風電項目投資與運行經濟性分析及優(yōu)化探究

石蕾

哈爾濱電氣股份有限公司

一、前言

目前，我國能源結構整體仍是以燃煤為主。2020年“雙碳”目標的提出使我國能源結構轉型更加迫切，開發(fā)以風、光、水、生物質等可再生能源和非碳能源為主的新能源成為大勢所趨。風力發(fā)電項目，作為我國的當前及未來三年內重點發(fā)展項目，本身就具有潔凈、可回收、裝機靈活、建設周期短等諸多優(yōu)點，因此，分析風力發(fā)電項目的投資及運行經濟性對我國的可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義。

二、風電項目投資及運行現(xiàn)狀

1.風電項目投資現(xiàn)狀

2021年，國家發(fā)改委印發(fā)的《關于2021年新能源上網電價政策有關事項的通知》明確提出“2021年起，新核準陸上風電項目實行平價上網；2021年起，新核準（備案）海上風電項目上網電價由當?shù)厥〖墐r格主管部門制定，具備條件的可通過競爭性配置方式形成，上網電價高于當?shù)厝济喊l(fā)電基準價的，基準價以內的部分由電網企業(yè)結算”，這意味著2021年以來風電進入平價時代。截至2021年底，全國風電新增裝機量達到5592萬千瓦，風電完成投資額為2478億元。受風電平價上網政策影響，2021年～2022年風電項目主要以消耗存量項目為主，包括遞延并網的風電項目、平價大基地項目以及自愿轉平價的風電項目。

在新能源行業(yè)加速推進競價和平價的形勢下，得益于技術創(chuàng)新、規(guī)模經濟效應，風電項目的成本大幅下降。同時，近年來政府有關部門的大力扶持和監(jiān)管，風電的棄風限電問題已初步得到了有效的控制，但受疫情等因素影響，設備價格、建設成本并未出現(xiàn)下調，反而呈現(xiàn)上升趨勢，這使得風電項目投資收益率面臨較高挑戰(zhàn)。

目前，以“三北”地區(qū)為代表的陸上風電資源較豐富的地區(qū)風電項目投資開發(fā)如火如荼，但多數(shù)強調將產業(yè)投資作成取得風資源配置的剛需條件，采取“先投資先配指標，快投資快配指標”的基本模式，這使得風電項目投資成本進一步增加，也意味著相應區(qū)域后續(xù)存在受土地等資源限制導致風電投資增速下降的風險。

2.風電項目運行現(xiàn)狀

截至2021年底，全國風電新增并網裝機量為4757萬千瓦，主要集中于中東部、南方地區(qū)、“三北”地區(qū)；全國風電發(fā)電量6526億千瓦時，利用小時數(shù)2246小時，全國風電平均利用率96.9%。

通常情況下，風電項目有三種運行狀態(tài)，分別為正常運行，停機，暫停（維護）。當所有的系統(tǒng)正常且風速達到啟動范圍時，風電機組會按照已設定的程序自動運行并網，若故障產生則緊急停機，一旦主控室屏幕上風電機組各項參數(shù)出現(xiàn)異常，則啟動巡檢讓機組處于暫停狀態(tài)。風電項目運行故障主要集中在發(fā)電機組、輸電線路、變電設備、控制系統(tǒng)這四大環(huán)節(jié)。當前我國風電項目的運行維護主要是將定期檢修和事后維修相結合，這主要是由于我國裝備制造業(yè)目前服務化、智能化水平無法滿足需求，對設備的分析檢測和遠程診斷還不到位，無法迅速定位問題，找準解決措施。

目前，國內風電項目的運行問題主要有以下三個方面：一是由于風電項目選址比較偏僻，與發(fā)電中心相隔較遠，長距離運輸使得風電項目的供電穩(wěn)定性更加難以保證。二是缺乏專業(yè)技術人員，多數(shù)風電項目選址偏，居住條件差，很難長期留住專業(yè)人員做好技術支持工作，這使得項目運營經濟性大打折扣。第三，由于工期和設備生產進度無法完全匹配，大多數(shù)的風電項目都會出現(xiàn)風機的型號混用的問題，這對后續(xù)的風電項目安全運行提出更高要求。

三、影響風電項目投資及運行經濟性關鍵變量

風電項目投資收益主要取決于收入與成本費用，在電價一定的前提下，收入取決于裝機規(guī)模、發(fā)電小時數(shù)、廠用電率、限電率等變量；成本費用則與前期費用（包括用地費、水電費、進場費等）、建設成本（設備費、土建費、安裝費、接入費等）、運維成本、融資成本等變量有關。其中，裝機規(guī)模、發(fā)電小時數(shù)與收益率呈正相關，廠用電率、限電率、前期費用、建設成本、運維成本、融資成本與收益率呈負相關。從風電項目的全生命周期度電成本角度分析，最關鍵的三個變量分別是發(fā)電量、建設成本和運維成本。由于投資具有不確定性，為了提高投資風險應對能力，往往需要對某一或多個變量進行靈敏度分析。一般企業(yè)對風電項目的投資回報率要求至少在6%以上，企業(yè)可以根據(jù)自身的收益需求選擇高質量的風電項目。在對風電項目進行評價時，還應重點對項目的基本情況（如選址，地形地貌、風力資源條件、項目支持文件、開發(fā)規(guī)模、電壓等級、接入距離、土地類型等要件）進行收集整理，并開展實地考察工作。此外，還應關注所成立項目公司的后續(xù)運營管理。

風電項目的運行受較多變量影響，具體包括天氣條件，運維人員、運維系統(tǒng)、備件管理等，這些都會運行成本產生較大影響。風電機組通常結構較為復雜，在運行階段，當存在較大負荷變化、惡劣運行環(huán)境（如濕熱、高寒、風沙等）時，常會發(fā)生故障，這也進一步加劇了日常運維成本，一旦停機檢修不僅電力需求無法保障，還將嚴重影響年度效益指標實現(xiàn)。隨著可再生能源產業(yè)高速發(fā)展，特別是風電項目開發(fā)熱潮的到來，國內相關企業(yè)對在風電領域擁有多年經驗的運維人才爭奪日趨激烈，運維人員的業(yè)務能力、責任心不夠，必將導致設備維護執(zhí)行效果不好，嚴重者帶來的損失無法估量。此外，運維系統(tǒng)也必須充分發(fā)揮自身應有價值，監(jiān)測預警功能不足和分析學習能力不夠必然使得日常運維存在“走過場”嫌疑，這對項目平穩(wěn)運行構成巨大潛在隱患。受到設計階段選型或者運行環(huán)境因素影響，風電機組主要零部件損壞將直接導致項目無法運行，備件儲備管理水平與維修保障及時性是項目正常運行的有力支撐，一旦出現(xiàn)問題項目安全性與收益性都會成為無稽之談。

四、不同背景下的風電項目經濟性分析

1.基準情景下的風電項目經濟性分析

基準情景下風電項目的投資運營，其經濟性影響因素主要圍繞政策、接入、技術、管理四個方面。從各階段來說具體如下，投資階段在國家及地區(qū)頒布的各項風電支持政策下，考慮區(qū)域電網對風電項目的市場消納能力，根據(jù)所開發(fā)風電項目自身特點及收益要求，做好相關機組設備選型，強化項目建設及施工管理，確保工程進度的同時，做好征地維穩(wěn)和環(huán)境保護工作；后續(xù)運營階段則主要錨定運行期間天氣狀況、運維管理系統(tǒng)及隊伍建設，這樣就能夠從理論上實現(xiàn)基準情景下的風電項目經濟性達到預期。但實際工作中，為了確保風電項目的經濟性，必須針對以上各環(huán)節(jié)進一步細化優(yōu)化。

2.政策情景下的風電項目經濟性分析

風電“平價”時代的到來使得風電項目政策紅利逐漸消失，加上風電項目開發(fā)流程較長，從規(guī)劃、選址、測風到項目核準，環(huán)境評價、施工許可等環(huán)節(jié)步驟都要經過當?shù)卣母鞣N審批，這使得風電項目經濟性分析開始變得標準化。分散式風電受規(guī)模限制，不僅前期建設等非技術成本較高，后期運維的難度和成本也同樣較高，加之審批流程繁瑣，一直以來都是不溫不火。但2021年國家能源局提出的“千鄉(xiāng)萬村馭風計劃”為分散式風電打開了新的局面。加之，分散式風電可以就近滿足能源需求及負荷響應，基本無需考慮消納問題。2022年后陸續(xù)多個省市對風電項目審批進行改革，其中張家口市明確自2022年9月1日起實施風電項目由核準制調整為備案制，這使得分散式風電項目推進工作變得更加靈活。在國家政策的驅動下，地方政府積極響應，這使得分散式風電經濟性大幅提升，也為政策情景下風電項目經濟性分析翻開了新的篇章。

此外，2021年12月，國家能源局發(fā)布的《風電場改造升級和退役管理辦法》（征求意見稿）明確，對于運營期不滿20年且累計發(fā)電量未超過改造前項目全生命周期補貼電量的改造項目可享受中央財政補貼。這無疑又為風電場風電機組進行“以大代小”改造升級提供了政策補貼紅利，也使得政策情景下此類風電項目經濟性分析需考慮補貼收入。

五、風電項目投資及運行經濟性優(yōu)化措施

1.統(tǒng)籌風電項目投資建設

風電項目選址的風資源狀況對可利用發(fā)電小時數(shù)及發(fā)電量有重要的影響，國家按照按風能資源狀況和工程建設條件，將全國分為四類風能資源區(qū)。按照現(xiàn)有風資源開發(fā)流程，企業(yè)常需根據(jù)實際測風（測風周期至少一年）結果制定可行性研究報告，風電項目開發(fā)周期較長。在國家鼓勵風電項目基地化開發(fā)的大背景下，統(tǒng)籌風電項目建設投資，意味著從整體上推進風電項目的建設、送出和運維，這既有利于實現(xiàn)項目成本降低，也能夠提高土地利用率。因此，為了完善風電項目前期工作深度，優(yōu)化開發(fā)時序，針對具體地區(qū)的風電項目，一是可采取購買近幾年已有測風數(shù)據(jù)或同有測風數(shù)據(jù)的企業(yè)合作開發(fā)的模式做好前期可研，二是做好支持文件合規(guī)分析，確保文件真實性、時效性，三是務必做好項目建設用地、電網接入、消納條件、道路情況等細節(jié)的核實。對于風電項目的投資建設，應當著眼于全生命周期優(yōu)化，具體包括國家及地區(qū)風電支持政策研讀、項目規(guī)劃階段選址、設計階段機組選型，運營階段精細化管理。首先，要確定好符合自身發(fā)展戰(zhàn)略的重點風資源開發(fā)區(qū)域，然后結合已有風電項目投資運營結果，對在手跟蹤風電項目及時調整策略，優(yōu)化風電產業(yè)布局，考慮規(guī)模經濟的同時，避免過度集中帶來的風險，最后若想避免因項目不符合預期無法退出的情形發(fā)生，就應當在風電項目決策報告及投資協(xié)議中對投資退出方式加以明確，通常政府明文規(guī)定風電項目建設期內不得改變投資主體，所以要想實現(xiàn)投資主體的變更往往只能在項目建成后推進。

2.提高風電項目對氣候條件的適應能力

風力發(fā)電設備的性能表現(xiàn)受氣候條件影響較大。在惡劣的氣候條件下，戶外長期工作的機組及其零部件極易出現(xiàn)控制失靈、短路、腐蝕、斷裂、倒塌等惡性事故，這不僅會影響整個風力發(fā)電設備的平穩(wěn)運行，還會給風電企業(yè)帶來重大的損失。因此，為了提高對氣候條件的適應能力，在進行風電項目投資時，首先要對風電項目選址地的氣候條件進行分析，做好極端天氣歷史極值和發(fā)生時間及次數(shù)統(tǒng)計，從設計端提出具體要求從而使機組材料及裝置具備應對惡劣氣候條件的能力，如考慮在風力發(fā)電機組局部安裝吸濕除潮裝置、抗寒除冰裝置，采用高強度材料加固，在葉片等部位添加耐熱、防腐蝕涂層等；在施工和后續(xù)運行階段，采取相應的措施保證風電機組的安全性和穩(wěn)定性，如嚴格按照施工圖紙和項目運行方案對線路進行使用及投運測試，進一步加快風電機組及零部件所在環(huán)境評價體系、環(huán)境控制系統(tǒng)開發(fā)，做好應急管理制度建設，根據(jù)突發(fā)氣候條件，采取過壓保護，準備備用電源等，為機組設備開展定期清灰、保養(yǎng)與檢修，充分利用信息化技術及時發(fā)現(xiàn)設備磨損及老化，一旦出現(xiàn)問題根據(jù)各項參數(shù)指標迅速定位元器件故障，降低惡性事件發(fā)生概率。在風機機組及零部件設計、制造及組裝、試運行階段各個環(huán)節(jié)都需做好質量控制、指標監(jiān)測及試驗評估，只有層層把關才能有效降低最終風險，進而確保風電項目對氣候條件具備足夠適應能力。

3.做好風電項目的人才培養(yǎng)及儲備

風力發(fā)電項目的前期開發(fā)、投資決策、項目建設管理、后續(xù)運營維護各個環(huán)節(jié)都對相關工作人員的綜合素質和專業(yè)能力要求較高。目前，我國雖然大力發(fā)展風電，但院校專業(yè)設置針對性弱及人才地域分布不均加劇了風電人才供需矛盾。盡管部分火電從業(yè)者選擇向風電發(fā)展，其對風電技術、風電場運維管理還仍然處于一知半解狀態(tài)，無法迅速填補行業(yè)需求。為了解決這一問題，一方面，必須重視高校及科研院所人才吸納，通過政策傾斜（如提供免費人才公寓、大額購房補貼、優(yōu)質醫(yī)療保障、方便子女教育等方面）、項目合作等方式加強風電各環(huán)節(jié)人才儲備，健全風電人才梯隊；另一方面，打造各級風資源技術人才培養(yǎng)基地，高度重視對已有員工的專業(yè)培訓，可根據(jù)項目需要采取與多家單位聯(lián)合舉辦風力發(fā)電技術及運維技能培訓，并引入職業(yè)導師等方式提高員工的項目實操能力，有效提高其對于風力發(fā)電項目的技術知識和經驗積累。除了做好人才引進和培養(yǎng)，還務必做好人才激勵，這樣才能更好留住人才。目前，股權和分紅激勵方式是風電企業(yè)選擇較多的人才激勵方式，不過整體進展相對較慢，且存在激勵不足或過度等情況，這極易破壞人才隊伍的穩(wěn)定性。為了確保激勵水平更符合實際情況，就要保證動態(tài)化、多樣化的人才績效考核標準落地，根據(jù)人才分級，設定專門的崗位津貼、業(yè)績獎勵，甚至提供特崗特酬待遇，重視從專業(yè)人才中提拔年輕干部。

4.建立風電項目收益“保底”機制

風電項目的投資經濟性主要表現(xiàn)為其單位成本和收入之間的差值，具體體現(xiàn)在內部投資收益率、投資回收期等指標上；風電項目運行的經濟性主要表現(xiàn)為風電取代燃煤發(fā)電所帶來的費用（效益）的變動，在上網電價一定的前提下不必受制于原材料價格波動帶來的影響。為了保證項目收益達到預期，有必要建立風電項目收益“保底”機制，主要思路是從成本和收入出發(fā)確保項目收益，具體有四點需要重點關注，一是不能為了降低項目成本進一步壓低設備價格，畢竟低價可能會存在質量風險，一旦后續(xù)出現(xiàn)問題不利于項目正常運行，反而會影響項目收益，因小失大則得不償失；二是風電項目平價化導致開發(fā)單位在申報項目核準與投資決策階段已通過敏感性分析將各項項目參數(shù)優(yōu)化到極限，一旦后續(xù)建設及運營階段的非技術成本升高，就很難實現(xiàn)項目預期收益，因此，有必要在項目前期與各級政府部門通過協(xié)議等形式落實優(yōu)惠政策及支持條件，有效降低土地價款、稅費等非技術成本上漲帶來的不利影響；三是為降低風電本身不穩(wěn)定性對電網帶來的沖擊，可以與某些用電需求較大且對電能質量要求相對低的終端用戶開展對接，通過合作使其直接加入需求側，避免無法消納帶來的發(fā)電損失；四是加快數(shù)字化轉型，做好能源價值鏈整合，通過行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展模式，不斷優(yōu)化設計方案、升級已有技術，探索將風電與儲能、制氫等新技術、新業(yè)態(tài)結合，降低單位造價成本，實現(xiàn)源網荷儲、多能互補，從而保證項目收益，進而實現(xiàn)共贏。

六、結語

為提高風電項目的投資及運行經濟性，必須從影響風電項目投資及運行經濟性的關鍵變量入手，做好基準及政策背景下風電項目經濟性分析。在具體實踐中，可以采取的經濟性優(yōu)化措施則是從風電項目前期論證入手，統(tǒng)籌規(guī)劃好風電產業(yè)布局，做好可行性研究及設計，進而抓好風電項目的建設施工，確保工程質量，最后完善運維系統(tǒng)，發(fā)揮專業(yè)人才優(yōu)勢，在產業(yè)協(xié)同基礎上實現(xiàn)互利共贏。在信息化時代，唯有利用“好硬件”與“強軟件”，才能提高風電項目投資及運營管理效率，從而加快實現(xiàn)高質量發(fā)展。