平价环境下海上风电场可持续发展分析

苏 峰，金 瑛

（中海油融风能源有限公司，上海 200335）

0 引 言

我国拥有长约1.8 万km的海岸线，可利用的海域面积超过300 万km，尤其是东南沿海，具有风资源丰富、风能密度大、发电利用小时数多、弃风率低和电能市场消纳好等特点，为大规模开发海上风电资源提供了广阔的空间。截至2021 年4 月底，我国海上风电并网容量达到了1 042 万kW。

2019 年国家发改委在《关于完善风电上网电价政策的通知》中将海上风电标杆上网电价全部改为指导价，规定新核准的海上风电项目上网电价全部通过竞争的方式确定，不得高于项目所在资源区指导价。对于2018 年底前已核准的海上风电项目，若在2021 年底前全部机组都已完成并网，则执行核准时0.85 元的上网电价；2019 年新核准近海风电指导价调整为0.80 元/（kW·h），2020 年调整为0.75 元/（kW·h），2022 年及以后全部机组完成并网的，执行并网年份的指导价（即标杆上网电价）。在国家补贴政策退坡的情况下，如何保障海上风电场持续发展是新能源行业最关注的问题之一，海上风电项目投资成本高，作业风险大，若要实现平价上网，需从技术创新、管理提升、优化施工和顶层规划等角度实现全面降本，从而促进新能源行业的可持续发展。

1 我国海上风电发展现状

截至2021 年6 月30 日，我国已开建海上风电项目的并网容量约为1 470 万kW，抢装压力巨大，为取得国家电价补贴，相关能源企业不得不追加投资以获取更多船机资源，确保海上风电项目在2021 年底前实现全容量并网。目前的“抢装潮”形势对降低成本提出了很高的要求，随着勘探、设计、建造、安装和管理方面的经验逐渐丰富，海上风电项目投资成本会逐步下降，如采用单桩技术的江苏沿海风电项目的平均造价已降至15 700 元/kW左右，处于全国海上风电项目投资最低水平。

2 海上风电场建设期主要成本构成

海上风电场建设期成本主要包括设备购置及安装工程费用、建筑工程费用、建设期利息、不可预见费用、辅助工程费用和其他费用等，其中设备购置及安装工程费用是整个工程成本的核心，以江苏某大型海上风电项目为例，其主要成本分布见图1。

图1 江苏某大型海上风电项目主要成本分布

2.1 设备购置及安装工程费用

海上风电设备购置及安装工程投资约占整个项目投资的68.6%，其中：发电设备（包括机组、塔筒和叶片）投资占项目投资的44.2%，单位成本约为7 700 元/kW；升压站基础和设备（包括导管架、组块、一次设备电气设备和其他辅助设备等）投资占项目投资的3.7%，单位成本约为645 元/kW；海缆（包括220 kV双回路海缆和35 kV海缆及接头附件等）投资占项目投资的8.3%，单位成本约为1 460 元/kW；海上安装（包括风机机组及基础、海缆敷设和升压站安装等）投资占项目投资的11.7%，单位成本约为2 038 元/kW；其他一些设备及附属构件投资占比较小。由以上数据可知，影响风电项目成本的主要因素是发电设备购置及安装，直接决定风电场投资价值。

2.2 建筑工程费用

海上风电建筑工程投资约占整个项目投资的17.8%，其中：风机基础工程（主要包括风电机组基础工程和陆缆登陆工程）投资占项目投资16.1%，单位成本约为2 805 元/kW；房屋建筑工程、交通道路工程及其他环境保护工程、水土保持工程、安全监测工程和试桩工程等投资占比较小。影响整个风电项目投资的主要因素是风机基础的材料购置和制作费用。

2.3 建设期银行贷款利息

银行贷款利息与海上风电项目建设周期和利率相关，约占整个项目投资的3.5%。欧洲一些国家为鼓励海上风电发展，为风电企业提供2%的长期固定贷款利率，比国内海上风电项目贷款利率的1/2 还要低一些。经计算，若下降1%贷款利率，对海上风电项目可降低3 ～4 分钱的竞价。随着海上风电施工技术和安装船性能的不断提升，项目建设周期能有效缩短，利息将有一定程度的下降。

2.4 不可预见费用

不可预见费用在工程项目中常称作预备费，是指考虑项目建设期内可能发生的风险导致的建设费用增加的部分，主要包括基本预备费、设计变更导致的费用增加、隐蔽工程验收之后恢复导致的费用增加和价格变化引起的工程造价变化等。目前，大多数建设单位都采用总承包的形式招标，除了不可抗力因素，这部分费用基本不会动用。

2.5 施工辅助工程费用

施工辅助工程在整个项目投资中占比较小（约1%），主要包括租赁交通船、临时占用码头场地和施工用水用电等费用，因该部分费用较少，对项目成本的影响较小。

2.6 其他费用

其他费用主要包括项目的用海用地费、建设管理费、可研勘察设计费和生产准备费等，约占项目总投资的7.7%，单位成本约为1 340 元/kW，该部分费用占比相对较大，但不确定因素较多。近几年核准了大量海上风电项目，沿海好的风场资源基本上已被抢占完，但随着海上风电向深远海发展，用于进行海洋增殖放流和海域生态修复等工程的费用会明显减少。同时，随着海上风电开发数量逐年增加，项目建设经验越来越丰富，建设单位、总承包单位和施工单位的项目管理水平将不断提升，项目建设管理费用会有一定幅度的减少。此外，科研勘探设计方面可借鉴的数据、图纸等资料会逐年增多，利用大数据分享可减少实地测量相关费用。随着海上风电场的不断开发，相关费用会不断减少，为实现平价上网预留一部分空间。

3 降低海上风电场项目投资成本和实现平价上网的措施

我国海上风电场造价为1.5 ～1.9 万元/kW，单价差异主要取决于风况、风密度、水深、离岸距离和地质条件等海上因素，其他影响因素包括风机机组设备选型、安装船舶资源、材料及项目管理等。在目前已建和在建的海上风电场项目中，每千瓦时投资以江苏的项目为最低，一方面是因为该地区地质条件好，采用单桩基础即可，另一方面源于技术的不断进步。

3.1 国家对海上资源的宏观统筹规划

海上风电只有实现规模化才能有效降低度电成本和提高风电场运行质量，才能促进整个产业链的可持续发展。为实现海上风电规模化，需从以下2 个方面做好规划：

1）在政府规划方面，主管部门将若干个风电场规划成一个整体，由1 家或多家能源企业承建，避免每个风电场都建1 座海上升压站和1 个陆上集控中心，减少海缆敷设。初步计算每座升压站的建设成本约占整个项目成本的4%，每个陆上集控中心的建设成本约占整个项目成本的1%，220 kV海缆的价格约为500 万元/km，若不能实现规模化，这就是一个极大的浪费，成本就难以下降。假如将相邻的2 个300 MW的相邻风电场整合为1 个600 MW的风电场，在设计时可减少1 座升压站、2 回路海缆和1 个陆上集控中心，这会增加电气设备数量和功率，以距岸40 km的海上风电场为例，计算投资成本可减少约4.5 亿元。

2）在电网规划方面，要考虑到该区域的线路容量，避免大规模的海上风电同时并网时线路容量不够，致使部分风机必须停运，导致弃风率增加和企业营收减少。只有将两者相结合，才能提高规模化程度，降低度电成本。

3.2 技术创新

技术创新包括设备技术创新、施工技术创新、材料技术创新和管理技术创新等，是降低度电成本的根本途径。我国海上风电研究起步较晚，相关技术的提升空间很大，压缩度电成本的途径较多，通过建立产学研融合的技术创新体系，将有助于降低整个海上风电项目的投资成本。以东海某风电项目为例：若风电机组全部采用进口知名品牌（不含塔筒），其成本约占项目总投资的34.5%；若风电机组采用合资知名品牌，其成本约占项目总投资26.7%；若风电机组采用国内知名品牌，其成本约占项目总投资的23.2%。以上数据表明，随着机组设备的国产化程度不断升高，其降价幅度会越来越大。当然，不同产品的质量和性能会有一定的差距，这就需要不断提升设备国产化技术，从而有效降低度电成本。从风电机组构成的角度分析，风电机组主要由发电机、轴承、齿轮箱、偏航系统、叶片、轮毂、变桨系统、液压系统、刹车系统、控制系统、变流系统、机舱、升压设备、电缆和其他辅助设施组成，其中一些核心部件（如发电机、齿轮箱、变频器和升压变等）仍需要进口。表1 为某合资风电机组各部件在整套机组中的价格占比情况。由表1 可知，这些核心部件费用占比较高，只有对其进行国产化替换和技术创新，才能有效降低风电机组成本，早日实现海上风电项目平价上网。

表1 某合资风电机组各部件在整套机组中的价格占比情况

3.3 施工优化

海上风电场安装主要包括风机基础沉桩、机组吊装、升压站安装和海缆敷设，“十三五”期间核准了大量海上风电项目，因相应的作业船舶没有跟上，导致抢装期间施工船舶数量严重不足，船舶租赁费用较高。未来，会有越来越多的专业船舶进驻海上风电施工安装领域，可用来进行海上施工安装的大型船机设备会大幅度增加，海上风电施工设备配置及安装能力会不断提升，海上安装费用会逐渐减少。当前，由中国铁建港航局集团有限公司投资打造的国内首艘1 300 t自升自航式风电安装船“铁建风电01”已交付使用，该船可在16 级台风环境下实现精准定位，有效增加作业窗口期，延长作业天数，缩短施工周期，大大提高施工效率和安全性能，加上施工专业人员已累计一定的海上风电施工经验，施工技术不断成熟，建设规模不断扩大，施工船舶的专业水平不断提升，海上风电场建设成本有望降低10% ～15%。

3.4 项目建设策划

系统完善的项目建设策划至关重要，取证、设备采购、钢结构加工、设备安装、调试和销售合同签订等环节中的任意一个环节出现问题都会影响到项目的进度，其中最重要的环节是设备安装，主要受设备到货情况和船舶资源调配情况的影响，需要项目管理团队全面做好建设策划，统筹资源合理调度，确保项目提前或按期完工。一旦项目延期，不仅会直接影响公司的收益，而且会使其面临巨大的船舶租赁费用压力。目前海上风机沉桩和吊装船租赁费每月高达900 ～1 500 万元，尤其是在“抢装潮”期间，很难租到合适的船舶，可见策划管理对整个项目的投资有重要影响。

4 结 语

影响海上风电度电成本的最重要的2 个因素是项目投资和发电利用小时数，单位投资成本下降是海上风电度电成本下降的主要原因，而初始投资是由诸多因素决定的。目前我国的海上风电政策支持力度较大，后期海上风电项目补贴逐渐减少是必然趋势，长期来看，海上风电的成长性取决于未来成本下降的潜力。