在多种不确定性条件下，海上光伏发电的投资可行性研究：一种实物期权方法

《Journal of Cleaner Production》：Investment feasibility of offshore photovoltaics under multiple uncertainties: A real options approach

海上光伏投资可行性研究整合气候变化、市场机制和政策补贴不确定性，构建多维度实物期权模型分析山东沿海案例。研究表明机构选择主导价值提升120%，气候差异影响较小但空间异质性显著，碳价波动导致投资价值下降2.6-2.7倍，补贴政策影响低于1%。

　　本研究探讨了海上光伏（PV）项目的投资可行性，特别关注了气候、市场机制和政策补贴等多重不确定性因素对投资决策的影响。随着全球能源转型的加速推进，海上光伏作为一种可再生能源形式，正在成为沿海地区实现低碳目标的重要途径。研究采用高分辨率数据，结合中国山东省沿海地区的具体环境条件，构建了一个多维的实物期权模型，以动态视角评估投资价值和最佳进入时机。通过整合代表性浓度路径（RCP）气候情景、基于学习曲线的发电成本轨迹、电力和碳价的随机过程，以及阶段性财政补贴政策，该模型旨在揭示企业在不确定性环境下的最优投资策略。

研究结果表明，在低排放RCP2.6情景下，较低的气温和较高的近海风速显著提升了光伏组件的转换效率，而技术进步和规模效应则持续降低单位发电成本。定量分析显示，机构选择是影响投资价值的关键因素。与绿色电力证书（GECs）市场相比，中国核证减排量（CCER）市场能够使投资价值提升约120%，并提前约0.4年实现最佳进入时机。气候差异的影响相对有限，RCP2.6情景下的累计发电量比RCP8.5情景高出约0.8%，对应的进入价值提升约3.3%至4.0%，最佳投资时机也提前约0.3年。空间分析表明，滨州市、青岛市和威海市等城市在投资价值方面分别比山东省平均水平高出18%至25%，显示出显著的空间集聚优势。敏感性分析进一步表明，当碳价的漂移和波动显著上升时，投资价值会下降约2.6至2.7倍，进入时机则提前约2至3年；而学习曲线斜率每下降10%，投资价值会减少超过300%，进入时机则延迟约1年。相比之下，贴现率和财政补贴的变化对投资决策的影响较小。

海上光伏作为一种新兴的可再生能源形式，具有较低的土地依赖性、较强的环境适应性、更稳定的发电能力和与风能、潮汐能等其他海洋能源的协同潜力。这些优势使得海上光伏成为沿海地区调整能源结构的重要路径。然而，海上光伏的投资决策仍然面临多重不确定性，这些不确定性主要来源于技术和经济因素，以及制度和政策因素。在技术经济层面，太阳能辐射、温度和风速的波动直接影响光伏组件的效率，进而带来发电输出的不确定性。此外，海上建设环境复杂，具有更高的防腐蚀要求和更高的运维成本，使得海上光伏的单位建设成本通常超过陆上项目的两倍。高资本支出和不确定的产出导致现金流波动，增加了投资风险。这些不确定性不仅在中国存在，也是全球海上光伏投资面临的共同挑战，尤其是在海洋环境条件和技术成熟度差异较大的地区。

在制度和政策层面，2024年国家能源局禁止可再生能源项目同时参与绿色电力证书（GECs）和中国核证减排量（CCER）市场，迫使投资者在两者之间做出选择。这一政策限制减少了潜在收益，增加了选择交易渠道的不确定性。尽管山东省的陆上光伏已经实现了上网电价，但海上项目仍然依赖于地方财政支持。补贴金额和支付时间表的不明确性，使得实际操作中可能出现延迟或部分支付的情况。这些制度性不确定性削弱了投资者信心，进一步限制了项目的可行性。

尽管已有研究在可再生能源投资评估、海上光伏潜力分析和动态投资方法等方面取得了一定进展，但仍然存在三个研究空白。首先，很少有研究将气候、成本和制度性不确定性纳入统一框架进行分析。其次，大多数投资分析依赖于静态指标，如净现值（NPV）和平准化发电成本（LCOE），缺乏对投资灵活性和时机的动态视角。第三，针对中国沿海省份的实证分析较为有限，关键区域如山东省的不确定性尚未得到充分量化。这些研究空白限制了学术界对海上光伏经济性的理解，也削弱了政策设计的科学基础。

为了解决上述问题，本研究构建了一个整合的实物期权框架，将气候驱动的发电波动、基于学习曲线的平准化发电成本演变、工程成本调整、CCER和GECs价格过程，以及阶段性财政补贴政策纳入其中。研究采用最小二乘蒙特卡洛（LSMC）方法，动态识别山东省海上光伏投资在多重不确定性下的最佳进入时机和投资价值。同时，研究将可用海域面积细化到城市网格级别，以捕捉空间异质性，并通过敏感性分析探讨制度设计和补贴机制对投资决策的影响。研究目标包括揭示制度、气候和补贴因素在投资可行性中的相对作用，为企业提供更有力的决策支持，并为政府优化补贴政策和市场机制提供定量证据。

本研究的结构安排如下。第二部分回顾了相关文献并阐明了本研究的理论和方法论贡献。第三部分分析了技术和经济环境中的不确定性因素，并量化了关键参数。第四部分构建了实物期权模型，并详细说明了解决方案和数值方法。第五部分展示了整体和城市层面的实证结果，并报告了敏感性分析的结果。第六部分总结了主要发现、政策启示和未来研究方向。通过整合多重不确定性因素，本研究从动态决策的角度揭示了海上光伏投资的可行性机制，为沿海地区的能源转型提供了科学依据和决策支持。