基于绿证交易的PPP光伏发电项目的投资评估

韩文花，张 絮

（上海电力大学 自动化工程学院，上海 200090）

0 引言

由于化石能源短缺，我国开始实施电力需求侧管理降低一次能源使用。随着用户侧综合能源服务的发展［1］，太阳能因其可不限范围的使用以及不产生污染的特点，在我国电力需求侧管理中凸现其重要性［2］。其中，光伏项目具有发电量增长快，装机占比高的特点。

由于光伏发电项目具有投资周期长，资金流量大的特点，仅由政府出资的融资模式及电价补贴使政府出现了巨大的资金缺口，可以使用公私合营模式（public-private partnership，PPP）解决该问题。光伏补贴政策下，PPP模式可以有效提高企业的融资效益，提高企业的投资意愿［3］，减轻政府资金压力。随着光伏发电的规模发展与技术进步，光伏补贴的标准已从2017年的最高0.85元/kWh逐步降为2020年的最高0.05元/kWh，且部分地区已具备无补贴上网条件，因此我国将积极推进光伏平价上网政策。为推进平价上网政策实施，同时保证光伏发电项目合理收益，国家鼓励新能源发电产业参与到绿色电力证书（简称“绿证”）交易市场中，以促进该产业发展［4］。

绿证是为每1 000 kWh新能源上网电量颁发的证书，是一种通过保障可再生能源电力的消纳以促进新能源电力发展的经济机制。本文中，绿证特指光伏绿证。

与政府补贴相比，绿证是一种基于市场的补贴政策［5］。对光伏发电方来说，绿证可以当作一种盈利工具。目前绿证的价格研究多集中绿证对电力市场的影响、绿证政策与补贴政策的比较和绿证在新能源项目中的影响方面，而关于平价上网政策下的绿证价格研究较少。如果要对基于绿证交易市场的光伏发电项目进行投资评估，必须有符合实际的新的绿证价格模型。

综上所述，本文针对光伏发电项目的投资评估问题，研究了绿证交易市场对PPP光伏发电项目在光伏平价上网政策下的投资评估所带来的影响。首先，本文提出了适用于平价上网政策的新型绿证价格模型，包括绿证的成本模型和绿证交易定价区间。然后，提出了基于绿证交易的PPP光伏发电项目的投资评估方法，并考虑了不同PPP融资模式的特点。最后，案例分析验证了绿证交易市场对平价上网政策下PPP光伏发电项目投资评估的促进作用，并提出了关于绿证交易方面的政策建议，以利于光伏产业的后续发展。

1 绿证价格模型

现有的绿证价格模型将补贴作为主要因素，比如，绿证价格与补贴成正相关而与补贴的拖欠周期成负相关［6］、考虑补贴金额和拖欠周期的绿证定价及绿证交易模型［8］。由于补贴退坡及平价上网政策的实行，光伏上网电价主要由发电成本决定，因此以补贴作为主要因素的绿证价格模型已不适用；同时，考虑到目前光伏绿证交易市场处罚机制缺失，由于定价过高导致绿证市场交易量少等问题，本文提出的新型绿证价格模型，包括基于平准化度电成本（levelized cost of energy，LCOE）的绿证成本模型和具有处罚机制的绿证定价区间。该模型既可以解决在平价上网政策下光伏绿证的定价问题，又能促进绿证交易市场的发展，进一步增加光伏产业的经济效益。

1.1 绿证成本模型

本文绿证成本指每发1 000 kWh电量时光伏发电比火电多消耗的发电成本。发电成本是影响各种能源上网电价的最基本因素［9］。平准化度电成本可使不同能源发电的发电成本相比较［10—11］，本文的绿证成本模型采用平准化度电成本构建，与现有基于补贴政策的绿证成本模型相比，更能反映平价上网政策下的绿证成本的变动。

火电的平准化度电成本计算方法与光伏发电的平准化度电成本计算公式相同。

式中：χ为项目折现率。

1.2 绿证定价区间

不考虑跨区域购买绿证。假设区域中仅有火电厂和光伏电厂，其配额约束性指标为α，本文指该区域内可再生能源消纳占煤电消纳的比重系数。

为确保该区域完成配额，火电厂需购买绿证，根据《关于实行可再生能源电力配额制的通知》，未完成配额的火电厂将受到处罚，火电厂需关注可再生能源配额的完成情况，以免因处罚造成经济损失，火电厂会加快其绿色转型发展。

根据配额完成情况，存在2种可能的情形。

情形1：火电厂以每张绿证的价格Pgc购买了足够的绿证N个，在考核时完成配额，则火电厂的收入为

其中，Cbgc和N计算式分别为

情形2：火电厂购买了n(n=0,1,2,...,N)个绿证，但仍在考核时未完成配额，记罚金为Ppu，此时火电厂的收入为

处罚比记为kpu，则罚金的计算为

为使火电厂完成配额，情形1的收入应不小于情形2。同时绿证价格大于绿证成本。所以绿证定价区间应满足条件为

式中：Pgc_min为绿证定价区间最小值；Cgc为绿证成本。

将式（3）、式（6）代入式（9），可得售卖绿证的定价区间为

2 基于绿证交易的PPP光伏发电项目的投资评估方法

当项目使用PPP模式时，其操作分为4步，分别为项目前期的策划与论证、通过竞争机制选择企业、签订合同以及筹组项目公司。本文主要研究了PPP光伏发电项目的投资评估，即对PPP项目前期策划和论证阶段中的融资模式、收益来源、效益测算等内容进行研究。

PPP融资模式大致可分为委托运营、管理合同、转让-运营-移交、改扩建-运营-移交、建设-运营-移交（build-operate-transfer，BOT）和建设-拥有-运营（build-own-operate，BOO）共6类，本文选择适合新建项目的BOT和BOO进行投资评估。在BOT和BOO模式中，第t年的项目效益由该年度的运营方获得。

PPP融资模式能够有效减少项目的融资压力，使企业获得较好效益且能保证政府监管职能。由于在PPP项目中获得的效益与承担的风险成正比，BOO模式的效益分配比和BOT模式的特许经营期为PPP光伏发电项目投资评估的重要参数，以保证政府与企业的效益以及风险均衡分配。

绿证市场下的PPP光伏发电项目投资评估是根据项目效益进行的。本文使用净现值法构建项目的效益模型，效益为项目收益与成本之差。

由于本文中的光伏发电项目参与到绿证交易市场中，因此项目收益由售电收益与绿证市场收益组成，项目建设期间的成本由政府与企业共同承担。政府与企业的效益模型Be和Bg分别如式（11）和式（12）所示，项目总效益B如式（13）所示，即

当政府和企业的效益都为正时，企业才会做出立即投资的投资决策，此时应根据项目总效益确定合理的效益分配比和特许经营期。企业的效益越高，投资意愿越高；否则企业将选择延迟投资。

3 案例分析

案例中，设某区域内光伏发电厂采用PPP融资模式。PPP光伏发电项目的参数如表1所示，该区域内火电厂的参数如表2所示。由数据可得，光伏发电项目的首年消纳电量为0.19亿kWh，之后运营年份的消纳电量因设备折旧等原因逐年减少；火电厂的年消纳电量为2.7亿kWh。不考虑绿证的情况下，光伏发电项目的消纳占煤电消纳的最高比值为7%。

表1 光伏发电项目的参数Table 1 Parameters of the PV power

表2 火电厂参数Table 2 Parameters of the thermal power

为提高该区域内的绿色电力消纳占比，同时激励火电厂通过绿证交易市场完成配额，本文将绿证的初始配额制定为10%。火电厂购买绿证完成该配额，既避免因无法完成配额受到处罚，又可通过绿证交易市场获得额外效益。

光伏发电项目享受国家的税收福利政策有：增值税即征即退50%；第1年至第3年免征企业所得税，第4年至第6年减半征收企业所得税12.5%，6年后所得税按25%征收；附加税为12%；发电量按照首年衰减率为3%，往后逐年减少0.7%的比例计算。

图1给出了平价上网政策下PPP光伏发电项目的平准化度电成本及绿证成本随运营年数变化。在项目运营前期，2条曲线的走势一致，在第8年达到最大值之后绿证成本逐年下降。这是由于项目运营前期光伏发电项目平准化度电成本的变化率高于折现率，第8年后平准化度电成本的变化率低于折现率，导致绿证成本逐年下降。

图1 光伏发电项目度电成本及绿证成本Fig.1 The cost of LCOE and green certificate of PV power

绿证的定价区间与绿证成本和处罚比有关，为避免处罚比较低时，绿证价格低于成本的情况，将处罚比区间的最小值设为变化量，以保证绿证定价区间的最小值大于绿证成本。当绿证成本为负值时无法对应处罚比，将前3年的处罚比区间最小值设为10%，既保证了处罚机制的实施，又将绿证价格限制在较小的值上。在其余年份中，处罚比区间的最小值根据绿证成本确定，图2为处罚比最小值随运营年数的变化。

图2 处罚比最小值随运营年份的变化Fig.2 Minimum penalty ratio varies with operation year

2018年6月至2021年4月，光伏绿证的平均价格为665.9元。由式（10）计算可得，此时处罚比为160%。与风电绿证的平均价格172.2元相比，高昂的光伏绿证价格导致了绿证交易市场的低迷，火电厂较多通过购买风电绿证完成配额。

图3给出了PPP光伏发电项目第1年绿证价格与处罚比及火电厂购买绿证数量之间的变化关系。若火电厂购买的绿证数量不变，处罚比与绿证价格呈正比；若处罚比不变，火电厂购买的绿证数量与绿证价格成反比。当火电厂完成配额时，处罚比100%对应的绿证价格为177.0元，与风电绿证价格相似，火电厂购买绿证的意愿将增大。其余运行年份，绿证价格与处罚比及购买数量的变化关系与首年运营年份类似。因此处罚比区间的最大值设置为100%，以保证绿证价格在较低区间内变化，所以处罚比区间为［10%,100%］。

图3 首年绿证的定价区间变化Fig.3 Price range of green certificate in the first year

在平价上网政策下，绿证价格随处罚比的增加而增加，使得项目的总效益由负值变为正值，为PPP光伏发电项目的投资评估带来正面影响。根据本文的投资评估方法，当项目总效益为正时，需确定BOO模式中的效益分配比与BOT模式下的特许经营期，使得政府与企业都获得合理效益。

BOO模式下不同效益分配比对政府与企业效益影响如图4所示。项目总收益按照处罚比50%计算，由于较低或较高的效益分配比势必会导致一方效益为负值，因此效益分配比的变化区间设置为［30%，65%］。随着效益分配比的增加，企业的效益递减而政府的效益递增。当效益分配比在［46%，56%］内变化时，可保证项目参与方的效益值均为正值。

图4 BOO模式不同效益分配比下政府与企业的效益值Fig.4 Benefits of government and private in BOO mode with different distribution rate

BOT模式中特许经营期的范围确定由PPP光伏发电项目的年效益变化决定。在图5中，项目运营期间运营效益逐年递减是由于发电量的逐年下降，3次较大减幅分别对应首年衰减率的降低、免收企业所得税政策到期和减半征收企业所得税政策到期。经测算，前8年的项目效益占总效益的69.1%。因此在计算BOT模式下不同的特许经营期对政府与企业的收益带来的影响时，选择特许经营期的变化范围为4年至7年。

图5 PPP光伏发电项目的效益Fig.5 Benefits of PPP PV power

表3给出了处罚比为50%且特许经营期在4～7年变化时政府与企业的效益值。只有当特许经营期设置为5年至6年时，政府和企业的效益都为正。因此为分析绿证交易市场对投资决策的影响，将PPP光伏发电项目在BOO模式下的效益分配比设定为52%，BOT模式下的特许经营期设定为6年。

表3 BOT模式不同特许经营期下政府与企业的效益值Table 3 Benefits of government and private in BOT mode with different concession period

根据设定的收益分配比和特许经营期，表4给出了当绿证定价区间的处罚比为最低处罚比、50%、70%和90%时，企业和政府在BOO和BOT模式下的效益。当PPP光伏发电项目不参与绿证交易市场而使用补贴政策时，项目总效益为-1 672.9万元。当PPP发电项目参与绿证交易市场时，当绿证以每年定价区间的最低价出售时，项目在整个运营期间的总效益为-293.4万元，当按照50%的处罚比售卖绿证时，项目的总效益为560.9万元。当处罚比分别为70%和90%时，项目的总效益分别为1 311.1万元和2 061.3万元。

表4 不同处罚比下PPP光伏发电项目的效益值Table 4 Benefits of PPP PV power in different penalty ratio万元

当处罚比为50%及以上时，具有处罚机制的绿证交易市场使PPP光伏发电项目满足投资评估方法中立即投资的条件，因此企业会选择立即投资。当处罚比为50%时，BOT模式可以使企业获得更多收益；当处罚比为70%和90%时，BOO模式可使企业获得更多收益。因此，为提高企业投资意愿，应考虑使用处罚比来选择融资模式。综上所述，在光伏平价上网政策下，政府应鼓励光伏发电项目积极参与到绿证交易市场中，以使得企业做出立即投资的决策，有利于发展光伏发电市场。

4 结束语

本文通过构建平价上网政策下的绿证价格模型，研究了PPP光伏发电项目在绿证市场中的项目效益，并对其进行投资评估。结果表明：①平价上网政策下的绿证价格根据平准化度电成本确定最小值，最终价格与处罚比有关。合理的处罚比既能促进绿证市场的发展，又为光伏发电项目提供合理效益；②BOO模式下的效益分配比与BOT模式下的特许经营期，直接关系到PPP光伏发电项目的投资评估；③可根据处罚比的不同选择运营模式；④合理的绿证价格与融资模式可有效提高PPP光伏发电项目的效益，使企业做出立即投资的决策，促进光伏产业发展。

本文所提供的政策建议为：尽快建立平价上网政策下的绿证交易价格体系与绿证考核、监管机制，从而促进绿证的认购。给予光伏发电项目定价自主性，由市场决定绿证交易价格。这样既有利于促进可再生能源技术进步及成本下降，又能加快光伏平价上网政策的实施。政府考核和监管部门对非绿色能源电厂的处罚，可以促进绿证的认购，从而提高光伏项目收益，有助于企业对光伏发电项目的投资评估，继续保持光伏市场的快速发展。

2020年11月的“十四五”规划纲要中提出要促进经济社会发展全面绿色转型。为促进绿色电力的消费，绿证交易市场将不断完善，在之后的研究中作者将持续关注相关政策更新，并根据政策不断完善模型。在“碳中和”和“碳达峰”背景下，以新能源为主题的新型电力发展迅速［12］。光伏发电项目还可以通过碳交易市场获得额外收益，中国正推进碳交易市场与绿证交易的发展，PPP光伏发电项目的投资评估可综合碳交易市场与绿证交易市场共同研究。D