LCOE——电力行业的专属定量指标

【作者简介】

Lisa Wei,CVA、CFA持证人,现就职于某央企海外新能源开发部门,六年投资工作经验,五年新能源行业估值投资经验,曾就职于世界500强能源类外企以及能源类央企,参与多个海内外新能源类项目投资,曾担任估值培训以及CFA培训讲师。


【听作者说】

作为CVA及CFA持证人,第一次听到LCOE指标时一脸懵,心想不能表现出自己的外行,便强装镇定,后经搜索发现,这个指标的计算方法五花八门,所幸找到了比较靠谱的参考信息,便建模分析LCOE到底算出来的是什么,于是有了下文。

「 详   解 」



LCOE是英文“Levelized Cost of Energy”的缩写,中文全称为“平准化度电成本”,一般以兆瓦时或千瓦时为单位。LCOE作为量化指标,最早被外国机构用于火电、水电、气电等传统能源项目的发电成本计算,之后拓展到新能源行业。


这个指标是将项目生命周期内的成本发电量按照一定折现率进行折现后,计算得到的发电成本,即项目生命周期内的总成本现值/总发电量现值,通常与电价进行对比,具有一定的指导意义。


计算公式如下:


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  • 期初建设成本:动态投资所有成本的现值;

  • 折旧抵税收益(累计现值):期初投资作为一次性投入,列在项目的成本中,而折旧不是现金支出,但是可以带来可抵税的收益,所以这部分收益可作为总投资成本中的减项处理;

  • 运维成本(累计现值):光伏、风电项目的运维费用比较简单,包括运营维护、保险、管理费用等。同样,运维成本作为一项税前费用,需减去所得税部分的影响;

  • 残值(现值):在项目实际运营结束后的残值的现值;

  • 发电量(累计现值):项目在运营期内发电量的累计现值。



LCOE与IRR的比较



IRR,内部收益率(Internal rate of return),同时考虑了项目寿命期内的收益(现金流入)与投资总额(现金流出),便于与行业基准的投资收益率进行对比;可以区分项目层面与股东层面的收益;可以根据项目的风险敞口不同,调整要求的内部收益率,通常来说,风险越高,要求达到的内部收益率标准就越高。根据现金流的情况可以一定程度地反映项目风险的独特性,可判断项目的收益质量、偿债能力等;但与LCOE相比,IRR的计算过程复杂很多。


LCOE,平准化度电成本(Levelized Cost of Energy),用于横向比较不同类型(如光伏、风电、火电等)发电项目的成本,以作为电价的参考;与IRR需要计算出整个项目周期的现金流,搭建完整的模型相比,LCOE的计算更为简单;不过LCOE仅适用于发电行业,若单独看LCOE这个数据,无法判断项目整体的收益情况。



LCOE的实际应用及与电价的关系


在实际工作中,不同机构在LCOE计算方法上始终有细微差别,使得一些项目在使用LCOE进行对比时会产生歧义,不正确的计算方式所对应的结果也失去原有的价值。本文通过一个简单的光伏项目财务模型,对比LCOE与电价的关系,发现二者之间的联系。


首先,LCOE计算公式没有考虑融资方面的假设,以一个无融资假设的项目的简单测算为例:假设投资一个100兆瓦的光伏项目;期初建设成本每瓦4元,总计4亿元;运维成本每年每瓦8分,年运维成本为800万元;年发电2000小时,即年发电量200GWh;70%的期初投资可用于固定资产折旧,折旧年限为25年,即每年折旧1120万元;残值占期初总投资的10%;企业所得税税率25%;折现率按照9%来计算。具体假设如下表:



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根据上述公式和9%的折现率去计算LCOE:

①期初建设成本为4亿元,②年折旧1120万元,25年折旧累计现值为1.1亿元,③年运维成本800万元,累计现值为7860万元,④项目残值4000万元,现值为460万元,⑤年发电量为200GWh,项目在运营期内的发电量的累计现值为1964.3GWh;计算得出LCOE为0.217元/千瓦时。具体的公式和计算如下图:



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以上模型用于了解计算过程,确认数字之间的关系,假设可以进一步细化,比如考虑光伏发电量的衰减,运维成本的递增等,假设调整后LCOE的结果会更精确,但并不会影响目前的计算过程。


单独看LCOE这个数值,反映了发电成本,但是LOCE跟电价的关系是什么呢?根据目前的假设进行简单的现金流计算,以9%的收益率为目标,采用Excel单变量求解的方式,反算出可以达到该收益率的电价为0.29元每度,计算过程如下表:


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通过计算发现,所得电价不同于LCOE,考虑LCOE是去除税费影响后的成本,将税率调整为0%后,LCOE会上升至0.29,与电价一致,或在电价(0.29元/度)中去除税费的影响,与(1-税率)做乘法后得0.217,与LCOE一致。由此可得,在这个简化模型中,当折现率与内部收益率相同时,LCOE等于税后电价。



LCOE的作用

  •  LCOE可用于收益率的复核



就一个项目的财务模型搭建而言,大型项目为了避免人为的错误,在预算充足的情况下,往往会请第三方机构单独对模型结果进行校对。但是对于规模相对较小的项目,使用LCOE进行校对不失为一个不错的选择,几乎覆盖了全部的技术假设,同时简单易计算。校对时需要注意的细节,将在下文「LCOE的局限性」详述。



  • LCOE可用于最优投资方案的选择



通过对比不同方案的LCOE,可以综合判断项目的建造成本与运维质量。在绿地项目收购中,项目的电价往往是通过PPA(Power Purchase Agreement,购电合同)锁定的,而项目的总造价、运维成本以及担保的电量则是需要确定的部分。根据设置的基准收益率要求,可推算如何配置EPC方、设备商、运维方可使LCOE低于除税费后的PPA电价,从而实现更高的收益率。同理,在投标项目中,电价就像短跑运动员的秒数一样,可谓分秒必争,直接使用LCOE作为电价的计算,未免颗粒度太大,但是LCOE已经覆盖了几乎全部的主要假设,通过对比LCOE可选出最优的技术方案。


与风险和收益率的关系相同,成本(EPC成本和运维费用)与发电量之间的关系是需要被综合考虑的,LCOE就像它们之间的系数。



  • 用于储能行业最优充放方案的选择



近两年,随着新能源发电占比的升高,大型储能也逐步进入商业阶段,LCOE作为电力行业的专属定量指标,也会对储能类项目决策提供帮助。结合储能的衰减特性,不同充放电方案所用电池寿命期不同,为满足功率曲线,后期可能需要更换一定比例的电池,这就意味着不同方案的总投资不同。用LCOE这种计算度电成本的方式,可以用于确定最优的充放电方案。


储能项目的逻辑与火电项目类似,充电成本就像燃料成本一样,好在充电的电费是度电单位成本,可以直接减掉,所以在LCOE中不用考虑充电成本,计算所得储能项目的LCOE可以与市场电价的峰谷价差进行比较,以判断盈利能力。



LCOE的局限性

  •  LCOE的计算未考虑项目融资


回顾LCOE计算公式,计算中没有考虑关于融资方面的假设,因此应采用全投资收益率(加权平均资本成本)作为计算LCOE折现率的参考。若项目在做决策时是参考股本金层面的收益率,则LCOE的可参考性就降低了,因为无法确定准确的折现率,且对单一项目来说,全寿命期的资本结构也是动态变化的。



  •  LCOE无法考虑税收优惠的影响


LCOE中对税率的处理隐藏了税率为固定值的假设,在实际操作中会有所限制。如考虑国内针对新能源项目的税收优惠政策(三免三减半)以及增值税的抵扣规定,LCOE的计算公式还需进一步调整,如果是海外某些国家的税收优惠是采用定量抵减额的方式,则在LCOE的计算中便无法包含这部分的税收优惠。



  •  LCOE仅可作为电的参考 


结合以上模型可知,LCOE可以作为税后电价的参考,但无法直接使用,因为电价的构成往往是复杂且波动的。目前新能源项目的发电收入大部分是基于PPA电价和市场电价。PPA的电价大多会随指数调整,且可能同时签署多个PPA,而市场电价则难以预测。随着电力市场的逐步成熟及新能源占比的上升,全球的市场电价波动愈发剧烈,个别项目或国家还存在容量电价或绿证收入,且会随电力市场情况调整。正是电价构成的复杂性,使得LCOE作为电价参考的可靠度有所下降。



新能源的发展还在路上,行业的蓬勃带来了挑战,也带领我们不断前行,期待远处的光芒万丈,雨过总会天晴,这样光伏板子就可以发更多的电了!


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