カナダの太陽光発電の経済学

出典: rec-cer.gc.ca

タイプ

損益分岐点コストは、次の 4 種類のアレイについて調査されました。

5 kW の住宅規模。家庭に電力を供給する屋上アレイをモデル化します。

200 kW の商業規模。大企業に電力を供給する中規模施設をモデル化します。

電力網に電力を供給する大規模施設をモデル化するための 50 MW の実用規模。

200 kW のコミュニティ規模。近隣やレクリエーション センターなどの市民の建物に電力を供給する中規模施設をモデル化します。重要なのは、この施設は非営利であると想定されており、これには税金が関係し、これがコミュニティ規模が商業規模とは別にモデル化される理由です。

敷地の選択と日射量

Natural Resources Canada のカナダ地名データベースは、コミュニティと考えられる場所を見つけるために使用されました。 各サイトの緯度と経度は、米国エネルギー省の全国太陽放射データベース (NSRDB) から地理的に最も近い典型的な気象年 (TMY) の日射量データをダウンロードするために使用されました。 ユーコン準州、ノースウェスト準州、およびヌナブト準州では、カナダ環境気候変動 (ECCC) のカナダ気象年エネルギー計算 (CWEC) データを使用して時間当たりの日照量を決定しましたが、これにより、調査できるコミュニティの数が制限されました。合計すると、21 546 個のコミュニティが調査されました。

したがって、コミュニティごとに、暦年の典型的な 1 時間ごとの日射量を利用して、太陽電池パネルへの入射光を計算することができ、空における太陽の位置は米国海洋大気庁の方程式から決定されました。最も近い CWEC アルベド データから推定されるように、反射光によるいくらかの増加が含まれていましたが、積雪のため冬季には軽度の電力損失が発生すると想定されました。汚れにより年間を通じて生産量が 5% 減少すると想定されました。同じ NSRDB データセットには時間ごとの気温が含まれており、これもモデルで使用されました。

アレイのパフォーマンス

パネル性能の NREL モデルから推定される、太陽放射照度の電力への変換を決定するために、一般的なソーラー パネルが使用されました。太陽光を最大限に受け取るために、パネルは真南に面していると想定されました。商用、コミュニティ、および実用規模のアレイのパネルの傾きは緯度マイナス 9 度でした。^脚注11屋上のパネルは 27 度傾いており、これはカナダの屋上の通常の傾きです。

住宅、商業、コミュニティ規模のアレイは固定マウントを備えていると想定されました (つまり、太陽が空を移動するときにパネルは回転しません)。実用規模のプロジェクトは 2 つの方法でモデル化されました。1 つは固定マウントを使用する方法、もう 1 つは単軸トラッカー (軸を中心に最大 90 度回転できる) を使用する方法です。アレイの入射角は、NREL 方程式を使用して推定されました。

早い日と遅い日のシェーディングには小さな損失が含まれています。配線 (AC および DC)、モジュールの不整合、および DC を AC に変換するためのインバーター損失による小さな損失も含まれています。電力会社規模のアレイの回線損失は、州の料金に基づいて州によって異なります。パネルのパフォーマンスは、プロジェクトの存続期間中、年間 0.5% ずつ低下すると想定されました。 NSRDB の時間ごとの温度を使用してパネルのパフォーマンスを調整しました。

資本コスト

設置コストは、2017 年の太陽光発電システムのコストに関する NREL の調査に基づいています。過去の傾向 (それぞれ現在、近い将来、低コストの将来) を使用して 2017 年のコストを 2018 年、2023 年、および 2028 年に予測することにより、3 つの価格設定シナリオが作成されました。米国の税金が取り除かれ、価値はカナダドルに換算され、カナダドル/米ドルの為替レートで換算されました。 3 つの価格設定シナリオは、業界と協議し、必要に応じて見積もりを調整した後、最終的に決定されました。 3 つのシナリオには、ハードウェア コスト (パネルやインバーターなど) とソフト コスト (設置と開発) が含まれます。

アレイは 25 年間続くと想定されました。すべてのタイプのアレイの寿命が半分になると、新しいインバータが設置されることが想定されていました。トラッカーを備えた実用規模のアレイの寿命の半分が経過すると、新しいトラッカーがインストールされることが想定されていました。 25 年の終わりに、修復のための追加の資本支出が適用されました。 25 年後のパネルの残存価値は元の価格の 25% でした。その他の機器の残存価値は15%と仮定しました。

実用規模の太陽電池アレイの土地コストは、カナダ統計局による各州の農地と建物の価値の推定に基づいています。^脚注13重要なのは、不動産需要が高かったため、一部の地域 (オンタリオ州南部やブリティッシュ コロンビア州のメインランド南部など) でコストが増加したことです。システムは既存の屋上または既に所有している土地に設置されるため、商業、コミュニティ、および住宅の土地コストはゼロと想定されました。

料金、送電費、運営費

分析には、実用規模の太陽光発電施設を送電システムに接続するための 2 つのシナリオが含まれています。1 つは州のオープンアクセス送電料金 (OATT) が適用された場合、もう 1 つは適用されていない場合で、料金コストと電力購入契約の経済性がどのように異なるかをよりよく理解するためです。独立した生産者から（または、大規模な事業規模のアレイが送電システムではなくローカルの配電システムで生産される場合）。発電がポートフォリオの一部であり、停電時のバックアップ発電の費用を支払う運転準備金サービスが、送電プロバイダーに料金を支払うのではなく、ポートフォリオから提供される場合、料金はここに示されているよりも低くなる可能性があります。

ユーコン準州、ノースウェスト準州、およびヌナブト準州では、北米市場向けに電力を生産していないため、現在関税がありません。ニューファンドランド・ラブラドール州は現在、OATTを開発中です。アルバータ州の料金は、Alberta Electric System Operator (AESO) の接続コスト、AESO の料金供給送電サービス、および 25 年間にわたる AESO の建設および発電機の出資額の推定に基づいています。

一方、維持費は 15 ドル/MW と想定されました。実用規模の太陽光発電を送電網に接続するための接続線の費用は、MW.h あたり 5 ドルと想定されました (10 km の回線と中規模の施設に基づいて)。

ファイナンス

ESPC は、プロジェクトの経済学をモデル化するためにプロジェクトの正味現在価値を推定します。 2017 年のカナダの太陽光発電の資本コストに基づいて、事業規模および地域規模の太陽光発電施設には 5.75% の名目割引率が使用されました。商用規模の施設は、以下に基づいて 5.81% の名目割引率を持つと想定されました。米国の全産業の加重平均資本コスト。 住宅規模の太陽光発電の名目割引率は 5% であると仮定しました。これは、住宅用システムが所有者の資金を節約することを目的としている場合、他の投資機会と比較して評価する必要があるためです (低コストの場合、年間収益率 5% が妥当であると考えられます)。 - 中リスクのバランスファンドへ）。インフレ率は 2% と仮定され、すべての費用は 2018 ドルで計算されます。

事業規模の農場の期待収益率は10%と仮定されました。それ以外の場合、商業、コミュニティ、および住宅システムの収益率は 0% であると想定されました。これらは利益志向のシステムではなく、コストの回収のみを期待しているためです。カナダの電力価格はインフレ率よりも速く上昇しているため、発電された電力の実質価値は、2010 年から 2017 年の年平均で年間 1.91% 増加すると想定されました (つまり、10 年間でエネルギー料金は 19.1 ドルになります)現在の実質価格より % 高く、25 年後にはエネルギー料金は現在の実質価格より 47.75% 高くなります)。それ以外の場合、電力部門が二酸化炭素排出量を削減するにつれて、高価な発電の追加をモデル化するために、時間の経過とともに価格が上昇することはありませんでした。

法人規模の施設に対する連邦および州の法人税率に基づいて、所得税が収益から差し引かれました。住宅規模の施設は、クレジットのためにグリッドに返された電力の価値に対して売上税を支払いました。これは、クレジットが適用される前の後月に消費された電力に対しても売上税が支払われるためです。地域規模の施設は非営利であると見なされていたため、所得税は支払われませんでした。商業規模の施設は、すべての電力が敷地内で消費されると想定されていたため、所得税は支払われませんでした。どのような種類のプロジェクトにも炭素税は適用されませんでした。

運営コスト、利息の支払い (60% の負債を想定)、および加速資本コスト引当金 (CCA)^脚注17公共事業規模の施設の所得税から控除されました。 CCA 控除は商業規模の施設には適用されませんでした。これは、すべての電力が施設内で消費されると想定されており、生成された電力に対して所得税が支払われなかったためです。住宅規模および商業規模のプロジェクトの場合、すべての資本コストに売上税が適用されました。実用規模のプロジェクトの場合、消費税は設備と設置にのみ適用されました。非営利であると想定されたコミュニティ規模のプロジェクトの資本コストには消費税は適用されませんでした。

時間当たりの料金設定

次の 2 つの価格設定シナリオが使用されました。

定額料金（つまり、時間ごとの変動なし）。多くの住宅、商業、地域の消費者は、電気料金を定額料金で支払います。均一料金設定は、「時間帯料金設定」との差が、時間帯料金設定によって得られるプレミアムを示すのに役立つため、公共事業規模の施設についても検討されました。

太陽光発電は、需要が最も高く電力の価値が最も高まる日中に発電するため、時間帯による価格設定が行われます。時間帯による価格設定は、事業規模を含めた太陽光発電プロジェクトが獲得するプレミアムを示すのに役立ちます。一方、各州では、電力会社が時間帯ごとに消費量を測定し、時間帯料金を消費量に適用できるように、家庭や企業へのスマートメーターの導入が増えている。

時間帯の価格設定をモデル化するために、典型的なオフピーク、ミッドピーク、オンピークの価格割引とプレミアムは、時間帯価格と平均価格、冬期と夏の日の日次価格、および卸売価格と住宅価格を比較することによって決定されました。 -価格ベース。ただし、これらの推定を行うための卸売市場があるのは 2 つの州 (オンタリオ州とアルバータ州) だけです。一方、時間帯別住宅料金を設定しているのはオンタリオ州とノバスコシア州だけです。したがって、データが不足しているため、一部の州の時間当たりの割引や割増料金が他の州にも適用されました。

重要なことは、カナダの電力構成への太陽光発電の普及が進んでいることにより、日中の保険料が低下し、一日の価格のピークが平坦化すると予想されることです。したがって、この分析は太陽光の透過率が低い場合のみ考慮する必要があります。

現場での消費

各州の住宅の電力需要は、少なくとも全国平均であると仮定されました。^脚注18全国平均よりも住宅消費量が多い州は、その州の推定値を使用しました。太陽光発電により、給湯器やストーブなどの一部の家電製品の電化が促進され、エアコンなどの他の電化製品が追加される可能性があるため、州は全国平均に引き上げられました。

住宅消費を超過した住宅用アレイからの発電は、クレジットとして送電網に戻されると想定され、そのクレジットは、太陽電池アレイがそれほど多くの電力を生産していない場合（例：冬。クレジットの値は、各州の現在の変動エネルギー料金の推定に基づいており、時間帯のシナリオにおける時間ごとの割引と割増料金によって修正されました。

商業施設とコミュニティ施設は、発電した電力をすべて消費すると想定されていました。公共事業規模のプロジェクトは、オンサイトでの消費がないと仮定されました (つまり、消費は運営コストで賄われます)。

同等の電気料金

住宅規模の太陽光発電の比較可能な電力価格は、州および準州の電力会社および電力会社が公表する住宅用エネルギー料金およびその他の変動料金から決定されました。オンタリオ州とアルバータ州では、複数の都市の平均をとって比較可能な電気料金を決定しました。これらの料金には固定料金は含まれていません。固定料金は、電気をどれだけ消費しても、すべての請求書で同じ料金となります。したがって、地方電力会社から家庭用電力を購入する場合、ここに示されている金額よりもわずかに高くなります。

商業規模の電力需要は部門ごとに非常に異なるため、マニトバ水力発電とケベック水力発電の電気料金調査の推定値は各州の平均化されました。ピーク需要が 500 kW の場合、毎月 200 MW.h の電力が想定されます。また、変革は公益事業が所有するものであると想定されました。地域については、地元の電力会社によって公表されたエネルギー料金が使用されました。

電力会社規模のプロジェクトでは、卸売市場がある唯一の 2 つの州であるオンタリオ州とアルバータ州の同等の電力価格として、平均年間卸電力価格が使用されました。それ以外の場合は、再販業者料金または大規模な業界のエネルギー料金が使用されました。これは、これらが卸売価格の次善の推定値となるためですが、それでも実際の発電コストよりも高くなる可能性があります。