非洲太阳能发电项目开发浅谈

       非洲电力供给匮乏且昂贵,1/3的人无法用上电,87%的无电人口生活在农村地区。世界银行2019年的数据显示,到2030年,撒哈拉以南非洲,仍有约6亿人将无法获得电力服务。
       为了满足负担得起可靠和可持续用电的目标,同时应对气候变化,太阳能发电技术正被广泛使用。本文对非洲太阳能发电现状与趋势进行分析,梳理了项目开发的主要步骤和风险点,并对中国企业开发非洲太阳能提出了建议,望对同业者有所帮助。
       非洲太阳能发电现状及趋势
       太阳能发电根据是否并入现有电网可分为并网发电和离网发电,离网发电又可分为太阳能小型发电(小型电网)和离网太阳能产品。
       一、太阳能并网发电
       在撒哈拉以南非洲地区,大多数国家对于发展持续太阳能项目的意愿非常强烈,但很少有国家完成可再生能源的整体规划,近90%的国家没有满足可持续太阳能项目发展的必要条件,如:可再生能源集成研究;完成最低成本的发电,输电和电气化计划;开发太阳能项目的计划;聘请专业咨询顾问等。
       根据世界银行对撒哈拉以南非洲的评估,该地区3/4的国家电网薄弱,无法承受超过5%-10%的光伏发电并网。到2025年为了实现现有电网系统能够容纳太阳能光伏发电的目标(超过22吉瓦),将需要在电网升级、调度升级和电能存储方面的公共投资超过10亿美元,且需要超过170亿美元的私人投资。
       二、太阳能离网发电
       1.小型太阳能发电
       近年来出现了一种新的第三代“Mini-Grids”,这种小型电网是太阳能混合动力系统,融合了智能电表和远程监控系统等最新技术,是一种向偏远地区的少数用户或城镇或城市的数十万用户供电的发电和输配电系统,通常可以与主电网互连。2014-2018年间,太阳能混合能源Mini-Grids项目数量是2009-2013年间的两倍。在非洲未来几年内会有7500多个Mini-Grids计划安装,可以为2700多万人供电。ESMAP(世界银行能源部门管理援助计划)研究还表明,Mini-Grids投资成本从2010年超过8000美元/千瓦降低到2018年的3900美元/千瓦。到2030年,太阳能和太阳能混合Mini-Grids的投资成本可能降至3000美元/千瓦以下。
       2.OGS(离网太阳能产品)
       OGS(离网太阳能产品)主要细分市场根据价格和功能不同分为三个主要类别:Pico(小微型太阳能产品,包括小型便携式太阳能灯、手电筒或灯具),即插即用家用电器(PnP,包括移动充电站、收音机、风扇、电视等)和太阳能家用电力系统(SHS,包括家庭照明系统和为家用电器供电的大型系统)。从2017-2019年,OGS产品年销售量增长稳定在10%,在2019年达到约17.5亿美元。虽然从长远来看这是一个规模很大的市场(到2022年约为80亿美元),但目前几乎没有几家离网太阳能公司能够实现盈利。根据世界银行报告分析,超过80%没有电力供应的人生活在撒哈拉以南非洲,而其中最多的国家是尼日利亚(8900万)、刚果民主共和国(6800万)和埃塞俄比亚(6100万),因此对OGS产品的需求也是十分巨大的。
       太阳能发电项目开发步骤
       太阳能发电项目开发是一个涉及多个阶段的过程,过程中需要多学科专家团队。首先项目开发商确定一个能提供足够风险回报机会的电力市场,然后明确项目建设地点并确保该地点的土地使用权,再进行两轮独立的技术财务评估(预可行性研究和可行性研究),获得所有必须的许可证和执照,确保购电和上网协议,安排融资,并选择一个团队来设计和建设项目(通常是EPC承包商),监督项目建设,并进行测试和运维。随着项目从一个阶段进入下一个阶段,技术财务评估变得更加详细,直到最终设计完成并开始施工光伏项目开发步骤取决于特定地点的参数和开发商的优先级、风险偏好、监管要求以及特定市场中融资支持机制类型(即高于市场的利率/补贴或税收抵免)。开发步骤大致可分为以下四个阶段。
       一、概念开发和场地识别
       概念开发阶段包括确定特定地点的投资机会和制定项目开发战略。概念开发阶段是一个迭代过程,目的是发展对风险、项目特定成本和收益的理解,从而能够对项目经济性进行评估。开发人员的目标是获得足够的信息,以便对项目可以继续进行的可能性做出明智的决定。如果项目看起来很有希望,开发商很可能会决定进入下一阶段。该阶段需确认以下内容:确定合适的场地,具有良好的太阳能资源、可供购买或长期租赁的土地、有利于电网接入(距离、容量和接入政策),不存在环境或社会问题;国家和电力部门是否为私人开发商提供足够的风险回报利益;监管支持和关税,特别是任何太阳能激励措施的期限;是否有资金进行可行性评估;确定承购商和可用基础设施,以确定项目发电量。
       二、预可行性研究/可行性研究阶段
       预可行性研究的目的是制定初步的项目设计和投资要求,以便进一步评估项目的财务可行性。这项评估比前一阶段涉及更多细节,并决定是否继续进行该项目并投入额外的资金。鉴于现阶段可用数据的不确定性,项目是否可行将根据最低财务门槛利率确定。该阶段的范围概述如下:现场和边界区域的评估;完成概念设计,包括考虑技术选择及其财务影响;土地、设备、交付、施工和运营的大致成本以及预计收入;确定预期电价,并审查相关市场中PPA的预期条款/条件;进一步财务分析;在规定时间内实现并网的成本和可能性;完成对当前和未来潜在监管环境的评估;项目法律/公司结构的初步概念;项目挑战的解决方案;确定许可要求/成本;初步项目时间表/工作流程,显示起草的关键活动间隔。
       可行性阶段将在预可行性阶段开展工作的基础上,通过使用特定地点的数据(如太阳能资源测量)更详细地评估,并应更详细地考虑之前确定的任何限制因素。如果正在评估多个项目位置,则需要选择首选位置。可行性研究的目的是提供关于潜在项目设计、投资要求以及融资和实施计划的更详细信息。如果研究结果是有利的,开发商应该准备更多的资源投入,将项目推进到融资阶段。预可行性研究的典型范围概述如下:详细的现场平面图;评估太阳能资源,包括遮阳评估;对环境和社会因素进行详细审查;详细审查所需的许可证和执照,对技术和供应商选项的资本支出进行评估;与相关机构进行项目申请前讨论;完成与主要利益相关者(包括社区)的初步协商;上网评估已完成;确定预测的电能产量;对预期电价进行进一步评估;财务分析;初步融资计划;制定项目实施计划;土地使用权的选择权协议(如需要)有担保;项目和项目公司商业结构的评估和概念。
       三、许可、融资和合同
       在可行性阶段之后,假设项目在财务上仍然可行,项目将进入下一阶段。这包括获得最终许可证、获得项目融资和实施前活动(商业合同)。此阶段的时间安排和顺序因项目而异,但此阶段通常包括以下活动:相关社区或利益相关者的参与;为拟建项目准备和提交相关许可证和执照申请及相关文件;环境和社会评估(与许可当局和其他法定机构协商同意),其中可能包括全面的环境和社会影响评估(ESIA);准备和提交并网申请;审查设计和任何许可/同意条件;根据需要修改设计或同意书;关于融资方式的决定(例如,股权和债务的来源和比例,包括建设融资);承包策略决策(即EPC合同或多合同)及选择和合同谈判;准备PPA文件和最终谈判;编制运维概念和相关合同;与电网运营商或相关机构签订电网互联协议;编制涵盖电厂整个生命周期的详细的银行财务模型;完成项目风险分析;最终确定所有土地、地表面积和使用权协议,并根据需要土地协议选项,将其转换为长期租约或地役权;最终确定详细的项目实施计划。
       四、工程、建筑和商业运营
       EPC合同最常用于开发光伏发电项目,EPC承包商负责整个项目。该阶段要求EPC承包商确认太阳能资源,完成光伏发电项目的详细设计,明确其发电量,根据与开发商商定的规范采购设备,建造光伏发电厂,进行验收试验,并将发电厂移交给开发商/运营商进行商业运营。
       开发过程风险识别及控制
       光伏能源规模性部署受到阻碍的主要原因是风险收益问题,如电网整合限制、承购商风险以及开发商采购和规划能力薄弱。这些主要风险阻碍了非洲各国吸引私人资金投资光伏发电的进程。
       一、风险识别
       尽管太阳能电力项目开发过程中的风险是每个国家因其背景所固有的,但大多数非洲国家都存在着共同的风险,可分为两大类:开发阶段风险和运营阶段风险。
       开发阶段风险包括:电网风险,包括连接风险和项目基于不完整的电网研究可能存在发电缩减的风险;土地风险,土地使用权,包括土地可用性,许可还包括相关环境和社会风险;法律风险,包括适用的监管、仲裁和司法框架;采购风险等。
       运营阶段风险包括:承购商的信贷风险,包括承购商的业绩记录和付款及合同终止风险;国家电力部门的风险,包括部门财务可持续性风险,改革风险、监管风险和政府建设工作的延迟;市场风险,包括货币风险和利率风险;国家和宏观经济风险;政治风险,包括违约风险、征用、转让限制和货币不可兑换、战争和内乱。
       二、主要风险控制
       1.电网风险
       电网接受太阳能发电厂输出电力的能力将取决于现有的网络基础设施和系统的当前负荷,因此项目必须基于完整的电网研究,如果电网没有足够的容量进行连接,则应该做到:输出的最大功率限制在电网允许的范围内;升级电网;增加出口能力;降低拟建项目的发电产能。
       2.承购商风险
       在非洲国家往往只有一个或少数几个电力承购商,而且承购商可能没有强大的资产负债表或信贷历史。面对此类风险应做到:对承购商的信誉进行全面评估;考虑在违约情况下向其他承购商出售电力的选择;寻求政府或多边金融机构的担保;建立储备账户。 
       3.土地风险
       有担保的土地权对于长期投资和融资至关重要。太阳能发电项目担保的主要资产是太阳能发电厂,其所有权依赖于对土地的法定权利,土地所有权是SPV公司能够在项目协议(PPA和融资协议)期间保持电站所有权的前提。开发商应根据所在国土地的法律结构,可以通过正式、非正式或常规性制度获得土地,开发商应在项目前期评估该国的土地所有制度,以评估该制度为其项目提供的土地安全。
       开发商应选择政治稳定的国家,且有强有力的监管框架和长期支持太阳能光伏项目的政策,警惕过度依赖激励制度。各国政府必须推行完善相关制度,解决私人开发商认识到的重大风险,同时应健全相关法律和监管机制尽量减少公共风险。
       总结及建议
       非洲光电资源丰富,太阳能开发风险与机遇并存。建议有意投入到项目开发的中资企业重点留意以下三点。
       首先,须立足于规划。对重点开发国别电力市场并网和离网电力需求进行全面评估,明确该国在什么时间内需要什么样的发电能力来满足需求,在现有电网负荷的情况下,新能源的最佳容量是多少,又有多少新能源可以被整合到电网中,为了实现现有电网系统能够容纳中长期新能源目标需要什么样电网升级和调度升级等。电力发展规划允许企业增加对电力行业开发实施过程的主动权,同时悉知和降低项目开发过程中的风险,帮助开发者选择最佳的开发战略和项目。
       其次,介入离网电力开发项目。在非洲,大片离网地区使得太阳能光伏发电更具经济活力,太阳能小型发电(电网)及太阳能家用电力系统(SHS)具有灵活性强、分布范围广等特点,接入形式简单,对于电网无接入需求,能在区域内直接消纳,符合非洲当地的用电现状及需求。鉴于国内很早就已经实施规范化的连锁发电厂管理模式,这种规模化协同效应管理模式,能有效提高效率和企业盈利能力,这种分布式能源打包开发的模式完全可以借鉴于非洲市场。
       第三,完善项目开发风险评估及控制机制。虽然目前非洲政治和地区安全总体稳定,但目前仍然是投资风险较大的地区。电力承购商信用不足,太阳能开发相关法律和监管框架不健全,电网风险等是私人投资举步不前的主要原因。为了让更多私人资金参与,非洲各国必须制定具体的法规,以确保从宪法至地方法规的一致性,特别是国有电力垄断企业的现状下,更需要确保监管框架的长期稳定性,从而消除私人开发商所关心的主要风险。
  • By 山东省国际承包劳务商会
  • 2021年1月20日