日本分布式光伏G2.0转型分析

图一

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图二

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图三

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图四

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图五

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图六

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图七

图七

图八

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光伏零售电价

光伏零售电价

2019 年底关西地区到期用户预测

2019 年底关西地区到期用户预测

图十一

图十一

图十二

图十二

图十三

图十三

图十四

图十四

图十五

图十五

1. 背景说明

1.1 市场稳步发展但增速逆向递减

但作为全球光伏商业化最彻底的优质市场之一,在经历了 2013~2016 年疯狂增长之后,日本光伏市场增长速度逐渐放缓,但依旧保持稳定的增长趋势。(见图1、2)

1.2 政策引导与电力公司围堵强制市场商业模式转型

同欧洲光伏市场类似,日本光伏市场过去几年的繁荣完全依赖日本政府高额补贴电价政策,随着政府预算日益吃紧,以及各大电力公司对于光伏电站非理性增长的集体排斥,日本政府逐年削减光伏补贴电价,如下图所示(见图3)

最新 2019 年新建项目光伏补贴电价如下:(见图4)

从日本光伏市场产业链上 30 多家不同服务商(路条开发商、设备渠道代理商、EPC 安装商、运维服务商...)的采样调研结果判断,虽然光伏并网系统的商用价格大幅下降(主要是组件价格下降),但是,不论夏普、京瓷、日立、丸红这些国际巨头企业,还是只有几个员工的微小服务商企业,各环节服务商均表示上述电价已经无法满足终端用户对并网光伏系统的最低投资回报期望门槛值,即 IRR=5%。

因此,日本光伏市场正处于一个时代交替的节点,G1.0 时代并网发电换取高额补贴电价商务模式已经走到尽头,新的 G2.0 时代商务模式正在迸发初生的光芒。

2. 日本光伏 G2.0 时代的商业模式预判

作为日本新能源市场风向标的 TOKYO PV EXPO 展会,人流趋势和场馆人流密度数据可以作为最明显的市场转型指示牌。2019 年 2 月 27~3 月 1 日 PV EXPO 展会,在光伏、风电、生物能、储能等多个展馆中,储能展馆人流密度之高远超其他展馆,几乎达到摩肩擦踵排队进场观展的地步。是什么原因吸引众多业内人士蜂拥涌入此场馆参观洽谈?

日本经济产业省(METI, Ministry of Economy, Trade and Industry)在逐步降低传统并网光伏市场补贴的同时,也在积极规划未来日本新能源世界的布局和方向,其中在新能源发电侧,储能系统的应用明确列入政府规划当中。(见图五)

随着科技和制造成本的不断优化,光伏系统占成本最大份额的光伏组件单价已降到1.6RMB/W,储能系统占成本最大的锂电池单价(磷酸铁锂)也降到 1.0~1.2RMB/wh,二者联合降本为储能子系统引入光伏系统批量商用创造了条件;

此外,日本电价在全球市场偏高,也为日本光伏新能源向 2.0 时代跃进创造了机会。此点我们会在下一章进行数据化测算。

因此,政策引导、系统总成本下降、高值电价三重因素成为日本新能源时代变迁的动力,对于光伏应用三大主力场景(户用、商用、地面电站),其中分布式(户用/商用)系统并网发电获取高额补贴电价模式将向“光伏+储能”自发自用模式变迁;而传统地面电站系统功率输出波动可能会给电网潮流安全造成极大冲击,面对电力公司频繁限电弃光的阻力,也有必要配置潮流冲击抑制系统来突破电力系统引电上网的壁垒,储能系统成为当前唯一可选的配套解决方案。

3. 分布式储能系统成为热点的根源剖析

不论是 G1.0 时代的光伏独立系统还是 G2.0 时代的光伏+储能系统,能够吸引大批量用户投资的根本原因在于这两类方案应用后带给终端用户的商业投资回报吸引力。针对 2.0 时代的商业环境特点,日本政府不再对光伏发电系统进行高额电价补贴,转而对储能系统进行补贴。根据平成 31 年度「災害時に活用可能な家庭用蓄電システム導入促進事業費補助金」政策,拿到日本 SII 认证的储能设备,可以在应用中获得设备费用 33%,上限不超过 60 万日元的补贴;除此之外,日本各地方政府也会有不同的补贴政策,视地区而定,这里不一一详述。

此外,日本分布式户用阶梯电价政策是吸引客户投资储能系统目光的另外一个重要因素。如下图所示,普通户用民居安装 50A 电闸,月最低电费 1404 日元。用电电价分为三档,对应120KWh,300KWh 两个门槛,分别设立 19.52 日元/KWh,26 日元/KWh,30.02 日元/KWh 三个电价档位。这种政策对于电量消耗越大的用户施加负担越重。(见图六、图七)

参考上图日本关东地区某用户实际用电数据模型,我们按照一套已经使用满 10 年的 3KW 光伏系统增配一套新款 10KWh 储能系统为例进行测算,如下表所示,年节省电费为 83814 日元。能够节省电费,成为吸引用户投资的关键因素。(见图八)

但是,节省的电费能够满足投资回报期望吗?笔者遇到绝大多数用户都表示不清楚这个问题,仅了解投资储能系统可以节省电费,至于具体的回报数据都没有概念。下面,就让我们来具体精算,看看这样的投资是否具备可行性。

4. 分布式储能系统投资回报测算

4.1 FIT 到期用户选择储能系统的商业经济性

日本光伏市场商用化从 2009 年正式大规模启动,电价补贴有效期 10 年,即截止 2019 年 11月,第一批享受光伏补贴电价的终端客户将补贴到期不再享受高额补贴电价。在日本经产省METI 的官网上,已经出现电力零售商收购这些补贴过期光伏系统电价的信息,如下图 1 所示。

https://www.enecho.meti.go.jp/category/saving_and_new/saiene/solar-2019after/

图一:光伏零售电价

图二:2019 年底关西地区到期用户预测

从图二可以看到,仅日本关西地区,截止今年年底预计会有 9 万套系统合计月 30 万 KW 容量光伏系统结束补贴,如果将市场范围扩展到全日本,预计每年都会有近 30 万户光伏系统结束补贴状态,平均每户容量约 3KWp。这些用户将面临两个选择:

选择 1:维持现有光伏系统不变,将光伏电力出售给零售商;

选择 2:改造系统,添加储能系统,将光伏电力自发自用;

笔者走访了国内多家比较知名的储能系统供应商,假设他们的产品通过日本 JET 和 SII 双重认证,即拿到日本市场产品准入许可证和补贴许可证,可以享受系统设备 1/3 价格补贴,我们使用其设备建设一个 12KWh 储能系统,配套 10 年期补贴期满的 3KW 光伏系统:

测算假设:

A. 储能配置 = 1*5KW双向逆变器 + 2*5.7KWh锂电储能系统+1*监控系统+1*EMS管理系统上述一整套系统 CIF 日本的报价为 6000 美金。

B. 考虑到日本分销商的毛利诉求为 30%,则上述系统报价上升到 9000 美金,约 100 万日元。

C. 安装一套储能系统 EPC 公司收费 10 万日元(工勘+设计+安装)。

(见图十一)

结合光伏系统发电效率逐年衰减特性,我们使用上述模型对比选择 1 和选择 2 哪个方案对终端用户更加经济有吸引力。

选择 1:不安装储能系统,光伏发电出售给零售商,10 年内客户电力系统总投资(电费+系统维护费用)为 143.9 万日元。(图十二)

选择 2:应用储能系统,在 10 年寿命期内客户电力系统总投资(电费+储能系统投资+系统维护费用)为 165.4 万日元。(图十三)

综上对比,光伏系统在结束 10 年补贴期满之后,选择向零售商售电方案要比自己加装储能系统更加有经济性!

虽然我们前面已经分析了储能系统应用可以大幅降低年度电费消耗,但储能系统本身的投资成本及对应安装、运维成本依旧偏高,电费降低带来的红利无法完全冲抵系统投资成本。因此,目前日本市场户用储能方案虽然宣传比较火爆,但当消费者真正完成投资回报测算,其投资热情一定会受到影响。

4.2 新建一户建用户选择新能源系统的商业经济性

参考日本国土交通省的统计数据,日本平均每年新增住宅约 60 万户,其中一户建(别墅)占据住宅总数一半,即每年新增 30 万套。这些住宅成为安装新能源系统的源泉市场。(见图十四、十五)

因为受到阶梯电价的影响,以及日本住宅安装光伏系统成为风潮的影响,很多新建住宅的户主主观上愿意投资安装光伏系统,白天发电自发用拉低耗电量档位,并辅以余电上网拿补贴方式进一步降低月缴纳电费总额。参考上述 3.1 节的测算,储能系统投资已经超出节省电费总额,对于新建户而言,经济性吸引力不强,推广可能会遇到阻力。

5. 总结

虽然市场热度很高,但经过详细的经济性测算,当前储能系统的造价成本依旧偏高,也许对于澳大利亚那样的高电价市场有吸引力(0.4 澳元/KWh),但对于日本市场,目前推广经济性吸引力依旧不够强劲。回顾过去 10 年,随着中国动力电池产业飞速发展,拉动整体储能产业成本大幅下降,相信在不久的将来,储能系统成本再下降 10%~20%,那个时候的系统成本价位将可以匹配日本乃至绝大多数西方发达国家电价水平,储能系统应用将迎来真正大规模井喷发展的黄金期,期待那一天能够尽早到来!

(责任编辑:Xin Yin)

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