531新政后新蓝海：光伏取暖投资收益深度剖析！四类七大案例经济性对比分析

以往每年季节交替，雾霾、沙尘的恶劣气候时有发生，一到供暖季，就会“霾锁京城”，河北、山西、天津、河南、山东5省市优良天气比例仍不到60%。去年冬季，情况发生了变化，蓝天成了常态，雾霾天气反而寥寥可数。

在这方面，清洁取暖功不可没。推进清洁取暖，既关系到北方地区广大群众温暖过冬，也关系到大气污染治理。更重要的是，清洁取暖对促进能源结构转型有着非同小可的意义。

今年7月3日，国务院发布《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，三年行动计划将有效推进北方地区冬季清洁取暖作为重要的措施加以部署。可再生清洁能源的开发及新能源的普及推广成了国家的研究重点，如今，新技术“光伏+电采暖”的推出将更有效地解决这一问题。

从经济性分析，光伏+取暖”系统可以在全生命周期内创造收益，补贴和融资等财政支持也很有力，这无疑是“531新政”颁布后光伏行业的一片新的蓝海。

财政支持力度大

7月23日，财政部、生态环境部、住房城乡建设部、国家能源局联合下发《关于扩大中央财政支持北方地区冬季清洁取暖城市试点的通知》。

《通知》明确，试点申报范围扩展至京津冀及周边地区大气污染防治传输通道“2+26”城市、张家口市和汾渭平原城市。张家口市比照“2+26”城市标准;汾渭平原原则上每市每年奖补3亿元。

按照去年发布的《关于开展中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点工作的通知》，“2+26”城市试点示范期为三年，中央财政奖补资金标准根据城市规模分档确定，直辖市每年安排10亿元，省会城市每年安排7亿元，地级城市每年安排5亿元。而现在，试点的“2+26”城市增加了张家口市，标准也是每年5亿元。而汾渭平原则原则上每市每年奖补3亿元。

此外，《通知》还要求，三年示范期结束后试点城市城区清洁取暖率要达到100%，平原地区基本完成取暖散煤替代。

据国际能源网/光伏头条关注，“2+26”城市包括：北京市，天津市，河北省石家庄(含辛集)、唐山、保定(含定州)、廊坊、沧州、衡水、邯郸、邢台市，山西省太原、阳泉、长治、晋城市，山东省济南、淄博、聊城、德州、滨州、济宁、菏泽市，河南省郑州(含巩义)、新乡(含长垣)、鹤壁、安阳(含滑县)、焦作(含济源)、濮阳、开封市(含兰考)。

此次试点增加的汾渭平原11城市包括：山西省吕梁、晋中、临汾、运城市，河南省洛阳、三门峡市，陕西省西安、咸阳、宝鸡、铜川、渭南市以及杨凌示范区。

前不久，全国人民代表大会常务委员会执法检查组关于检查《中华人民共和国大气污染防治法》实施情况的报告统计，中央财政加大资金投入，5年累计安排大气污染防治专项资金528亿元人民币。同时报告显示，五年来全国煤炭消费比重下降8.1个百分点，清洁能源比重提高6.3个百分点。

去年，中央财政奖补资金标准根据城市规模分档确定，直辖市每年安排10亿元，省会城市每年安排7亿元，地级城市每年安排5亿元;其标准由大气污染影响程度、城市规模、采暖状况、改造成本等因素确定。公开资料显示，12个试点城市3年共计获得中央奖补219亿元，而地方财政将投入约697亿元保障清洁取暖改造顺利实施，计划吸引金融机构、企业投入等社会资本超过2000亿元。

对于近期国家下调光伏补贴和新能源补贴的情况，清华大学能源互联网创新研究院政策发展研究室主任何继江表示：“此次政策出台得这么及时，很可能与最近积极的财政政策有一定关系。这表明中央对治理雾霾、供暖的问题高度重视，至少目前感觉比对光伏、新能源汽车给予的财政支持力度要大。”

光伏取暖财政支持力度也很大，加大公共财政对太阳能取暖科技研发经费投入力度和科技成果示范补贴力度，将太阳能取暖纳入科技计划并给予重点支持。

据了解，光伏取暖的财政支持有几种模式：“太阳能光伏+热源”的银行贷款模式、“太阳能光伏+热源”的企业出资模式、“太阳能光热+辅助热源”的合同能源管理模式。太阳能取暖试点的补助标准，暂按现行的电代煤气代煤的补助标准执行，新的相关政策出台后再作调整。

河北：“光伏取暖”市场

新的逐鹿之地

数据显示，我国北方整个采暖季的总耗标准煤量是1.84亿吨，燃烧散煤采暖严重污染环境，因此“电代煤”、“气代煤”(简称“双代”)成为近年来一项重要的环保政策。

为推进清洁取暖，河北省在开展农村“双代”方面进行了诸多探索与实践。河北能源工程设计有限公司新能源院院长董晓青表示，自2018年1月起，河北省便密集发文，推进农村“煤改电”进程，支持“光伏+取暖”发展。

首先推广的是‘光伏+热源’的取暖方式，项目采取全额上网的模式，白天光伏发电上网，夜间用谷电取暖和蓄能。‘煤改电’带来的市场巨大，河北省也相继出台了很多补助政策。

除了相关的政策支持，河北省在配套设施方面也进行了积极探索。例如，国网河北省电力公司完成了历年来最大规模的“煤改电”配套电网建设，累计改造供暖面积超3000万平方米，涉及石家庄、邢台、邯郸、沧州、保定等城乡居民用户超18万户。

经济性最优方案：

超低温热泵+光伏供暖

“太阳能取暖按照去年执行的‘煤改气’的补助标准，并且延伸了波谷段，现在界定谷段为20时至次日8时，谷段电价为0.15元/千瓦时，峰段则为0.35元/千瓦时。”根据河北省城乡住房建设厅3月最新下发的关于征求《河北省农村地区太阳能取暖试点实施方案》意见的函，省级财政在现有光伏上网电价(承德、张家口、唐山、秦皇岛二类地区为0.65元/千瓦时，其他三类地区为0.75元/千瓦时)的基础上补贴0.2元/千瓦时。

“值得注意的是，方案中每千瓦时补助0.2元，针对的是居民采暖用电而非补贴光伏上网电价。”董晓青认为之前一些媒体关于方案的解读存在不准确的地方。据了解，根据《方案》内容，河北省各区市要各选择1个不少于100户的村，采用“光伏+”或“光热+”取暖技术作为试点，以期通过科学试点示范，到2018年9月底前，形成可靠性好、性价比高、适宜推广、较为成熟的太阳能取暖解决方案。

以河北张家口市怀安县规划为例，在商务模式上，“光伏+取暖”主要采用“银行贷款+企业出资”、“政府补贴+农户出资”等模式。参照“电代煤”政策，除了采暖期居民用电可享受0.2元/千瓦时补贴外，辅助热源投资由政府和农户出资，政府按照投资的85%给予补贴，最高补贴7400元/户，由省和市县各承担1/2，其余由农户承担。

一些设计院提出四种供暖方案:分别是蓄热式散热器、超低温热泵+光伏供暖、太阳能+热泵+光伏以及小型生物质供暖炉供暖。河北能源工程设计有限公司曾对现有取暖方式做了一个方案比选供参考：假设每户安装5千瓦光伏，怀安县为二类资源地区，20年平均利用小时数为1260小时，光伏效率为83%，全额上网收益则为3396.82元/年，四种供暖方式20年末剩余利润则分别为0元、17436元、2936元、0元。综合看来，在有企业投资的情况下，“超低温热泵+光伏”供暖或为最佳供热方式。

“与传统取暖方式比较，“光伏+取暖”系统供热效率可呈倍数增加，而河北也正在成为“光伏+取暖”市场新的逐鹿之地。”英利“光伏+取暖”系统项目总工程师蔡春立认为。

国际能源网/光伏头条认为，治理雾霾终端能源是“太阳能”，要想真正意义上的治理雾霾，太阳能可以承载供暖、供热巨大能量的需求。近年来，太阳能采暖应用市场逐渐扩大，以下对来太阳能采暖案例进行投资收益分析。

光伏取暖四类七大案例

投资收益分析

一、太阳能户用建筑采暖应用

案例一：河北省“太阳能+多能互补采暖系统”

1、基本情况

2010至今，在河北省高邑县、固安县、涞水县、阜平县等9市、29县1080余户示范安装了“太阳能+”采暖系统。辅助能源有：电锅炉、生物质能(压块、颗粒)或清洁型煤、醇基液体燃料、燃气、空气源热泵等多种。

2、建筑概况

河北省农村主要是农户自建的住房，建筑面积100m2左右。多为370mm墙体，屋顶、墙体、门窗均无保温设计，建筑保温性能差。

3、系统组成

系统由太阳能集热器、保温水箱、辅助能源(清洁炉具)、供暖末端设备、洗浴设备、管路和控制设备等组成。设计保证太阳能贡献率为70%，余下30%(如阴天、雾霾天)由辅助能源补充供暖。因此集热器面积配比大，达到每百平方米建筑30m2以上。

工作原理是太阳能集热器将吸收的太阳能加热水存入保温水箱，通过供暖末端设备用于建筑供暖，当太阳能不能使保温水箱中水的温度达到供暖要求时，由辅助能源提供供热需求。

4、运行效果(据数据统计)

室内温度全部达到设计指标，用户可根据需要调节;用户可以自主调整和延长采暖期;

5、经济性(据数据统计)

①主能源是可再生能源，环境效益好，可节约社会环保治理费用;

②主能源免费，除+电模式以外，全部模式运行费用低于当地集中供暖费，符合居民用得起方针;不再需要长期年度补贴，推广阻力小;

③也是由于主能源是新能源，初装费较高，但5年的总费用已经低于和接近单辅助能源采暖的总费用。

6、运管机制

寿命期15年内包运行，保修期内免费，保修期过后收取管理费。相对集中区域(如整村)配备一个经过培训的服务人员。

案例二、内蒙古包头市幸福路1号街坊“太阳能+空气源+电加热”采暖系统

所在地冬季严寒，夏季炎热，昼夜温差大，无霜期较长，日照充足。全年日照时数2960小时。属于老旧建筑，保温性能差，采暖末端为明装老旧铸铁暖气片。

工作原理：系统由太阳能集热器、储热水箱、空气源热泵、缓冲水箱、电加热元件、铸铁暖气片等组成。能源利用优先顺序太阳能、空气源热泵、电。对该建筑提供采暖和生活热水需求。集热器面积配置达到25m2/100m2左右。

经济性分析：

初装费：6万元以内。运行费用：目前室内温度均保持在19-22℃之间。极端天气室外零下28℃。

最冷月平均每天采暖实际费用：0.43元/kWh×18kWh =7.74元;

采暖季日平均耗电量：9.5`11.2KWh;

一个采暖季预计采暖费用：747~867元;

采暖季每平方米采暖费用：7.5~8.7元。

二、带季节蓄热太阳能户用建筑采暖应用

案例三：河北经贸大学太阳能跨季节蓄热采暖及热水应用综合项目(水体蓄热)

项目采暖面积为8.3万m2，日用热水总量为121吨。采用横双排全玻璃真空管集热器1380组，铺设在14个宿舍楼楼面，共使用真空管6.9万支，总计集热面积1.16万m2，总储热水箱容量2万余吨，末端采用翅片式散热器采暖，集热器面积配置14m2/100m2左右。

项目初期投资：4000万元，不含室内采暖末端和室内管路，折合到每平米建筑481元。年节约天然气1000万元左右。

案例四、北京大兴榆垡镇刘家铺全村100户采用太阳能+地源热泵

工作原理：

系统由太阳能集热器、地源热泵、保温水箱、采暖末端、土壤换热器、循环泵、控制系统等组成。太阳能与地源热泵结合，春季与秋季太阳能集热器采集热量，加热热水，储存在水箱中，在保证生活热水的前提下，将多余热量通过地埋循环管储存在地下土壤中。夏季建筑物制冷产生的热量也通过地埋循环管被换入地下土壤中蓄存。全年收集的太阳热能，向地下土壤输送并蓄存，冬季利用地源热泵采暖供热，实现全年的热量平衡。

经济性：

项目初投入约400元/m2，包括设备与安装的所有费用;项目2012年投入运行。经过2013年冬季和2014年全年运行后，性能达到夏季27℃，冬季18℃;

第一年(2013年)冬季采暖开机时，地源侧供回水温度9-11℃。第二年(2014年)冬季采暖开机时，地源侧供回水温度13-15℃。100m2户均用电量：冬季3200kWh，夏季500kWh。全年运行费用低于5000kWh。

本项目是太阳能应用示范的又一种类型;初装费400元/m2，与案例一相当。项目特点是蓄热技术的应用，而且是季节性蓄热。

一年后地源回水温度提升了4℃的数据，初步表明了蓄热技术的效果，地源供回水温度的提高为热泵性能的提升创造了条件;项目的运行费用低于目前北京地区热泵采暖运行费30%以上，说明了项目经济性可以通过技术进步而改善。

三、太阳能公共建筑采暖应用

案例五、太阳能在公共建筑上的应用——山东省乐陵市云红小学采暖系统。

项目目属于公共建筑，只有白天的供暖需求，与太阳能供热时间十分匹配。该教学楼共计4层，采暖面积共计1907.79平方米。

监测数据分析：

正常晴天时，太阳能可以满足采暖8小时用热量，与设计指标吻合，说明该建筑保温较好;晴天系统运行费用主要是集热循环泵、采暖循环泵、控制系统的耗电。监测每天约50kWh，整个采暖季(120天)约6000kWh。

阴天或雾霾天需要启用热泵辅助，热泵匹配的为30P，监测每小时平均耗电为30千瓦时。此费用根据年度天气情况波动，若按18个阴天雾霾天计算，则整个采暖季热泵用电量为4320kWh。

合计：6000+4320=10320，整个采暖季用电10320kWh，10320kWh÷1908平米=5.4度电/平米，折合5.4度/平方米•每个采暖季，远低于城镇集中供暖价格。

农村有大量公共建筑，如养老院、卫生院、学校、村委会、公共服务中心等。

四、太阳能在其他建筑的采暖应用

案例六、内蒙古锡林郭勒盟蒙古包采暖系统

工作原理：

系统由太阳能集热器、集热水箱、储热水箱、采暖末端、控制系统等组成。

经济性分析：

监测数据显示为2017年2月5-11日，锡林浩特太蒙包室内温度的数据，基本上就在20℃上下浮动，温度振幅也符合人们生活舒服温度。通过一个冬季的运行测试，完全可以保证室内18℃以上，在最低气温时每天耗电量在5～10kWh，整个冬季大约40天时间需要电加热辅助采暖。

案例七、大连希奥特太阳能有限公司综合楼采暖制冷热水联供系统。

该项目建筑面积5120平方米，实现太阳能供热、采暖、制冷的联供系统，2011建成，2013年通过住建部鉴定，目前已稳定运行7年，2016年夏天日本矢崎专家考察后评价为中国太阳能低温制冷最佳工程。

项目总投资260万元，折合每平米507.8元，年运行电费73747元，折合每平米14.4元，使用寿命期20年，通过近几年技术进步，总投资可降为180万元，折合每平米350元，运行费用不变，经济性又进一步提高。

光伏采暖投资收益

典型案例深度剖析

受需求侧拉动，在集热器技术进步支撑下，近两年，太阳能供暖与辅助能源结合的采暖应用技术得到快速发展。河北、西藏、宁夏、甘肃、陕西、北京、辽宁和山东等地区中小型和户用系统太阳能采暖示范应用数量快速增加，效果得到政府和用户的广泛认可。

内蒙古一机集团的太阳能+空气能热泵采暖系统项目

一、工程概况

本项目为内蒙古一机集团的新能源改造项目，该工程位于一机集团一栋办公楼，位置远离城区，业主只能使用煤锅炉进行采暖，锅炉房卫生环境差，燃煤燃烧对室外环境造成严重污染;节能改造前每个采暖季能耗为1034208 (MJ)，耗电量为287280 kW•h。

项目所在地包头市位于蒙古高原的南端，濒临黄河、山地、平原三个地形区域，属太阳能资源介于二类至三类地区：全年日照时间总共2882.2小时;每天的集热时间8小时，一年300天的晴朗天气，阳光辐照量平均在1100W/m2。冬季最冷天是11月到1月，持续90天。 冬季采暖季共6个月，从10月15日开始到次年4月15日结束。

该项目共有4栋建筑需要采暖，为餐厅和办公室，建筑全部为一层搂，砖混结构，总计采暖面积约950㎡，改造前采用小型燃煤锅炉采暖，采暖末端为铸铁暖气片。

通过对该项目的改造，采用太阳能+空气源热泵相结合的采暖系统取缔燃煤锅炉，环保节能，系统全自动化控制，室内温度恒定18℃～22℃，不需要人工维护管理;建筑提供采暖及非采暖季生活热水需求。当连续阴雨天或恶劣天气条件下，太阳能收集热量不足以满足建筑采暖及热水需求时，由超低温空气源热泵提供建筑采暖及热水需求。室内采暖末端铸铁暖气片，设计水温70℃。改造后，一个采暖季耗电61560 kW•h。系统节能改造后节能率为78.6%。对采用清洁能源进行节能减排，大力推进清洁能源的应用具有推动作用，必将成为北方严寒寒冷地区冬季采用清洁能源采暖的经典案例和标杆工程。

二、设计参数

1、地理位置及气象数据

内蒙古包头市(地理坐标：东经109°83′，北纬40°65′)，属半干旱中温带大陆性季风气候。据《包头市2011年国民经济和社会发展统计公报》，全年平均气温为7.2℃，年平均风速1.2 m/s，年降水总量421.8mm，年日照时数2882.2小时。

2、辐照资料

辐照资料依据包头市气象资料，太阳辐照量资料如下：

表1：太阳辐照量表

采暖季日均辐照量：18.22MJ/(㎡·d)

3、基础水温(冷水计算温度)

根据用户提供数据，冷水计算温度为10℃。

4、采暖热负荷

根据现场勘察及实际计算得知，采暖热负荷为80W/㎡。

5、空间利用率

本项目空间利用率选取为100%。

6、太阳能保证率

由于建筑为后山靶场，远离城市管网，能源稀缺，从节约常规能源、系统投资效益方面考虑，太阳能保证率选取50%。

7、设计依据参数

表2：设计依据参数表

8、设计指标及设计思路：

(1)提供建筑面积为950㎡的餐厅、办公楼24小时采暖需求;

(2)非采暖季提供6000L/d的生活热水;

三、系统原理图

四、能效分析

1、对项目实施检测分析内容

(1)节能改造前用能情况：节能改造前能耗为每个采暖季1034208 (MJ)，耗电量为287280 kW·h。

(2)节能改造内容：拆除原来的煤炭锅炉及水设施，安装太阳能采暖与空气源热泵相结合的PLC全自动控制系统。

(3)节能改造产生的节能效果分析：

节能改造前，一个采暖季耗电287280 kW·h。

节能改造后，一个采暖季耗电61560 kW·h。

故系统节能改造产生的效果为：节能78.6%。

2、节能改造效益和投资回收期分析

改造前费用分析：一个采暖季耗电量为287280 kW·h，人民币244188元整(电费0.85元/ kW·h)。

静态回收期：经过计算可知，该系统回收期为2.8年。