投资所需要的每度电的最基本成本，即系统单位kW的初投资与单位 kW在寿命期内的总发电量之比。由于沙特的年光照时长为德国的1. 8倍，因此在相同的装机容量下年发电量 是德国的1 8倍，可以计算出：（1）方案实施前，位于德国的大型地面光伏系统的单位度电的最基本成本:单位kW的初投资/单位kW寿命期内的总发电量（以二十年回收期来算）=4000美元/20年*800度电每年=25美分/度（18.2欧分）（2）方案实施后，位于沙特的大型地面光伏系统的单位度电最基本成本：单位kW的初投资/单位kW寿命期内的总发电量（以二十年回收期 来算）=3400美元/20年*1. 8*800度电每年=14美分/度（10
9、欧分）。所以成本只有方案前的0.475倍，而且由上面的计算过程可以看出，光伏组件的比例对节约下来的成本的影响并不大，主要是受到光照时间的影响。即使光 伏组件所占的比例不断下降，但方案执行后的成本也最少低于之前的1/1. &2.1.3方案前后总成本对比。由于石油是一种便于运输储存的高能量密度商品（LNG比较差，但也优于电力的 运输）。两国的石油发电厂的工程建造成本应该相差不大。由于油气补贴，沙特的发电成本很低廉，且长期很稳定，发电成本为3.8美分（沙特酝酿调整电价2010-06-02 19:08文章来源：经济报）方案的前 后成本都不变。德国的光伏发电在方案实施后，成本为原来的0.475倍，同时还
10、要 支付石油运输费用，设石油的运输成本为10美元每吨，换算成电为为0.15欧分每 千瓦时。这样算下来当德国和沙特打算建一个同等规模的发电厂时，方案实施前后每度电的 成本对比为：德国光伏发电沙特石油发电方案实施前1&2欧分3.8美分（2.6820欧分）方案实施前10欧分+0. 15欧分3.8美分（2.6820欧分）2.2减排效益分析:2.11分析前的说明：1 德国发电量不会增长且为6400亿度左右。2. 假设不实施交换方案，沙特的风电和光伏发电的规模2020年只能达到总量的 5%o3. 二氧化碳减排量的计算算法：一桶原油是0.1368吨，含碳率是85% （质量比）， 每桶石油可以发电约：587.
11、78KWH； 一般一吨标煤估计排放二氧化碳为2.66-2.72 吨，1吨煤发电量为3333度，则替代的是煤炭发电的话，每一亿度电减排&1万 吨二氧化碳，替代的是石油的话，每一亿度电减排7.25万吨二氧化碳。4如果沙特每年的发电量按照5.047%的速度增长（经济报6月2日报道，沙特 电力规划与生产局局长阿卜杜拉?谢赫里日前表示，沙特每年用于发电消耗的原油 量在3.2亿桶左右，到2032年，沙特计划将全国发电量提升至12万兆瓦，此举将 需要每年消耗9亿桶原油则年增长率为5.047%）,而方案实施后，德国的光 伏安装总量在原来基础上的新增量为沙特的新增石油发电量，但不超过总量的15%（对不稳定电力的
12、装机极限容量，即在未超过它的承载能力的情况下，沙特新建的 石油发电厂改为建在德国，同时让德国公司给它建一个光伏发电厂）。2.12减排效益分析为:项目方案实施前方案实施后收购上网电价21欧分14欧分德国的市场电价15欧分15欧分每度电补贴额6欧分1分光伏上网成本18欧分10. 15欧分年新补贴总量10亿欧元0欧元（由表格可以看出，置换方案就算需要不补贴，其总量相对与在德国国内的补贴也 是很小的，即可以把国内的少量补贴金转移到置换方案中去，这样德国国内的光伏 电厂少了一点，但是沙特内的光伏电厂却增加了很多）年份20112012201320142015沙特发电量（亿度）218822982414253
13、6266468沙特光伏发电量310303849光伏发电比例0.140.441.241.501.84方案实德国公司在沙特建设的 光伏电站年总发电量（亿度）31560150290施后德国公司在沙特建设的光伏发电量占沙特的比例（）0.140.652.495.9110.89方案后新增的减排量（万吨）0530112241年份20162017201820192020沙特发电量（亿度）27982940308832443408方案实施前沙特光伏发电量6880103131168光伏发电比例2.432.723.344.044.93方案实德国公司在沙特建设的光伏电站年总发电量（亿度）420450470490510施
14、后德国公司在沙特建设的光伏发电量占沙特的比例（）15.0115.3115.2215.1014.96方案后新增的减排量（万吨）352370367359342年份20212022202320242025沙特发电量（亿度）35803760395041494359方案实施前沙特光伏发电量197231271319374光伏发电比例2.506.146.867.695.58方案实德国公司在沙特建设的光伏电站年总发电量（亿度）540560590620650施后德国公司在沙特建设的光伏发电量占沙特的比例（）15.0814.8914.9414.9414.91方案后新增的减排量（万吨）343329319301266年份20262027202820292030沙特发电量（亿度）45794810405353085576方案实施前沙特光伏发电量439516606711836光伏发电比例9.5910.7312.0013.4014.99方案实德国公司在沙特建设的光伏 电站年总发电量（亿度）680
