我国风力发电度电成本的分析与预测研究

1、我国风力发电度电成本的分析与预测研究李杰八、摘要：在国外相关研究成果基础上，提出了风力发电度电成本的定义。结合我国风力发电项目开发的实际情况，分析、预测2015年和2020年我国风力发电度电成本的发展趋势。从成本变化曲线分析，我国风电度电成本呈明显下降趋势，2015年风电将具备同火力发电上网竞争的实力。关键字：风力发电；度电成本；定义；预测Abstract:Onthebasisoftherelevantresearchresultsinforeigncountries,itisputforwardthedefinitionofthewindmillgenerationcostperkilowa

2、tthour.Itistoanalyzeandforecastthedevelopmentaltrendsofthecostofwindmillgenerationfrom2015to2020inourcountrybycombiningtheactualsituationofdevelopingwindmillgeneration.Beinganalyzedfromthecostchangecurve,thecostofourwindpowerakilowatthourisdecreasingobviously.Thewindpowerwillpossessthepowertocompete

3、withthermoelectricitypowergeneration.Keywords:Windpowergeneration；1kilowatthourcost；Definition；Forecast引言以风力发电为主的新能源是补充常规能源供给不足、保证能源持续安全供应的根本出路是从根本上减少环境污染、应对气候变化、改善生态环境的战略举措。为此，许多国家将开发利用新能源作为能源战略的重要组成部分，提出了明确的新能源发展目标。从去年全球金融危机爆发以来，我国政府推行积极的财政政策和适度宽松的货币政策，扩大基础设施投入规模，进行重点产业振兴，新能源再次成为扶持的重点。国家即将出台的新兴能源产

4、业发展规划，将风力发电作为未来重点发展的新能源产业之一，2020年风力发电总装机容量由原来规划的3000万kW调高至1亿kW以上。据世界风能理事会统计，2008年全球新增风电装机容量2706万kW,累计装机容量突破1.2亿kW,年均增长近30%。其中，我国2008年新增装机容量达到630万kW,累计装机容量高达1217万kW,位居全球第四位，连续3年每年增长率100%以上。毫无疑问,风力发电已成为最具规模、最具开发潜力的新兴能源之一。随着风电市场的迅猛发展,技术不断进步,风电成本显著下降。2000至2004年短短5年间,风电成本下降了约20%。近年来,国内外许多学者、研究机构结合风电市场发展形

5、势,针对风电成本进行了多项研究,取得了一些成果,对风电项目投资决策具有一定的参考价值。根据Riso（丹麦国家研究试验机构，2003）对丹麦境内风电机组所进行的评估，19811995年间风电成本由15.8欧分/kWh下降至5.7欧分/kWh，成本下降了2/3；2002年丹麦风电成本为4.04欧分/kWh，预计2010年下降至3欧分/kWh、2020年2.34欧分/kWh。根据欧洲风能协会（2008）对丹麦沿海陆地风电场的分析，随着技术进步、风力发电机组单机容量的增大以及成本规模效应，风力发电成本从20世纪80年代9.2欧分/kWh（单机容量95kW风机），下降至2006年5.3欧分/kWh（单机

6、容量2000kW风机），成本下降约40%；按2006年价格水平以及20072015年内每3年实现装机容量翻番的假设，预计2015年风力发电成本将降至4.35.0欧分/kWh。国内学者郑照宁、刘德顺等（2004）2利用GM（1，1）模型和学习曲线模型研究我国风电投资变化的趋势，比较了在资金有约束和无约束情景下风电投资成本的变化，指出风电进入商业化发展阶段时风电机组价格约占单位kW投资成本的50左右。张正敏、谢宏文和王白羽等（2001）3重点分析了风电电价的构成和影响因素。目前，国内很少有学者就我国风电发展的实际情况对风力发电成本的影响进行系统性分析和研究，也没有对风力发电度电成本给出统一的定义。

7、本文将在借鉴国外风电发电成本研究成果的基础上，结合我国风电项目投资开发实践，对风力发电成本进行定义，并在2009年价格水平下对2015和2020年的风力发电成本进行预测。风力发电度电成本的概念界定风力发电成本主要包括风电项目投资成本、运行维护成本和财务费用。众所周知，投资成本是由风电项目开发和建设期间的资本投入所形成的成本，主要包括：设备购置费用、建筑工程费用、安装工程费用、前期开发与土地征用等费用以及项目建设期利息，项目运营寿命期内以固定资产折旧来体现4。运行维护成本是在项目运营寿命期内为保证风机、电气等设备正常运行所发生的维护成本，主要包括：检修费用、备品备件购置费、保险费以及管理费用；财

8、务费用是由项目建设期间发生的长期贷款以及项目运营寿命期内发生的流动资金贷款所形成的利息成本，主要包括长期贷款利息和短期贷款利息。投资成本、运行维护成本和财务费用是在项目建设、运营等不同阶段发生的成本。投资成本同项目的装机容量大小密切相关，运行维护成本同风机设备性能密切相关，财务费用同贷款偿还期限以及利率高低密切相关。从财务会计的角度，以上3项成本共同构成了风电项目发电财务成本，且在一定程度上相互独立。但是，它们不仅不能反映项目单位产出（发电量）发生的成本，而且均没有反映项目所投入的资本金的成本，即机会成本。因此，本文在此提出一个综合性的成本来反映风力发电成本，即风力发电度电成本。风力发电度电成

9、本是指风电项目单位上网电量所发生的成本，不仅由折旧（固定资产投资所形成）、运行维护成本和财务费用以及税金等会计成本所决定，而且还受项目所占用的资本金的机会成本大小所影响。资本金的机会成本以资本金内部收益率（折现率）高低来体现。以我国某个北方风电项目为例，风力发电度电成本的构成因素如下：istill护J囲UJMwa；s*番憧報盘_图1：度电成本构成图欧洲风力发电度电成本现状欧洲风能协会2009年3月发布了一份分析报告风能经济性（TheEconomicsofWindEnergy）,该报告对欧洲风力发电项目的开发、建设和运营进行了全面分析1。欧洲风力发电度电成本影响因素风能经济性报告指出，影响风电项

10、目度电成本的关键因素有：项目投资，主要用于风电设备购置；风机安装成本；资本金成本，即折现率高低；运行维护成本；风机使用寿命；项目发电量、风资源状况以及电量损失；项目前期开发与规划成本。我国风力发电项目度电成本，同样也受这些关键因素影响。但是，与我国风电项目相比，欧洲项目的前期开发与规划成本明显偏高，尤其在某个区域开发的第1个风电项目，需要详细地开展项目环境影响评价，可能耗时长达数年甚至10年才能完成所需的评估和论证，导致前期开发成本占到项目总投资的5%10%。欧洲风力发电度电成本现状分析影响风力发电度电成本诸多因素中，风电机组的发电量是最重要的影响因素；而风电机组的发电量又由风电场所在地的风资

11、源状况决定。要进行风力发电度电成本分析，须对包括风资源状况在内的一系列影响因素进行适当的假设。风能经济性报告在分析风力发电度电成本时，主要采用如下假设条件：风机单机容量为1.52MW；项目平均投资成本为1225欧元/kW；项目寿命期内年平均运行维护成本为1.45欧分/kWh；项目寿命期20年;年折现率5%10%，年平均折现率为7.5%。按此假设条件，形成各种风资源状况下的度从图2可以看出，在低风速区域欧洲陆上风电项目度电成本为710欧分/kWh，在高风速沿海区域度电成本为56.5欧分/kWh,平均风力发电度电成本为7欧分/kWh左右。我国风力发电度电成本现状分析及其未来预测从全球新能源产业发展

12、趋势来看，风电已成为可再生能源中最具规模、最具开发潜力的新兴能源之一，风电电价呈下降趋势5，在我国也同样如此。十多年前建成的浙江省鹤顶山和括苍山风电场的上网电价高达1.20元/kWh,今年8月1日国家发改委发改价格20091906号文明确了IW资源区域标杆上网电价分别为0.51元/kWh、0.54元/kWh、0.58元/kWh、0.61元/kWh。与以前上网电价相比，目前上网电价总体呈下降趋势，主要由于技术进步使各项成本不断降低。我国风力发电度电成本现状由于我国风电产业发展时间较短等实际情况，风力发电度电成本除受本文2.1节所述因素影响外，还需考虑以下不确定性因素的影响：国产风机可利用率。据国

13、内主要风电开发企业分析，目前国产风机存在较高的故障率，性能也与国外风机有较大差距，这直接影响到风电设备的发电能力。例如，在某一风电场，如果折算到相同的叶轮扫风面积，国产风机的年发电量较同类机型的国外品牌风机低10%以上。项目实际允许上网电量。由于我国绝大部分风能资源丰富地区分布在地理位置比较偏远、电网接入条件欠发达的地方，远离用电负荷中心，电力系统调峰和调频能力不足，很难保证风力发电电量全额上网，电网限制风电场上网电量的情况短期内无法解决。我国国产化政策有利地推动了国产风电设备的技术进步。随着国内外风机厂家增加，竞争越来越激烈；同时，国内风机厂家不断消化、吸收国外风机技术，打破国外厂家关键技术

14、的垄断，不断改进国产风机设备性能，设备可利用率将不断提高，设备价格不断下降。备品备件国产化进程。随着国内风电设备产业链中各厂家不断消化、吸收国外先进技术，打破国外技术壁垒，实现关键备品备件国产化，其价格将明显下降，风电场维护成本也将呈现下降趋势。我国未来风力发电度电成本预测4.2.1假设条件结合我国风电产业发展现状，为科学合理地分析、预测国内风电项目成本，本文采用如下假设条件，见表1。序号内容单位参数描述备注1陆上风电场规模MW1002风电机组单机容量kW15003等效满负荷发电小时数h1700、1900、2100、2300、2500按照5种风资源状况分别分析4单位千瓦投资元/kW8000、9

15、000、10000按照3种投资状况分别分析5年折现率%8主要用于衡量项目自有资金占用的机会成本6运行维护成本分/kWh第一年第二年4分/kWh,第三年第十年8分/kWh,第十一年第二十10分/kWh。随着风电设备备品备件的国产化，年维护成本平均降低1%,截至2015年建设项目，运营期经营成本降低7%并维持不变。一般地，风电项目投产运行后，前两年风机由厂家保修，年维护成本很低，随着风机运行时间推移，年维护成本逐年增加。7发电量kWh随着国产风电设备技术不断进步，发电性能不断提咼，故障处理能力不断增强，2015年发电量提高10%;2020年发电量再提高5%。8投资成本万元随着国产风电设备技术不断进

16、步，设备成本不断降低，2015年投资成本降低7%；2020年投资成本再降低5%。4.2.2我国20092020年风力发电度电成本预测根据上述假设条件，按照项目国民经济评价方法建立风力发电度电成本预测模型，计算得出2009、2015和2020三个年度新建项目在上述对应的15种状况（5种风资源状况与3种投资状况）下的度电成本，并对每一年度的15种度电成本数据进行加权平均，得出该年度的度电成本，并依据这3年度电成本数据，用内插法估计计算出其它年度的度电成本；然后，将每一年度电成本用平滑的曲线相连，得出20092020年间风力发电度电成本预测曲线78，如图3所示。从图3可以看出，2009年新建陆上风电

17、项目的度电成本为0.524元/kWh,2015年为0.440.45元/kWh,2020年为0.410.42元/kWh,度电成本呈明显下降趋势。目前，上海市和浙江省等经济发达地区省级电网统一调度范围内，新投产、安装脱硫设备的燃煤机组（含热电联产机组）的上网电价分别为0.4019元/kWh和0.4060元/kWh。随着全球能源消耗逐步增加,化石能源供不应求的形势更加严峻,未来五年内火力发电成本必将延续近年来上涨的趋势,可以看出,从发电成本角度,2015年风电将具备同火力发电上网竞争的实力。5结论风力发电度电成本是反映风力发电成本的综合性指标，不仅由折旧(固定资产投资所形成)、运行维护成本和财务费用

18、以及税金等会计成本所决定，还受项目所占用资本金的机会成本大小所影响。根据我国风力发电项目开发的实际情况，分析、预测了2015和2020年风力发电度电成本，2015年新建陆上风电项目的度电成本在0.440.45元/kWh,2020年度电成本在0.410.42元/kWh,度电成本呈明显下降趋势。从发电成本角度，2015年风电将具备同火力发电上网竞争的实力。参考文献TheEuropeanWindEnergyAssociationTheEconomicsofWindEnergyR2009,3：28-69郑照宁,刘德顺.中国风电投资成本变化预测J中国电力，2004,7：77-80张正敏,，谢宏文，王白羽等风电电价分析与政策建议J.中国电力,2001,9：61-66.4孙涛，赵海翔冲洪等.全国风电场建设投资构成与分析J.中国电力,2003,4：6