特高压带送风电的经济分析和讨论

文 | 杨建设，郭伟钊，马雪韵

得益于经济实力的持续走强以及科学技术的不懈创新与积累，一段时间以来，我国一大批超高压、特高压输变电工程磅礴问世，以特高压为骨干网架的坚强智能电网建设亦在高调推进之中。

有资料显示，国家还将进一步推进特高压输变电工程规划的实施，“十三五”之前建设以蒙西、陕北煤电基地为送端，京津冀鲁电网为受端的“两横一纵”交流加“一横”直流的特高压输电通道网架，建设以蒙西、宁东煤电基地为送端，江浙沪电网为受端的二条直流特高压输电通道等。这些宏大工程的建成，一定会为我国能源发展乃至国民经济发展做出重大贡献。

与此同时，我国风电和太阳能发电等可再生能源的开发利用，也经历了一段高速发展时期。国家能源发展长期目标以及时下国家大气污染防治行动计划，更要求包括风电和太阳能发电等可再生能源开发利用，并实现长期有效发展与增长。

上述所列特高压输电通道的起点，都是我国“三北”地区的煤炭资源蕴藏丰富地区及其规划煤电基地，同时也是我国风能资源和太阳能资源富集区域。如何借助超高压、特高压输电通道这把利器，推动风电和太阳能发电等可再生能源的规模发展，实现“北电南送”和“西电东送”的战略目标，减缓我国中东部经济相对发达地区的雾霾污染状况，已成为一个倍受关注的重要课题。

有关利用超高压、特高压输变电工程带送风电及太阳能发电的基本方式及其技术问题，近期业内已经投入很多研究，并且取得一些基本认识。本文拟从经济分析（或称国民经济评价）的角度，考察特高压带送风电的经济性及其合理性，提出一些看法与意见。

工程样本

本文以一典型工程为样本，采用适用的经济分析方法，剖析相关经济性能。

所选取的工程样本即上文所提到的以京津冀鲁电网为受端的“两横一纵”中的“一纵”—“锡盟经北京、天津至山东1000kV交流输变电工程”。

参考有关资料，锡盟经北京、天津至山东1000kV交流输电通道，长度约2×730km，输电容量9000MW，点对网外送形式，工程投资约210亿元，计划于“十二五”末期建成投运。

有关利用该通道以风火打捆方式实现电力外送的各项研究已经取得一些成果：煤电基地主要由多台660MW超空冷燃煤火电机组组成；煤电、风电基地规模容量可选范围充分大，且技术分析显示风火配置比例可以大致相当。

特高压通道带送风电的经济分析方法

(一)基本原理

经济分析，又称国民经济评价，是以资源配置为研究目标，通过测算项目对于社会经济所做贡献以及社会为项目付出代价，评价项目关于宏观经济的合理性。

本文经济分析采用“有无对比法”确认项目的效益与费用，过程分析采用费用效益流量分析方法。类似方法在其他工程项目上已有使用，本文再作实证与规整。

“有无对比法”以锡盟电源基地上马风电基地为设计方案，相应替代方案则为完全煤电基地方案。分析过程主要是识别并计算设计方案的费用与效益，进而计算其经济净现值及经济内部收益率等经济分析体系指标。

设计方案包括不同风电装机容量的组合，以及风电装机容量下不同上网率的组合。后者上网率是指风电基地剔除“弃风”损失后的上网容量相对比率。

（二）经济费用与效益

根据上述内容确认的工程样本设计方案费用与效益项目及其价格（影子价格）列述如下：

（1）费用及其计算

主要包括设计方案的风电基地投资及其年运行费用，以及风电基地与特高压通道的电气连接线路投资及其年运行费用等。我国目前风电场投资，包括500kV以下电压等级电气设备投资，已经具备比较成熟的经验与市场体系，故设计方案中相关项目采用市场定价进行费用估算。

a风电基地建设投资及其年运行费

建设投资随设计方案容量在每千瓦7000至7400元范围内选取，年运行费（包括外购材料费及动力费、职工薪酬、修理费及其他费用等）按建设投资2%计列。

b风电基地接入系统投资及其年运行费

接入系统建设投资主要涉及输电线路以及变电设施，简便起见，按照输变电容量估价计算，输电线路（220kV约170km，500kV约390km）为每千瓦500元，500kV变电站（3座）为每千伏安240元；年运行费按建设投资3%计列。

（2）效益及其计算

主要由因设计方案而替代下来的原部分煤电基地费用成本构成，包括被替代燃煤火电机组相应投资及其运行燃料费用，以及该部分火电机组的环境成本。其中，火电机组燃料费用和环境成本依据经济分析原则测定影子价格，以反映其真实经济价值。

a替代火电机组建设投资及其年运行费

设计方案决定替代方案少装若干容量的火电机组，后者容量依据替代发电量换算，相应投资亦采用市场定价原则。参考近期统计数据，火电机组单位造价和年等效利用小时数分别取每千瓦4100元和5500h。替代火电机组年运行费亦按市场定价原则，取建设投资4.5%。

b替代火电机组的燃料成本

燃煤电厂煤炭燃料属于不可再生矿产资源，而其采购价格目前在我国属于不完全成本价格，为此需要使用影子价格。

煤炭成本中，至少包括生产成本、使用成本及外部成本。目前市场销售煤价更多反映了生产成本（例如勘探、开采、加工、运输等），而使用成本主要涉及资源耗竭补偿成本，外部成本则主要指环境代价成本。数额分析时，生产成本部分可参考市场定价，同时适当增大已经外部化的内部成本（如安全成本等）；资源耗竭补偿成本可按销售收入比例计算；环境成本则参考相关研究取值。

因此，生产成本约取730元/t标煤价格，资源耗竭补偿成本按前者8%计算，约为60元/t标煤价格。当火电机组标准煤耗按310g/kWh取值时，生产成本又约为0.23元/kWh，资源耗竭补偿成本又为0.02元/kWh。

环境代价成本，或称风电的环境价值，依据有关风电环境价值的量化研究成果，风电相对于火电生产的环境价值按0.15元/ kWh计取。

（三）经济费用效益流量报表

上述测算基础上，可以进行经济费用效益的流量计算，计算过程参见表1。其中，费用效益流量分析的计算期为20年，社会折现率取8%。

（四）计算指标曲线图

以表1为基础，通过对于不同风电装机、不同上网率的设计方案计算，可以得到如图1和图2所示的经济分析计算指标曲线图。

表1 经济费用效益流量式样表

（五）其他

上面经济分析里，尚有其他一些间接效益未计列其中，包括“技术扩散效果”、“产业关联效果”及“乘数效果”等。这些效果对于诸如样本所在地的我国经济欠发达地区的区域经济发展，应该是确实存在的，但鉴于定量分析困难，且前述已有成果不影响后面讨论，本文因此不再计列。

相关讨论

（1）所使用经济分析方法中的经济费用与效益分项及其测定清晰有效，不涉及重复计列和转移支付，尤其是有关火电机组燃料成本影子价格的分析和测算有实据，易掌握，且所得经济分析指标与一般关于可再生能源发展的期望认识吻合度高。使用效果上看，方法是恰当且可取的。

更苛刻情形下，亦可以运用包含更完整更细微（如“乘数效果”分析）的经济费用效益项目识别的方式方法，这对于诸如工程样本所处内蒙古等经济欠发达地区的投资项目，意义尤为重要。

图1 设计方案经济净现值曲线图

图2 设计方案经济内部收益率曲线图

（2）考察图1和图2可知，只要控制上网率不致过低，各设计方案的收益总是正向（经济内部收益率总是高于社会折现率），甚至ENPV数量级已可与风电基地建设投资的规模相当，且设计方案的风电装机规模越大，收益越高。其直接原因是设计方案替代下来部分煤电基地的费用成本，转化为了经济效益。

经济分析表明，以风火打捆运用方式借特高压带送风电确实有助于获取高额经济收益，换言之，运用方式确实有利于获得经济资源配置效率，可以达到帕累托最优。

（3）从技术方面看，所谓“控制上网率不致过低”，就是输电经济性决定着风电基地有必要主动“弃风”，但同时需要上网率维持一个较高水平（本样本不低于60%左右）。

（4）以风火打捆运用方式借特高压带送风电可能还受制于技术因素，例如，可能增大受端电网调峰压力等，但风火打捆的要义之一就是维持与纯火电方式基本相当的联合出力特性，而高额经济效益则有利于相关技术发展和运用水平的提升。

（5）特高压带送风电是可行且有利的，但能否带送，带送多少，还强烈依赖于政策导引及其效果。例如，风火打捆方式下火电转而“退居二线”，而由此导致的火电企业发电利益减少，如何说法？风火打捆方式下电网公司需要投入更多成本，用否补偿？

经济分析数据再次表明，特高压带送风电对于提高全社会的资源配置效率是有促进作用的，由此推论，有关政策导向则应该牢牢把握在有助于全面实现国家整体利益上面来。

结语

本文所应用的经济分析方法，过程简练，清晰易行，结论可信，对于风火打捆或类似方式的大型可再生能源投资项目具有一定的参考价值。

经济分析的结论进一步表明，利用特高压输电工程带送风电具备显著的经济合理性，且有利于提升全社会的经济资源配置效率。