1、基于平均發電成本的風電項目經濟性分析楊昆1,肖波1,魏穎1,魏哲2,田廓3(1. 商丘供電公司,商丘476100;2. 國網北京經濟技術研究院,北京100761;3. 華北電力大學,北京102206摘要:在分析風電項目資金成本、投資回收期、發電成本等經濟評價要素的特性及其計算方法的基礎上,提出了基于平均發電成本的風電項目經濟性評價方法,并應用于中型與大型風電項目、海上風電場與陸上風電場項目的對比分析。實證分析結果表明,該方法在風電項目經濟性評價中是有效的,大型風電項目比中型風電項目更具投資價值、海上風電場的長期經濟效益優于陸上風電場。關鍵詞:風電項目;投資;經濟性分析;平均發電成本中圖分類號:

2、TM614文獻標志碼:BEconomic Analysis of the Wind Power Project Based on Average PowerGeneration CostY ANG Kun1, XIAO Bo1, WEI Ying1, WEI Zhe2, TIAN Kuo3(1. Shangqiu power supply company, Shangqiu 476100,China; 2.State Power Economic Research Institute, Beijing100761,China; 3. North China Electric Power Uni

3、versity, Beijing 102206,ChinaAbstract: Based on the analysis of characteristics and calculating method of economic evaluation elements that included capital cost, payback period and power generation cost, put out an economic evaluation method which is based on the average power generation cost, then

4、 applied to comparative analysis of medium-scale and large-scale wind power project , offshore wind farm and the land-based wind farm. Empirical analysis shown that this method is effected in wind power project economic evaluation, and the investment value of large-scale wind power project is more t

5、han medium-scale wind power project, the long-term economic benefits of offshore wind farm is better than Land-based wind farm.Key words: Wind Power Project; Investment; Economic Analysis; Average Power Generation Cost0引言隨著可再生能源的快速發展,風能因其資源豐富、成本相對其他可再生能源較低等優勢,在政策驅動、商業利益誘使下,許多發電企業開始投資風電項目。但是,在我國目前的能源

6、投資環境下,風電產業基礎薄弱,投資機遇與風險并存,風電投資者必須全面評價項目的經濟性才能合理規避可能的決策風險。風力發電項目經濟性的評價方法有凈現值法、內部收益率法等常用的項目評價法1,以及實物期權、能源經濟模型、學習曲線等前沿理論方法2-4。在項目的經濟性分析中,風力發電成本一直是投資決策需要考慮的重要指標。已有研究成果一般把風力發電成本分為投資成本和運行成本2部分進行經濟性分析5,但尚未給出綜合的經濟性分析方法。本文研究給出一種基于平均發電成本的綜合性經濟評價方法和思路,并將該方法應用于評價各類型風電項目的經濟性。1 風電項目投資的經濟評價內容風電項目的經濟評價內容包括資金成本、投資回收期

7、、凈現值、內部收益率、平均發電成本、現金流情況等。其中,資金成本和現金流是評價計算的基礎;投資回收期、凈現值、內部收益率、平均發電成本是項目經濟性的評價指標。本文將重點論述資金成本、投資回收期、平均發電成本指標的特性及其在風電項目評價中的應用。1.1資金成本風電項目籌集資金的一種重要的方式是銀行貸款。通過銀行貸款籌集資金后,必將產生一定時期內的還款行為,相應為還款期和還款額,每年的還款額也叫年金,作為年資金成本。其計算公式為:(11np A p p =+-(1式中:A 為每年的資金成本(用投資成本的百分比表示;p 為年利率,%;n 為資金的還款期,年。在不同利率的情況下,假設還款期固定,利率越

8、高,年金越大;假設年金相等,利率越高,還款期就越短。如圖1所示。 圖1 不同利率下的年金與還款期1.2投資回收期投資回收期(p T 是指用項目各年的凈收入將全部投資回收所需的期限。投資回收期內投資成本變化關系如圖2所示。 圖2 投資回收期內投資成本的變化隨著項目收益的增加,投資回收期內投資成本被逐步收回,并在第10年凈現值為0,表明該項目由現金流出轉為現金流入,最后在第20年收回投資成本。運用投資回收期評價項目經濟性,需要與同類項目的歷史數據和投資者意愿確定的基準投資回收期b T 相比較,判別準則是:若P b T T ,則項目可以考慮接受; 若Pb T T ,則項目應予以拒絕。1.3平均發電成

9、本風電項目成本可以從投資及運行2個方面進行分析。投資成本是從投資的角度,著重于風電項目的投資回報分析,主要體現風電項目投資的經濟性;運行成本是從運營的角度,從風電項目實際運行對經濟、社會和環境帶來的影響進行分析,主要體現風電的運行價值5。風電的投資成本主要來自于項目建設成本和運行維護費用。風電場建設成本包括由風電機組設備的購置、基礎設施建設、風電機組安裝調試、風電并網建設等工作產生的費用。風電機組的運行需要管理和維護,因而產生運行維護費,運行維護費一般取決于風電機組的性能、壽命及零配件價格,其支出相對固定。風電的運行成本包括折舊費、運行維護費、并網附加成本、稅收。評價風電項目時的一項重要指標是

10、平均發電成本,受發電量、初始投資、折舊率、各年的投資及運行維護成本、折現率、投資回收期等因素的影響,結合投資成本和運行成本,可綜合反映風電項目的經濟性。其計算公式為:011(1nw i w ii K f C C nEp =+=+(2式中:w C 為經濟壽命期內的發電成本;n 為投資的經濟壽命期;E 為每年的能源產量,即發電量,由離地高度、風速及概率密度、風電機組葉輪輪轂高度、機組輸出功率和額定功率等因素確定6;0K 為初始投資;w f 為折舊率,(1(11nw np p f p +=+-;i C 為第i 年的成本;p 為折現率。在實際風電項目評價時,以平均發電成本的高低為判別原則比較項目優劣。

11、 2 實例分析本節分別對額定功率為500kW 的中型風電機組、額定容量為1500kW 的大型風電機組、額定容量為1500kW 的海上風電場三者的平均發電成本進行計算,分析比較中型與大型風電項目的經濟性,以及海上風電場與陸上風電場的經濟性。本文所使用數據為國外某風電項目數據的人民幣折算值。2.1陸上中型與大型風電項目的經濟性比較假設2個陸上風電機組的外界條件相同,即海拔20m 上年平均風速為5.5m/s ,以銀行利率為折現率,結合式(5計算計劃投資回收期分別為20年和10年的平均發電成本,數據及計算結果如表1、2所示。表1 中型(500kW 風電機組的發電成本估算成本項數值 投資成本風電機組的出

12、廠價格 280萬元 基礎建設、安裝、融資成本84萬元 總投資成本 364萬元年成本運行維護費11.2萬元投資回收期內融資費用(p=6% 10年期(折舊率w f =13.59% 49.5萬元 20年期(折舊率w f =8.72% 31.7萬元 年發電量 95萬kW·h平均發電成本計劃投資回收期為10年 0.85元/(kW·h 計劃投資回收期為20年0.45元/(kW·h表2 大型(1500kW風電機組的發電成本估算成本項數值投資成本風電機組的出廠價格980萬元基礎建設、安裝、融資成本294萬元總投資成本1274萬元年成本運行維護費39.2萬元投資回收期內融資費用(p

13、=6%10年期(折舊率f=13.59%173.4萬元w20年期(折舊率f=8.72%111.1萬元w年發電量350萬kW·h平均發電成本計劃投資回收期為10年0.81元/(kW·h計劃投資回收期為20年0.43元/(kW·h從表1和表2的計算結果可以看出,大型風電項目較中型風電項目而言,投資回收期內的平均發電成本更低。這是由于規模較小的風電場建設的配套輸配電設施建設、道路建設、土地成本等分攤比例高。以上研究表明,大型風電項目更具備投資價值。即使大型風電項目的初始投資較高,但其年發電量較高,可以帶來更大的效益。2.2海上風電場與陸上風電場的經濟性比較假設某海上風電場

14、所在地的30m高度平均年風速為8.4m/s,海拔70m的平均風速為9m/s,以銀行利率為折現率,結合式(5計算計劃投資回收期為20年的平均發電成本,數據及計算結果如表3所示。表3 海上風電場的發電成本估算成本項數值投資成本風電機組的出廠價格163800萬元項目發展和基礎建設137690萬元技術投資成本300790萬元融資成本和附加成本(5%附加15039.5萬元總投資成本617319.5萬元年成本運行維護費15039.5萬元投資回收期內融資費用(p=6%20 年期（折舊率 f w =8.72%） 年發電量 平均發電成本 計劃投資回收期為 10 年 計劃投資回收期為 20 年 26943 萬元

15、7.68 億 kW·h 1.21 元/(kW·h 0.72 元/(kW·h 當前海上風電場面臨的主要問題是使用海底電纜和建設風機的開發投資額巨大。從表 1、 2 與表 3 的對比可知，海上風電場的初始投資成本和平均發電成本都高于陸上風電場，但是 由于海上風電場風速大且穩定、年發電量高，因此項目收益回報率高。加之未來風電技術的 進步風電設備成本將逐步降低，長期來看，海上風電將更具備投資價值。 3 結語 我國現行定價制度下的風電價格還偏低，風電投資的經濟性并不明顯。但從長期來看， 風電產業具有很好的發展潛力，因為隨著風電規模的擴大，風電設備價格減低的空間還很大， 風電

16、項目投資的經濟性有望得到明顯改善。風力發電具備資源充足、用之不竭、分布廣泛、 無污染等特征，開發潛力巨大。采用正確的經濟性評價方法有利于引導對風電項目的進行合 理的投資。 基于上述研究，得出以下結論： （1）基于平均發電成本的分析表明，在同樣的地理環境下，大型風電項目較中小型風電 項目的經濟效益好，更具有投資價值；在投資回收期相同的條件下，隨著風電技術的進步， 海上風電場將凸顯其投資價值。 （2）平均發電成本能夠綜合考慮初始總投資成本、運行維護成本、年發電量、投資回收 期等因素對風電項目的經濟性的影響。該方法不但可以用于多個項目的經濟性優劣對比，而 且可以比較風能發電與常規能源發電的發電成本水平。 參考文獻： 1 傅家驥,仝允桓工業技術經濟學M北京：清華大學出版社，1996 2 王 文 平 , 楊 洪 平 . 實 物 期 權 理 論 在 風 力 發 電 項 目 投 資 決 策 中 的 應 用 J. 電 網 與 清 潔 能 源,2008,24(08:42-46 3 徐 麗 萍 , 林 俐 . 基 于 學 習 曲 線 的 中 國 風 力 發 電 成 本 發 展 趨 勢 分 析 J. 電 力 科 學 與 工 程,2008,24(03:1-4 4 徐麗萍.基于能源經濟模型的風力發電經濟性分析D.北京：華北電力大學,2008 5 王正明,路正南.風電項目投資及其運行