2018年全球風(fēng)電成本概況

編譯 | 孫一琳

隨著風(fēng)電技術(shù)的不斷革新，成本持續(xù)下降，越來越多的國家和地區(qū)選擇發(fā)展風(fēng)電來推動能源轉(zhuǎn)型。

2018年投運(yùn)的陸上風(fēng)電項目的全球加權(quán)平均平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）為0.056美元/千瓦時（約合人民幣0.386元/千瓦時），比2017年低13%。國際可再生能源署（IRENA）可再生能源成本數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)顯示，自2010年以來，全球生物質(zhì)能、地?zé)?、水電、陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電項目的全球加權(quán)平均平準(zhǔn)化度電成本都在化石燃料發(fā)電成本范圍內(nèi)（按國家和燃料劃分的化石燃料發(fā)電成本范圍估計在0.049～ 0.174美元/千瓦時）。而目前，陸上風(fēng)電成本處于化石燃料成本區(qū)間的底端。

2018年陸上風(fēng)電成本下降的原因是安裝成本的持續(xù)下降，以及發(fā)電效率的提升。推動這一趨勢的因素包括風(fēng)電機(jī)組設(shè)計和制造技術(shù)的不斷改進(jìn)；更具競爭力的全球供應(yīng)鏈；以及越來越多的并網(wǎng)機(jī)組。2018年，中國和美國陸上風(fēng)電裝機(jī)容量分別增長了18.5 GW和6.8 GW，位列全球的第一和第二。巴西（2.1GW）、法國（1.6GW）、德國（2.7GW）和印度（2.4GW）以及其他新增風(fēng)電裝機(jī)同樣為成本下降提供了支持。與2017年相比，2018年全球陸上風(fēng)電平準(zhǔn)化度電成本的加權(quán)平均降幅為13%。2018年中國和美國新投入使用的陸上風(fēng)電場的加權(quán)平均平準(zhǔn)化度電成本比2017年低4%。然而，由于近年來本國貨幣疲軟，印度和巴西2018年陸上風(fēng)電項目的加權(quán)平均平準(zhǔn)化度電成本都出現(xiàn)小幅增長。

中國和美國在2018年投入使用的陸上風(fēng)電場的加權(quán)平均平準(zhǔn)化度電成本相同，為0.048美元/千瓦時。盡管中國的發(fā)電效率低于美國，但擁有更低的安裝成本。2018年，巴西、法國、德國、印度和英國陸上風(fēng)電場的加權(quán)平均平準(zhǔn)化度電成本分別為0.061美元/千瓦時、0.076美元/千瓦時、0.075美元/千瓦時、0.062美元/千瓦時和0.063美元/千瓦時。自2014年以來，平準(zhǔn)化度電成本在0.03～0.04美元/千瓦時之間的項目越來越多。在一些市場上，具有優(yōu)良的風(fēng)能資源和較低安裝成本的項目價格，比最便宜的化石燃料發(fā)電方案還要低。

由于風(fēng)電機(jī)組價格持續(xù)下跌，2018年全球陸上風(fēng)電場加權(quán)平均總安裝成本同比下降6%，從2017年的1600美元/千瓦下降到2018年的1500美元/千瓦。

技術(shù)和制造工藝的改進(jìn)、區(qū)域制造設(shè)施和有競爭力的供應(yīng)鏈都有助于降低機(jī)組價格。

2018年，除中國和印度外，風(fēng)電機(jī)組平均價格從2017年的910～1050美元/千瓦下降至790～900美元/千瓦之間。

2018年各國陸上風(fēng)電平均總安裝成本如下：中國約為1170美元/千瓦，印度為1200美元/千瓦，美國為1660美元/千瓦，巴西為1820美元/千瓦，德國為1830美元/千瓦，法國為1870美元/千瓦，英國為2030 美元/千瓦。同年，澳大利亞新增風(fēng)電裝機(jī)940MW，安裝成本也非常有競爭力，約為1640美元/千瓦。

風(fēng)電機(jī)組塔筒越高、掃風(fēng)面積越大、容量越高，通常能從相同的風(fēng)能資源中獲取更多電力，該趨勢使得2018年投入使用的陸上風(fēng)電場的全球加權(quán)平均容量系數(shù)從2017年的32%升至34%。

2018年還沒有最終數(shù)據(jù)，但在2010年至2017年期間，機(jī)組風(fēng)輪直徑和機(jī)組尺寸都明顯增大，這種趨勢可能還會持續(xù)。較高的機(jī)組高度可以獲得較高的風(fēng)速，而較大的掃風(fēng)面積可以在運(yùn)行風(fēng)速范圍內(nèi)增加發(fā)電量。與此同時，增長的葉片和增高的塔筒會使制造和運(yùn)輸?shù)某杀旧仙?，這是一種權(quán)衡，通過優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)總體成本的下降。

愛爾蘭在追求更高的機(jī)組和更大的掃風(fēng)面積這一趨勢中脫穎而出，雖然還是落后于風(fēng)電領(lǐng)軍國家丹麥，但2010年至2017年，愛爾蘭風(fēng)電機(jī)組平均單機(jī)容量增加了95%，風(fēng)輪直徑增大76%，增速極快。

在2017年投入使用的項目中，丹麥的風(fēng)電機(jī)組平均風(fēng)輪直徑為118m，單機(jī)容量為3.5兆瓦。巴西、加拿大、法國和美國都有風(fēng)輪直徑增長速度超過單機(jī)容量增速的情況。2010年至2017年，在新投產(chǎn)項目的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪直徑增長幅度方面，巴西為42%，加拿大為64%，法國為25%，美國為34%；單機(jī)容量分別增長31%、41%、16%、29%。2017年，加拿大、德國、瑞典和土耳其的平均風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量接近3兆瓦，而市場規(guī)模較小的丹麥則以3.5兆瓦的平均單機(jī)容量明顯領(lǐng)先。2017年，巴西、丹麥、德國、印度、瑞典、土耳其和美國的風(fēng)電機(jī)組平均風(fēng)輪直徑都超過了110m，而2010年這些國家的平均風(fēng)輪直徑在77m（印度）到96m（丹麥）之間。2018年的陸上風(fēng)電場加權(quán)平均容量系數(shù)：巴西為46%，美國為44%，英國為40%，澳大利亞為37%；而在中國、法國和德國，這一系數(shù)為29%。印度的加權(quán)平均容量系數(shù)同比略有下降，從48%降至46%。大多數(shù)其他主要市場都呈增長態(tài)勢。

2018年，全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到450萬千瓦，幾乎全部集中在歐洲和中國。全球海上風(fēng)電加權(quán)平均平準(zhǔn)化度電成本為0.127美元/千瓦時，比2017年低1%，較2010年下降20%。

2018年新增的450萬千瓦海上風(fēng)電裝機(jī)容量主要集中在中國，占總量的40%，英國和德國分別占29%和22%。因此，市場仍然局限于少數(shù)主要參與者。未來，范圍有望擴(kuò)大到北美和大洋洲，并在未來幾年內(nèi)開發(fā)一些新項目。與2017年相比，2018年全球海上風(fēng)電項目的加權(quán)平均平準(zhǔn)化度電成本略有下降。

圖1 2010-2018年全球陸上風(fēng)電加權(quán)平均安裝成本、容量系數(shù)和平準(zhǔn)化度電成本

圖2 2010-2018年全球海上風(fēng)電加權(quán)平均安裝成本、容量系數(shù)和平準(zhǔn)化度電成本

2010年至2018年，全球海上風(fēng)電平準(zhǔn)化度電成本從0.159美元/千瓦時下降到0.127美元/千瓦時，降低20%。2018年投運(yùn)的海上風(fēng)電項目總安裝成本比2010年低5%。海上風(fēng)電成本下降的主要驅(qū)動力是：風(fēng)電機(jī)組設(shè)計、運(yùn)輸和安裝方面的創(chuàng)新；運(yùn)維經(jīng)濟(jì)性的提高（得益于大型風(fēng)電機(jī)組和海上風(fēng)電場集群規(guī)?；ㄔO(shè)）；以及更高的機(jī)組高度、近海深水區(qū)更好的風(fēng)能資源和更大的風(fēng)輪直徑帶來的更大容量系數(shù)。機(jī)組大型化趨勢擴(kuò)大了風(fēng)電場的容量，能減少給定容量所需的風(fēng)電機(jī)組數(shù)量，從而降低安裝成本和項目開發(fā)成本。然而，海上風(fēng)電場的開發(fā)由于位于離港口較遠(yuǎn)的深水區(qū)，安裝和運(yùn)輸成本的增加某種程度上抵消了機(jī)組大型化帶來的成本優(yōu)勢，但由于風(fēng)力狀況更好、更穩(wěn)定，也提高了海上風(fēng)電場的發(fā)電量。全球海上風(fēng)電場的加權(quán)平均容量系數(shù)從2010年的38%上升到2018年的43%。同時，通過優(yōu)化運(yùn)維策略，降低了運(yùn)維成本；基于故障預(yù)測分析的預(yù)防性維修方案也減少了故障的發(fā)生；海上風(fēng)電場規(guī)?；l(fā)展，也減少了單個風(fēng)電場的運(yùn)維成本。

海上風(fēng)電市場仍然相對薄弱，自2010年以來，平準(zhǔn)化度電成本在各國的降幅存在很大差異。

歐洲的海上風(fēng)電部署規(guī)模最大，2010年至2018年投運(yùn)的項目中，平準(zhǔn)化度電成本下降了14%，從0.156美元/千瓦時降至0.134美元/千瓦時。最大的降幅發(fā)生在比利時，2010年至2018年間下降28%，從0.195美元/千瓦時跌至0.141美元/千瓦時。德國和英國是2018年歐洲最大的市場，2010年至2018年，這兩個市場的海上風(fēng)電項目平準(zhǔn)化度電成本分別下降24%和14%，跌至0.125美元/千瓦時和0.139美元/千瓦時。在亞洲，2010年至2018年間平準(zhǔn)化度電成本的降幅為40%，從0.178美元/千瓦時降至0.106美元/千瓦時。這主要是由中國推動的，該國擁有亞洲95%以上的海上風(fēng)電設(shè)施。與之相比，日本的平準(zhǔn)化度電成本較高，估計為0.20美元/千瓦時，因為迄今為止的項目規(guī)模較小，而且主要是示范項目。

自2010年以來，海上風(fēng)電場的總安裝成本略有下降。然而，由于近年來每年新增裝機(jī)容量相對較低，新投產(chǎn)的海上風(fēng)電場的總安裝成本同比波動較大。

2010年至2018年，全球海上風(fēng)電加權(quán)平均安裝成本下降了5%，從4572美元/千瓦降至4353美元/千瓦。在安裝成本的整體演變背后有一系列復(fù)雜的因素，其中一些因素推動成本下降，另一些因素起著相反作用。在歐洲，供應(yīng)鏈和物流的規(guī)模和容量較小，以及向更遠(yuǎn)和更深的水域部署的轉(zhuǎn)變，某種程度上增加了安裝、基礎(chǔ)和電網(wǎng)連接成本。然而，該行業(yè)近年來規(guī)模有所擴(kuò)大，其中一些壓力有所緩解。與此同時，風(fēng)電機(jī)組技術(shù)的創(chuàng)新、更大的發(fā)電容量、更豐富的項目開發(fā)經(jīng)驗和規(guī)?；l(fā)展，總體上有助于降低成本。（編譯自國際可再生能源署發(fā)布的《2018年可再生能源電力發(fā)電成本報告》）