风电项目投资与运行经济性分析及优化探究

石蕾

哈尔滨电气股份有限公司

一、前言

目前，我国能源结构整体仍是以燃煤为主。2020年“双碳”目标的提出使我国能源结构转型更加迫切，开发以风、光、水、生物质等可再生能源和非碳能源为主的新能源成为大势所趋。风力发电项目，作为我国的当前及未来三年内重点发展项目，本身就具有洁净、可回收、装机灵活、建设周期短等诸多优点，因此，分析风力发电项目的投资及运行经济性对我国的可持续发展具有重大的现实意义。

二、风电项目投资及运行现状

1.风电项目投资现状

2021年，国家发改委印发的《关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知》明确提出“2021年起，新核准陆上风电项目实行平价上网；2021年起，新核准（备案）海上风电项目上网电价由当地省级价格主管部门制定，具备条件的可通过竞争性配置方式形成，上网电价高于当地燃煤发电基准价的，基准价以内的部分由电网企业结算”，这意味着2021年以来风电进入平价时代。截至2021年底，全国风电新增装机量达到5592万千瓦，风电完成投资额为2478亿元。受风电平价上网政策影响，2021年～2022年风电项目主要以消耗存量项目为主，包括递延并网的风电项目、平价大基地项目以及自愿转平价的风电项目。

在新能源行业加速推进竞价和平价的形势下，得益于技术创新、规模经济效应，风电项目的成本大幅下降。同时，近年来政府有关部门的大力扶持和监管，风电的弃风限电问题已初步得到了有效的控制，但受疫情等因素影响，设备价格、建设成本并未出现下调，反而呈现上升趋势，这使得风电项目投资收益率面临较高挑战。

目前，以“三北”地区为代表的陆上风电资源较丰富的地区风电项目投资开发如火如荼，但多数强调将产业投资作成取得风资源配置的刚需条件，采取“先投资先配指标，快投资快配指标”的基本模式，这使得风电项目投资成本进一步增加，也意味着相应区域后续存在受土地等资源限制导致风电投资增速下降的风险。

2.风电项目运行现状

截至2021年底，全国风电新增并网装机量为4757万千瓦，主要集中于中东部、南方地区、“三北”地区；全国风电发电量6526亿千瓦时，利用小时数2246小时，全国风电平均利用率96.9%。

通常情况下，风电项目有三种运行状态，分别为正常运行，停机，暂停（维护）。当所有的系统正常且风速达到启动范围时，风电机组会按照已设定的程序自动运行并网，若故障产生则紧急停机，一旦主控室屏幕上风电机组各项参数出现异常，则启动巡检让机组处于暂停状态。风电项目运行故障主要集中在发电机组、输电线路、变电设备、控制系统这四大环节。当前我国风电项目的运行维护主要是将定期检修和事后维修相结合，这主要是由于我国装备制造业目前服务化、智能化水平无法满足需求，对设备的分析检测和远程诊断还不到位，无法迅速定位问题，找准解决措施。

目前，国内风电项目的运行问题主要有以下三个方面：一是由于风电项目选址比较偏僻，与发电中心相隔较远，长距离运输使得风电项目的供电稳定性更加难以保证。二是缺乏专业技术人员，多数风电项目选址偏，居住条件差，很难长期留住专业人员做好技术支持工作，这使得项目运营经济性大打折扣。第三，由于工期和设备生产进度无法完全匹配，大多数的风电项目都会出现风机的型号混用的问题，这对后续的风电项目安全运行提出更高要求。

三、影响风电项目投资及运行经济性关键变量

风电项目投资收益主要取决于收入与成本费用，在电价一定的前提下，收入取决于装机规模、发电小时数、厂用电率、限电率等变量；成本费用则与前期费用（包括用地费、水电费、进场费等）、建设成本（设备费、土建费、安装费、接入费等）、运维成本、融资成本等变量有关。其中，装机规模、发电小时数与收益率呈正相关，厂用电率、限电率、前期费用、建设成本、运维成本、融资成本与收益率呈负相关。从风电项目的全生命周期度电成本角度分析，最关键的三个变量分别是发电量、建设成本和运维成本。由于投资具有不确定性，为了提高投资风险应对能力，往往需要对某一或多个变量进行灵敏度分析。一般企业对风电项目的投资回报率要求至少在6%以上，企业可以根据自身的收益需求选择高质量的风电项目。在对风电项目进行评价时，还应重点对项目的基本情况（如选址，地形地貌、风力资源条件、项目支持文件、开发规模、电压等级、接入距离、土地类型等要件）进行收集整理，并开展实地考察工作。此外，还应关注所成立项目公司的后续运营管理。

风电项目的运行受较多变量影响，具体包括天气条件，运维人员、运维系统、备件管理等，这些都会运行成本产生较大影响。风电机组通常结构较为复杂，在运行阶段，当存在较大负荷变化、恶劣运行环境（如湿热、高寒、风沙等）时，常会发生故障，这也进一步加剧了日常运维成本，一旦停机检修不仅电力需求无法保障，还将严重影响年度效益指标实现。随着可再生能源产业高速发展，特别是风电项目开发热潮的到来，国内相关企业对在风电领域拥有多年经验的运维人才争夺日趋激烈，运维人员的业务能力、责任心不够，必将导致设备维护执行效果不好，严重者带来的损失无法估量。此外，运维系统也必须充分发挥自身应有价值，监测预警功能不足和分析学习能力不够必然使得日常运维存在“走过场”嫌疑，这对项目平稳运行构成巨大潜在隐患。受到设计阶段选型或者运行环境因素影响，风电机组主要零部件损坏将直接导致项目无法运行，备件储备管理水平与维修保障及时性是项目正常运行的有力支撑，一旦出现问题项目安全性与收益性都会成为无稽之谈。

四、不同背景下的风电项目经济性分析

1.基准情景下的风电项目经济性分析

基准情景下风电项目的投资运营，其经济性影响因素主要围绕政策、接入、技术、管理四个方面。从各阶段来说具体如下，投资阶段在国家及地区颁布的各项风电支持政策下，考虑区域电网对风电项目的市场消纳能力，根据所开发风电项目自身特点及收益要求，做好相关机组设备选型，强化项目建设及施工管理，确保工程进度的同时，做好征地维稳和环境保护工作；后续运营阶段则主要锚定运行期间天气状况、运维管理系统及队伍建设，这样就能够从理论上实现基准情景下的风电项目经济性达到预期。但实际工作中，为了确保风电项目的经济性，必须针对以上各环节进一步细化优化。

2.政策情景下的风电项目经济性分析

风电“平价”时代的到来使得风电项目政策红利逐渐消失，加上风电项目开发流程较长，从规划、选址、测风到项目核准，环境评价、施工许可等环节步骤都要经过当地政府的各种审批，这使得风电项目经济性分析开始变得标准化。分散式风电受规模限制，不仅前期建设等非技术成本较高，后期运维的难度和成本也同样较高，加之审批流程繁琐，一直以来都是不温不火。但2021年国家能源局提出的“千乡万村驭风计划”为分散式风电打开了新的局面。加之，分散式风电可以就近满足能源需求及负荷响应，基本无需考虑消纳问题。2022年后陆续多个省市对风电项目审批进行改革，其中张家口市明确自2022年9月1日起实施风电项目由核准制调整为备案制，这使得分散式风电项目推进工作变得更加灵活。在国家政策的驱动下，地方政府积极响应，这使得分散式风电经济性大幅提升，也为政策情景下风电项目经济性分析翻开了新的篇章。

此外，2021年12月，国家能源局发布的《风电场改造升级和退役管理办法》（征求意见稿）明确，对于运营期不满20年且累计发电量未超过改造前项目全生命周期补贴电量的改造项目可享受中央财政补贴。这无疑又为风电场风电机组进行“以大代小”改造升级提供了政策补贴红利，也使得政策情景下此类风电项目经济性分析需考虑补贴收入。

五、风电项目投资及运行经济性优化措施

1.统筹风电项目投资建设

风电项目选址的风资源状况对可利用发电小时数及发电量有重要的影响，国家按照按风能资源状况和工程建设条件，将全国分为四类风能资源区。按照现有风资源开发流程，企业常需根据实际测风（测风周期至少一年）结果制定可行性研究报告，风电项目开发周期较长。在国家鼓励风电项目基地化开发的大背景下，统筹风电项目建设投资，意味着从整体上推进风电项目的建设、送出和运维，这既有利于实现项目成本降低，也能够提高土地利用率。因此，为了完善风电项目前期工作深度，优化开发时序，针对具体地区的风电项目，一是可采取购买近几年已有测风数据或同有测风数据的企业合作开发的模式做好前期可研，二是做好支持文件合规分析，确保文件真实性、时效性，三是务必做好项目建设用地、电网接入、消纳条件、道路情况等细节的核实。对于风电项目的投资建设，应当着眼于全生命周期优化，具体包括国家及地区风电支持政策研读、项目规划阶段选址、设计阶段机组选型，运营阶段精细化管理。首先，要确定好符合自身发展战略的重点风资源开发区域，然后结合已有风电项目投资运营结果，对在手跟踪风电项目及时调整策略，优化风电产业布局，考虑规模经济的同时，避免过度集中带来的风险，最后若想避免因项目不符合预期无法退出的情形发生，就应当在风电项目决策报告及投资协议中对投资退出方式加以明确，通常政府明文规定风电项目建设期内不得改变投资主体，所以要想实现投资主体的变更往往只能在项目建成后推进。

2.提高风电项目对气候条件的适应能力

风力发电设备的性能表现受气候条件影响较大。在恶劣的气候条件下，户外长期工作的机组及其零部件极易出现控制失灵、短路、腐蚀、断裂、倒塌等恶性事故，这不仅会影响整个风力发电设备的平稳运行，还会给风电企业带来重大的损失。因此，为了提高对气候条件的适应能力，在进行风电项目投资时，首先要对风电项目选址地的气候条件进行分析，做好极端天气历史极值和发生时间及次数统计，从设计端提出具体要求从而使机组材料及装置具备应对恶劣气候条件的能力，如考虑在风力发电机组局部安装吸湿除潮装置、抗寒除冰装置，采用高强度材料加固，在叶片等部位添加耐热、防腐蚀涂层等；在施工和后续运行阶段，采取相应的措施保证风电机组的安全性和稳定性，如严格按照施工图纸和项目运行方案对线路进行使用及投运测试，进一步加快风电机组及零部件所在环境评价体系、环境控制系统开发，做好应急管理制度建设，根据突发气候条件，采取过压保护，准备备用电源等，为机组设备开展定期清灰、保养与检修，充分利用信息化技术及时发现设备磨损及老化，一旦出现问题根据各项参数指标迅速定位元器件故障，降低恶性事件发生概率。在风机机组及零部件设计、制造及组装、试运行阶段各个环节都需做好质量控制、指标监测及试验评估，只有层层把关才能有效降低最终风险，进而确保风电项目对气候条件具备足够适应能力。

3.做好风电项目的人才培养及储备

风力发电项目的前期开发、投资决策、项目建设管理、后续运营维护各个环节都对相关工作人员的综合素质和专业能力要求较高。目前，我国虽然大力发展风电，但院校专业设置针对性弱及人才地域分布不均加剧了风电人才供需矛盾。尽管部分火电从业者选择向风电发展，其对风电技术、风电场运维管理还仍然处于一知半解状态，无法迅速填补行业需求。为了解决这一问题，一方面，必须重视高校及科研院所人才吸纳，通过政策倾斜（如提供免费人才公寓、大额购房补贴、优质医疗保障、方便子女教育等方面）、项目合作等方式加强风电各环节人才储备，健全风电人才梯队；另一方面，打造各级风资源技术人才培养基地，高度重视对已有员工的专业培训，可根据项目需要采取与多家单位联合举办风力发电技术及运维技能培训，并引入职业导师等方式提高员工的项目实操能力，有效提高其对于风力发电项目的技术知识和经验积累。除了做好人才引进和培养，还务必做好人才激励，这样才能更好留住人才。目前，股权和分红激励方式是风电企业选择较多的人才激励方式，不过整体进展相对较慢，且存在激励不足或过度等情况，这极易破坏人才队伍的稳定性。为了确保激励水平更符合实际情况，就要保证动态化、多样化的人才绩效考核标准落地，根据人才分级，设定专门的岗位津贴、业绩奖励，甚至提供特岗特酬待遇，重视从专业人才中提拔年轻干部。

4.建立风电项目收益“保底”机制

风电项目的投资经济性主要表现为其单位成本和收入之间的差值，具体体现在内部投资收益率、投资回收期等指标上；风电项目运行的经济性主要表现为风电取代燃煤发电所带来的费用（效益）的变动，在上网电价一定的前提下不必受制于原材料价格波动带来的影响。为了保证项目收益达到预期，有必要建立风电项目收益“保底”机制，主要思路是从成本和收入出发确保项目收益，具体有四点需要重点关注，一是不能为了降低项目成本进一步压低设备价格，毕竟低价可能会存在质量风险，一旦后续出现问题不利于项目正常运行，反而会影响项目收益，因小失大则得不偿失；二是风电项目平价化导致开发单位在申报项目核准与投资决策阶段已通过敏感性分析将各项项目参数优化到极限，一旦后续建设及运营阶段的非技术成本升高，就很难实现项目预期收益，因此，有必要在项目前期与各级政府部门通过协议等形式落实优惠政策及支持条件，有效降低土地价款、税费等非技术成本上涨带来的不利影响；三是为降低风电本身不稳定性对电网带来的冲击，可以与某些用电需求较大且对电能质量要求相对低的终端用户开展对接，通过合作使其直接加入需求侧，避免无法消纳带来的发电损失；四是加快数字化转型，做好能源价值链整合，通过行业协同创新发展模式，不断优化设计方案、升级已有技术，探索将风电与储能、制氢等新技术、新业态结合，降低单位造价成本，实现源网荷储、多能互补，从而保证项目收益，进而实现共赢。

六、结语

为提高风电项目的投资及运行经济性，必须从影响风电项目投资及运行经济性的关键变量入手，做好基准及政策背景下风电项目经济性分析。在具体实践中，可以采取的经济性优化措施则是从风电项目前期论证入手，统筹规划好风电产业布局，做好可行性研究及设计，进而抓好风电项目的建设施工，确保工程质量，最后完善运维系统，发挥专业人才优势，在产业协同基础上实现互利共赢。在信息化时代，唯有利用“好硬件”与“强软件”，才能提高风电项目投资及运营管理效率，从而加快实现高质量发展。