2025中國風(fēng)電度電成本路線圖

編者按：風(fēng)電是成本最接近傳統(tǒng)能源的新能源，繼續(xù)降低度電成本對風(fēng)電成為未來主力能源非常重要。本文由GE陸上風(fēng)電大中華區(qū)總裁李楓根據(jù)在2016年國際能源變革論壇可再生能源協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展分論壇上的發(fā)言整理，在此分享以饗讀者。

2015年，我國陸上風(fēng)電開發(fā)量創(chuàng)歷史新高，年新增裝機(jī)超30GW，但同時也伴隨著日益嚴(yán)重的棄風(fēng)限電，風(fēng)電開發(fā)被迫從資源富集區(qū)域向中東南部遷移，被很多業(yè)內(nèi)專家稱為是風(fēng)電的“拐點年”。今年伊始，我們就看到從國家到地方陸續(xù)出臺的一系列管理辦法、保障制度、監(jiān)管措施，為保證風(fēng)電在新的電力供需形勢下平穩(wěn)過渡、穩(wěn)中求進(jìn)、良性發(fā)展?；谶@樣的一個行業(yè)環(huán)境，我們希望就GE剛剛發(fā)布的《2025中國風(fēng)電度電成本》白皮書和各位一起梳理未來的十年里風(fēng)電度電成本的發(fā)展路線圖，何時能夠達(dá)到真正參與電力市場競爭的水平，躋身主流能源形式。希望這樣的討論可以激發(fā)更多對風(fēng)電行業(yè)的關(guān)注、對技術(shù)提升的投入、對可再生能源價值的認(rèn)可、對政策引導(dǎo)的啟示。

現(xiàn)階段，全球各主要風(fēng)電發(fā)展區(qū)域的平均度電水平也是參次不齊的。 一些國家和地區(qū)在過去五年里度電成本取得了顯著的下降，從而也帶動了風(fēng)電在整個發(fā)電系統(tǒng)中的占比，比如愛爾蘭、葡萄牙、西班牙、印度等。也有一部分國家和地區(qū)雖然在持續(xù)的降低度電成本以更有競爭力的姿態(tài)存在，但由于其他資源稟賦的差異，風(fēng)電在整個發(fā)電體系中的占比并沒有顯著的提升，比如美國、德國、中國。

國際能源署的《2015風(fēng)電技術(shù)路線圖》的公開報告也顯示從2010年到2015年，全球新建陸上風(fēng)電場的度電成本下降在某些國家可高達(dá)30%，2015年至2020年間，預(yù)測新建陸上風(fēng)電的度電成本將有望再下降10%。毫無疑問的是，在全球一體化應(yīng)對氣候變化和減碳排放的今天，風(fēng)電的度電成本的下降還將有很大的空間去挖掘，競爭力距離其躋身主流能源形式指日可待。

考慮到在開發(fā)、建設(shè)、運行/、維護(hù)等方面都面臨著不同的問題，我們將設(shè)定兩種典型情況，即平坦地形大致代表絕大部分集中在北方區(qū)域的裝機(jī)和復(fù)雜地形大致代表在中部內(nèi)陸省份、東南、西南地區(qū)的裝機(jī)。同時在平準(zhǔn)化度電成本的模型里也定義了一些能被業(yè)內(nèi)人士普遍接受的風(fēng)電場開發(fā)建設(shè)和運行指標(biāo)、假設(shè)條件，以期達(dá)到對度電成本的計算更具有代表性和普遍性。從我們的模型分析中可以得到結(jié)論，目前在平坦地形區(qū)域的度電成本波動范圍大致在0.471元/度至0.668元/度的水平，復(fù)雜地形區(qū)域的度電成本普遍要高于平坦地形區(qū)域， 其度電成本波動范圍大致在0.531元/度至0.755元/度的水平，整體比平坦地區(qū)每度電的成本要高出6-9分錢。從上述陸上風(fēng)電的度電成本現(xiàn)狀來看，現(xiàn)階段它和傳統(tǒng)發(fā)電形式相比競爭力還是不足的。這也解釋了裝機(jī)量在不斷攀升、風(fēng)力發(fā)電在整個電力供應(yīng)中的比例卻一直未有突破的原因。

但也必須指出，我國現(xiàn)階段風(fēng)電場開發(fā)規(guī)模之大，方法之粗放，加上可預(yù)見的未來風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷創(chuàng)新和突破，機(jī)組質(zhì)量和可靠性的提高，從業(yè)人員專業(yè)技術(shù)水平的提升等諸多方面，風(fēng)電還有很大可以進(jìn)步的空間。過去十年里，我國可再生能源行業(yè)飛速發(fā)展，陸上風(fēng)電的成本照比十年前已經(jīng)有了很大程度上的降低。但值得指出的是，我們看到更多的是從風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)價格上、以及其帶動的龐大供應(yīng)鏈的材料成本下降，以及逐漸累積的項目開發(fā)經(jīng)驗帶來的初始投資成本上的下降。當(dāng)風(fēng)電項目的開發(fā)向新的資源特性區(qū)域轉(zhuǎn)移、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組要適應(yīng)新的資源條件面臨技術(shù)層面的突破時，整個行業(yè)面臨的困局就變得尤為突出了。未來十年風(fēng)電在我國的發(fā)展不能單靠政策補(bǔ)貼刺激、也不能只靠產(chǎn)業(yè)鏈從上到下壓成本，而是一個人人都有份的有機(jī)整合。

項目審批、補(bǔ)貼制度的完善會帶動資源價值的最大化利用?，F(xiàn)階段風(fēng)資源的開發(fā)已大面積南移至內(nèi)陸省份、東南部及西南部地區(qū)，資源條件既不如三北地區(qū)優(yōu)越、地理條件又更為復(fù)雜，為了盡早拿到資源開發(fā)權(quán)，開發(fā)主體依賴于可研報告報批項目。而目前階段看到的可研報告所要求的對整個區(qū)域風(fēng)資源的理解、微觀選址和選型方案的比較、投資回報的估算等都相當(dāng)粗淺，甚至在很多設(shè)計單位都是套用現(xiàn)成的模板，可想而知，依據(jù)這樣的報告，會影響項目選址和選型，造成的是對投資收益的不確定性，更重要的是對資源利用的不充分。尤其在優(yōu)質(zhì)風(fēng)資源越來越稀少的今天，項目可行性的評估呼喚更精益化的手段和流程以保證對自然資源獲取的價值。

目前我國風(fēng)電場開發(fā)前期對風(fēng)資源的粗放性觀測、采集、整理、校正，在向風(fēng)資源條件更貧乏、地理及氣象都更為復(fù)雜的中、東、南部地區(qū)轉(zhuǎn)移過程中，對開發(fā)質(zhì)量的影響尤為明顯。僅由于風(fēng)資源評估的不準(zhǔn)確對年發(fā)電量預(yù)期的影響就可在±1%，因此，更精益的風(fēng)資源觀察和評估預(yù)計可以帶動度電成本下降達(dá)0.5~0.7分/度。

近年來，對于微觀選址模型的不斷修正、升級也成為對風(fēng)電行業(yè)投資的熱門。 GE的數(shù)字化風(fēng)場解決方案中就有對微觀選址模型的全新定義，利用數(shù)字雙胞胎技術(shù)，結(jié)合模塊化風(fēng)機(jī)的設(shè)計，從微觀選址方案上的改進(jìn)就可達(dá)到提升高達(dá)5%整場發(fā)電量的效果。我們有足夠的理由期待在數(shù)據(jù)分析技術(shù)飛速進(jìn)步的未來十年里，微觀選址模型也將迎來它的自我超越，除了模擬更接近真實場景，還可以自學(xué)習(xí)優(yōu)化方案，為風(fēng)電場規(guī)劃設(shè)計帶來0.5~1.5%的額外收益。配合微觀選址模型的不斷優(yōu)化，風(fēng)機(jī)選型最終是為了達(dá)到整場發(fā)電能力的最優(yōu)化，對于開發(fā)經(jīng)驗相對成熟的平坦地形區(qū)域，優(yōu)化的選型策略可帶來的發(fā)電量都有望提升2%，對于復(fù)雜地形區(qū)域更是有5%的發(fā)電量提升空間，預(yù)計其帶動的度電成本下降空間可達(dá)3.1~7.0分/度。

過去的十年里，風(fēng)電領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和研究成果已經(jīng)很鮮明的體現(xiàn)在了風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代和其度電成本的走勢上，甚至可以說度電成本的競爭力很大程度上依賴于技術(shù)進(jìn)步。未來的十年，我們可以預(yù)見到的風(fēng)電領(lǐng)域的技術(shù)投入將比過去十年的兩倍還多。簡單提及幾個我們看好的能帶來顯著度電成本下降的技術(shù)領(lǐng)域– 更長更輕的葉片、模塊化葉片、3D打印的應(yīng)用、ecoROTR導(dǎo)流罩、柔性塔、空間框架塔、一體化傳動鏈 、碳化硅變頻器、激光測風(fēng)、控制技術(shù)的生機(jī)等。除了上述提到的研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用將對未來十年風(fēng)電技術(shù)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，前沿技術(shù)的儲備和基礎(chǔ)學(xué)科研究的投入也將帶動產(chǎn)業(yè)的升級。未來的十年，由于技術(shù)的進(jìn)步和突破使得更多的風(fēng)資源可以被高效的利用起來，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對于風(fēng)能轉(zhuǎn)化的效率也得到提升，即使某些新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用在初期內(nèi)會對風(fēng)電場的投資成本帶來一次性提升，但是在項目生命周期里，它帶動了預(yù)計5~6.7分/度的度電成本下降。

很多關(guān)于風(fēng)電場運營維護(hù)的討論中最后都會繞到如何降低運維成本上，但事實上就是在運維上多投入才能有效帶動生命周期內(nèi)的度電成本下降，三個特別要強(qiáng)調(diào)的方面，從業(yè)人員的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn)，在保證其設(shè)計使用壽命和安全的前提下“量身定制”的升級改造，不能無序地給風(fēng)機(jī)“加碼”，以及數(shù)字化精益管理。

與能源結(jié)構(gòu)改革相呼應(yīng)的輸配電改革、需求側(cè)改革、電力交易等會加速其適應(yīng)能源的市場化競爭。電網(wǎng)的運行和調(diào)度是涉及能源安全和能效提升非常重要的一環(huán)，也是可再生能源在未來發(fā)展的保證。隨著電力交易透明化、市場化進(jìn)程，運行機(jī)制的完善，輔助服務(wù)市場的建立和完善，傳統(tǒng)能源電廠調(diào)峰能力的提升，靈活調(diào)節(jié)電源的增加(如燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組等)，儲能技術(shù)的成熟，需求側(cè)響應(yīng)的發(fā)展，電網(wǎng)運行的優(yōu)化對風(fēng)電度電成本的影響鮮明可見，預(yù)計2025年由全新的電力調(diào)度技術(shù)和行為帶來的度電成本下降空間可達(dá)2.5~2.9分/度。

真正的數(shù)字化工業(yè)時代應(yīng)該說還沒有到來，但也指日可待。GE是業(yè)界最早提出數(shù)字化風(fēng)場的概念的公司之一。就風(fēng)電行業(yè)來講，它將從根本上改變風(fēng)電場從資源評估、選址選型對于個人經(jīng)驗判斷的依賴程度和對現(xiàn)有軟件模擬的局限性，在地形復(fù)雜、風(fēng)機(jī)機(jī)組型號/塔高混合排布、尾流影響較為突出的風(fēng)電場規(guī)劃設(shè)計中，可以幫助提升高達(dá)10%的發(fā)電量。數(shù)字化風(fēng)場在運行管理上也提升了排除故障的準(zhǔn)確程度和時效性，更精確的預(yù)測發(fā)電能力、高效參與電力交易，對風(fēng)電場潛在發(fā)電能力的判斷和方案也將更定制化。在帶來1~3%可預(yù)見的發(fā)電能力提升時，將非計劃檢修變成計劃檢修提升1%的可利用率，同時節(jié)省近10%的維護(hù)成本。未來的十年，數(shù)字化工業(yè)必將在風(fēng)電行業(yè)大展拳腳，保守的估計，可以預(yù)見其帶來的度電成本下降空間達(dá)1.7~1.9分/度。

在風(fēng)電場生命周期平準(zhǔn)化度電成本的討論中，財務(wù)成本也占有相當(dāng)重要的比重。比如長期貸款利率下降1%，可直接影響度電成本近3%的降幅。雖然我們很難預(yù)見未來十年整個金融資本市場的波動和融資成本的漲落，可以肯定的是，可再生能源領(lǐng)域的發(fā)展勢頭和大趨勢可以增強(qiáng)更多民間資本的投資信心。而我國相對穩(wěn)定的可再生能源扶持政策也有助于降低投資風(fēng)險和融資成本。其實各國迫于可再生能源補(bǔ)貼力度的日益萎縮，在不斷從技術(shù)、管理水平上尋找度電成本突破的同時，也在積極探索全新的商業(yè)模式，共享風(fēng)電場的投資成本和風(fēng)險，以分擔(dān)其財務(wù)的壓力，比如綠色發(fā)電證書、碳指標(biāo)等機(jī)制的引入，和全新金融手段、商業(yè)模式的創(chuàng)新，保守估計會為風(fēng)電的度電成本帶來0.9~1.1分/度的下降空間。

綜上，我們對2025年我國陸上風(fēng)電的度電成本作出了大膽預(yù)測，平坦地形區(qū)域的度電成本下降空間預(yù)計可達(dá)0.13-0.21元/度。 復(fù)雜地形區(qū)域的度電成本隨著開發(fā)經(jīng)驗的累積，下降空間更為豐厚，預(yù)計可達(dá)0.19-0.25元/度。而這一切的實現(xiàn)，既需要決策者從宏觀層面的調(diào)控到具體執(zhí)行細(xì)則的梳理，也需要產(chǎn)業(yè)鏈從上游到下游的參與方深刻認(rèn)知風(fēng)電投資、成本與回報之間的復(fù)雜關(guān)系，持續(xù)投入在基礎(chǔ)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用、服務(wù)精益化和人員培養(yǎng)上，更需要電力消費者對可再生能源其社會價值的認(rèn)可。

中國的風(fēng)電時代不是等風(fēng)來，而是需要我們每一個將情懷、夢想、汗水、智慧都傾灑在這里的從業(yè)人員共同創(chuàng)造出來的。具有經(jīng)濟(jì)競爭力的風(fēng)電時代不再只是一個愿望，我們有理由也有途徑使之成為現(xiàn)實。感謝過去十年技術(shù)的進(jìn)步成就了如今的能源世界，讓我們抓住機(jī)遇、攜手合作、釋放無限能源，在未來的十年創(chuàng)造屬于我們的風(fēng)電時代。