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全球风电成本的初步分析pdfag亚游集团只为非 发布日期:2019-10-23 18:36 浏览量:

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  太阳能 !#$% &’&%() 全球风电成本的初步分析 李华明译 肖劲松校 通常,风电被认为在经济性上没有什么竞争 由于提高了硬件效率、优化了安装地点以及提高了 力。但,据*+,- &./0 1+.23+.42和5,6+ 7389:-;.两位 风轮高度等,使得机组的总效率以每年平均B?I 的统计,在过去的=年里,风电的实际成本已经下 A? 的速度增长。 降了=?之多,而且这种趋势还在继续。 ·上述改进使每千瓦的投资成本在不断下降。 在欧洲甚至在全球范围内,风电正在快速发 资金投入 展。在过去的 年里,全球风力发电机组的总装机 风能项目的资金投入主要在机组本身的造价 容量增长了十倍多。从@@A年的大约BCD(E增长到 上,被称为 “工厂交货价格” (不包括风场建设、 BA年的F(E ,每年以A? 的速度递增。但到目 基础和并网的投资;只包括制造商提供的机组、叶 前为止,只有少数高风速区风电场的风力发电的经 片、塔架和运输到安装风场的花费等)。表为中型 济性才能与常规发电相比。 陆地用风电机组 ( )的成本构成, D=0E IC=1E 本文主要关注的是风力发电经济性方面的问 数据来源于英国、西班牙、德国和丹麦。在典型情 题。首先调查相关的投资成本包括已经安装的功率 况下机组本身的价格占总投资的D? 弱,一般在 和风轮扫掠面积,其次是运行和维护费用、生产方 至 之间。 JF? DB? 面的全部花费以及未来产品的研发费用等。 表! 影响风力发电经济性的主要参数如下: 成本要素 占全部成本的份额( )其它成本的典型份额( ) ? ? ·投资成本,包括基础部分投资、并网费用等 机组本身 JFIDB — ·发电量G 平均风速 基础 IK BIB= ·运行和维护 ( )费用 电气安装 I@ I= H1 并网 BI@ A=IF= ·机组寿命 咨询 IA =I ·贴现率 陆地 IA =I 上述参数中,最重要的是投资成本和发电成本。 财政花费 IA =I 由于发电成本与风况密切相关,所以就经济性而言, 道路建设 IA =I 关键是拟建设风场的正确选择。在过去的年里,全 球风力发电机组的总装机容量增长了十倍多 图 为 至 年期间丹麦风力发电机组投 @D@ B 近几年,并网风电机组显示出以下三个主要发 资成本的变化情况。扫掠面积是风电机组发电能力 展趋势。 的一个很好的指标,而且这可为单位千瓦时发电成 ·机组变得更高更大。BB年末,单机B1E及 本提供相应的指标。如图所示,对所有风电机组 以上级机组的开发日趋明显。在发电能力上风轮中 而言,单位扫掠面积的成本随年份明显下降。在这 心高度是关键因素,其次是风况和发电效率。 一时期,风轮扫掠面积的全部成本每年下降约A? , ·风力发电效率稳定提高。在过去的= 年里, B年内总成本下降了约A? 。 %# 年 第 期 !# $ 太阳能 !#$% &’&%() 在 至 年间,单位额定功率( )的成本 要预测运行和维护费用成本,特别是在机组快达到 *+,+ *++- ./ 也有所下降。所不同的是,从011./机组到较大的 设计寿命时预测相关的费用,仍需继续探索。 *2/风电机组,单位千瓦的投资成本则呈上升趋 基于德国、西班牙、英国和丹麦的经验,在整个 势。主要是受机组大小的影响:轮毂高度高、直径大 使用期里运行和维护费用大致为*946*97欧分: ./; 。 的风轮安装在相对功率较小的发电机上,尽管发电 西班牙的数据显示,在整个使用期里近015 的费用 量更多。在大型机组上单位千瓦的造价虽然要高,但 与运行、维护费用和安装费有关(一半是备用部件, 是每度电的成本却降低了。在中等风速以下风场安 一半是人工费用及相当于人工支出的费用)。 大 15 装风电机组时,了解这一点是非常重要的,在这类地 致在保险、土地租金和管理费用之间分配。 区,风电机组的风轮直径要比标准型大得多。 风电成本 单位发电成本是根据现值计算的,并且与整个 机组使用期的投资和运行、维护费持平,然后均分 到每年的发电量中。事实上,初期的实际运行和维 护成本低于计算平均值,以后逐渐增加。 发电量是计算单位发电成本的唯一最重要的因素 发电量是计算单位千瓦时成本时唯一最重要的 因素;安装在风况较佳风场的机组可能赢利,而安 装在风况较差风场的机组则可能亏本。本节,风电 成本的计算基于以下几个假设:新型陆地用单机 ,71./6*972/风电机组;投资成本如前所述,大 图! !#年至$%%!年期间丹麦风电机组投资成本 致在=+11 6**11: ./ 的单位千瓦成本 (源 自西班 投资成本增加的另一个原因是单机 以上 牙、英国、德国和丹麦的相关数据)机组整个使用 *2/ 机组,投放市场的时间不长。期望随着经营规模的 期内运行和维护成本为*94 欧分: ./; ;机组使用寿 扩大,能逐渐减少投资成本。 命 年,与最高工艺设计标准一致;贴现率每年在 41 运行和维护费用 756*15之间;在基础计算中,年贴现率为-975 , 运行和维护 ( )费用在机组每年的总投 因此可以进行利息重要性的灵敏度分析;不考虑税 32 入中占有很大的份额。在使用期限内,运行和维护 收、货币贬值和风险费用等因素,以411 *年的固定 费用平均占总费用的4156475 ,与单位千瓦时的 价格计算。 发电成本持平。运营初期,这部分费用可能占 图 为单位发电计算成本随风场风况的变化情 *15 4 ,但在接近使用 年即设计寿命时至少占 况。如图所示,在平均风速较低的风场,发电成本 6*75 41 4156875 。 在06,欧分: ./; 内波动,在风况较好的沿海地区, 运行和维护费用与保险费、日常维护费用、维 发电成本在67欧分: ./; 内波动。 修费用、备用零部件费用、管理、经营费用有关。 保险费和日常维护费用可通过合同协议获取, 这在机组整个使用期中是确定的。而维修费用及其 相关备用零部件的费用则很难预估。机组总体成本 随时间呈增加的趋势,受机组使用年限的影响,开 始很低但随时间增加而增加。 由于风电产业还处于发展的初期,只有少数机 组已经达到预期的41年的使用寿命。那些已经运行 了41年的大多数机组单机容量低,而且是依据现在 认为是过时的设计标准建造的。有关费用的数据可 图 风电每千瓦时的计算成本随风况的变化情况 以从现存的较早期的风力发电机组搜集获得,但是 $ %& 年 第 期 !# $ 太阳能 !#$% &’&%() 风力发电的总成本中大约 与资金投入相 味着旧机组的计算包括了过去 年的平均数据,而 *+, 2+ 关,包括机组本身成本、基础设置、电子设备和并 新机组仅仅只有几年的记录数据,因此机组越新, 网成本。这就意味着与常规的燃气电厂相比,风能 计算的不确定性越大。 产业是 “投资密集型”产业,后者总成本中-.,/ 例如在沿海地区,风电的平均成本已从9+67 与燃料运行与维护成本有关,因此在计算风电 机组的大约 欧分 降低到 机组的大约 0., :4: 5 678 2;7 成本时资金成本 (贴现率或利率)是非常重要的。 -42欧分5 678 。以1.. 2年的固定价格计算,在过去 欧盟各个成员国之间风电资金成本有相当大的差 的 年里降低了 。 2+ +., 异。在图1 中,单位风电成本表示为风场风况和贴 现率的函数,贴现率一年内在+,/2.,之间波动。 图 所示,中等风速地区的发电成本大致在 3 +/ +40欧分5 678 的范围内,这说明利率增加一倍将导 致风电成本增加24+ 欧分5 678 。在低风速区成本竟 高达04+/9欧分5 678 ,而在沿海地区的成本为-/+4+ 欧分5 678 。 图 风电成本表示为机组容量的函数 未来展望 我们使用经验曲线方法描述风电经济性的未来 发展。经验曲线方法是在上世纪*.年代由波士顿咨 询集团开发出来的;它的主要特点是将产品的累积 定量变化与特定成本联系在一起。如果产品的累积 销量翻一番,估计的经验曲线 (或者学习速率)就 能描述产品成本的降低。 图 风电成本表示为全年满负荷小时数以及贴现率的函数 ! 经验曲线并不是用于评估的预测工具。它仅指 风电经济性的提高 出,如果当前趋势继续进行下去的话,我们则可以 为了阐明发电成本降低的趋势,本文以丹麦的 看到所建议的发展变化。它将规模生产的影响转化 情况进行分析。 为对产品成本的影响,但不考虑其它偶然的关联因 在上述相同假设的情况下,图- 给出不同容量 素。因而,业内市场发展或技术革新的变化都可能 机组的单位计算成本。分析中所有机组的寿命假定 显著地改变现实状况。 为1. 年,贴现率为*4+, 。所有成本折算成1.. 2年 许多项目都建立了不同的经验曲线,但其中大 的固定价格。 多数使用的是不同的规则,这就导致结果之间不能 估算一下在沿海地区以及中等风速的内陆地区 进行直接的比较。为了能获得相关经验的总体评 两种风况下的发电量。分析始于单机9+67 的机组, 价,不仅需要考虑机组价格的降低,也要考虑机组 世纪 年代中期这种机组主要安装在丹麦,接下 发电效率的提高,后者需要使用能量评估手段 1. :. = 来的是 和 等机组,最后是大约 年 ( ),它包括有许多参考案例。这样,以能量 2+.67 11+67 1... 5 678 安装的具有代表性的2;7 机组。值得关注的是, 的特定成本 (单位发电成本)为基础,出版物中估 经过粗略的计算,机组制造商期望每一代机组的风 算的进展指数在.4:3 /.492之间变化,这与.42* / 电成本能下降 到 ,以此来增加利润。另外, 的经验曲线系数相对应。即当风电总装机容量 3, +, .4.9 大于2;7 的机组成本实际上已经下降了。在机组 增加一倍时,新机组单位发电成本下降9,至2*, 。 的整个使用期即1.年内都要进行成本的计算,这意 通过这种方法,效率的提高以及直接和间接成本都 %& 年 第 期 !# $ 太阳能 !#$% &’&%() 在分析中得到了考虑。 GHI.4H 。 基于以下假设,图 为使用经验曲线说明到 ·假定总装机容量增长率是倍增的,每第五年 F 年风力发电成本的趋势: 和第十年的累积安装增长率分别是 和 。 3- .- GH .4H ·起点是现在的风电成本,即中等风速区 (在 F-5轮毂高度处的平均风速为0J/5* C )的中型风电 机组 ( )成本为 欧分 。 1F-KLI.JFML FI0 * KLE 在过去的十年里,风电总装机容量以平均每年 /-H 的速度增长,每三年增加一倍。 目前 ,安装 在 中等 风 速 区 的 中型机 组 ( )的发电成本大约为 欧分 1F-KL I.JFML F I0 * 。假设总的安装容量每 年翻一番,到 年 KLE .- 3- .- 风电成本将在 欧分 之间。如果每 年翻 ,J,IFJ0 * KLE F 一番,到3- .-年风电成本将在/JGIFJ3 欧分* KLE 之 间。如果风电机组建在沿海高风速区 ( 高度处 F-5 图 用经验曲线说明到 年风电的经济性 ! #$# 的平均风速为0JG5* C ),到3- .-年单位发电成本则 ·假定经验曲线系数在 之间,即意味 能降至 欧分 (假定总安装容量每 年翻 GHI.4H /J.I,J, * KLE F 着每次总装机容量翻一番,单位风力发电成本降低 一番)。 《太阳能》杂志约稿 内容 一 知识、技术:准确、通俗,注重实用性, 电力、环境的协调与可持续发展中的问题 (国家或 如各类可再生能源 系统科普知识或专题讲座;专 各省区);行业产业焦点、难点,政策导向建议 * 业名词解释,有关资料 (国内、国际组织机构或会 (国家或各省区)。 议等)或实用数据介绍,问题小议等;新技术、新 三 新闻、会议 (展)、消息报道:真实,准 产品、新材料、新工艺介绍或新动向、新进展 (实 确,及时。 用性、前瞻性与指导性);科研成果的报道;系统 四 市场综述 (含各地区):注重借鉴性,前 (例如光热、光伏)安装、调试、控制技术及常见 瞻性。 故障的诊断与排除 (实用性、系统性);光伏、风 投稿篇幅一般在,字内为宜,附上作者详细 电的并网技术、装置设备;各种工程实例介绍,工 联系方式。文内图表不要超过全文篇幅的.* / ,信 程设计经验,案例技术经济分析;光催化、氢能、 息类稿件宜在.字内。若有照片,请附原照片。 燃料电池、地热能、利来w66,沼气系统等介绍。 刊用的稿件均付稿酬,优稿优酬。无论刊登与否恕 二 评论、建议、研究探讨:观点明确 证据 不退稿, 个月内未刊发请自行处理。 + 0 确凿,论证深刻,如我国发展可再生能源的理念、 《太阳能》杂志编辑部 视角及新观念;可再生能源资源勘测、评估与评价 (全国或地区);学科建设、学术交流与学科发展中 地 址:北京市海淀区花园路 号 邮 编: / .1/ 的问题分析或建议;科研成果的产业化前景、技术 电 线 经济评估或探讨;政策建议、评论,国外可再生能 传 线- 源发展政策介绍;已有标准的释义与分析;能源、 ==?@=87ABC97B6ABA; 9:;==CDE@BAD5 %& 年 第 期 !# $

  

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