“碳達(dá)峰、碳中和”驅(qū)動下存量風(fēng)場蘊藏的重大發(fā)展機(jī)遇

王昭力 大唐貴州發(fā)電有限公司新能源分公司

近年來，我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展對我國電力能源產(chǎn)業(yè)提出了新的要求，新能源發(fā)電發(fā)展迅速，對我國的能源安全、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和生態(tài)文明具有重要意義。結(jié)合我國新能源發(fā)電的發(fā)展形勢，我國電力企業(yè)更應(yīng)搶抓機(jī)遇，多措并舉，大力發(fā)展新能源，推動企業(yè)實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型。存量風(fēng)場集資源、電價等優(yōu)勢于一身，但因歷史原因未能發(fā)揮最大效益，在“雙碳”驅(qū)動下，通過以存量風(fēng)場整機(jī)改造型作進(jìn)一步挖掘潛力，發(fā)揮資源優(yōu)勢，實現(xiàn)存量風(fēng)場的提質(zhì)增效，用實踐探索了存量風(fēng)場提質(zhì)增效的最佳路徑，揭示了存量風(fēng)場孕育著重大的發(fā)展機(jī)遇。

一、存量風(fēng)場資源優(yōu)勢比較明顯，為提質(zhì)增效奠定了基礎(chǔ)

全國風(fēng)電開發(fā)大致經(jīng)歷了由三北地區(qū)向南部、西部發(fā)展，由高風(fēng)速向中高風(fēng)速、中風(fēng)速發(fā)展，由小功率短葉片向大功率長葉片發(fā)展的過程，大多數(shù)開發(fā)越早的項目，風(fēng)資源越好，風(fēng)機(jī)單機(jī)容量越小，葉片越短，裝備水平參差不齊。以貴州某風(fēng)場為例，2012年5月首臺機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，系貴州省第二家投產(chǎn)運營的風(fēng)電場，近7年平均風(fēng)速6.1m/s，在貴州山地風(fēng)場中，風(fēng)速全省排名前3位。但由于開發(fā)較早，風(fēng)機(jī)選擇受限，風(fēng)機(jī)裝備技術(shù)、發(fā)電控制策略等相對落后，該風(fēng)場最佳出力為2016年的利用小時1862小時，投產(chǎn)以來年可利用小時數(shù)平均在1500小時左右，機(jī)組單機(jī)效益和風(fēng)場整體效益均遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計收益率的要求。2020年，通過對該風(fēng)場實施6臺機(jī)整裝換型改造，改造后在風(fēng)速6米、8米、12米以上三個區(qū)間內(nèi)，利用小時增長高達(dá)300%-80%不等，設(shè)計利用小時達(dá)2450小時，技改效果十分明顯。改造后風(fēng)機(jī)運行更加穩(wěn)定，電量同比大幅增長，為實現(xiàn)風(fēng)場盈利作出重要貢獻(xiàn)，預(yù)示著更多風(fēng)機(jī)的技改將對電量的影響更加明顯。

二、存量風(fēng)場電價優(yōu)勢更加凸顯，為提質(zhì)增效贏得了先機(jī)

風(fēng)電發(fā)展早期，國家發(fā)改委根據(jù)風(fēng)資源條件采取分類補貼方式鼓勵風(fēng)電投資開發(fā)，培育風(fēng)電裝備市場，激發(fā)風(fēng)電裝備技術(shù)進(jìn)步，引導(dǎo)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展。其中貴州屬于風(fēng)資源三類地區(qū)，電價補貼后為0.6元/千瓦時，比統(tǒng)調(diào)火電上網(wǎng)標(biāo)桿電價0.35元/千瓦時高0.25元，在電價刺激下，到2020年底，貴州省風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到600萬千瓦。隨著平價時代的來臨，貴州山地風(fēng)場開發(fā)受建安成本、生態(tài)紅線等限制越來越大，風(fēng)電開發(fā)節(jié)奏放緩。對存量風(fēng)場通過技術(shù)改造提高發(fā)電效率，在保持較高電價的情況下，提高發(fā)電量將大幅提高風(fēng)場盈利能力。以貴州某風(fēng)電場6臺風(fēng)機(jī)整裝換型改造為例，改造后每年利用小時同比增長1000小時左右，電量同比增長1500萬千瓦時，銷售收入同比增長900萬元，意味著隨著部分機(jī)組的改造，改風(fēng)場可實現(xiàn)減虧，更加預(yù)示著更多風(fēng)機(jī)的技改將帶來超乎想象的效益。

三、風(fēng)機(jī)裝備核心技術(shù)實現(xiàn)突破，為提質(zhì)增效釋放了空間

國內(nèi)風(fēng)機(jī)整機(jī)技術(shù)經(jīng)過近十年不斷優(yōu)勝劣汰的發(fā)展，技術(shù)路線已非常成熟甚至達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)先。以該風(fēng)場為例，由于早期風(fēng)機(jī)裝備技術(shù)參差不齊，發(fā)電機(jī)存在嚴(yán)重設(shè)計和制造工藝缺陷，故障隨著時間推移越來越嚴(yán)重。舊機(jī)型葉片直徑僅93米，單機(jī)容量與葉片長度不匹配，發(fā)電效率不高，功率曲線走低，機(jī)組出力達(dá)不到設(shè)計值，機(jī)組單機(jī)效益和風(fēng)場整體效益均到不到設(shè)計收益率要求。2020年對首批6臺機(jī)組改造，選用安裝性價比最優(yōu)的主流機(jī)型，單機(jī)同等功率下葉片增長14米，掃風(fēng)面積增大，發(fā)電控制策略更優(yōu)，對風(fēng)速變化提前干預(yù)更靈敏，保證始終最大迎風(fēng)面做功，最大限度地實現(xiàn)風(fēng)資源利用風(fēng)速在6米左右即可帶70%負(fù)荷，12米即可滿負(fù)荷運行。隨著“大數(shù)據(jù)”等信息化技術(shù)的進(jìn)步，以“遠(yuǎn)程集控、少人值守、無人值班、數(shù)據(jù)集成”的集控中心建成，先進(jìn)的風(fēng)機(jī)裝備技術(shù)和遠(yuǎn)程集中控制技術(shù)實現(xiàn)機(jī)器遠(yuǎn)程信息交互和控制，對提高管理效能、降低運維成本方面發(fā)揮了重要作用。意味著同等風(fēng)速下，大功率長葉片更優(yōu)控制策略的風(fēng)機(jī)將大幅提高發(fā)電效率。

四、整機(jī)技改工程造價完全可控，為提質(zhì)增效創(chuàng)造了條件

隨著陸上風(fēng)電“搶裝潮”落幕，風(fēng)電平價時代的正式到來，風(fēng)機(jī)價格作為風(fēng)電降本的關(guān)鍵一環(huán)，風(fēng)機(jī)平均價格全年持續(xù)回落，其中多家整機(jī)商風(fēng)機(jī)報價已跌至3000元/千瓦。該風(fēng)場通過對機(jī)組性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析論證，將故障嚴(yán)重且難以修復(fù)的機(jī)組退役，在置換出來的土地和容量空間下，借助已有配套設(shè)施（箱變、塔筒、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、線路等）的利舊，降低機(jī)組改造成本，縮短項目投資回收年限。在不考慮風(fēng)機(jī)殘值的情況下，根據(jù)風(fēng)場上網(wǎng)電價0.59611元/千瓦時計算，6臺機(jī)技改年度收益為2168萬元，該項目2.84年收回成本，投資收益率接近38%，若考慮風(fēng)機(jī)殘值的情況下，5.68年收回成本，投資收益率接近20%。遠(yuǎn)高于集團(tuán)公司對增量項目要求的不低于8%全投資收益率的要求，預(yù)示著存量風(fēng)場存在著極大的發(fā)展空間。

五、結(jié)束語

在“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略引領(lǐng)下，存量發(fā)展必須建立存量資產(chǎn)全要素效率思維，著力解決生產(chǎn)經(jīng)營管理要素中的短板問題，立足當(dāng)前風(fēng)電存量規(guī)模及單位千瓦利潤的對標(biāo)，客觀面對存在的短板和差距，深入分析原因，通過提質(zhì)增效進(jìn)一步挖掘存量潛力，意味著在規(guī)模沒有明顯增長的情況下，發(fā)電量大幅增長，利潤大幅增長，降碳能力更強(qiáng)，對“碳達(dá)峰、碳中和”的貢獻(xiàn)程度更高。