风电场开发成本分析与管理初探

风电场开发成本分析与管理初探

许元军

许元军

中交第三航务工程局有限公司宁波分公司浙江宁波315000

摘要：本文首先说明了海上风电场的优势，然后对风电场的开发成本做了分析，最后详细阐述了风电场开发成本的管理措施。

关键词：风电场；开发成本；运行维护；材料；风机机型

一、海上风电场的优势

与陆上风电场相比，海上风电场优势明显。首先，因为海上的风资源更丰富，海上风电场的发电量比同容量、及同类型的陆上风电场大致高出50%以上。其次，陆上风电场经常因为土地补偿不足、生产生活干扰、生态环境破坏等问题而遭到公众的发对，而海上风电场对人们的生产、生活及环境影响相对少些，更适合项目开发。再次，当今世界，合理利用可再生能源已成为许多国家的重要开发项目，风能相对于其他可再生能源方案来说，风能可实现的技术潜力是非常大的。比如:在荷兰大陆架，风力发电的技术潜能大约是从15~60GW，然而在陆地上，最大限度只有13GW。

目前海上风电场的投资成本、运行成本和维护费用都比较高，经济效益依然比不上陆上风电场。陆上风电场产生的电能可以与最便宜的、来源于石油的电能相竞争，而海上风电场却需要大规模降低成本才能保持竞争力。海上风电场需要更高的投资成本，同时运行和维护所耗费的成本也比陆上风电场要高得多。因此，政策制订者、能源公司以及风机制造厂商必须了解海上风电场总的成本降低潜力和发展趋势，其中包括技术的发展程度及其实现时限。

二、风电场开发成本分析

（一）造价分析及度电成本

1、风电机组成本分项分析

近几年有许多关于风电机组成本分项分析的报告，但是制造商提供的真正原始成本分项资料很少，更多的是基于模型推算的结果。从不同研究报告得出的风电机组成本分项的比例偏差比较大。如果将这些不同研究的数据进行平均，所得结果是，叶片及轮毂占机组总成本的23%，塔筒占20%，齿轮箱占14%，发电机及电控系统占17%。但必须注意的是，不同种类风电机组的成本比例相差很大。

根据Hansen传动公司发布的过去3年的销售数据，其齿轮箱的销售从70欧元/千瓦提高到84欧元/千瓦，因此反推整个风电机组的成本为512~630欧元/千瓦（平均570欧元/千瓦）。同样，根据LM公司的营业额数据，叶片销售价为118欧元/千瓦，可以得到风电机组的成本（不包括质保期）为536~908欧元/千瓦（平均666欧元/千瓦）。

2、海上风电场总承包成本分项分析

表1是欧洲风能协会发表的基于Ris对Nysted和HornsRev风电场的分析而计算出的海上风电场分项成本。Nysted风电场使用重力基础支撑结构，而HornsRev风电场使用单桩基础支撑结构，但建设成本并没有太大差别。而欧洲风能协会也曾发表过另一份不同结果的报告（表2）。表3为国内海上风电项目分项成本的分析。

据2009年欧洲风能会议论文显示，Nysted/RodsandII海上风电场的重力基础造价为400欧元/千瓦，如果项目总承包的造价是2100欧元/千瓦时，则和表2中数据吻合。

通过比较，欧洲海上风电项目风机机组、基础的百分比与国内项目基本一致，分别约占50%、20%。变电站及电缆百分比比国内项目约高65%，分别约占16%、9.6%。其他项目百分比差别不大。

2、成本驱动因素

影响风电机组成本的因素很多，包括材料、容量以及较为敏感的离岸距离和水深等因素。另外，当风电机组的产量不断增加，生产将不断完善，这在设计机组时也需要考虑，同时经济和市场环境也将影响风电机组成本。

现就材料因素作简要分析，风电机组使用的材料很多，大致可以估算如下：

①塔筒、轮毂、齿轮箱和机舱底座，大约使用钢材150t/MW（根据所收集的数据）

②制造海上风电机组的单桩使用钢材300t/MW（30m水深）

③制造海上风电机组的重力基础使用400立方/MW混凝土和40t/MW钢材

④叶片需要的玻璃纤维增强材料10t/MW

⑤使用铜约4t左右（取决于发电机类型，根据发电机重量简单估算）

⑥陆上风电机组则需要150立方/MW混凝土。

原材料价格的波动会直接影响风电机组的成本和价格。

（二）运行维护成本

根据近年来的研究，列出典型的海上风电场维护成本（包括风电场的基础设施和常规风机设备等的维护成本）：

（1）预防性维护：0.003~0.009欧元/千瓦时

（2）消缺性维护：0.005~0.010欧元/千瓦时

需要指出的是，消缺性维护大约是预防性维护成本的两倍。原因在于一是安装海上风电设备需要使用吊装船等昂贵的辅助设备，二是其效益损失远大于陆上风电场（需要等待海况良好时进行维护）。分析显示，效益损失约为消缺性维护的50%~80%，而上述数据由于下列因素而导致很大的不确定性：

①风电机组的故障率、消缺性维护的需要；②大型海上吊装设备的价格波动；③海况不确定性；④离岸距离影响进退场时间；⑤其他运输方面的因素（库存、交货期、人员配备等）。

三、风电场开发成本管理措施

（一）风电场选址

风电场的选址是根据当地的风资源状况来决定的，风电场发电成本和风电场当地的风速是逆相关的关系。因此，风电运营商应根据当地平均风速作为主要依据，充分利用能够获得的数据资料，如风资源观测资料等，进行详细的分析再运用各种前期评价模型进行可行性分析后决定是否在该处建场，同时考虑土地征用成本、电力送出成本来综合决策选择低成本的地区建设风电场。

（二）风机机型选择

根据充分有效地利用资源、规模开发、降低单位工程造价的原则，充分考虑我国风资源和建设地址，对建设风电场的机组选型提出以下原则：通过风能资源评估，根据IEC61400-1的标准来确定风电场的类型等级；根据交通运输条件和安装条件，确定单机容量的范围；根据气候条件，确定几种备选的机型；对各备选机型及其配套费用作投资估算。其中风电机组的价格用最新的招标价格计算；计算各备选机型的度电成本、kW投资等指标；结合各备选机型的特征参数、结构特点、控制方式、成熟性、先进性、售后服务等进行综合的技术经济比较，确定机型。

（三）融资

1、债券融资

目前国内风电场绝大部分都是由大发电集团及其他国有大型电力企业投资建设的，项目公司应利用强大的股东背景，在母公司层面通过发行企业债来实现低成本融资。由于单个项目公司融资规模小，审批程序复杂，母公司可以将若干个项目公司打包参照中小企业集群集合模式来进行融资。

2、票据融资

风力发电项目公司由于具有很好的股东背景，因此银行对其的信誉等级评定较高。项目公司可以利用这一优势，在银行开具信用期长达一年的电子银行承兑汇票，通过这一方式结算给供应商。在这一年内，项目公司只需支付开票的手续费，而节约了大量的财务费用。

（四）资产证券化融资

ABS（Asset-BackedSecuritization，意为资产证券化）是项目融资的新方式。ABS融资是原始权益人将其特定资产产生的、未来一段时间内稳定的可预期收入转让给特殊用途公司（SPV），由SPV将这部分可预期收入证券化后，在国际国内证券市场上融资，给投资者带来预期收益的一种新型项目融资方式。由于风电企业具有稳定的现金流，因此符合该融资方式的要求，但目前国内资本市场对这一融资方式的实践较少，且监管部门缺乏政策支持，因此这一融资方式尚未能大规模推广。

参考文献

[1]陈金枫.陆上风电风机设备选型与运行经验[J].能源与环境.2012(05)

[2]李景文,厉一梅,杨凡,吴圣友,张戈.风电企业全寿命周期成本研究[J].山东电力技术.2012(02)