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風(fēng)電技術(shù)經(jīng)濟(jì)前景展望——能源技術(shù)前沿展望系列之二

2015-09-11 來(lái)源:華能集團(tuán) 瀏覽數(shù):807


  二、風(fēng)電成本研究
  (一)世界主要國(guó)家風(fēng)電成本特點(diǎn)
  風(fēng)電成本逐漸下降。從投資成本(包括風(fēng)機(jī)、并網(wǎng)、基建、其他設(shè)施以及安裝等等)來(lái)看,2009年全球風(fēng)電投資成本為每千瓦1450~2600美元。隨著原材料(鋼鐵、銅)成本逐漸下降、供需情況出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)以及制造商競(jìng)爭(zhēng)激烈等因素影響,目前全球風(fēng)電成本有所下降而且范圍更加寬泛,達(dá)到每千瓦1100(中國(guó))~2600美元(日本),其中美國(guó)與西歐分別為每千瓦1600美元以及1700美元。相比2008年,2013年,全球(不含亞洲)風(fēng)電投資成本已經(jīng)下降近1/3,具體如圖1所示。
  在部分風(fēng)力資源豐富的國(guó)家,風(fēng)電已經(jīng)幾乎可以和常規(guī)電源競(jìng)爭(zhēng)。例如,巴西、澳大利亞、智利、墨西哥、新西蘭、土耳其以及南非等國(guó)家的陸上風(fēng)電幾乎可以和新建燃煤機(jī)組以及新建燃?xì)鈾C(jī)組競(jìng)爭(zhēng)。
  各國(guó)風(fēng)電成本差異顯著。各國(guó)環(huán)境差異顯著,發(fā)展規(guī)模不一,技術(shù)研發(fā)情況有所不同。在多種因素影響下,中國(guó)、美國(guó)、丹麥以及西班牙等風(fēng)電大國(guó)成本較低,而日本等國(guó)平均成本仍然較高。2012年,中國(guó)風(fēng)機(jī)平均成本為每千瓦436.6歐元,單位造價(jià)(即投資成本)為每千瓦1220歐元。相比之下,日本風(fēng)機(jī)成本為1740歐元/千瓦,造價(jià)為每千瓦2610歐元(海上風(fēng)電成本較高也是影響其他國(guó)家風(fēng)電成本較高的部分原因)。
  風(fēng)電造價(jià)規(guī)模效益明顯。伯克利實(shí)驗(yàn)室對(duì)美國(guó)2012年建造的部分電站進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,電站裝機(jī)規(guī)模從小于5兆瓦到50-100兆瓦,單位投資成本隨規(guī)模增加明顯下降;大于100兆瓦時(shí),規(guī)模經(jīng)濟(jì)逐漸消失。另外,風(fēng)電單機(jī)容量也呈現(xiàn)出一定的規(guī)模效應(yīng),即風(fēng)電平均單位造價(jià)隨著單機(jī)容量增加而降低,尤其在低容量時(shí)這一現(xiàn)象尤為明顯。
  (二)我國(guó)風(fēng)電成本現(xiàn)狀
  2006~2013年,我國(guó)風(fēng)電造價(jià)總體呈下降趨勢(shì)。其中,2007~2009期間風(fēng)電投資成本有所回升,一方面由于風(fēng)機(jī)成本上漲,另一方面與勞動(dòng)力成本以及并網(wǎng)成本上升等因素相關(guān)。2009~2013年,我國(guó)風(fēng)機(jī)供不應(yīng)求局面得到緩解,隨著規(guī)模化應(yīng)用以及技術(shù)不斷進(jìn)步,風(fēng)電造價(jià)重新回歸下降趨勢(shì),2013年已經(jīng)跌至每千瓦8000元左右。
  (三)風(fēng)電成本預(yù)測(cè)
  1.研究方法介紹
  從國(guó)際主要研究機(jī)構(gòu)(IEA、PCC、EIA等)研究方法來(lái)看,可將規(guī)模效應(yīng)作為影響投資成本的重要因素。另外,從世界以及我國(guó)風(fēng)電發(fā)展歷程來(lái)看,世界風(fēng)電裝機(jī)每年以近20%的規(guī)模增長(zhǎng)(2003~2011),我國(guó)多年累計(jì)風(fēng)機(jī)增長(zhǎng)速率超過(guò)100%,而且中長(zhǎng)期目標(biāo)顯示出明顯的規(guī)模潛力。基于以上考慮,本文假定規(guī)模效應(yīng)是影響價(jià)格的主導(dǎo)因素,結(jié)合相關(guān)機(jī)構(gòu)研究成果,利用學(xué)習(xí)曲線對(duì)我國(guó)風(fēng)電投資成本進(jìn)行預(yù)測(cè),即根據(jù)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模預(yù)測(cè)風(fēng)電成本。若學(xué)習(xí)率為10%,即風(fēng)電規(guī)模增加一倍,單位成本下降10%。度電成本是投資者考慮的主要因素之一。考慮到投資成本、運(yùn)行成本以及貼現(xiàn)率等多種因素對(duì)度電成本的影響,本文采用國(guó)際上常用評(píng)價(jià)方法——平準(zhǔn)化發(fā)電成本——進(jìn)行研究(Levelized Cost of Electricity, LCOE),即各項(xiàng)費(fèi)用考慮貼現(xiàn)率后,單位電量的平均成本。
  2.國(guó)外風(fēng)電學(xué)習(xí)曲線及風(fēng)電成本研究進(jìn)展介紹
  美國(guó)能源部對(duì)美國(guó)風(fēng)電造價(jià)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,1982~2012年期間,美國(guó)風(fēng)電學(xué)習(xí)率為7.2%,982~2004期間學(xué)習(xí)率為14.1%,未來(lái)風(fēng)電造價(jià)仍有下降空間。IPCC匯總了主要文獻(xiàn)關(guān)于風(fēng)電造價(jià)學(xué)習(xí)率的成果,世界各國(guó)風(fēng)電造價(jià)學(xué)習(xí)率位于4%~32%區(qū)間(最早時(shí)期為971年左右),從最新時(shí)期來(lái)看,風(fēng)電造價(jià)學(xué)習(xí)率為9%~19%。
  IEA指出,通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)改造以及優(yōu)化運(yùn)行等手段,2030年風(fēng)電平準(zhǔn)化發(fā)電成本可降低20%(相比2010年);同時(shí)IEA對(duì)主要專家關(guān)于平準(zhǔn)化發(fā)電成本的研究成果進(jìn)行了匯總,根據(jù)具體情況,2030年LCOE可比2011年降低0~40%。
  3.我國(guó)陸上風(fēng)電成本研究
  考慮到早期風(fēng)電技術(shù)處于研發(fā)示范階段、2006~2008期間風(fēng)電無(wú)序發(fā)展以及其他因素影響,本文以2009~2013年風(fēng)電造價(jià)為基礎(chǔ)對(duì)2020年進(jìn)行預(yù)測(cè)。綜合多種因素影響,采用多種學(xué)習(xí)率情景進(jìn)行了分析。其中:
  8.8%學(xué)習(xí)率情景:假設(shè)未來(lái)成本符合2009~2013年趨勢(shì),學(xué)習(xí)率為8.8%。
  0%學(xué)習(xí)率情景以及5%學(xué)習(xí)率情景:考慮到市場(chǎng)供求關(guān)系對(duì)價(jià)格影響、地形條件影響以及不當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)影響,未來(lái)學(xué)習(xí)率可能偏低,本文以0%以及5%學(xué)習(xí)率予以替代。
  2009~2013年新增風(fēng)電學(xué)習(xí)系數(shù)E=0.132,學(xué)習(xí)率LR=8.8%。各情景下風(fēng)電造價(jià)預(yù)測(cè)如下表所示。
  0%學(xué)習(xí)率情景顯示,2020年我國(guó)陸上風(fēng)電造價(jià)為每千瓦8298元,LCOE為每千瓦時(shí)0.406,相應(yīng)電價(jià)為每千瓦時(shí)0.593元;在2020年目標(biāo)完全實(shí)現(xiàn)的前提下,而且年裝機(jī)規(guī)模發(fā)展平穩(wěn),5%學(xué)習(xí)率情景可能實(shí)現(xiàn),屆時(shí)風(fēng)電造價(jià)將為每千瓦7141元,LCOE以及電價(jià)分別為每千瓦時(shí)0.349元以及每千瓦時(shí)0.509元;受地理環(huán)境、人工成本等因素影響,2009~2013期間風(fēng)電成本降低趨勢(shì)難以復(fù)制,8.8%學(xué)習(xí)率情景難以實(shí)現(xiàn)。

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