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目前我国的风力发电及光伏发电装机规模已位居世界第一,成为我国新型能源体系的两大主力。商业化运用的规模化开启,也让人们开始正视两者的成本与效益。
01、陆上风电成本构成
风电像一个大的电风扇,由三部分构成:叶片、风机、塔架(塔筒),下面会有一个机座。风机的核心是后面小块,里面涉及了很多结构件,比如,齿轮箱、发电机、轴承等等,上面的风机是可以360度旋转的,不管哪个方向的风,都可以通过计算机程序的调整,让风机转向迎风面最大的方向,这样能发更多的电。
运营商先选定风场,与政府签开发意向,后通过一系列环评,由开发商进行风电招标。因涉及到要独占当地的风资源,这个地方开发了以后,这一块风资源就是你的了,这就导致政府和运营商之间要签一些协议,比如,必须要选用本地的风机零部件,或者规定电价、税收等等。对于运营商来说,核心就是独占这一块风资源。
由风电的项目情况可以看到,风机占整个项目的比例是最大的,高达40%—60%。三北地区因为开发成本低一点,或者是那边风机可以搞得大一点,这样的话,风机占整个产业链的利润会多一些。其次是塔筒,再往后是交通运输费,大头还是赚给了风机。随着未来风机持续做大,会使得风机未来占整个产业链的利润(收入)更高一些。
风电产业链中,风机里面零部件成本占比比较多的几个,一个是叶片,占比最大;其次是轮毂,然后是轴承、主轴、齿轮箱,塔筒,其他基本上所占成本很小。
02、海上风电成本构成
根据在全国各个沿海省份实际开展的项目,分析各个区域海上风电项目造价,总体上来说海上风电项目单位千瓦造价均比较高。(根据海上风电项目周期,本文成本分析主要考虑项目开发建设阶段投资费用)海上风电场成本主要由以下几个部分构成:设备购置费、建安费用、其它费用、利息。各部分占总成本的比例不同,对总成本的影响也不尽相同。
1、设备购置费
现阶段设备购置费(不含集电线路海缆)约占工程成本的50%,对成本影响较大。其中风电机组及塔筒约占设备费用的85%,单位成本约7500~8500元/千瓦,对整体设备费用的影响较大;送出海缆约占设备费用的5%,单位成本约500元/千瓦;相关电气设备约占设备费用的10%,单位成本约1000元/千瓦。
2、建安费用
建安费用约占总成本的35%,单位成本约6000~7000元/kW。当前海上风电已竣工的风电场项目相对数量少、规模小,相应船机设备不成熟,施工队伍较为单一,施工经验不足,造成建设成本较高,加上海上施工条件复杂、施工难度大,施工所需的关键装备(如海上风电机组基础打桩、风电机组吊装等)专业可用的大型船机设备较少,船班费用高昂,相对陆上风电,海上风电的建安费用占总成本的比重大。
3、其它费用
其它费用包括项目用海用地费、项目建管费、生产准备费等,占总成本约10%,单位成本约1600~1900元/千瓦。由于海洋资源的紧缺、人工工资提高、前期工作周期加长等原因,其它费用总体将略有上涨,特别是用海养殖补偿、海域生态修复等费用上涨较为明显;但随着海上风电开发数量的增加,项目开发建设经验的积累,业主对自身项目管理水平也将提升,将抵消部分这些上涨因数。即使其它费用下降10%,总成本下降不到1%,影响相对有限。
4、利息
利息与风电场建设周期及利率相关,占总成本约5%。随着海上风电施工技术的不断进步,特别是关键项目工期的缩短,利息将有一定程度的下降。至于利率,属政策性费用,主要在国家调节宏观经济时才变动。总体而言,利息对风电场成本的影响有较大不确定性。
03、陆上与海上风电成本差异
目前,海上风电成本基本是陆上风电成本的两倍。下文将从项目前期、项目建设期以及项目运行期的全生命周期进行海上和陆上风电成本比较。项目前期:海上风电场的前期工作时间相对较长,需要协调的部门较多,主要包括海洋、海事等,需要取得的支持性文件多,海域、通航、海洋环评等。相比于陆上,项目前期工作费用较高。项目建设期:相比于陆上风电场,海上风电项目建设中,设备费用和施工安装费用均有显著增加。设备费用中,海上风电机组千瓦价格约是陆上风电机组的2倍、海缆以及海上升压站等电气设备价格均比陆上风电场高出较多;施工安装费用中,由于海上施工条件差、难度高,风机基础、风机安装等费用远超陆上风电场费用。项目运行期:海上风电场需要维护的设备主要包括风电机组设备、升压站设备及平台、海缆等。但海上风电场一般离岸距离较远,加上台风、风暴潮等天气引起的大浪等不利海况条件,可到达性较差,风电机组运行维护较困难,维护成本很高。
目前根据项目设备在寿命期可靠性逐渐下降的特点,修理费率分阶段考虑,一般建设期及质保期取固定资产价值的0.5%,并以(5~10)年为一个时间段,逐级提高修理费率至3.0%。根据欧洲海上风电场运行、维护经验,风电场运行维护工作量约为同等规模陆上风电场的2~4倍,运行维护工作量较大,难度较高。