我國(guó)風(fēng)力發(fā)電度電成本的分析與預(yù)測(cè)研究

1、我國(guó)風(fēng)力發(fā)電度電成本的分析與預(yù)測(cè)研究李杰八、摘要：在國(guó)外相關(guān)研究成果基礎(chǔ)上，提出了風(fēng)力發(fā)電度電成本的定義。結(jié)合我國(guó)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的實(shí)際情況，分析、預(yù)測(cè)2015年和2020年我國(guó)風(fēng)力發(fā)電度電成本的發(fā)展趨勢(shì)。從成本變化曲線(xiàn)分析，我國(guó)風(fēng)電度電成本呈明顯下降趨勢(shì)，2015年風(fēng)電將具備同火力發(fā)電上網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。關(guān)鍵字：風(fēng)力發(fā)電；度電成本；定義；預(yù)測(cè)Abstract:Onthebasisoftherelevantresearchresultsinforeigncountries,itisputforwardthedefinitionofthewindmillgenerationcostperkilowa

2、tthour.Itistoanalyzeandforecastthedevelopmentaltrendsofthecostofwindmillgenerationfrom2015to2020inourcountrybycombiningtheactualsituationofdevelopingwindmillgeneration.Beinganalyzedfromthecostchangecurve,thecostofourwindpowerakilowatthourisdecreasingobviously.Thewindpowerwillpossessthepowertocompete

3、withthermoelectricitypowergeneration.Keywords:Windpowergeneration；1kilowatthourcost；Definition；Forecast引言以風(fēng)力發(fā)電為主的新能源是補(bǔ)充常規(guī)能源供給不足、保證能源持續(xù)安全供應(yīng)的根本出路是從根本上減少環(huán)境污染、應(yīng)對(duì)氣候變化、改善生態(tài)環(huán)境的戰(zhàn)略舉措。為此，許多國(guó)家將開(kāi)發(fā)利用新能源作為能源戰(zhàn)略的重要組成部分，提出了明確的新能源發(fā)展目標(biāo)。從去年全球金融危機(jī)爆發(fā)以來(lái)，我國(guó)政府推行積極的財(cái)政政策和適度寬松的貨幣政策，擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)施投入規(guī)模，進(jìn)行重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)振興，新能源再次成為扶持的重點(diǎn)。國(guó)家即將出臺(tái)的新興能源產(chǎn)

4、業(yè)發(fā)展規(guī)劃，將風(fēng)力發(fā)電作為未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)之一，2020年風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量由原來(lái)規(guī)劃的3000萬(wàn)kW調(diào)高至1億kW以上。據(jù)世界風(fēng)能理事會(huì)統(tǒng)計(jì)，2008年全球新增風(fēng)電裝機(jī)容量2706萬(wàn)kW,累計(jì)裝機(jī)容量突破1.2億kW,年均增長(zhǎng)近30%。其中，我國(guó)2008年新增裝機(jī)容量達(dá)到630萬(wàn)kW,累計(jì)裝機(jī)容量高達(dá)1217萬(wàn)kW,位居全球第四位，連續(xù)3年每年增長(zhǎng)率100%以上。毫無(wú)疑問(wèn),風(fēng)力發(fā)電已成為最具規(guī)模、最具開(kāi)發(fā)潛力的新興能源之一。隨著風(fēng)電市場(chǎng)的迅猛發(fā)展,技術(shù)不斷進(jìn)步,風(fēng)電成本顯著下降。2000至2004年短短5年間,風(fēng)電成本下降了約20%。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者、研究機(jī)構(gòu)結(jié)合風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展形

5、勢(shì),針對(duì)風(fēng)電成本進(jìn)行了多項(xiàng)研究,取得了一些成果,對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目投資決策具有一定的參考價(jià)值。根據(jù)Riso（丹麥國(guó)家研究試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，2003）對(duì)丹麥境內(nèi)風(fēng)電機(jī)組所進(jìn)行的評(píng)估，19811995年間風(fēng)電成本由15.8歐分/kWh下降至5.7歐分/kWh，成本下降了2/3；2002年丹麥風(fēng)電成本為4.04歐分/kWh，預(yù)計(jì)2010年下降至3歐分/kWh、2020年2.34歐分/kWh。根據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)（2008）對(duì)丹麥沿海陸地風(fēng)電場(chǎng)的分析，隨著技術(shù)進(jìn)步、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量的增大以及成本規(guī)模效應(yīng)，風(fēng)力發(fā)電成本從20世紀(jì)80年代9.2歐分/kWh（單機(jī)容量95kW風(fēng)機(jī)），下降至2006年5.3歐分/kWh（單機(jī)

6、容量2000kW風(fēng)機(jī)），成本下降約40%；按2006年價(jià)格水平以及20072015年內(nèi)每3年實(shí)現(xiàn)裝機(jī)容量翻番的假設(shè)，預(yù)計(jì)2015年風(fēng)力發(fā)電成本將降至4.35.0歐分/kWh。國(guó)內(nèi)學(xué)者鄭照寧、劉德順等（2004）2利用GM（1，1）模型和學(xué)習(xí)曲線(xiàn)模型研究我國(guó)風(fēng)電投資變化的趨勢(shì)，比較了在資金有約束和無(wú)約束情景下風(fēng)電投資成本的變化，指出風(fēng)電進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展階段時(shí)風(fēng)電機(jī)組價(jià)格約占單位kW投資成本的50左右。張正敏、謝宏文和王白羽等（2001）3重點(diǎn)分析了風(fēng)電電價(jià)的構(gòu)成和影響因素。目前，國(guó)內(nèi)很少有學(xué)者就我國(guó)風(fēng)電發(fā)展的實(shí)際情況對(duì)風(fēng)力發(fā)電成本的影響進(jìn)行系統(tǒng)性分析和研究，也沒(méi)有對(duì)風(fēng)力發(fā)電度電成本給出統(tǒng)一的定義。

7、本文將在借鑒國(guó)外風(fēng)電發(fā)電成本研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)風(fēng)電項(xiàng)目投資開(kāi)發(fā)實(shí)踐，對(duì)風(fēng)力發(fā)電成本進(jìn)行定義，并在2009年價(jià)格水平下對(duì)2015和2020年的風(fēng)力發(fā)電成本進(jìn)行預(yù)測(cè)。風(fēng)力發(fā)電度電成本的概念界定風(fēng)力發(fā)電成本主要包括風(fēng)電項(xiàng)目投資成本、運(yùn)行維護(hù)成本和財(cái)務(wù)費(fèi)用。眾所周知，投資成本是由風(fēng)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和建設(shè)期間的資本投入所形成的成本，主要包括：設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用、建筑工程費(fèi)用、安裝工程費(fèi)用、前期開(kāi)發(fā)與土地征用等費(fèi)用以及項(xiàng)目建設(shè)期利息，項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)壽命期內(nèi)以固定資產(chǎn)折舊來(lái)體現(xiàn)4。運(yùn)行維護(hù)成本是在項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)壽命期內(nèi)為保證風(fēng)機(jī)、電氣等設(shè)備正常運(yùn)行所發(fā)生的維護(hù)成本，主要包括：檢修費(fèi)用、備品備件購(gòu)置費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)以及管理費(fèi)用；財(cái)

8、務(wù)費(fèi)用是由項(xiàng)目建設(shè)期間發(fā)生的長(zhǎng)期貸款以及項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)壽命期內(nèi)發(fā)生的流動(dòng)資金貸款所形成的利息成本，主要包括長(zhǎng)期貸款利息和短期貸款利息。投資成本、運(yùn)行維護(hù)成本和財(cái)務(wù)費(fèi)用是在項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)營(yíng)等不同階段發(fā)生的成本。投資成本同項(xiàng)目的裝機(jī)容量大小密切相關(guān)，運(yùn)行維護(hù)成本同風(fēng)機(jī)設(shè)備性能密切相關(guān)，財(cái)務(wù)費(fèi)用同貸款償還期限以及利率高低密切相關(guān)。從財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)的角度，以上3項(xiàng)成本共同構(gòu)成了風(fēng)電項(xiàng)目發(fā)電財(cái)務(wù)成本，且在一定程度上相互獨(dú)立。但是，它們不僅不能反映項(xiàng)目單位產(chǎn)出（發(fā)電量）發(fā)生的成本，而且均沒(méi)有反映項(xiàng)目所投入的資本金的成本，即機(jī)會(huì)成本。因此，本文在此提出一個(gè)綜合性的成本來(lái)反映風(fēng)力發(fā)電成本，即風(fēng)力發(fā)電度電成本。風(fēng)力發(fā)電度電成

9、本是指風(fēng)電項(xiàng)目單位上網(wǎng)電量所發(fā)生的成本，不僅由折舊（固定資產(chǎn)投資所形成）、運(yùn)行維護(hù)成本和財(cái)務(wù)費(fèi)用以及稅金等會(huì)計(jì)成本所決定，而且還受項(xiàng)目所占用的資本金的機(jī)會(huì)成本大小所影響。資本金的機(jī)會(huì)成本以資本金內(nèi)部收益率（折現(xiàn)率）高低來(lái)體現(xiàn)。以我國(guó)某個(gè)北方風(fēng)電項(xiàng)目為例，風(fēng)力發(fā)電度電成本的構(gòu)成因素如下：istill護(hù)J囲UJMwa；s*番憧報(bào)盤(pán)_圖1：度電成本構(gòu)成圖歐洲風(fēng)力發(fā)電度電成本現(xiàn)狀歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)2009年3月發(fā)布了一份分析報(bào)告風(fēng)能經(jīng)濟(jì)性（TheEconomicsofWindEnergy）,該報(bào)告對(duì)歐洲風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)進(jìn)行了全面分析1。歐洲風(fēng)力發(fā)電度電成本影響因素風(fēng)能經(jīng)濟(jì)性報(bào)告指出，影響風(fēng)電項(xiàng)

10、目度電成本的關(guān)鍵因素有：項(xiàng)目投資，主要用于風(fēng)電設(shè)備購(gòu)置；風(fēng)機(jī)安裝成本；資本金成本，即折現(xiàn)率高低；運(yùn)行維護(hù)成本；風(fēng)機(jī)使用壽命；項(xiàng)目發(fā)電量、風(fēng)資源狀況以及電量損失；項(xiàng)目前期開(kāi)發(fā)與規(guī)劃成本。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目度電成本，同樣也受這些關(guān)鍵因素影響。但是，與我國(guó)風(fēng)電項(xiàng)目相比，歐洲項(xiàng)目的前期開(kāi)發(fā)與規(guī)劃成本明顯偏高，尤其在某個(gè)區(qū)域開(kāi)發(fā)的第1個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目，需要詳細(xì)地開(kāi)展項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)，可能耗時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)年甚至10年才能完成所需的評(píng)估和論證，導(dǎo)致前期開(kāi)發(fā)成本占到項(xiàng)目總投資的5%10%。歐洲風(fēng)力發(fā)電度電成本現(xiàn)狀分析影響風(fēng)力發(fā)電度電成本諸多因素中，風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量是最重要的影響因素；而風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量又由風(fēng)電場(chǎng)所在地的風(fēng)資

11、源狀況決定。要進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電度電成本分析，須對(duì)包括風(fēng)資源狀況在內(nèi)的一系列影響因素進(jìn)行適當(dāng)?shù)募僭O(shè)。風(fēng)能經(jīng)濟(jì)性報(bào)告在分析風(fēng)力發(fā)電度電成本時(shí)，主要采用如下假設(shè)條件：風(fēng)機(jī)單機(jī)容量為1.52MW；項(xiàng)目平均投資成本為1225歐元/kW；項(xiàng)目壽命期內(nèi)年平均運(yùn)行維護(hù)成本為1.45歐分/kWh；項(xiàng)目壽命期20年;年折現(xiàn)率5%10%，年平均折現(xiàn)率為7.5%。按此假設(shè)條件，形成各種風(fēng)資源狀況下的度從圖2可以看出，在低風(fēng)速區(qū)域歐洲陸上風(fēng)電項(xiàng)目度電成本為710歐分/kWh，在高風(fēng)速沿海區(qū)域度電成本為56.5歐分/kWh,平均風(fēng)力發(fā)電度電成本為7歐分/kWh左右。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電度電成本現(xiàn)狀分析及其未來(lái)預(yù)測(cè)從全球新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展

12、趨勢(shì)來(lái)看，風(fēng)電已成為可再生能源中最具規(guī)模、最具開(kāi)發(fā)潛力的新興能源之一，風(fēng)電電價(jià)呈下降趨勢(shì)5，在我國(guó)也同樣如此。十多年前建成的浙江省鶴頂山和括蒼山風(fēng)電場(chǎng)的上網(wǎng)電價(jià)高達(dá)1.20元/kWh,今年8月1日國(guó)家發(fā)改委發(fā)改價(jià)格20091906號(hào)文明確了IW資源區(qū)域標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)分別為0.51元/kWh、0.54元/kWh、0.58元/kWh、0.61元/kWh。與以前上網(wǎng)電價(jià)相比，目前上網(wǎng)電價(jià)總體呈下降趨勢(shì)，主要由于技術(shù)進(jìn)步使各項(xiàng)成本不斷降低。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電度電成本現(xiàn)狀由于我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)間較短等實(shí)際情況，風(fēng)力發(fā)電度電成本除受本文2.1節(jié)所述因素影響外，還需考慮以下不確定性因素的影響：國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)可利用率。據(jù)國(guó)

13、內(nèi)主要風(fēng)電開(kāi)發(fā)企業(yè)分析，目前國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)存在較高的故障率，性能也與國(guó)外風(fēng)機(jī)有較大差距，這直接影響到風(fēng)電設(shè)備的發(fā)電能力。例如，在某一風(fēng)電場(chǎng)，如果折算到相同的葉輪掃風(fēng)面積，國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)的年發(fā)電量較同類(lèi)機(jī)型的國(guó)外品牌風(fēng)機(jī)低10%以上。項(xiàng)目實(shí)際允許上網(wǎng)電量。由于我國(guó)絕大部分風(fēng)能資源豐富地區(qū)分布在地理位置比較偏遠(yuǎn)、電網(wǎng)接入條件欠發(fā)達(dá)的地方，遠(yuǎn)離用電負(fù)荷中心，電力系統(tǒng)調(diào)峰和調(diào)頻能力不足，很難保證風(fēng)力發(fā)電電量全額上網(wǎng)，電網(wǎng)限制風(fēng)電場(chǎng)上網(wǎng)電量的情況短期內(nèi)無(wú)法解決。我國(guó)國(guó)產(chǎn)化政策有利地推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)風(fēng)電設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步。隨著國(guó)內(nèi)外風(fēng)機(jī)廠家增加，競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈；同時(shí)，國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)廠家不斷消化、吸收國(guó)外風(fēng)機(jī)技術(shù)，打破國(guó)外廠家關(guān)鍵技術(shù)

14、的壟斷，不斷改進(jìn)國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)設(shè)備性能，設(shè)備可利用率將不斷提高，設(shè)備價(jià)格不斷下降。備品備件國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。隨著國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈中各廠家不斷消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，打破國(guó)外技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵備品備件國(guó)產(chǎn)化，其價(jià)格將明顯下降，風(fēng)電場(chǎng)維護(hù)成本也將呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。我國(guó)未來(lái)風(fēng)力發(fā)電度電成本預(yù)測(cè)4.2.1假設(shè)條件結(jié)合我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，為科學(xué)合理地分析、預(yù)測(cè)國(guó)內(nèi)風(fēng)電項(xiàng)目成本，本文采用如下假設(shè)條件，見(jiàn)表1。序號(hào)內(nèi)容單位參數(shù)描述備注1陸上風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模MW1002風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量kW15003等效滿(mǎn)負(fù)荷發(fā)電小時(shí)數(shù)h1700、1900、2100、2300、2500按照5種風(fēng)資源狀況分別分析4單位千瓦投資元/kW8000、9

15、000、10000按照3種投資狀況分別分析5年折現(xiàn)率%8主要用于衡量項(xiàng)目自有資金占用的機(jī)會(huì)成本6運(yùn)行維護(hù)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。隨著風(fēng)電設(shè)備備品備件的國(guó)產(chǎn)化，年維護(hù)成本平均降低1%,截至2015年建設(shè)項(xiàng)目，運(yùn)營(yíng)期經(jīng)營(yíng)成本降低7%并維持不變。一般地，風(fēng)電項(xiàng)目投產(chǎn)運(yùn)行后，前兩年風(fēng)機(jī)由廠家保修，年維護(hù)成本很低，隨著風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間推移，年維護(hù)成本逐年增加。7發(fā)電量kWh隨著國(guó)產(chǎn)風(fēng)電設(shè)備技術(shù)不斷進(jìn)步，發(fā)電性能不斷提咼，故障處理能力不斷增強(qiáng)，2015年發(fā)電量提高10%;2020年發(fā)電量再提高5%。8投資成本萬(wàn)元隨著國(guó)產(chǎn)風(fēng)電設(shè)備技術(shù)不斷進(jìn)

16、步，設(shè)備成本不斷降低，2015年投資成本降低7%；2020年投資成本再降低5%。4.2.2我國(guó)20092020年風(fēng)力發(fā)電度電成本預(yù)測(cè)根據(jù)上述假設(shè)條件，按照項(xiàng)目國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法建立風(fēng)力發(fā)電度電成本預(yù)測(cè)模型，計(jì)算得出2009、2015和2020三個(gè)年度新建項(xiàng)目在上述對(duì)應(yīng)的15種狀況（5種風(fēng)資源狀況與3種投資狀況）下的度電成本，并對(duì)每一年度的15種度電成本數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均，得出該年度的度電成本，并依據(jù)這3年度電成本數(shù)據(jù)，用內(nèi)插法估計(jì)計(jì)算出其它年度的度電成本；然后，將每一年度電成本用平滑的曲線(xiàn)相連，得出20092020年間風(fēng)力發(fā)電度電成本預(yù)測(cè)曲線(xiàn)78，如圖3所示。從圖3可以看出，2009年新建陸上風(fēng)電

17、項(xiàng)目的度電成本為0.524元/kWh,2015年為0.440.45元/kWh,2020年為0.410.42元/kWh,度電成本呈明顯下降趨勢(shì)。目前，上海市和浙江省等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)省級(jí)電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度范圍內(nèi)，新投產(chǎn)、安裝脫硫設(shè)備的燃煤機(jī)組（含熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組）的上網(wǎng)電價(jià)分別為0.4019元/kWh和0.4060元/kWh。隨著全球能源消耗逐步增加,化石能源供不應(yīng)求的形勢(shì)更加嚴(yán)峻,未來(lái)五年內(nèi)火力發(fā)電成本必將延續(xù)近年來(lái)上漲的趨勢(shì),可以看出,從發(fā)電成本角度,2015年風(fēng)電將具備同火力發(fā)電上網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。5結(jié)論風(fēng)力發(fā)電度電成本是反映風(fēng)力發(fā)電成本的綜合性指標(biāo)，不僅由折舊(固定資產(chǎn)投資所形成)、運(yùn)行維護(hù)成本和財(cái)務(wù)費(fèi)用

18、以及稅金等會(huì)計(jì)成本所決定，還受項(xiàng)目所占用資本金的機(jī)會(huì)成本大小所影響。根據(jù)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的實(shí)際情況，分析、預(yù)測(cè)了2015和2020年風(fēng)力發(fā)電度電成本，2015年新建陸上風(fēng)電項(xiàng)目的度電成本在0.440.45元/kWh,2020年度電成本在0.410.42元/kWh,度電成本呈明顯下降趨勢(shì)。從發(fā)電成本角度，2015年風(fēng)電將具備同火力發(fā)電上網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。參考文獻(xiàn)TheEuropeanWindEnergyAssociationTheEconomicsofWindEnergyR2009,3：28-69鄭照寧,劉德順.中國(guó)風(fēng)電投資成本變化預(yù)測(cè)J中國(guó)電力，2004,7：77-80張正敏,，謝宏文，王白羽等風(fēng)電電價(jià)分析與政策建議J.中國(guó)電力,2001,9：61-66.4孫濤，趙海翔沖洪等.全國(guó)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)投資構(gòu)成與分析J.中國(guó)電力,2003,4：6