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隨著新一輪“搶裝潮”的結(jié)束，風(fēng)電將迎來全面平價時代，平價上網(wǎng)將成為項目開發(fā)“標(biāo)配”。在新的市場場景下，平價項目對發(fā)電效率提升、度電成本下降要求更高，因此，基于滿足項目收益率標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)難度上升，前期需要更精細、更精準(zhǔn)的收益技經(jīng)測算。原有先圈地、后開發(fā)的粗放模式已經(jīng)不適合未來平價項目的需求，采用精細化的開發(fā)模式將成為必然。在平價場景下，項目將圍繞“三好兩準(zhǔn)一控制”六個要素開展精細化開發(fā)工作，即“‘好的資源+好的機組+好的設(shè)計方案’‘項目投資算準(zhǔn)+財務(wù)評價測準(zhǔn)’以及‘做好建設(shè)過程成本控制’”。
“平價后時代”風(fēng)電項目特點
從技經(jīng)角度來看，未來風(fēng)電場實現(xiàn)平價必須要具備“大長低運+新”五個特點，每個特點對應(yīng)兩個技經(jīng)控制方向，兩“大”即項目規(guī)模擴大化、單機容量大型化；兩“長”即整機葉片長、塔架高度長；兩“低”即塔架重量低，融資利率低；兩“運”即風(fēng)電場的集中運維、智慧運維；兩“新”即風(fēng)電場模式創(chuàng)新、項目前期技經(jīng)測算工具創(chuàng)新。
一、“大長低運+新”之“大”
（一）項目規(guī)模擴大化
假設(shè)其他條件不變，風(fēng)電項目開發(fā)規(guī)模越大，單位千瓦投資越低。投資優(yōu)化主要來自于公共成本分?jǐn)偨档?，如前期費用、設(shè)計費用，升壓站分?jǐn)偟?，?guī)模效益可有效將總體投資降低，從而提升整體收益。另外就業(yè)主設(shè)備采購來說，大容量項目或項目打捆進行風(fēng)電機組設(shè)備招標(biāo)可提升業(yè)主議價權(quán)，降低設(shè)備采購成本。
以50MW項目為基準(zhǔn)，如表1所示，若項目容量增加至100MW，則單位千瓦投資可降低418元/千瓦，如擴容到400MW基地規(guī)模水平，單位投資可降低713元/千瓦。投資降低對項目收益提升明顯，當(dāng)容量由50MW擴容至400MW，項目全投資IRR將由9.33%提升至10.60%，LCOE則由0.3277元/千瓦時降低至0.3085元/千瓦時。
從市場實際發(fā)展情況來看，在標(biāo)桿電價時代，開發(fā)容量基本以50MW為主，而目前基本以大容量項目開發(fā)為主，例如，以風(fēng)電基地形式為主的烏蘭察布600萬千瓦項目、上海廟基地項目等。大容量使得項目單位造價降低，可在滿足基準(zhǔn)收益要求前提下實現(xiàn)平價上網(wǎng)。
（二）風(fēng)電機組單機容量大型化風(fēng)電機組單機容量大小直接影響風(fēng)電機組臺數(shù)，從而對風(fēng)電場道路、線路、基礎(chǔ)、塔架等相關(guān)投資造成影響，同時在風(fēng)能資源及土地資源緊缺的情況下還可解決風(fēng)電機組點位不足等問題。以僅考慮風(fēng)電機組點位影響的同一項目為例，當(dāng)單機容量由2MW提升到4.5MW時，項目投資成本降低明顯（各項成本變化見圖1），靜態(tài)投資可降低932元/千瓦，全投資IRR提升2.4%，資本金IRR提升9%，LCOE降低0.0468元/千瓦時（表2）。
項目不同單機容量投資優(yōu)化
從近兩年的風(fēng)電招標(biāo)項目也能夠明顯發(fā)現(xiàn)這種變化，風(fēng)電機組技術(shù)迭代速度加快，大型化趨勢明顯。據(jù)統(tǒng)計，2019年中國新增裝機的風(fēng)電機組平均單機容量為2454kW，同比增長12.4%，主流的單機容量已完成從2MW級到3.XMW級的轉(zhuǎn)變（圖2）。
圖2 1991—2019年全國新增和累計裝機風(fēng)電機組平均單機容量（數(shù)據(jù)來源：《中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)地圖2019》）
二、“大長低運+新”之“長”
（一）葉片加長，掃風(fēng)面積增大在同風(fēng)速情況下風(fēng)電機組發(fā)電量同掃風(fēng)面積成正比，以3MW機組為例，若葉片加長5米，掃風(fēng)面積可增加0.81㎡/kW，發(fā)電量可提升208小時，相當(dāng)于投資節(jié)約600元/千瓦，因此，增加葉片長度可作為發(fā)電量提升的重要手段。據(jù)《中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)地圖2019》統(tǒng)計，2019年平均風(fēng)輪直徑增長到129米，較2018年平均值增長9米。（二）塔筒加長（高）在風(fēng)速一定的情況下，切變越大、塔架高度越高的風(fēng)電機組發(fā)電量越高，因此，在高切變地區(qū)，選擇高塔架經(jīng)濟性較好，在切變?yōu)?.13的情況下，3MW機組的塔筒每增高5m，可利用小時數(shù)可提升26小時。如圖3所示，截至2019年年底，國內(nèi)最大輪轂高度為147米；平均輪轂高度比2018年增加5米，達到96米，增速明顯。
圖3 2015—2019年全國新增風(fēng)電機組平均和最大輪轂高度（數(shù)據(jù)來源：《中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)地圖2019》）
三、“大長低運+新”之“低”
（一）塔架重量降低塔架越高，其理論重量會越大，但是在風(fēng)電場高度定制化的今天，在滿足安全性前提下，風(fēng)電場塔架由所有風(fēng)電機組通用到每個機位點根據(jù)風(fēng)參進行定制化設(shè)計，可實現(xiàn)重量的大幅優(yōu)化，滿足塔架輕量化的需求。如表3所示，以100m高度2.5MW塔架為例，相同高度下單機每優(yōu)化5噸，單位價格可降低20元/千瓦，平均資本金IRR提升0.35%左，LCOE降低0.0017元/千瓦時。
（二）融資利率降低
融資包括建設(shè)期融資與運營期貸款還本付息，建設(shè)期融資主要為建設(shè)期貸款利息，約占項目投資的2%左右，即130元/千瓦左右，貸款利率主要影響資本金收益率。從貸款利率變化走勢（圖4）可以看出，歷史貸款利率是逐步下降的。結(jié)合目前市場情況判斷，未來貸款利率仍舊會逐步下行。融資貸款利率越低，就越容易實現(xiàn)平價風(fēng)電項目的開發(fā)。
圖4 貸款利率走勢
不同融資方案對收益率影響不同。如表4所示，貸款利率每降低10%，資本金收益率相對變動5.37%，資本金比例榮30%降低到20%，資本金收益率提升6%，還款方案等額本息較等額本金高1.43%。
四、“大長低運+新”之“運”
平價時代，投資商更加關(guān)注平準(zhǔn)化度電成本，重視運營期的運維成本。風(fēng)電智能化運維可實現(xiàn)各類資源的合理分配，提高運維效率，降低運維成本，可有效減少人員配置，節(jié)約公共建設(shè)支出。“智慧運維”模式將助力風(fēng)電平價項目快速發(fā)展。通過技經(jīng)分析測算，風(fēng)電場每減少一個運維人員，可以給項目收益帶來相當(dāng)大的影響。同一個風(fēng)電場保持相同收益率情況下，假設(shè)一個運維人員按工資9萬元/年，60%福利費計算，每優(yōu)化一個運維人員，等同于可節(jié)約初始投資24.6元/千瓦，或提升發(fā)電量7.5小時。
五、“大長低運+新”之“新”
（一）模式創(chuàng)新在“平價后時代”，在模式上創(chuàng)新突破，可給平價帶來“增值”。例如，探究風(fēng)電機組的“延壽”模式。目前國內(nèi)整機設(shè)計壽命通常為20年，但風(fēng)電項目永久征地年限為50年，另外在風(fēng)電場設(shè)計中，風(fēng)電機組基礎(chǔ)、塔架、升壓站等均按20年以上壽命設(shè)計，因而整機運行壽命限制會造成許多設(shè)計上的浪費。從國際經(jīng)驗來看，大部分項目整機運營期達25年已經(jīng)是常規(guī)要求，部分項目已在探索30年運營期。關(guān)于國內(nèi)常規(guī)風(fēng)電場項目的研究結(jié)論（詳見《風(fēng)能》總第117期）表明，項目延壽1至10年，其全投資收益率（所得稅后）由7.54%提高到8.67%，資本金收益率由12.77%增加到14.22%。原本一些資源較差、投資成本高、在原有20年運營期實現(xiàn)不了平價收益要求的地區(qū)，通過延長項目運營期，可使項目收益率達到甚至超過8%。此外，在保證8%收益率的前提下，延壽時間越長，上網(wǎng)電價越低，延壽至30年時，上網(wǎng)電價可降低0.0295元/千瓦時，降幅比例為7.8%。
（二）項目前期技經(jīng)測算工具創(chuàng)新在“平價后時代”，為提高風(fēng)電項目開發(fā)效率，需要在開發(fā)前期就對項目進行多方案迭代篩選，包括精準(zhǔn)確定項目經(jīng)濟性，實現(xiàn)快速發(fā)電量評估、投資估算、多方案對比等一站式技經(jīng)測算，因此，在測算工具上進行定制化與創(chuàng)新開發(fā)具有重要意義。通過分析可以看出，未來風(fēng)電場“大長低運+新”是實現(xiàn)平價的必由之路，但需要明確的是，平價上網(wǎng)不是風(fēng)電發(fā)展的終點，而是全新的起點，未來風(fēng)電發(fā)展的必然趨勢是更加市場化。因此，風(fēng)電全行業(yè)需順應(yīng)時勢，克服發(fā)展中的困難，為推動可再生能源發(fā)電新時代建設(shè)貢獻力量。
“平價后時代”風(fēng)電項目特點
從技經(jīng)角度來看，未來風(fēng)電場實現(xiàn)平價必須要具備“大長低運+新”五個特點，每個特點對應(yīng)兩個技經(jīng)控制方向，兩“大”即項目規(guī)模擴大化、單機容量大型化；兩“長”即整機葉片長、塔架高度長；兩“低”即塔架重量低，融資利率低；兩“運”即風(fēng)電場的集中運維、智慧運維；兩“新”即風(fēng)電場模式創(chuàng)新、項目前期技經(jīng)測算工具創(chuàng)新。
一、“大長低運+新”之“大”
（一）項目規(guī)模擴大化
假設(shè)其他條件不變，風(fēng)電項目開發(fā)規(guī)模越大，單位千瓦投資越低。投資優(yōu)化主要來自于公共成本分?jǐn)偨档?，如前期費用、設(shè)計費用，升壓站分?jǐn)偟?，?guī)模效益可有效將總體投資降低，從而提升整體收益。另外就業(yè)主設(shè)備采購來說，大容量項目或項目打捆進行風(fēng)電機組設(shè)備招標(biāo)可提升業(yè)主議價權(quán)，降低設(shè)備采購成本。
以50MW項目為基準(zhǔn)，如表1所示，若項目容量增加至100MW，則單位千瓦投資可降低418元/千瓦，如擴容到400MW基地規(guī)模水平，單位投資可降低713元/千瓦。投資降低對項目收益提升明顯，當(dāng)容量由50MW擴容至400MW，項目全投資IRR將由9.33%提升至10.60%，LCOE則由0.3277元/千瓦時降低至0.3085元/千瓦時。
從市場實際發(fā)展情況來看，在標(biāo)桿電價時代，開發(fā)容量基本以50MW為主，而目前基本以大容量項目開發(fā)為主，例如，以風(fēng)電基地形式為主的烏蘭察布600萬千瓦項目、上海廟基地項目等。大容量使得項目單位造價降低，可在滿足基準(zhǔn)收益要求前提下實現(xiàn)平價上網(wǎng)。
（二）風(fēng)電機組單機容量大型化風(fēng)電機組單機容量大小直接影響風(fēng)電機組臺數(shù)，從而對風(fēng)電場道路、線路、基礎(chǔ)、塔架等相關(guān)投資造成影響，同時在風(fēng)能資源及土地資源緊缺的情況下還可解決風(fēng)電機組點位不足等問題。以僅考慮風(fēng)電機組點位影響的同一項目為例，當(dāng)單機容量由2MW提升到4.5MW時，項目投資成本降低明顯（各項成本變化見圖1），靜態(tài)投資可降低932元/千瓦，全投資IRR提升2.4%，資本金IRR提升9%，LCOE降低0.0468元/千瓦時（表2）。
項目不同單機容量投資優(yōu)化
從近兩年的風(fēng)電招標(biāo)項目也能夠明顯發(fā)現(xiàn)這種變化，風(fēng)電機組技術(shù)迭代速度加快，大型化趨勢明顯。據(jù)統(tǒng)計，2019年中國新增裝機的風(fēng)電機組平均單機容量為2454kW，同比增長12.4%，主流的單機容量已完成從2MW級到3.XMW級的轉(zhuǎn)變（圖2）。
圖2 1991—2019年全國新增和累計裝機風(fēng)電機組平均單機容量（數(shù)據(jù)來源：《中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)地圖2019》）
二、“大長低運+新”之“長”
（一）葉片加長，掃風(fēng)面積增大在同風(fēng)速情況下風(fēng)電機組發(fā)電量同掃風(fēng)面積成正比，以3MW機組為例，若葉片加長5米，掃風(fēng)面積可增加0.81㎡/kW，發(fā)電量可提升208小時，相當(dāng)于投資節(jié)約600元/千瓦，因此，增加葉片長度可作為發(fā)電量提升的重要手段。據(jù)《中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)地圖2019》統(tǒng)計，2019年平均風(fēng)輪直徑增長到129米，較2018年平均值增長9米。（二）塔筒加長（高）在風(fēng)速一定的情況下，切變越大、塔架高度越高的風(fēng)電機組發(fā)電量越高，因此，在高切變地區(qū)，選擇高塔架經(jīng)濟性較好，在切變?yōu)?.13的情況下，3MW機組的塔筒每增高5m，可利用小時數(shù)可提升26小時。如圖3所示，截至2019年年底，國內(nèi)最大輪轂高度為147米；平均輪轂高度比2018年增加5米，達到96米，增速明顯。
圖3 2015—2019年全國新增風(fēng)電機組平均和最大輪轂高度（數(shù)據(jù)來源：《中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)地圖2019》）
三、“大長低運+新”之“低”
（一）塔架重量降低塔架越高，其理論重量會越大，但是在風(fēng)電場高度定制化的今天，在滿足安全性前提下，風(fēng)電場塔架由所有風(fēng)電機組通用到每個機位點根據(jù)風(fēng)參進行定制化設(shè)計，可實現(xiàn)重量的大幅優(yōu)化，滿足塔架輕量化的需求。如表3所示，以100m高度2.5MW塔架為例，相同高度下單機每優(yōu)化5噸，單位價格可降低20元/千瓦，平均資本金IRR提升0.35%左，LCOE降低0.0017元/千瓦時。
（二）融資利率降低
融資包括建設(shè)期融資與運營期貸款還本付息，建設(shè)期融資主要為建設(shè)期貸款利息，約占項目投資的2%左右，即130元/千瓦左右，貸款利率主要影響資本金收益率。從貸款利率變化走勢（圖4）可以看出，歷史貸款利率是逐步下降的。結(jié)合目前市場情況判斷，未來貸款利率仍舊會逐步下行。融資貸款利率越低，就越容易實現(xiàn)平價風(fēng)電項目的開發(fā)。
圖4 貸款利率走勢
不同融資方案對收益率影響不同。如表4所示，貸款利率每降低10%，資本金收益率相對變動5.37%，資本金比例榮30%降低到20%，資本金收益率提升6%，還款方案等額本息較等額本金高1.43%。
四、“大長低運+新”之“運”
平價時代，投資商更加關(guān)注平準(zhǔn)化度電成本，重視運營期的運維成本。風(fēng)電智能化運維可實現(xiàn)各類資源的合理分配，提高運維效率，降低運維成本，可有效減少人員配置，節(jié)約公共建設(shè)支出。“智慧運維”模式將助力風(fēng)電平價項目快速發(fā)展。通過技經(jīng)分析測算，風(fēng)電場每減少一個運維人員，可以給項目收益帶來相當(dāng)大的影響。同一個風(fēng)電場保持相同收益率情況下，假設(shè)一個運維人員按工資9萬元/年，60%福利費計算，每優(yōu)化一個運維人員，等同于可節(jié)約初始投資24.6元/千瓦，或提升發(fā)電量7.5小時。
五、“大長低運+新”之“新”
（一）模式創(chuàng)新在“平價后時代”，在模式上創(chuàng)新突破，可給平價帶來“增值”。例如，探究風(fēng)電機組的“延壽”模式。目前國內(nèi)整機設(shè)計壽命通常為20年，但風(fēng)電項目永久征地年限為50年，另外在風(fēng)電場設(shè)計中，風(fēng)電機組基礎(chǔ)、塔架、升壓站等均按20年以上壽命設(shè)計，因而整機運行壽命限制會造成許多設(shè)計上的浪費。從國際經(jīng)驗來看，大部分項目整機運營期達25年已經(jīng)是常規(guī)要求，部分項目已在探索30年運營期。關(guān)于國內(nèi)常規(guī)風(fēng)電場項目的研究結(jié)論（詳見《風(fēng)能》總第117期）表明，項目延壽1至10年，其全投資收益率（所得稅后）由7.54%提高到8.67%，資本金收益率由12.77%增加到14.22%。原本一些資源較差、投資成本高、在原有20年運營期實現(xiàn)不了平價收益要求的地區(qū)，通過延長項目運營期，可使項目收益率達到甚至超過8%。此外，在保證8%收益率的前提下，延壽時間越長，上網(wǎng)電價越低，延壽至30年時，上網(wǎng)電價可降低0.0295元/千瓦時，降幅比例為7.8%。
（二）項目前期技經(jīng)測算工具創(chuàng)新在“平價后時代”，為提高風(fēng)電項目開發(fā)效率，需要在開發(fā)前期就對項目進行多方案迭代篩選，包括精準(zhǔn)確定項目經(jīng)濟性，實現(xiàn)快速發(fā)電量評估、投資估算、多方案對比等一站式技經(jīng)測算，因此，在測算工具上進行定制化與創(chuàng)新開發(fā)具有重要意義。通過分析可以看出，未來風(fēng)電場“大長低運+新”是實現(xiàn)平價的必由之路，但需要明確的是，平價上網(wǎng)不是風(fēng)電發(fā)展的終點，而是全新的起點，未來風(fēng)電發(fā)展的必然趨勢是更加市場化。因此，風(fēng)電全行業(yè)需順應(yīng)時勢，克服發(fā)展中的困難，為推動可再生能源發(fā)電新時代建設(shè)貢獻力量。
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