基于平均发电成本的风电项目经济性分析

1、基于平均发电成本的风电项目经济性分析杨 昆1，肖 波1，魏 颖1，魏 哲2，田 廓3(1. 商丘供电公司，商丘 476100；2. 国网北京经济技术研究院，北京 100761；3. 华北电力大学，北京 102206)摘要：在分析风电项目资金成本、投资回收期、发电成本等经济评价要素的特性及其计算方法的基础上，提出了基于平均发电成本的风电项目经济性评价方法，并应用于中型与大型风电项目、海上风电场与陆上风电场项目的对比分析。实证分析结果表明，该方法在风电项目经济性评价中是有效的，大型风电项目比中型风电项目更具投资价值、海上风电场的长期经济效益优于陆上风电场。关键词：风电项目；投资；经济性分析；平均发

2、电成本中图分类号：TM614 文献标志码：BEconomic Analysis of the Wind Power Project Based on Average Power Generation CostYANG Kun1, XIAO Bo1, WEI Ying1, WEI Zhe2, TIAN Kuo3(1. Shangqiu power supply company, Shangqiu 476100,China; 2.State Power Economic Research Institute, Beijing 100761,China; 3. North China Electri

3、c Power University, Beijing 102206,China)Abstract: Based on the analysis of characteristics and calculating method of economic evaluation elements that included capital cost, payback period and power generation cost, put out an economic evaluation method which is based on the average power generatio

4、n cost, then applied to comparative analysis of medium-scale and large-scale wind power project , offshore wind farm and the land-based wind farm. Empirical analysis shown that this method is effected in wind power project economic evaluation, and the investment value of large-scale wind power proje

5、ct is more than medium-scale wind power project, the long-term economic benefits of offshore wind farm is better than Land-based wind farm.Key words: Wind Power Project; Investment; Economic Analysis; Average Power Generation Cost0 引言随着可再生能源的快速发展，风能因其资源丰富、成本相对其他可再生能源较低等优势，在政策驱动、商业利益诱使下，许多发电企业开始投资风电项

6、目。但是，在我国目前的能源投资环境下，风电产业基础薄弱，投资机遇与风险并存，风电投资者必须全面评价项目的经济性才能合理规避可能的决策风险。风力发电项目经济性的评价方法有净现值法、内部收益率法等常用的项目评价法1，以及实物期权、能源经济模型、学习曲线等前沿理论方法2-4。在项目的经济性分析中，风力发电成本一直是投资决策需要考虑的重要指标。已有研究成果一般把风力发电成本分为投资成本和运行成本2部分进行经济性分析5，但尚未给出综合的经济性分析方法。本文研究给出一种基于平均发电成本的综合性经济评价方法和思路，并将该方法应用于评价各类型风电项目的经济性。1 风电项目投资的经济评价内容风电项目的经济评价内

7、容包括资金成本、投资回收期、净现值、内部收益率、平均发电成本、现金流情况等。其中，资金成本和现金流是评价计算的基础；投资回收期、净现值、内部收益率、平均发电成本是项目经济性的评价指标。本文将重点论述资金成本、投资回收期、平均发电成本指标的特性及其在风电项目评价中的应用。1.1 资金成本风电项目筹集资金的一种重要的方式是银行贷款。通过银行贷款筹集资金后，必将产生一定时期内的还款行为，相应为还款期和还款额，每年的还款额也叫年金，作为年资金成本。其计算公式为：（1）式中：为每年的资金成本（用投资成本的百分比表示）；为年利率，；为资金的还款期，年。在不同利率的情况下，假设还款期固定，利率越高，年金越大

8、；假设年金相等，利率越高，还款期就越短。如图1所示。图1 不同利率下的年金与还款期1.2 投资回收期投资回收期（）是指用项目各年的净收入将全部投资回收所需的期限。投资回收期内投资成本变化关系如图2所示。图2 投资回收期内投资成本的变化随着项目收益的增加，投资回收期内投资成本被逐步收回，并在第10年净现值为0，表明该项目由现金流出转为现金流入，最后在第20年收回投资成本。运用投资回收期评价项目经济性，需要与同类项目的历史数据和投资者意愿确定的基准投资回收期相比较，判别准则是：若，则项目可以考虑接受；若，则项目应予以拒绝。1.3 平均发电成本风电项目成本可以从投资及运行2个方面进行分析。投资成本是

9、从投资的角度，着重于风电项目的投资回报分析，主要体现风电项目投资的经济性；运行成本是从运营的角度，从风电项目实际运行对经济、社会和环境带来的影响进行分析，主要体现风电的运行价值5。风电的投资成本主要来自于项目建设成本和运行维护费用。风电场建设成本包括由风电机组设备的购置、基础设施建设、风电机组安装调试、风电并网建设等工作产生的费用。风电机组的运行需要管理和维护，因而产生运行维护费，运行维护费一般取决于风电机组的性能、寿命及零配件价格，其支出相对固定。风电的运行成本包括折旧费、运行维护费、并网附加成本、税收。评价风电项目时的一项重要指标是平均发电成本，受发电量、初始投资、折旧率、各年的投资及运行

10、维护成本、折现率、投资回收期等因素的影响，结合投资成本和运行成本，可综合反映风电项目的经济性。其计算公式为：（2）式中：为经济寿命期内的发电成本；为投资的经济寿命期；为每年的能源产量，即发电量，由离地高度、风速及概率密度、风电机组叶轮轮毂高度、机组输出功率和额定功率等因素确定6；为初始投资；为折旧率，；为第年的成本；为折现率。在实际风电项目评价时，以平均发电成本的高低为判别原则比较项目优劣。2 实例分析本节分别对额定功率为500kW的中型风电机组、额定容量为1500kW的大型风电机组、额定容量为1500kW的海上风电场三者的平均发电成本进行计算，分析比较中型与大型风电项目的经济性，以及海上风电

11、场与陆上风电场的经济性。本文所使用数据为国外某风电项目数据的人民币折算值。2.1 陆上中型与大型风电项目的经济性比较假设2个陆上风电机组的外界条件相同，即海拔20m上年平均风速为5.5m/s，以银行利率为折现率，结合式（5）计算计划投资回收期分别为20年和10年的平均发电成本，数据及计算结果如表1、2所示。表1 中型（500kW）风电机组的发电成本估算成本项数值投资成本风电机组的出厂价格280万元基础建设、安装、融资成本84万元总投资成本364万元年成本运行维护费11.2万元投资回收期内融资费用（p=6%） 10年期（折旧率=13.59%）49.5万元 20年期（折旧率=8.72%）31.7万

12、元年发电量95万kW·h平均发电成本计划投资回收期为10年0.85元/(kW·h)计划投资回收期为20年0.45元/(kW·h)表2 大型（1500kW）风电机组的发电成本估算成本项数值投资成本风电机组的出厂价格980万元基础建设、安装、融资成本294万元总投资成本1274万元年成本运行维护费39.2万元投资回收期内融资费用（p=6%） 10年期（折旧率=13.59%）173.4万元 20年期（折旧率=8.72%）111.1万元年发电量350万kW·h平均发电成本计划投资回收期为10年0.81元/(kW·h)计划投资回收期为20年0.43元/(

13、kW·h)从表1和表2的计算结果可以看出，大型风电项目较中型风电项目而言，投资回收期内的平均发电成本更低。这是由于规模较小的风电场建设的配套输配电设施建设、道路建设、土地成本等分摊比例高。以上研究表明，大型风电项目更具备投资价值。即使大型风电项目的初始投资较高，但其年发电量较高，可以带来更大的效益。2.2 海上风电场与陆上风电场的经济性比较假设某海上风电场所在地的30m高度平均年风速为8.4m/s，海拔70m的平均风速为9m/s，以银行利率为折现率，结合式（5）计算计划投资回收期为20年的平均发电成本，数据及计算结果如表3所示。表3 海上风电场的发电成本估算成本项数值投资成本风电机组

14、的出厂价格163800万元项目发展和基础建设137690万元技术投资成本300790万元融资成本和附加成本（5%附加）15039.5万元总投资成本617319.5万元年成本运行维护费15039.5万元投资回收期内融资费用（p=6%） 20年期（折旧率=8.72%）26943万元年发电量7.68亿kW·h平均发电成本计划投资回收期为10年1.21元/(kW·h)计划投资回收期为20年0.72元/(kW·h)当前海上风电场面临的主要问题是使用海底电缆和建设风机的开发投资额巨大。从表1、2与表3的对比可知，海上风电场的初始投资成本和平均发电成本都高于陆上风电场，但是由于

15、海上风电场风速大且稳定、年发电量高，因此项目收益回报率高。加之未来风电技术的进步风电设备成本将逐步降低，长期来看，海上风电将更具备投资价值。3 结语我国现行定价制度下的风电价格还偏低，风电投资的经济性并不明显。但从长期来看，风电产业具有很好的发展潜力，因为随着风电规模的扩大，风电设备价格减低的空间还很大，风电项目投资的经济性有望得到明显改善。风力发电具备资源充足、用之不竭、分布广泛、无污染等特征，开发潜力巨大。采用正确的经济性评价方法有利于引导对风电项目的进行合理的投资。基于上述研究，得出以下结论：（1）基于平均发电成本的分析表明，在同样的地理环境下，大型风电项目较中小型风电项目的经济效益好，

16、更具有投资价值；在投资回收期相同的条件下，随着风电技术的进步，海上风电场将凸显其投资价值。（2）平均发电成本能够综合考虑初始总投资成本、运行维护成本、年发电量、投资回收期等因素对风电项目的经济性的影响。该方法不但可以用于多个项目的经济性优劣对比，而且可以比较风能发电与常规能源发电的发电成本水平。参考文献：1 傅家骥,仝允桓工业技术经济学M北京：清华大学出版社，19962 王文平,杨洪平.实物期权理论在风力发电项目投资决策中的应用J.电网与清洁能源,2008,24(08):42-463 徐丽萍,林俐.基于学习曲线的中国风力发电成本发展趋势分析J.电力科学与工程,2008,24(03):1-44 徐丽萍.基于能源经济模型的风力发电经济性分析D.北京：华北电力大学,20085 王正明,路正南.风电项目投资及其运行的经济性分析