风力发电项目范文

2024-05-16

风力发电项目范文(精选10篇)

风力发电项目 第1篇

关键词:风电项目,环境影响评价,污染防治与生态保护

1概述

随着工业化、城市化进程的加快, 环境污染问题依然突出, 成为制约经济社会发展的一大因素, 在减少温室气体排放、应对气候复杂变化的新形势下, 风力发电越来越受到各国的重视。风能既潜力巨大, 也是可再生清洁能源。近年来, 我国也加大了风电的投资建设规模和速度, 装机容量连续增长。2000~2015年我国风电累计新增装机容量为145104MW, 占全球市场份额为33.6%。风力发电项目的陆续建成投产, 一定程度改变了区域能源消费结构, 也对环境保护起到了积极作用。从环境影响角度而言, 风力发电项目属于生态影响类建设项目[1]。风电项目对环境的影响主要是在项目的施工环节和后期的运营阶段。本文从环境影响角度着重分析风电项目环境影响内容, 以及如何做好风电建设项目环境保护工作, 实现风电项目环境效益和社会效益的最大化。

2环评方法及内容

从已经建成的风电场及其所处区域来看, 我国的风电场项目主要分布在偏远地区, 这些区域本身生态环境脆弱。

2.1评价依据

风电项目环境影响评价所依据的技术导则有:《环境影响评价技术导则- 生态影响》 (HJ19- 2011) 、《环境影响评价技术导则- 声环境》 (HJ2.4- 2009) 、《环境影响评价技术导则- 大气环境》 (HJ2.2- 2008) 、《辐射环境监测技术规范》 (HJ/T61- 2001) 、《建筑施工场界环境噪声排放标准》 (GB12523- 2011) 等。风电项目环评的主要法律法规依据有:《建设项目环境保护分类管理名录》 (2015版) 、《环境影响评价公众参与暂行办法》 (2006) 、《风电场工程建设用地和环境保护管理暂行办法》 (2005) 等。

2.2评价因子

风力发电场项目根据其立地类型, 可以分为风沙草原型风力发电场、山地型风力发电场、滨海型风力发电场和海上型风力发电场。 不同类型的风力发电场, 其对环境的影响因子也有较大差异[2]。

2.3影响内容

风力发电项目作为不消耗矿物能源、较清洁的生产项目, 在生产运行等环节不会产生显著的废气、废水以及废渣等污染物, 此类项目对环境的影响主要为噪声、光影、生态和辐射等。施工期环境影响有: (1) 施工扬尘, 主要来自土方的开挖、堆放、回填、清运, 建筑材料的运输、装卸所产生的扬尘。 (2) 施工噪声, 主要是施工时土石方、打桩、结构等阶段因车辆、机械工具的运行和使用产生的噪声影响。 (3) 生态影响, 主要是风机基础设施等的用地对土地、植被破坏和影响。运营期间的环境影响: (1) 光影影响, 风电机组在运行过程中由于发电机设备垂直高度较大, 在日光照射下会产生较长的阴影, 阴影投射在居民区或珍惜动植物栖息地内会对其产生一定的干扰和影响。 (2) 噪声影响, 风电机组在运营期间的噪声影响是评价的重点, 根据风机选型、风力以及周围地形, 选择合适的模型定量计算各风机对周围噪声敏感目标的影响。 (3) 电磁辐射影响, 风电场产生电之后需要源源不断地对外输电, 在风电场周围一般需要建设变电站, 根据 《电磁辐射环境保护管理办法》等规定, 凡在110k V及以上输、变电系统均应执行环境影响评价制度。

3案例分析

某风力发电项目总装机容量为51000k W, 安装850k W风力发电60台, 年上网电量11000×104k W·h。场址位于较为平缓的山地, 海拔高度为250m~400m, 风电场区域规划面积为31km2。 项目工程建设包括风力发电场工程和输电线路工程两部分。

3.1环境影响分析及防治措施

3.1.1生态环境影响及防治

该项目位于山地, 不会对耕地产生破坏性影响, 造成的生物量和生长量损失较小, 不会改变风电场周边区域的生态功能, 运营期可以选择桉树、松树等作为防风林植物。对于临时性占地, 根据“谁开发谁保护, 谁破坏谁恢复, 谁利用谁补偿”的原则, 对临时性占地进行植被生态恢复, 对永久性占地, 应在相邻或附近区域对被破坏的植被采取补偿种植。

3.1.2噪声影响及防治

由于该项目建成后所选择的单台风机轮毂处噪声在103d B (A) , 在距离200m处噪声值衰减值为45d B (A) , 达到工程建设噪声标准要求, 风电场附近500m范围没有住户, 对周围居民不会产生的影响。

3.1.3光影影响及防治

本项目风电机 (含叶片) 高度为90m, 产生的影子长度约为206.6m, 本项目所在区域地形高差范围在60m以内, 位于风电机组北侧的部分居民区主要受光影影响, 采取的防治措施为对其中部分机组调整至居民区防护距离之外。

4结语

风力发电是清洁的、具有良好社会效益、经济效益和环境效益的可再生能源。通过分析, 该风电项目在建设和运行过程中对环境影响主要是扬尘、噪声、阴影和生态破坏。在采取有针对性地环境污染防治和生态保护措施后, 满足选址要求的前提下, 从环保角度看, 风力发电建设项目是可行的。

参考文献

[1]环境保护部环境工程评估中心, 中国环境科学研究院.环境影响评价技术导则生态影响 (HJ19-2011) [S].北京:中国环境科学出版社, 2011.

风力发电项目可行性研究报告 第2篇

研究报告

目 录

1.总论.................................................5 1.1 项目提出的背景,投资的必要性和经济意义................6 1.1.1 项目提出的背景....................................6 1.1.2 投资的必要性......................................7 1.1.2.1 世界风能开发现状与展望..........................7 1.1.2.2 风力发电原理...................................10 1.1.2.3 风力发电技术已相当成熟.........................10 1.1.2.4 风能经济.......................................12 1.1.2.5 风能资源十分丰富...............................14 1.1.2.6 风电成本已具有市场竞争力.......................16 1.1.2.7 我国风电行业的发展历程.........................17 1.1.2.8 我国风电行业发展现状...........................19 1.1.2.9 潜在市场及发展趋势.............................21 1.1.2.9.1 潜在市场.....................................21 1.1.2.9.2 发展趋势.....................................22 1.1.2.10 我国几大风电场介绍............................29 1.1.2.11 国家对风电投资的政策..........................30 1.1.2.11.1 世界鼓励风电的政策措施......................30 1.1.2.11.2 长期保护性电价..............................30 1.1.2.11.3 可再生能源配额政策..........................31 1.1.2.11.4 公共效益基金................................31

1.1.2.11.5 招投标政策..................................32 1.1.2.11.6 我国对风电发展的政策........................32 1.1.3 投资的经济意义...................................39 1.2 研究工作的依据和范围...............................41 1.2.1 国家有关的发展规划、计划文件。包括对该行业的鼓励、特许、限制、禁止等有关规定。...........................41 1.2.2 拟建地区的环境现状资料...........................42 1.2.3 主要工艺和装置的技术资料及自然、社会、经济方面的有关资料等等。...........................................42 1.2.3.1 方案一.........................................42 1.2.3.2 方案二.........................................43 2.需求预测和拟建规模..................................43 2.1 国内外需求情况的预测...............................44 2.2 国内现有工厂生产能力的调查.........................45 2.3 销售预测、价格分析、产品竞争能力,进入国际市场的前景.......................................................49 2.4.投资估算与资金筹措................................49 2.4.1 方案一...........................................49 2.4.1.1 盈亏平衡分析、利润、净现金流量分析..............50 3.投资决策评价.........................................50 3.1.投资期法...........................................50 3.2.净现值法..........................................50

3.3 方案二.............................................51 3.4 方案二.............................................53 3.4.1 盈亏平衡分析、利润、净现金流量分析................54 3.4.2 投资决策评价.....................................55 4.风电企业............................................56 4.1 战略计划...........................................56 5 风险的估计...........................................60 5.1 政策风险...........................................60 5.2 行业风险...........................................60 5.3 技术风险...........................................62 6 实施计划.............................................62

1.总论

风能是太阳能的转化形式,是一种不产生任何污染物排放的可再生的自然能源。

受化石能源日趋枯竭、能源供应安全和保护环境等的驱动,自20 世纪70 年代中期以来,世界主要发达国家和一些发展中国家都重视风能的开发利用。特别是自20 世纪90 年代初以来,现代风能的最主要利用形式——风力发电的发展十分迅速,世界风电机装机容量的年平均增长率超过了30%,从1990 年的216 万千瓦上升到2003 年的4020 万千瓦。

与此同时,限制风能大规模商业开发利用的主要因素——风力发电成本在过去 20 年中有了大幅的下降。

随风力资源的不同、风电场规模不同和采用技术不同,风力发电成本也有所不同。目前低风力发电成本已降至3~5 美分/千瓦时,高风力发电成本也降至10~12 美分/千瓦时。到2010 年,它们将分别降至2~4 美分/千瓦时和6~9 美分/千瓦时,达到和化石能源相竞争的水平。随着风能这一态势的发展,世界风力发电机的装机容量到 2020 年预计会达到12.45亿千瓦,发电量占世界电力消费量的12%。因此,风能将是21 世纪最有发展前途的绿色能源,是当前人类社会经济可持续发展的最主要的新动力源之一。

1.1 项目提出的背景,投资的必要性和经济意义 1.1.1 项目提出的背景

十六大提出 2020 年我国国内生产总值(GDP)要实现比2000 年翻两番的总目标,以多大的能源代价实现这个总目标引起广泛关注。如果能源消费也随之翻两番的话,到2020年我国能源消费总量将达到每年近60 亿吨标准煤!而我国常规能源的剩余可采总储量仅为1500 亿吨标准煤,仅够我国使用25 年!国家电监委预计今年的电力缺口在2000 万千瓦,供需矛盾比去年更加突出。

需要特别注意的是,现阶段我国人均能源消费量只有世界人均能源消费水平的一半,而人均电力消费量则仅仅是美国的1/

13、日本的1/8。

解决能源和电力短缺的战略途径有两个:其一是节能,但节能只能缓解紧缺问题;其二是大力增加能源的供给。从能源技术的角度来看,一个需要回答的问题是:哪些能源才是解决我国能源和电力短缺的最现实的战略选择呢?

资料表明,我国的煤炭资源仅能维持 20 年使用;2003 年我国共进口石油1.1 亿吨;我国水能资源经济可开发量为3.9 亿千瓦,年发电量1.7 万亿千瓦时;显然,利用常规能源不能解决我国的能源和电力短缺。

在当前能源紧缺的背景下,发展风电意义重大,发展风电刻不容缓。

1.1.2 投资的必要性

1.1.2.1 世界风能开发现状与展望

以煤炭、天然气、石油、水利和核物质为原料或资源的传统电力开发造成了大量的环境负担,如环境污染、酸雨、气候异常、放射性废物处理、石油泄露等等。而以风能为资源的电力开发对环境的影响则十分微小,具有显著的环境友好特性,是典型的清洁能源。在四级风区(每小时20~21.4公里),一座750千瓦的风电机,平均每年可以替代热电厂1179吨的CO2、6.9吨的SO2和4.3吨的NO排放。

风能资源无穷无尽,产能丰富。根据美国风能协会(AWEA)的估计,如果要产生美国可开采风能的能源总量,每年需要燃烧200亿桶原油(几乎是目前世界全部原油产量)。但与石油相比,风能却是可再生的资源,失而复得,同时风能具有自主性的特点,不会受到国际争端造成的价格震荡和禁运等冲击。AWEA测算,在美国使用现有技术,利用不到1%的土地开发风能,可以提供20%的国家电力需求。而1%的土地中,只有5%是设备安装等必须使用的,其他95%还可以继续用于农业或畜牧业。

风能资源比较丰富的地区大多边远,风能开发为边远地区就业增长、经济发展、农业用地增加收入等带来机会。从世界范围看,风能和太阳能产业可能成为新世纪制造业中就业机会最多的产业之一。

全球风能资源极为丰富,而且分布在几乎所有地区和国家。技术上可以利用的资源总量估计约53×106 亿度/年。1973 年发生石油

危机以后,欧美发达国家为寻找替代化石燃料的能源,投入大量经费,动员高科技产业,利用计算机、空气动力学、结构力学和材料科学等领域的新技术研制现代风力发动机组,开创了风能利用的新时期。

由于风能开发有着巨大的经济、社会、环保价值和发展前景,经过 30 年的努力,世界风电发展取得了引人注目的成绩。近20年来风电技术有了巨大的进步,风电开发在各种能源开发中增速最快:全球风电装机总量1997至2002年的5年间增长4倍,由1997年的7600兆瓦增至2002年的31 128兆瓦,增加了2.3万兆瓦,平均年增幅达32%。而风能售价也已能为电力用户所承受:一些美国的电力公司提供给客户的风电优惠售价已达到2~2.5美分/千瓦小时,此售价使得美国家庭有25%的电力可以通过购买风电获得,而每个月只需支付4~5美元。

风电一直是世界上增长最快并且不断超越其预期发展速度的能源,1997~2002 年全球风电累计装机容量的平均增长率一直保持在33%,而每年新增风电装机容量的增长率则更高,平均为35.7%。2004 年欧洲风能协会和绿色和平组织签署了《风力12——关于2020年风电达到世界电力总量的12%的蓝图》的报告,“风力12%”的蓝图展示出风力发电不再是一种可有可无的补充能源,已经成为解决世界能源问题的不可或缺的重要力量。

根据“风力12”发表的2005~2020 年世界风电和电力需求增长的预测报告,按照风电目前的发展趋势,将2005~2007 年期间的平均当年装机容量增长率设为25%是可行的,2008~2012 年期间降为

20%,以后到2015 年期间再降为15%,2017~2020 年期间再降为10%。推算的结果2010 年风电装机1.98 亿千瓦,风电电量0.43×104亿度,2020 年风电装机12.45 亿千瓦,风电电量3.05×104 亿度,占当时世界总电消费量25.58×104 亿度的11.9%。按2007 年预计的装机容量0.4 亿千瓦计算,假设每台单机1500 千瓦,则需要齿轮箱26667 台,按每台120 万人民币计算,则市场规模达到320 亿元人民币,而且其市场规模每年还按20%的速度递增,在2020 年将达到1272 亿元人民币的市场规模。

经过三十多年的努力,世界风电发展取得了令人注目的成绩,世界风力发电成本迅速下降,从1983 年的15.3 美分/度,下降到1999 年的4.9 美分/度,表2 为2003 年世界风能开发利用前10 个国家风电装机及市场份额。目前欧洲占全世界风电装机容量的74%。德国为世界风电发展之首。我国风电发展进展极其缓慢。截止到2003 年底,全国风电场总装机容量仅为56.7 万千瓦,仅占全国总装机容量的0.14%。尽管已建有40 个风电场,但平均每个风电场的装机容量不足1.5 万千瓦,远未形成规模效益。从中可以看出中国市场份额最低,但具有相当大的发展潜力。

据《人民日报》2005 年11 月份最新报道:“我国风电发展了20 多年,但至今装机容量还只有76 万千瓦,仅占全国总装机容量的0.2%,伴随着技术的突破,从200Kw~750Kw风力发电设备的国产化已基本完成,其中600Kw、750Kw 风电设备的国产化率超过90%,国内第一台单机1200Kw 的风力风电机在新疆达坂城投入使用。风力发

电场的建设异军突起,风力发电的成本降至每千瓦时0.38 元左右,与火力发电的成本已相当接近。”

据国际能源署(IEA)预测,2020年,全球风电装机总量将达12.6亿千瓦。单机平均1.5兆瓦,年总电量达3.1万亿千瓦小时,占2020年全球总发电量的12%。要达到12.6亿千瓦的风电容量,总投资估算约需6300亿美元,这将是全球机电制造业和风电建设的一个巨大市场。

1.1.2.2 风力发电原理

太阳的辐射造成了地球表面受热不均,引起大气层中压力分布不均,空气沿水平方向运动形成风。各地风能资源的多少,主要取决于该地每年刮风的时间长短和风的强度如何。

把风能转变为电能是风能利用中最基本的一种方式。风力发电机一般由风轮、发电机(包括传动装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构建组成。风轮是集风装置,它的作用是把流动空气的动能转变为风轮旋转的机械能。一般它由2~3 个叶片构成。风轮转动的机械能通过传动装置增速齿轮箱传递到发电机转化成电能。

1.1.2.3 风力发电技术已相当成熟

为什么在发达国家中风电的年装机容量以 35.7%的发展速度高速度增長?一个重要原因是风电技术已经相当成熟。目前单机容量500、600、750 千瓦的风电机组已达到批量商业化生产的水准,成为

当前世界风力发电的主力机型。

更大型、性能更好的机组也已经开发出来,并投入生产试运行。如丹麦新建的几个风电场,单机容量都在2 兆瓦以上;摩洛哥在北方托萊斯建造的风电场,采用的风电机组功率达到2.1 兆瓦;德国在北海建设近海风电场,总功率在100 万千瓦,单机功率5 兆瓦,可为6000 户家庭提供用电,计划2004 年投产。据国外媒体报道,该公司5 兆瓦的机组是世界上最大的风力发电机,其旋翼区直径为126 米,面积相当于2 个足球场。发电机塔身和发电机总重1100 吨,发电机由3 片旋翼推动,每片长61.5 米,旋翼最高点离地面183米。该风电场生产出来的电量之大,相当于常规电厂,而且可以在几个月的时间内建成。

同时风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料。由于现代大部分水准的风电机组都有三个叶片,质量大,制造费用高。为了减轻塔架的自重,有些国家如瑞典把大型的水准轴风机设计成两个叶片。瑞典Nordic WindpowerAB 公司已完成重量轻的双叶片500 千瓦和1 兆瓦机组的设计。

此外,风电控制系统和保护系统方面广泛应用电子技术和计算机技术。这不仅可以有效地改善并提高发电总体设计能力和水准,而且对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。

1.1.2.4 风能经济

风能产业在过去20年里发生了巨大变化,风电成本下降的速度比任何其它传统能源都快。过去10年间,建立一个新的天然气电厂的成本只降低了1/3。相比较而言,世界上的风电装机容量每翻一番,风电场的成本就下降15%,而20世纪90年代风电装机容量翻了三番,现在建立一座风电场的成本只及80年代中期的1/5左右,预计到2006年,成本还会再降35%~40%。展望未来20年,影响风能成本的一些因素还会迅速变化,风电成本还会继续下降。

①风能成本极大依赖风场的风速。风能正比于风速的立方,因此风速增强会引起很大 的电力增长。

②大型风力发电机技术进步带来成本下降。风机塔越高、龙骨扫描面积(风机叶片扫描面积正比于龙骨长度的平方)越大,风机发出的电力越强。龙骨直径从80年代的10米增加到50米后,功率则由25千瓦增加到现在常用的750千瓦,电力输出增加近55倍,这其中的部分原因是由于现在的扫描面积是原来的25倍以上,同时由于风机离地面更高,风速也加强了。

③大风场比小风场更具经济效益。

④风力发电的电子测控系统、龙骨设计和其它技术的进步,使得成本大大降低。一个现代常用的1650千瓦风电机与以往25千瓦风电机相比,以20倍的投资获得了120倍的电力增长,单位千瓦

电力成本已大大降低。研究表明,优化风电机的配置也能改进项目的产能。

⑤风电企业的财务成本。风电是资本密集型产业,因此财务成本构成风能项目的重要成本变量。分析表明,如果美国的风电场获得同天然气电厂相同的利率贷款,其成本将会下降40%。

⑥输电、税收、环境和其他政策也影响风场的经济成本。输电和电网准入限制对风能成本有较大影响。在产业政策方面,风电开发比较发达的国家都提供了风电的税收优惠政策。美国联邦税则对风能开发提供了产品税返还(PTC)和风电机5年加速折旧政策,每千瓦小时1.5美分的PTC返还政策可根据年通货膨胀率进行折算(现在是1.7美分/千瓦小时)。PTC在1992年首次发布,1999年截止后又延长至2001年,之后又再次延期至2003年底。

⑦更加严格的环境保护条理将增加风能的竞争力。单位千瓦风电对环境的影响要远远低于其他传统主流发电。风电既不通过消耗资源释放污染物、废料,也不产生温室气体和破坏环境,也不会有其他能源的开采、钻探、加工和运输等过程成本和环境成本。更高的空气质量和环保标准将意味着风能将变得更加具有竞争力。相反,环境标准的降低或未将发电过程的环境治理成本计算在内,使不洁净能源的售价很低。但这是具有欺骗性的,这表明,政府和市场忽视了健康和环境成本,从而给了不洁净能源隐形补贴,而此补贴却远高于显性的对风能的补贴。

⑧风能提供了辅助性的经济效益。风能开发不依赖化石能源,因

而其经济表现比较稳定;风能为土地拥有者带来稳定的收入;风能为边远地区带来税收。

⑨风电和其它类型能源成本比较。早在20世纪90年代初,PG&E公司和美国电力研究所EPRI就曾预言,风能将会是最便宜的能源。这并非痴人说梦,如今风能可以与其它主流能源技术相竞争已成事实。基于现在市场条件,美国风能协会估计,大一点的风场风电的平均成本已经小于5美分/千瓦小时,这还不包括PTC补贴的1.5美分/千瓦小时,此项10年期的补贴,对30年运营期的风场可以降低风能成本0.7美分/千瓦小时。

1.1.2.5 风能资源十分丰富

为什么发达国家会竞相大力发展风电呢?另一个重要原因就是风力资源非常丰富。按目前技术水平,只要离地10 米高的年平均风速达到5~5.5 m/s(四级风速为5.5—7.9m/s)以上,风力风电就是经济的。科技进步可能把可利用风能的风速要求进一步降至5m/s 以下。

据估计,世界风能资源高达每年53 万亿千瓦时,预计到2020 年世界电力需求会上升至每年25.578 亿千瓦时。也就是说,全球可再生的风能资源是整个世界预期电力需求的2倍。

对我国来说,我国拥有可供大规模开发利用的风能资源。据初步探明结果,陆地上可开发的风能资源即达2.53 亿千瓦;加上近海(15 米深的浅海地带)的风能资源,全国可开发风能资源估计在10 亿千

瓦以上。与之对照,我国水能资源可开发量仅为3.9亿千瓦!我国2003 年的装机容量已为3.85 亿千瓦,所以国外专家评论,中国单靠风力发电就能轻而易举地将现有的电力生产翻上一翻。

我国风能资源丰富的地区主要分布在西北、华北和东北的草原和戈壁,以及东部和东南沿海及岛屿,这些地区一般都缺少煤碳等常规资源。在时间上冬春季风大、降雨量少,夏季风小、降雨量大,与水电的枯水期和丰水期有较好的互补性。

中国的风能资源主要集中在两个带状地区,一条是“三北(东北、华北、西北)地区丰富带”,其风能功率密度在200 瓦/平方米~300 瓦/平方米以上,有的可达500 瓦/平方米以上,如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等,这些地区每年可利用风能的小时数在5000 小时以上,有的可达7000 小时以上。“从新疆到东北,面积大、交通方便、地势平,风速随高度增加很快,三北地区风能在上百万千瓦的场地有四五个,这是欧洲没法比的。其中青海、甘肃、新疆和内蒙可开发的风能储量分别为1143 万千瓦、2421 万千瓦、3433 万千瓦和6178 万千瓦,是中国大陆风能储备最丰富的地区。另一条是“沿海及其岛屿地丰富带”,其风能功率密度线平行于海岸线。沿海岛屿风能功率密度在500 瓦/平方米以上,如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、东沙等岛屿,这些地区每年可利用风能的小时数约在7000-8000 小时,年有效风能功率密度在200 瓦/平方米以上。

1.1.2.6 风电成本已具有市场竞争力

长期以来,人们以风电电价高于火电电价为由,一直忽视风电作为清洁能源对于能源短缺和环境保护的意义,忽视了风电作为一项高新技术产业而将带来的巨大的产业前景,更忽视了风电对于促进边远地区经济发展所能带来的巨大作用。但近10 年来,风电的电价呈快速下降的趋势,并且在日趋接近燃煤发电的成本。

以美国为例,风电机组的造价已由 1990 年的1333 美元降至2000 年的790 美元,相应地发电成本由8 美分/千瓦时减少到4 美分/千瓦时,下降了一半,预计2005 年可降至2.5—3.5 美分/千瓦时,达到与常规发电设备相竞争的水准。

美国 1980 年代初期第一个风电场的发电成本高达30 美分/千瓦时。目前,美国政府为所有新建风电场的前十年运行提供1.5 美分/千瓦时的发电税收减免,使的一些新建风电场的合同电价已降至3 美分/千瓦时以下。

据《人民日报》2005 年11 月07 日第十一版最新报道,“我国的风力发电的成本已降至每千瓦时0.38 元左右,与火力发电的成本已相当接近,具有相当的竞争力”。

风电机组的设计寿命通常为 20~25 年,其运行和维护的费用通常相当于风电机组成 本的3~5%。

风电成本已经可以和新建燃煤电厂竞争,在一些地方甚至可以和燃气电厂匹敌。

上述比较只计算了风电和化石燃料发电的内部成本(即本身发电的成本),尚未将社会承担的污染环境这些外部成本计算在内。更为科学、更为平等地比较风电和其他燃料发电成本的话,还应该计算不同发电方式的外部成本。

关于化石燃料或核能发电的外部成本,由于存在大量的不确定因素,一般难以被具体确认和量化。但是欧洲最近公布了一个历时10 年的研究项目的成果(在欧盟15 个成员国进行评估包括计算一系列燃料成本的“Extern E”计划),给出了不同燃料的外部成本,整个研究的结论是,如果把环境和健康有关的外部成本计算在内,来自煤或石油的电力成本会增加一倍,而来自天然气的成本会增加30%,核电则要面对更大的外部成本,如公众的责任、核废料和电厂退役等。而风电的外部成本最小,与现行价格比较几乎可以忽略不计。

1.1.2.7 我国风电行业的发展历程

我国的风电场建设大体分为三个阶段。

第一阶段是 1986~1990 年我国并网风电项目的探索和示范阶段。其特点是项目规模小,单机容量小,最大单机200Kw,总装机容量4.2 千千瓦。

第二阶段是 1991~1995 年示范项目取得成效并逐步推广阶段。共建5 个风电场,安装风机131 台,装机容量3.3 万千瓦,最大单机500Kw。

第三阶段是 1996 年后扩大建设规模阶段。其特点是项目规模和

装机容量较大,发展速度较快,平均年新增装机容量6.18 万千瓦,最大单机容量达到1300Kw。

截止 2002 年底,全国共建32 个风电场,总装机容量达到46.62 万千瓦。在所有风电场中,装机容量居前三位依次为新疆达坂城二场、广东南澳风电场和内蒙古惠腾锡勒风电场。

随着我国《可再生能源法》的颁布实施和一系列优惠政策出台,风电的发展依法得到鼓励,风电的发展在未来几年内必将进入爆炸性的增长的阶段。根据最新资料,2005 年1~9 月,国家发改委审批同意开工的风电场达到8 个,总装机容量达到80 万千瓦,预计全年将会达到120 万千瓦。2003 年底,我国新增风电装机容量10 万千瓦,累计装机容量57 万千瓦;2004 年底,新增风电装机容量20 万千瓦,累计装机容量76 万千瓦,年新增风电装机容量增长近2 倍。根据政府提出的最新风电发展目标,到2020 年全国风电装机容量要达到3000 万千瓦,而到2003 年底我国风电装机容量仅有56 万千瓦,占全国电力总装机

容量的0.14%。这表明在今后的17 年中,年均要新增风电装机容量170 多万千瓦。按每台风机800kw 计算,其每年的市场容量在2125 台以上。

1.1.2.8 我国风电行业发展现状

我国自 1983 年山东引进3 台丹麦Vestas 55kW 风力风电机组,开始了并网风力发电技术的试验和示范。“七五”、“八五”期间国家计委、国家科委都开列了研制并网风力发电机组的重点攻关项目。1994 年全国风电新增装机容量为1.29 万千瓦,年装机容量首次突破万千瓦大关,2003 年年装机容量首次达到10 万千瓦。特别是进入“九五”期间,在国家有关优惠政策和国家经贸委“双加工程”的推动下,全国风电装机容量得到了快速的发展。在1994~1999 年期间,全国21 个风电场共装机容量为24.9 万千瓦,年装机4.15万千瓦。表明我国风电场建设在这6 年间已步入产业化阶段。在后来的发展中,又能及时跟上国际大中型风电机组的发展步伐。如德国从1993 年开始安装500kW 风电机组,而我国新疆达坂城2 号场于1993 年也在国内率先安装了4 台500kW 的风电机组。特别是在“九五”期间,450~750kW 的大中型风电机组倍受青睐。在“九五”期间的4 年间,共装机22.5 万千瓦,占全国风电总装机容量的85.7%。虽然风电建设取得了一定成绩,但最近几年的发展较缓慢,与发达国家比差距还非常大,德国2003 年的装机容量为267 万千瓦,累计达到1461 万千瓦,而我国2003 年的装机容量仅有10 万千瓦,累计达到57 万千瓦。

从 1984 年研制200kW 风电机组以来,已经历时整整15 个年头。目前,国产风电机组在我国的风电场中还未占一席之地。国家已经出台了相关政策,加快风电机组的国产化率,争取尽快将国内风电

市场,从外商手里夺取回来。这些外商企业,主要来自丹麦(占70.7%)、德国(占12.8%)、美国(占6.9%)、西班牙(占5%)和荷兰(占0.7%)等国家。国家发改委有关人士,最近在非公开场合明确表示,风电市场宁可发展速度慢一点,也要扶持民族工业,不能再蹈汽车工业覆辙。

风电机组是风电场的核心设备,在风电场的建设投资中风机设备费是风力发电项目投资的主要部分,约占总投资的60~80%,因此风电机组的状况成为一个国家风电发展的重 要指标。

由于我国风电发展与世界先进水平有一定差距,风电机组的制造水平相差更大,我国各年装机的主导机型与世界主流机型存在几年的滞后。如2000 年后,兆瓦级风电机组已成为世界风电市场的主流机型,但我国装机的主导机型仍然是600kW。

风电机组的生产和制造是反映一个国家风电发展水平的重要因素。中国从 20 世纪70年代开始研制大型并网风电机组,但直到1997 年在国家“乘风计划”支持下,才真正从科研走向市场。

目前,我国已基本掌握了200~800kW 大型风电机组的制造技术,主要零部件都能自己制造,并开始研制兆瓦级机组。国内的市场份额有了很大提高目前,600 和800kW 机组的技术已经通过支付技术转让费购进全套制造技术或与国外合资生产等方式引进,现在新疆金风公司、西安维德风电公司以及洛阳拖-美德风电公司投入批量生产。

1.1.2.9 潜在市场及发展趋势 1.1.2.9.1 潜在市场

风电,“取之不尽,用之不竭”。与太阳能发电、生物能发电、地热发电和海洋能发电等“可再生能源”电力相比,风电居于首位。它几乎是没有污染的绿色能源,除了靠近时有增速箱“磨牙”和风机叶片冲击空气“霍霍”的噪音(300 米外小于55dB)、若与燃煤火电相比,同样发1kW·h 电,风电可减排二氧化碳0.75kg,二氧化氮0.0045kg,二氧化硫0.006kg,烟尘0.0052kg。风力发电时,几乎不消耗矿物资源和水资源(润滑油脂除外),若再与燃煤火电比,同发1kW·h 电,可节约标煤0.39kg 和水3kg,这对缺煤、缺水、缺油或交通运输不便的区,尤其可贵。

风能是当前技术和经济上最具商业化规模开发条件的新能源,同时随着风力发电机国产化程度的提高,风力成本还可大幅度下降,有专家预测本世纪内可下降40%,而火电与核电成本下降的空间十分有限或几乎没有。

在当前我国电力供需矛盾突出的态势下,开发风力风电可以优化调整电力结构,是极富生命力的。因为一般从秋末至暮春是盛风期,风电可满发,而这期间恰逢水电枯水期,可补充电网中水电之不足,这对水电比重较大或径流水电站较多的电网来说,更具风水互补、均衡出力的作用。

风电场与常规火电厂或水电厂比较,由于单机容量小,可以分散建设,也可以集中建设,几百千瓦到几十万千瓦都行,非常灵活。融

资相对容易,基础建设周期短,一般从签订设备采购合同到建成投产只需一年时间,投产快,有利于资金周转,及早还贷。

风电的突出优点是环境效益好,不排放任何有害气体和废弃物。风电场虽然占了大片面积,但风电机组基础使用的面积很小,不影响农田和牧场的正常使用。多风的地方往往是孤岛、荒滩或山地,对解决远距电网的老少边区用电、脱贫致富将发挥重大作用。建设风电场的同时也能开发旅游资源,风电场设在海边,背衬蔚蓝大海,一排排白色巨轮竞相旋转,呈一道亮丽的风景线。

由于风速是随时变化的,风电的不稳定性会给电网带来一定的波动,但只要风电容量小于电网容量的10%,不会有明显的影响。目前,许多电网内都建设有调峰用的抽水蓄能电站,使风电的这个缺点可以得到克服,更充分地利用风力资源。

1.1.2.9.2 发展趋势

风电一直是世界上增长最快并且不断超越其预期发展速度的能源,1997~2002 年全球风电累计装机容量的平均增长率一直保持在33%,而每年新增风电装机容量的增长率则更高,平均为35.7%。2004 年欧洲风能协会和绿色和平组织签署了《风力12——关于2020年风电达到世界电力总量的12%的蓝图》的报告,“风力12%”的蓝图展示出风力发电不再是一种可有可无的补充能源,已经成为解决世界能源问题的不可或缺的重要力量。

根据“风力 12”发表的2005~2020 年世界风电和电力需求增

长的预测报告,按照风电目前的发展趋势,将2005~2007 年期间的平均当年装机容量增长率设为25%是可行的,2008~2012 年期间降为20%,以后到2015 年期间再降为15%,2017~2020 年期间再降为10%。推算的结果2010 年风电装机1.98 亿千瓦,风电电量0.43×104 亿度,2020 年风电装机12.45 亿千瓦,风电电量3.05×104 亿度,占当时世界总电消费量25.58×104亿度的11.9%。按2007 年预计的装机容量0.4 亿千瓦计算,假设每台单机1500 千瓦,则需要齿轮箱26667 台,按每台120 万人民币计算,则市场规模达到320 亿圆人民币,而且其市场规模每年还按20%的速度递增,在2020 年将达到1272 亿圆人民币的市场规模。

2005 年3 月,随着《可再生能源法》的颁布,有关的大型风力发电建设的消息就不绝于耳。甘肃、内蒙古、黑龙江、江苏都纷纷开始上马动辄10 亿元的风力发电项目。国内风力发电产业“风”起云涌。月9 日,江苏盐城市发改委投资处表示,总投资16 亿元的盐城东台风力发电场项目

得到国家发改委正式批复,获准项目招标,预计2007 年底全部建成运行。月18 日,黑龙江最大的风能开发项目“十文字风力发电”在穆棱市兴建,投资超过10 亿元。工程总体规划设计装机11.3 万千瓦。月18 日,内蒙古自治区达茂旗宣布将利用当地丰富的风力资

源,大力发展风电项目。据当地媒体报道,达茂旗为此专门成立了风电项目开发领导小组,目前已经引进了中国华能集团公司、中国电力投资有限公司、内蒙古北方新能源电力公司、美国金州公司、加拿大风能开发公司、德国英华威公司6 家大型风能开发企业,签订协议总装机容量590 万千瓦,协议总金额472 亿元人民币。月24 日,甘肃省投资10 亿元开发的安西风电场项目,日前被发展改革委批复进入特许权招标程序。该项目总投资约10 亿元、一期规模10 万千瓦、远期规划100 万千瓦。预计2006 年初可开工建设。月15 日,我国目前最大的风力发电项目——国华尚义风电项目一期工程竣工并网发电,成为张家口市大力开发风电能源的一个标志。有关统计数据显示,到2006 年底,该市风电总装机容量最低将达到24.8 万千瓦。张北、尚义、沽源、康保等10 县与市外开发商签订开发协议,签订合作开发协议28 项,累计签约的风电项目总装机容量达到1258万千瓦,占全国2020 年远景规划的60%多,其中4 家已经开工建设 月14 日一个总投资40 亿元的风力发电项目近日在包头市固阳县开始正式启动,这个项目是建设一个50 万千瓦的风力发电场。

在广州, 中国——绿色和平最新报告《风力广东》指出,广东省有能力在2020 年,实现2,000 万千瓦的风电装机容量。这样的装机规模每年将发电350 亿千瓦时,相当于目前全省用电量的17%,或广州市全年的用电量,并能减少2,900 万吨二氧化碳的排放量。

绿色和平气候变化和可再生能源项目主任杨爱伦说:“洁净、可靠的风电可为广东高速的经济发展提供能源;同时,发展可再生能源将减少导致气候变化的温室气体排放。因此,对于广东来说,发展风电无疑是一个双赢的选择。”

《风力广东》是绿色和平委托世界著名的风能顾问加勒德哈森伙伴有限公司(GarradHassan & Partners)撰写的,报告基于一系列先进的广东风资源分析数据,以及对在全世界范围内相关技术的丰富知识,勾画了广东省风力发电的蓝图。

加勒德哈森伙伴有限公司首席代表高辉说:“广东的风速状况大致和世界第一风电大国德国差不多。只要有好的政策支持,到2020 年实现风电装机2,000 万千瓦,是一个合理并可行的目标。”

至 2004 年底,广东省风电装机容量为86,000 千瓦,在全国名列第四。在谈到广东省的优势时,中国可再生能源专业委员会秘书长李俊峰指出,广东省经济基础好、风电发展经验丰富、融资能力强、电力需求增长快,这些都为大规模地开发其风力资源创造了良好的环境。

广东省不仅是我国经济最发达,人口最多的省份,其二氧化碳排放量亦居前列。中国科学家指出,广东的二氧化碳浓度为全国最高的地区之一,并高于全球平均水平。近年来,广东省以及珠江三角洲地区气候的温室效应增强,各种极端气候事件显著增加,旱涝频率增大。

发展风能,刻不容缓。报告认为,中国将形成强大的风机制造产业,足以支持宏伟的风电发展计划。新产业在带来经济效益的同时,也将创造更多的就业机会。发展风电将大大减少因使用化石燃料发电而产生的二氧化碳排放。

报告还建议,广东应该和比邻的香港就风电开发一起努力。目前,两地不但在能源方面有合作,还共同承担着由传统发电方式造成的污染。香港在尽力开发其自身资源的同时,也可以到广东省投资风电项目。

绿色和平项目主任杨爱伦说:“国际金融机构,如亚洲发展银行、世界银行,都应该更积极地投资于广东乃至整个中国的风电发展。”

《风力广东》是绿色和平旗舰“彩虹勇士号-亚洲洁净能源之旅”的其中一个主要活动,旨在通过宣传广东风电的潜力,推动可再生能源的发展,拯救全球气候变化带来的危机。

在江苏,投资 8 亿元、装机容量10 万千瓦的江苏如东县风力发电场二期工程目前已开工,将在2007 年上半年建成,年可发电2.24 亿度。洋口港经济开发区副主任、新能源局局长徐晓明说,如东正计划增加投资5 亿元、5 万千瓦装机容量,使二期的装机容量达到15 万千瓦;正进行预可行性研究的三期工程——80 万千瓦浅海滩涂风电场项目的投资也计划从60 亿元增加到80 亿元。如付诸实施,如东风力发电场将成为全球最大的风电场。

江苏是全国最缺电的省份之一,同时又是风能大省,潜在风力发电量 2200 万干瓦,占中国风能资源近1/10。如东县境内海岸线长达106 公里,全年风力有效发电时间达7941小时。投资近8 亿元、装机容量10 万千瓦的风电场一期已于去年8 月开工,有望在年底发

电,年发电量2.3 亿度。徐晓明表示,作为国家特许权招标项目,如东风电场旨在探索促进风力发电的规模化发展和商业化经营。根据国家发改委的要求,一期工程发电机组累计发电利用小时数达3 万小时前为第一段电价执行期,通过特许权招标方式确定,全部由电网公司收购;3 万小时后为第二阶段,与其他发电企业竞价上网。风力发电是新能源中比较成熟的一种,如充分利用,可成为仅次于火电、水电的第三大电源。目前,长三角正掀起一轮风力发电热:总投资16 亿元、年上网电量4.24 亿千瓦时的盐城东台风力发电场项目已得到国家发改委批复;南通启东40 亿元风电项目已向江苏省发改委申报;年初,浙江舟山市岱山县计划投资20 亿元,建设总装机容量达20 万千瓦的海上风电场;上海也正在拟订《10 万千瓦近海风力发电场计划》等可再生能源计划,希望到2010 年,可再生资源发电达到发电总装机容量的5%。

2004 年11 月27 日,著名物理学家和社会活动家何祚庥院士应邀在福州大学“海峡两岸科教创新论坛”作专题报告指出,大力发展风力发电及大型锂离子电池储能技术是解决中国能源短缺问题的重要途径,并建议海峡两岸携手合作,共同发展海上大型风电产业。他预计,风力发电(包括风机和电能)将成为未来中国的第一大产业。他认为,我国风电如果以每年30%的速度发展,到2020 年占到全部电力的10%具有可行性。相对于水电、核电而言,风电更有望成为解决我国能源和电力可持续发展战略最现实的途径之一。

2005 年1~9 月,国家发改委审批同意开工的风电场达到8 个,总装机容量达到80 万千瓦,预计全年将会达到120 万千瓦。如按每台风机800kW 计算,每台增速齿轮箱50 万元人民币计算,则国内的市场规模可达1500 台,7.5 亿元人民币,而且市场每年至少要以60%的速度增长。

据有关专家预测,我国风电场的建设将向以下方向发展: ①总结特许权风电场开发经验,在全国范围内开发几十个 10~20 万千瓦规模的大型风电场;推行固定电价方式(或称“保护”电价、购电法)的激励政策,促进中小型风电场的发展,培育稳定的风电市场。

②风电设备制造企业抓住新增市场机遇,扩大现有产品生产批量的同时,继续引进国外先进技术,实现产品升级换代,满足市场对兆瓦级机组的需求,在积累实际经验的基础上,提高自主开发能力,降低机组生产成本。

③风电的发展与当地的经济承受能力和电网容量相适应。在经济发达能源短缺的沿海地区加速风电发展;在资源丰富的西部地区,随着电网容量增长和大规模开发风电,在政策上要解决跨省区销售风电的问题,如配额制,绿色电力交易等。

④规模开发和分散开发相结合。以规模化带动产业化,设想建立几个百万千瓦级超大型风电基地。因地制宜开发各地具有较好条件的中小型风电场。农村电网增强后可以考虑单机分散并网,如丹麦、德国目前的方式,德国虽然没有10 万千瓦规模的风电场,但风电装机已经超过1200 万千瓦,分布式电源也是未来电力结构发展的一种趋

势。

⑤海上风能资源比陆上大,不但风速高,而且很少有静风期,能更有效地利用风电机组以提高发电容量。海水表面粗糙度低,海平面摩擦力小,风速随高度的变化小,不需要很高的塔架,可以降低风电机组成本。海上风的湍流强度低,又没有复杂地形对气流的影响,作用在风电机组上的疲劳载荷减少,可以延长使用寿命。一般估计风速比平原沿岸高20%,发电量可增加70%,在陆上设计寿命为20 年的风电机组在海上可达25~30 年。要认真研究国外开发海上风能的经验,开始资源勘测和示范工程准备,为今后大规模发展海上风电创造条件。

1.1.2.10 我国几大风电场介绍

新疆是一个风能资源十分丰富的地区,有九大风能利用区,总面积 15 万平方公里,可装机8000 万千瓦。

达坂城风场座落在达坂城山口东西长约 80km,南北宽约20km,是南北疆气流活动的主要通道,这个地区风能蕴藏量为250 亿千瓦时,可装机容量400 万千瓦。2003 年底已装机299 台,总装机容量20 万千瓦,是我国最大的风电场。

广东南澳风电场地处台湾海峡喇叭口西南端,素有“风县”之称。现有各类发电机130台,容量5.7 万千瓦,是中国第二大风力风电场,其最终目标是总装机容量20 万千瓦,建成亚洲最大的海岛风电场。

内蒙古辉腾锡勒风电场位于内蒙古乌兰察布盟锡林以南,是我国重要的风电场之一,规划装机容量400 万千瓦。辉腾锡勒具有建世界一流风电场的有利条件:丰富的风能资源储量,风力资源品质良好,土地成本低廉,靠近电网,交通方便。1996 年开始建设,现装机容量近10 万千瓦。

1.1.2.11 国家对风电投资的政策 1.1.2.11.1 世界鼓励风电的政策措施

在最近十年世界风电之所以得到飞速发展,是世界各国积极采取各种激励政策加以鼓励和引导的结果。下面介绍一下保护性电价、配额制、可再生能源效益基金和招投标4 种 最主要的政策。

1.1.2.11.2 长期保护性电价

长期保护性电价(Feed-in-Tariff)政策为风电和其他可再生能源开发商提供的上网电价以及电力公司的购电合同。上网电价由政府部门或电力监督机构确定。价格水平和购电合同期限都应具有足够的吸引力,以保证将社会资金吸引到可再生能源部门。长期保护性电价政策的吸引力在于它消除了风电和其他可再生能源发电通常所面临的不确定性和风险。从实践看,保护性电价是一种有效地刺激风电发展的措施。目前欧洲有14 个国家采用这一政策。德国、丹麦等国风电迅速增长,主要归功于保护性电价政策措施的实施。我国目前实施 的风电电价政策也是保护性电价政策的一种类型。

1.1.2.11.3 可再生能源配额政策

可再生能源配额制(Renewable Portfolio System,RPS)是以数量为基础的政策。该政策规定,在指定日期之前总电力供应量中可再生能源应达到一个目标数量。还规定了达标的责任人,通常是电力零售供应商。通常引人可交易的绿色证书机制来审计和监督RPS政策的执行。如我国将对电力企业规定可再生能源发电容量不小于总装机容量5%的配额。如一个大的发电企业有1000 万千瓦火力发电装机容量,就必须按照5%的配额发展50 万千瓦风力发电项目。配额制政策的优势在于它是一种框架性政策,容易融合其他政策措施,并有多种设计方案,利于保持政策的连续性。配额制目标保证可再生能源市场逐步扩大,绿色证书交易机制中的竞争和交易则促进发电成本不断降低,交易市场提供了更宽广的配

额完成方式,也提供了资源和资金协调分配的途径。

1.1.2.11.4 公共效益基金

公共效益基金(Public Benefit Fund,PBF)是风能和其他可再生能源发展的一种融资机制。设立PBF 的动机是为了帮助那些不能完全通过市场竞争方式达到其目的地特定公共政策提供启动资金。合理运用这种手段可以有效地弥补市场在处理外部性缺陷,使得产品或服务的价格能够比较真实地反映其经济成本和社会成本,从而实现公

平性的原则,同时也促进整个行业朝着真实成本更低的方向改进。设立公共效益基金已经成为发达国家非 常通行的政策。

1.1.2.11.5 招投标政策

招投标政策是指政府采用招投标程序选择风能和其他可再生能源发电项目的开发商。能提供最低上网电价的开发商中标,中标开发商负责风电项目的投资、建设、运营和维护,政府与中标开发商签订电力购买协议,保证在规定期间内以竟标电价收购全部电量。该政策的优势因素表现在招投标政策采用竞争方式选择项目开发商,对降低风电成本有很好的刺激作用。招投标政策利用了具有法律效益的合同约束,保障可再生能源电力上网,有助于降低投资者风险并有助于项目融资。该政策与可再生能源发展规划结合,能加强政策的作用。我国的正在进行风电场特许权招标试点,就是实施该政策的表现形式。

1.1.2.11.6 我国对风电发展的政策

原国家计委于 2002 年12 月对江苏如东市和广东惠来市两个风电场特许权示范项目建议书批复,明确规定为促进风电规模化发展和商业化经营,每个风电场建设规模为10 万千瓦,单机容量不小于600kW,机组采购本地化率不低于50%。项目通过公开招标选择投资者,承诺上网电价最低和设备本地化率最高的投标人为中标人。特许经营期为第一台机组投产后25 年,经营期内执行两段制电价政策,32

第一段为风电场累计上网电量相当于达到等效满负荷小时数3 万小时之前,执行投标人在投标书中要求的上网电价,第二段为3万小时的电量之后到特许期结束,执行当时电力市场中的平均上网电价。风电场建成后的可供电量由所在地电网企业按上述电价收购,风电电价对销售电价的影响纳入全省电价方

案统一考虑。这是我国电力体制改革,厂网分家后风电发展的重要举措,明确了风电不参与电力市场竞争,对规定的上网电量承诺固定电价,引人投资者竞争的机制,降低上网电价,打破电力部门办风电的垄断,有利于吸引国内外各种投资者。对于银行安排基本建设贷款的风电项目可给予2%财政贴息。

江苏如东风电场作为亚洲最大的风电工程,被国家发改委明确批复为CDM(清洁发展机制)项目,继去年 8 月成功启动100 兆瓦一期工程后,现今二期建设规模为150 兆瓦,完成后预计每年可减排二氧化碳37 万吨,实现减排收入1000 万元,无论是在环境保护抑或成本增殖方面都凸显了风电新时代的到来。其三期规划总装机容量达到85 万千瓦,投资超过50 亿元

2002 年4 月财政部和国家税务总局联合发布通知,即规定风力发电企业的增值税减半 征收。

2005 年2 月28 日,《可再生能源法》颁布,在《可再生能源法》的条文中,投资人士寄予厚望的有关风力发电强制上网、全额收购、分类定价等等原则都得到了保留。此外,《可再生能源法》明确规定

了风力发电的接入成本将由电网承担,这实在是一大利好。《可再生能源法》的颁布在发展风力发电的过程中无疑是一个里程碑。从技术上来讲,现在风力发电机组的技术已经基本成熟,国内也开始有企业能够生产600 千瓦的发电机组,随着各地大规模地上马风力项目,相信很快会把成本降下来;从市场上讲,现在投资火力发电,风险已经开始呈现,煤价居高不下、贷款审批趋严,还受到越来越多的环保压力,而投资风力发电,国家可以承诺全额收购电力、允许较高的上网费用、在贷款、土地、税收等方

面还有不少优惠;从政策上讲,遵循国家指出的投资方向无疑是个省心、省力的投资选择。

在 2005 年5 月17 日结束的全国风电建设前期会议上,国家发展和改革委员会能源局决定,在2010 年建立起完备的风力发电工业体系,风电技术水平和装备能力达到国际水平。

国家发展和改革委员会能源局局长徐锭明说,目前中国已装备风力发电机1300 多台,建成43 个风电场,风电装机容量为76 万千瓦,但目前仍处在风电建设的初期阶段,风电事业受到风机制造水平较低、科技人才不足和政策措施跟不上等三大因素制约。

中国幅员辽阔,风能资源丰富,风电又属绿色能源,发展风电的条件很好。国家发展和改革委员会能源局计划,到2010 年,全国风电装机容量达到400 万千瓦,大型风电场基本立足于国内制造的装备,风电上网电价进一步降低,使风力发电基本能与常规电力相竞争。

同时,研究制订促进风电发展的法规和政策,使可再生能源配额制等市场保障政策和具体措施落实到位。到2020 年,全国风电装机容量达到2000 万千瓦,在风能资源丰富 的地区建成若干个百万千瓦级风电基地,风电在局部地区电力供应中达到较高比例,市场竞争力明显增强。

按照徐锭明的说法,今后几年,全国要搞几次风电建设大战役,彻底提升风电工业水平,使风电从目前的“游击队”水平变成“正规军”水平,风能利用遍布全国城乡。

据《人民日报》2005 年11 月07 日第十一版报道:

“我国风力发电发展了 20 多年,但至今装机容量还只有76 万千瓦,仅占全国总装机容量的0.2%。现在,跨越式发展的机会终于来了!我们要将基础研究的成果运用于设备设计和制造,在世界风能界刮起一阵强劲的‘中国风’!”今天,国内第一个风电叶片自主研发机构———华翼风电叶片研发中心在北京人民大会堂宣告成立,师昌绪、徐建中、何祚庥等12 位院士难掩心中的激动。

事实上,强劲的“中国风”已经刮起。在国家发改委、科技部等部门的支持下,目前,从200 千瓦到750 千瓦风能发电设备的国产化已基本完成,其中600 千瓦、750 千瓦风电设备的国产化率超过了95%;完全自主研制的1000 千瓦以上风电机组已开发成功,国内第一台单机1200 千瓦的风力发电机在新疆达坂城投入使用;在保定高新技术产业开发区新能源设备产业基地,600 千瓦、750 千瓦风机叶片的制造成本只有国外产品的30%,而重心偏矩、叶片平衡、叶

片强度等指标大大优于国外同类产品,迫使国外这两个系列的产品全面退出中国市场。

伴随着技术上的突破,风力发电厂的建设如异军突起。在广东、江苏、吉林,上百台风机组成的风力发电厂正在加紧建设,风力发电的成本降至每千瓦时0.38 元左右,与火力发电的成本已相当接近。

“国内风电技术和产业的这些成绩,来之不易。而将来的发展,更是担子不轻。”国家发改委副主任张国宝说,根据发改委正在制订的可再生能源规划,到2020 年,我国风力发电的总装机容量要达到3000 万千瓦。按这个速度发展,今后15 年内每年的装机容量将是过去20 年总量的3 倍。

我国的风力发电经过 20 多年发展,到2004 年底,已在14 个省区市建立起43 个风力发电厂,累计安装风力发电机组1292 台,总装机容量为76.4 万千瓦。

过去很长一段时间内,与发达国家相比,我国风力发电的研究和制造能力都有不小差距,绝大多数风力发电厂都是利用发达国家的贷款购买国外设备,规模小,成本高。国产风电面临着提高研发设计制造能力、提高引进设备国产化率、降低成本等三大难题。过去 10 年,风电一直是世界上增长最快的能源。目前全球风电装机容量达4760 万千瓦,风力发电量占世界总电量的0.5%,预计2020 年风力发电将占世界电力总量的12%。据理论推算,中国风能可开发的装机容量为2.53 亿千瓦,居世界前列。

中国风能协会秘书长秦海岩最近指出,根据我国的国情,要实现

风电产业化,需要采取分步实施的方法。在《可再生能源法》的政策框架体系下,我们将2020 年目标分为三个阶段实施。

第一阶段:2005 至2010 年,完善我国的风电发展的政策框架体系,完善我国陆地风资源普查工作,开始着手海上风资源试点普查工作,建立和健全我国的风机检测和认证制度,进行有关风电并网可靠性研究,筹建风机设计和风电场开发的国家队。国家用50 万千瓦的风电场资源,采取风电场开发和风机整机制造供货联合(一体化)招标的方式,支持2 到3 家国内独资或合资控股的、年产兆瓦级风机20 万千瓦的制造(总装)厂,实现新建风电场的风机全部本地化供应(风机零部件的本地化生产率要达到90%)。在风机检测和认证方面,在2009 年前完成两轮自主知识产权风机的整机现场检测,2010 年前颁发我国的风机认证标识。

第二阶段:2011 年至2015 年,建立起专业化的国家队,能够进行独立自主的风机设计、风电场设计、风电场运行管理。另外,国家再用50 万千瓦的风电场资源,采取风电场开发和风机制造供货联合(一体化)招标的方式,再支持2 家国内独资或合资控股的、年产兆瓦级风机20 万千瓦的制造(总装)厂。与此同时,全面开展我国沿海地区的近海海上风资源普查工作,完善我国风电场开发、风机制造的工业基础。到2015 年末,至少应有5 家国内独资或合资控股的、年产兆瓦级风机20 万千瓦的制造(总装)厂,实现国内新建风电场的风机零部件95%以上本地化生产。

第三阶段:2016 年至2020 年,全面实现我国自主知识产权的

风电场开发和运营,以及风机制造的工业产业化,并走出国门,进入世界风电市场。

随着风力发电这种新型能源日益受到各方的“追捧”,国家也开始对风力发电的管理

进行进一步的规范。2005 年8 月10 日,国家发改委在其网站上公布了《国家发展改革委关于风电建设管理有关要求的通知》(下称《通知》),对风电场建设的核准和风电场上网电价进行了进一步的明确和规范。

总装机容量 5 万千瓦及以下的风电项目已经下放到各省(区、市)发展改革委核准。

《通知》规定,风电场建设的核准要以风电发展规划为基础,核准的内容主要是风电场规模、场址条件和风电设备国产化率。风电场建设规模要与电力系统、风能资源状况等有关条件相协调;风电场址距电网相对较近,易于送出;风电设备国产化率要达到70%以上,不满足设备国产化率要求的风电场不允许建设,进口设备海关要照章纳税。

《通知》还对风电场上网电价的确定进行了规定:风电场的上网电价由国务院价格主管部门根据各地的实际情况,按照成本加收益的原则分地区测算确定,并向社会公布。风电特许权建设项目的电价则通过招标方式确定,但是,不得高于国务院价格主管部门规定 的上网电价水平。

这项《通知》最大的变化是强调了风电设备的国产化和明确了风

电设备的进口关税不能减免。这明显体现了国家要鼓励国产风电设备制造业的发展。目前海关规定的风机整机进口税率为12%,部件为3%。但是进口环节增值税为17%,实际进口风机时征税31%,因此一般风电项目投资中设备要占70%。在没有国产设备的情况下,进口税使风电成本增加约20%。

2004 年我国76.4 万千瓦的风电装机容量中,82%来自进口,其中丹麦NECMICON 公司一家的产品,就占到中国总装机容量的30%。多年以来,国内不少有实力的设备制造企业、科研机构一直在试图加快风力发电设备的国产化进程,然而直到今天,进口设备垄断国内市场的局面仍在持续。

成本高、回报期长是阻碍国内风电设备制造迅速扩张的主要原因。要制造一个装机容量在650 千瓦的风力发电设备,大概就要投入300 万到400 万元的资金,虽然制造时期用不了一年,但回报期却需要10 年,因此,这样的高门槛,像650 千瓦这样大功率的风力发电设备国内产的就比较少,只有二三家在生产。

目前已经有很多国内企业看到了风电设备制造的潜力和前景,开始投入设备制造的开发工作,而国外一些著名的风电设备制造公司如丹麦的Vestas 以及美国GE 公司已经对在国内设厂或与国内企业合作开始“跃跃欲动”,有的已经在建厂,有的已经开始在“圈地”。

1.1.3 投资的经济意义

据国际能源署(IEA)预测,2020年,全球风电装机总量将达12.6亿千瓦。单机平均1.5兆瓦,年总电量达3.1万亿千瓦小时,占2020年全球总发电量的12%。要达到12.6亿千瓦的风电容量,总投资估算约需6300亿美元,这将是全球机电制造业和风电建设的一个巨大市场。

在 20 世纪80 年代,诺基亚抓住了信息化的浪潮的机遇,从一家生产卫生纸的企业成长为世界顶级的通讯设备制造商;微软在IBM 的脚下成长为象IBM 一样的巨人。在二十一世纪风电等可再生能源大发展的浪潮下,如果我们不抓住千载难逢的机遇,我们将错失成为世界顶级企业的机会。

在风电事业上进行投资将具有显著的经济效益和社会效益。在国内能源短缺的现状下,投资可再生能源领域在好满足了市场需求符合中国的能源战略,同时具有经济环保的效益。

以风能为资源的电力开发对环境的影响则十分微小,具有显著的环境友好特性,是典型的清洁能源。在四级风区(每小时20~21.4公里),一座750千瓦的风电机,平均每年可以替代热电厂1179吨的CO2、6.9吨的SO2和4.3吨的NO排放。

风能资源无穷无尽,产能丰富。与石油相比,风能是可再生的资源,失而复得,同时风能具有自主性的特点,不会受到国际争端造成的价格震荡和禁运等冲击。利用不到1%的土地开发风能,可以提供20%的国家电力需求。而1%的土地中,只有5%是设备安装等必须使用的,其他95%还可以继续用于农业或畜牧业。

风能资源比较丰富的地区大多边远,风能开发为边远地区就业增长、经济发展、农业用地增加收入等带来机会。从世界范围看,风能和太阳能产业可能成为新世纪制造业中就业机会最多的产业之一。

1.2 研究工作的依据和范围

1.2.1 国家有关的发展规划、计划文件。包括对该行业的鼓励、特许、限制、禁止等有关规定。国家出台的政策和法规有:

1.2000~2015 年新能源和可再生能源产业发展规划

2.2002 年4 月财政部和国家税务总局联合发文,对风力发电实行按增值税应纳税额减半征收的优惠政策。

3.国家计委于2002 年12 月对江苏如东市和广东惠来市两个风电场特许权示范项目建议书批复,开展风电场特许权招标,风电不参与市场竞争。

4.《可再生能源法》 2005 年2 月28 日颁布 2006 年1 月1 日起实施明确规定风力发电强制上网、全额收购、分类定价、风力发电的接入成本由电网承担等原则。

5.2005 年8 月10 日《国家发展改革委关于风电建设管理有关要求的通知》规定风电设备国产化率要达到70%以上,不满足设备国产化率要求的风电场不允许建设,进口设备海关要照章纳税。

6.国家发改委《可再生能源中长期发展规划》,2020 年风电装机容量将要达到3000万千瓦。

7.国家“十一五”规划,树立科学的发展规,走自主创新和可持续发展的道路。

1.2.2 拟建地区的环境现状资料

重庆市是西部的老工业基地,机型制造业基础雄厚,是装备制造业的基地。在该地区投资建厂,在人才、资源和政策方面具有一定的优势,具有可行性。

1.2.3 主要工艺和装置的技术资料及自然、社会、经济方面的有关资料等等。1.2.3.1 方案一

公司的规模初期按年产 500 台设计,随着风电市场的扩大再增加设备,扩大生产能力,按流水线方式组织生产。

公司约需要7000 千万的投资。公司的规模初期控制在100 人左 右。每台份齿轮箱上,有9 个齿轮件,内齿圈一般情况下采用调质件,可不磨齿,其余8件为渗碳淬火齿轮要磨齿,生产能力按年产500 台计算,每年共有4000 个齿轮需要磨齿,按每个齿轮平均磨齿时间6 小时,一年350 天计算,需要磨齿机3 台,按Φ500 直径2 台,Φ800 直径1 台配置。滚齿机也按3 台配置,Φ500 直径2 台,Φ1200(可扩展至1600)高效滚齿机1 台,可滚内外斜齿,主要用于加工内齿圈和直径较大的齿轮。箱体和行星架的加工采用龙门镗铣床和落地镗铣床各一台。主要和关键设备采用进口或高精度的设备。

方案一的优点是自己可以比较有效地控制加工质量和进度,对市场的反应敏捷及时;缺点是所需资金比较大,资金筹措可能会比较困难。

1.2.3.2 方案二

考虑到方案一所需资金大,不易筹措的实际困难,为了及时把握当前这一良好发展时机,我们准备先从简单处着手,可考虑采用生产外包这一方式,可以减少加工设备的大笔资金投入,集中精力抓住设计技术的提高,同时通过有效的手段来控制和保证外包生产的质量进度。

生产外包后对厂房和设备的要求大幅度降低,主要的设备为装配试验设备。

该方案的优点是所需资金较少,项目容易启动,在固定资产上的投资仅有 40 万,总投入资金约160 万,相对易于启动和实施;缺点是主要零部件的加工都通过外协来进行,进度和质量取决于供应商,很多因素处于非有效控制状态,抗风险的能力比较低,自身或者外界突发事件的影响,可能对本项目产生严重的影响。为尽量减少风险,增强抗风险的能力,我们必须尽力加大资金的投入量。

采用本方案,成败的关键在于合格供应商的选择和如何对其质量、进度和成本价格进行有效的控制上。

2.需求预测和拟建规模

2.1 国内外需求情况的预测

援引国家发改委副主任张国宝的话,根据发改委正在制订的可再生能源规划,到2020年,我国风力发电的总装机容量要达到3000 万千瓦。按这个速度发展,今后15 年内每年的装机容量将是过去20 年总量的3 倍。而在2004 年底的风电装机容量为76 万千瓦,也就是说,今后每年将新增风电装机容量近200 万千瓦,平均按每台风机1500kW,其增速齿轮箱每台120 万人民币,其齿轮箱的市场规模为平均每年1334 台,16 亿元人民币。因此,风电齿轮箱是齿轮箱市场中一个快速增长的细分市场。

风电一直是世界上增长最快并且不断超越其预期发展速度的能源,1997~2002 年全球风电累计装机容量的平均增长率一直保持在33%,而每年新增风电装机容量的增长率则更高,平均为35.7%。2004 年欧洲风能协会和绿色和平组织签署了《风力12——关于2020年风电达到世界电力总量的12%的蓝图》的报告,“风力12%”的蓝图展示出风力发电不再是一种可有可无的补充能源,已经成为解决世界能源问题的不可或缺的重要力量。

根据“风力12”发表的2005~2020 年世界风电和电力需求增长的预测报告

按照风电目前的发展趋势,将2005~2007 年期间的平均当年装机容量增长率设为25%是可行的,2008~2012 年期间降为20%,以后到2015 年期间再降为15%,2017~2020 年期间再降为10%。推算的结果2010 年风电装机1.98 亿千瓦,风电电量0.43×104亿度,2020

年风电装机12.45 亿千瓦,风电电量3.05×104 亿度,占当时世界总电消费量25.58×104 亿度的11.9%。按2007 年预计的装机容量0.4 亿千瓦计算,假设每台单机1500 千瓦,则需要齿轮箱26667 台,按每台120 万人民币计算,则市场规模达到320 亿圆人民币,而且其市场规模每年还按20%的速度递增,在2020 年将达到1272 亿圆人民币的市场规模。

在国内市场,预测在 2006~2010 年“十一五”期间,在《可再生能源法》和国家及各省市有关政策的支持下,国内风电市场每年将按60%的速度增长。假设2005 年的风电总装机容量为80 万千瓦,则到2010 年风电总装机容量将达到840 万千瓦,当年新增装机容量为315 万千瓦。

根据以上预测,公司“十一五”的目标为到 2010 年风电新增装机容量达到100 万千瓦以上,齿轮箱产量达到1500 台,国内市场占有率超过35%,销售额达到7.5 亿元,利润1.0 亿元。

公司的远期战略目标为,从 2010 年起产品走向世界,并向齿轮箱的其他市场和风电成套总装发展,争取在2020 年建成为世界一流的风电设备供应商,当年新增风电装机容量达到1000 千瓦以上,在世界风电市场的占有率超过8%,销售额突破100 亿元。

2.2 国内现有工厂生产能力的调查

国内风电成套设备供应商主要有新疆金风公司,2005 年的目标是装机达到500 台约40 万千万。

作为中国自己的风电设备供应商——金风科技公司是在科技部支持下成长起来的一家风力发电企业,2004 年科技部批准金风科技公司成立了“国家风能风电工程中心”。金风科技公司在8 年中完成了从第一台产品的生产、试验,到国产风电设备的产业化推广。2004 至2005 年,中国风电市场的年新增装机容量从不到200MW 增长到近600MW,增长率为198%。在如此迅猛增长的市场当中,国产风机仍保持着25%以上的市场占有率,而金风公司的市场份额也从占国产份额的82%增长到90%。

除金风公司外还有 20 家左右小的风电成套设备供应商,比较有实力的如浙江运达公司。浙江运达风力发电工程有限公司以风力发电产品开发、市场开拓、质量控制和设备总成套为主要业务,通过虚拟制造的方式来完成产品的生产。该有较规范的规章制度和质量保证体系,已通过ISO9001 质量管理体系认证,并且公司效益良好。为了增强经济实力,2003 年5 月底完成了增资扩股,由原来的注册资金1000 万元增加到2551 万元,这为公司以后的发展奠定了基础。该公司已被审定批准为浙江省风力发电高新技术研究开发中心,并于2003 年11 月成为区外高新技术企业。该公司在大中型风力发电机组开发研究方面拥有十分丰富的经验。通过与国内各大专业配套厂合作,逐步形成了国内风力发电机组的专业制造基地。公司拥有良好的科研基础和一支素质良好的专业技术队伍,其中教授级高工5 人,46

均在我国风力发电技术领域做出突出贡献,并被国务院批准享受政府特殊津贴;高级工程师7 人,工程师15 人,其中大部分在丹麦、德国接受过风力发电技术专业培训;公司的主要技术骨干曾经主持或参加了国家“六五”、“七五”、“八五”和“九五”重点科技攻关计划中的风力发电专题项目,具有较强的开拓、创新意识。该公司现主要产品为250kW、600kW 和750kW 风力发电机组,该系列机组均采用失速型三浆叶、上风向、水平轴布置,配有先进的PD 集散控制系统,其中250kW、600kW 机组已完全实现国产化,该系列机组在国内有非常好的市场前景,目前250kW 机组和750kW 机组产品在东南沿海地区也显现出较好的市场开发潜力。该公司在国家“八五”科技攻关中完成的200kW/250kW 风力发电机组,已安装在浙江苍南风电场、广东南澳风电场及大连长海风电场。1998 年11 月,该产品被国家科技部等六部委批准,颁发了“国家重点新产品”证书。该公司在“九五”期间,完成了国家科技部“九五”重点科技攻关计划专题“大型风力发电机组研制”、国家计委“九五”重点科技攻关计划专题“600kW 风力发电机组总体设计关键技术研究”以及浙江省重大科技项目“600kW 风力发电机组研制”。目前新开发成功的750kW 风力发电机组是该公司承担的国家“十五”重点科技攻关计划课题。通过与德国Repower 公司的合作,引进、消化、吸收国外先进技术,首批2 台750kW 机组已出售给山东长岛,已于9 月底并网发电,并以此为基础正在进行国家863 项目MW 级大型风力机产品的开发。

东汽通过引进德国技术,开始进入风电成套设备制造领域,目前

的重点在1.5MW 风机上。

在风电增速箱制造方面,目前国内主要为重庆齿轮箱有限责任公司和南京高精齿轮股份有限公司。

其中重庆齿轮箱有限责任公司在设计方面暂时处于行业领先的地位,而南京高精齿轮股份有限公司则在制造方面处于行业领先的地位。

重庆齿轮箱有限责任公司始建于 1966 年,于1972 年投产。占地面积53 万平方米。现有职工2000 余人,其中专业技术人员484 余人,研究员级高级工程师8 人,高级工程师55 人,高级会计师2 人,高级经济师7 人,享受国务院津贴8 人。公司是中国最大500家机械工业企业之一,国家一级计量单位,国家大型军工企业。重庆市工业企业50 强,重庆市信息化带动工业化重点单位。公司从92 年连续多年被评为重庆市工业50 强,具有每年生产各类齿轮箱约1000 台的能力。其中大型齿轮箱(单重50 吨以上)年产120-150 余台,中型齿轮箱(单重10 吨以上)年产约300 余台,具有年产联轴节减振器2000 余台的能力。该公司现拥有总资产8.9 亿元,其中固定资产原值5.3 亿元,固定资产净值3.5 亿元;2005 年重庆齿轮箱有限责任公司主营业务收入9.6 亿元,工业总产值10.2 亿元,产出以每年35%以上的速度增长。该公司2005 年风电齿轮箱产量为年产300 台,预计到2010 年达到年产1200 台的生产能力。

南京高精齿轮股份有限公司也是一家齿轮箱专业制造厂,2005 年风电齿轮箱产量达到了年产600 台,他们聘请了三名日本人对风

电齿轮箱制造进行管理,具有相当强的上升空间。

2.3 销售预测、价格分析、产品竞争能力,进入国际市场的前景

公司 2006~2010 年风电市场预测及公司目标见表8。每台800kw 齿轮箱的成本详见表9,加工费与材料费基本相当。从表中可以看出每台齿轮箱的变动成本为42 万,销售价格50 万,利润为8 万。风电齿轮箱的制造其提前期在60 天左右,毛坯采购需要30 天左右,加工制造需要30 天左右。

风电齿轮箱在国内制造,由于制造成本低,只要质量好是很容易打入国际市场的。此外,由于我们是在质量和可靠性上展开差异化竞争,在国际市场上应该是很有竞争力的。2.4.投资估算与资金筹措 2.4.1 方案一

根据公司初期的规模,固定资产总投资约7000 千万,其中蓦集资金4000 千瓦,银行贷款3000 千万,资产负债率控制在40%左右。要使公司运转,至少需要征地和装配厂房的建设,估计至少需要500 万左右启动资金。在组织拥有设计和营销能力后,可以采用虚拟组织的形式,生产制造可以采用外协加工的方式,当具有一定资本后,再购买设备自己加工。

公司在 2010 年底要达到1500 台的产量,7.5 亿的销售收入,总投资约需1.7 亿元,分三期进行建设,前期投资规模为7000 千万,产量为500 台,中期和后期各为5000 千万。

2.4.1.1 盈亏平衡分析、利润、净现金流量分析

按照当前国内的制造水平和市场行情,800kw 齿轮箱,每台齿轮箱的变动费用为42 万,售价50 万。7000 千万的固定资产投资,按十年直线法计提折旧,每年的折旧费为700 万,其他固定费用假设为100 万,则每年的固定费用合计为800 万。则盈亏平衡点为:(700+100)/(50-42)=100 台,即盈亏平衡点为100 台,产量在100 台以下则亏损,在100 台以上则盈利。

如在 2009 和2010 年,各追加5000 千万的设备投资,并按十年直线法计提折旧,每年增加的其他固定费用按100 万计算。

3.投资决策评价 3.1.投资期法

在不追加投资的情况下,投资回收期=4+(7000-6695)/2144=4.14(年)。3.2.净现值法

采用净现值法计算,在不追加投资的情况下,假设该项目具有10 年的生命周期,剩余资产的残值不计,则在其10 年生命周期内的总净现值(NPV)为5772.97 万元,投资回收期不到6 年。项目实施带来的净现值与总收益表万元

年次 各年的净现金流量(NCF)5%的复利现值系数 现值 累计现值

美国“试水”海上风力发电 第3篇

不过,就在离岸边500米远的海上,未来的气息透过灰色的薄雾若隐若现。一台淡黄色的风力涡轮机在波浪中摇晃,薄薄的叶片缓慢地旋转着。这个20米高的家伙建于去年6月,是一种试验性漂浮设计,规模只有实际大小的1/8。它最多可提供20千瓦电力,基本够6个美国家庭用电。不过,因为是美国近海唯一的海上风力发电场,这个被称为VolturnUS的建筑物正引发广泛关注。

过去几十年间,其他国家如比利时、英国、丹麦和德国在其海岸线周围建造了大规模的涡轮机发电场。然而,由于环境顾虑、官僚制度和政治反对,美国开发海上风电的努力一直没有结果。不过,一切或许将很快得以改观。生态研究显示,经过周密计划建立的风电场不会明显伤害到鸟类或海洋哺乳动物。商业人士和政客对开发和投资海上风电的兴趣也日益增加。

今年5月,美国能源部拨款给新泽西州、俄勒冈州和弗吉尼亚州的3个示范项目。一些州政府也正在为其建造海上风电场的雄心开辟道路,开发商则表示他们最快可于明年开始在海洋中安置涡轮机。

從理论上讲,这种潜力是巨大的。包括难以达到的深水地区,美国近海预计可产生4万亿瓦电力,足够提供4倍于该国现有用电需求的电量。不过,在该领域获得快速发展前,支持者不得不证明海上风电在经济意义上可以同其他能量来源竞争,而且必须清除各州和联邦政府在管制海上风电项目时设置的各种错综复杂的规定。

论风力发电监造项目的质量控制 第4篇

据悉, 国家能源局已核准的“十二五”第五批风电项目的总装机容量可达3400万千瓦左右, 预计核准计划近期就会发布。相比之下, “十二五”前四批的核准量均未超过2900万千瓦。另悉, 为了使风电发展再快一些, 能源局等部门还计划将“十三五”期间的最低目标上调25%, 由2亿千瓦调整到2.5亿千瓦。这意味着未来几年的新增风电装机量将节节攀升。在大干快上的同时, 会不会形成“萝卜快了, 不洗泥”, 从而形成一批豆腐渣工程呢?

本文, 就风电质量控制的最关键环节---监造, 中的一些经验也大家分享。

2 设备监造工作

2.1 监造工作要求

按照设计院原图纸、技术规范、所签合同的要求, 具体有:

(1) 对设备进行分类, 原材料、外购件、外协件的监造依据为技术协议、质量保证协议等;

(2) 设备供应商自制件的监造依据与设备是具有批量生产通用的销售的设备。进行区分。批量生产设备制造、更能很好保证制造质量。自制件在工艺规程、工艺卡、作业指导书等, 组装、调试、产品完工等都有很大缺陷, 要严格按照国家技术规范进行监造。

2.2 监造工作的实施

从监理与监造的定义看, 监理范围较大, 其职责中含有设备监造的工作, 但这要看你与业主签订的合同是如何规定, 现在一般将监理理解为工程施工, 而将监造理解为设备制造。两都在职责上是有一定的差别, 但实施工作又可能有相与交汇之处。如设备安装后的性能试验, 一般有工程监理来负责, 但实施应为设备监理的职责, 因设备采购合同是约定性能试验的主体合同。

监造人员根据监造大纲的内容, 按照设备的不同使用条件, 分别制定出监造内容的主次项目。监造代表认为, 塔筒原材料;塔筒焊接;是塔筒监造设备制造质量的关键项。塔筒检验、塔筒防腐涂装是塔筒监造设备制造质量的重要项。塔筒内附件安装与包装发运是监造工作的次要项。

2.2.1 原材料监造

风塔塔筒是支撑风力发电机和机柜的受力主体, 塔筒钢材质量的好坏是保障设备安全运行和可靠性的关键, 特别是钢材牌号和标准的选用, 必须符合技术协议和材料标准的规定, 监造代表根据《国家电网公司2013年风光储输示范工程二期扩建项目3.0MW风力发电机组 (第一批) 招标采购技术协议》和有关风塔制造标准要求, 首先见证、审查了制造风塔塔筒和基础环的钢材质量保证书和制作风塔用的焊接材料。制作风塔塔筒和基础环使用的钢材为Q390E和Q390E-Z25、法兰为390E-Z25;风塔塔筒和基础环主材焊接材料为埋弧焊H10Mn2CHF102;手工气保焊THY-51A, 符合工艺文件和合同文件要求。其中钢板、焊材, 全部附有产品质量证明书:质量证明书编号、炉批号、材料规格、型号标注齐全。材料遵循各自质量标准, 技术条件。产品经质检部门检验合格。钢材入厂后, 制造厂进行了外检, 并根据技术协议和国标要求, 制造厂按进厂钢材的炉批号进行了机械性能和化学成分的复检。所有复检项目符合标准规定。

监造代表对制造厂采购的塔筒、基础环钢板, 进行了入厂后的超声波复检旁站见证。见证内容有钢板标示是否齐全、标示是否符合国标规定、钢号是否符合设计规定;钢板外观有无外伤、腐蚀、裂纹及异常;钢板复检检测数量是否100%;钢板超声部位是否按照标准规定检测;检测部位是否代表整块钢板;钢板检测工艺是否符合标准要求;钢板超声波检测结果是否合格。

监造代表对制造厂生产的塔筒钢板, 进行了厚度检测旁站见证。制造厂钢板检测数量共1368块, 钢板厚度检测结果:全部为正公差, 符合技术协议要求。

监造代表在钢板下料前见证了制造厂按设备图纸对钢板进行了编号。钢材使用符合技术协议规定要求, 采用标准正确, 全部合格。

以上监造项目在材料采购、使用环节把住了质量关。

2.2.2 焊接监造

塔筒焊接是塔筒成型的最主要制造工艺, 也是塔筒制造质量的关键工序。塔筒焊接质量的好坏将直接影响设备的安全稳定运行与使用寿命。所以焊接过程的监督就成了塔筒制造质量的重中之重。

首先, 是焊接材料的管理, 为了保证焊接质量, 制造厂除了要购买高质量的合格产品外, 还要有严格的焊材保管和领用制度。其次, 是严格按照焊接材料的使用要求使用。该加热干燥的、该保温的, 以及使用存放等都要严格按有关工艺执行。监造代表在这些管理项目上进行了检查和监督。对于制造厂不严格执行焊接材料保管和领用、使用制度的, 监造代表提出了整改意见。督促制造厂执行。

焊接过程监督与检查, 是监造代表焊接监督的中心环节。焊接工艺的实施是直接影响焊缝质量的直接原因。焊缝的外观和无损检测是保证焊缝质量的有效手段。但是, 有些焊缝缺陷是无法用无损检测方法和一般理化检测方法检测出的。如风塔厚钢板焊接前预热问题, 如果焊工在焊缝焊接前不预热, 风塔焊缝焊接后是无法检测到的。但由于焊件焊前没预热, 焊缝焊后将产生很大很复杂的残余应力, 这些应力如果叠加在塔筒的主应力和其他附加应力上, 有可能使风塔局部产生过载, 使焊缝产生裂纹, 导至风塔损坏。所以风塔焊缝焊接过程是监造代表旁站和巡检的重要项目。监造代表一定要坚持多检查监督, 对焊接工艺的执行一定要坚守执行, 一丝不苟, 不能简化和省略。监造代表在生产过程中发现的问题要做到及时掌握、及时反映、及时解决。把设备存在的质量问题和缺陷, 消灭在产品制造阶段。

风力发电项目 第5篇

甲方: 乙方:

按照《中华人民共和国再生能源法》精神,为充分开发利用 县风能资源,加快 区域再生能源发电产业建设,甲乙双方本着平等互利、优势互补、共同发展的原则,并基于甲方与 人民政府于 年 月 日签订的《合作开发建设风力发电项目协议书》,经充分协商,达成如下协议:

一、合作基础

人民政府欢迎 有限公司在 区域开发利用风能资源,建设风力发电项目,并为项目开发和建设工作提供大力支持。

二、合作范围及规模

甲方鼓励乙方在 区域开发建设风场发电,同意乙方调研该区域风力资源、合理开发建设风力发电项目。

乙方拟在 县投资建设 MW风电项目,总投资人民币约 亿元。

三、合作双方责任与义务

1.甲方责任与义务

(1)确定乙方从事开发项目的具体区域,并协调乙方与所在区域镇村的企地关系;在测风数据完备可靠的基础上协助乙方完善开发规划,使之符合 省再生资源规划及其开发要求;协助乙方办理开发项目的有关手续。

(2)协助乙方快速推进项目前期工作,待项目符合条件后协助报送上级发改部门,并全力协助列入国家新能源核准计划。项目核准后,协调乙方与相关部门的关系,创造良好的投资环境,推进项目建设顺利开展。

(3)对于乙方向甲方提供的相关数据,具有保密义务及责任。未经乙方同意,不得提供给第三方。

(4)在乙方完成申请报告、可研及附件编制工作后,全力协助乙方完成向上申报及核准工作。

(5)为乙方在 县境内设立的合资公司及项目建设提供关于土地、税收、道路、供电、供水等方面所有国家规定的优惠政策。

2.乙方责任与义务

(1)本协议签署后,将设立项目开发工作机构,负责按本协议要求在 区域有序开展项目的前期工作。

(2)项目核准之前应签订 人民政府、有限公司及 有限公司三方合作开发协议。

(3)乙方经过实地勘察及测风,确认 区域的风力资源具有较大的开发价值后,应加快项目前期工作,力争早日开工建设。

(4)申报路条工作由 有限公司先行开展。有限公司和 有限公司要在项目核准之前在 县成立合资公司,全面负责办理核准文件有关事项和风电场开发建设工作,并在半年内完成上级报批核准手续,在项目核准后,一年内必须完成项目建设,实现并网发电。

四、本协议未尽事宜,按照《可再生能源法》和相关法律的规定,双方另行协商,并在补充协议中予以完善。

五、本协议经甲乙双方签字、盖章后生效。

六、本协议一式四份,甲乙双方各执二份,具有同等法律效力。(以下无条款)

甲方: 乙方:

法定代表(签字): 法定代表(签字):

风力发电项目 第6篇

关键词:风电,环保验收,调查220k V升压站重点

风能因其可再生、无污染等特点,是新能源中具有极大发展潜力的一个领域,风电开发还具备建设周期短、投资灵活、运行成本低等优点。合理利用风能,既可减少环境污染,又可减轻能源短缺的压力,其综合的社会效益十分可观。经过多年发展,风电生产成本持续下降,已接近具有与常规能源竞争的能力。为此,风力发电正日益受到各国政府的重视,在世界范围内都得到广泛的开发和应用,也是我国鼓励和支持开发的清洁能源,发展潜力巨大。

安徽地区拥有较为丰富的风能资源,从长远战略出发,开发利用风能资源,既能改善环境又可作为常规能源的补充,风电项目的建设将有助于调整本地区能源结构,促进当地经济的发展。2015年底,安徽省风电并网规模约达150×104kW,年发电量约20×108k W·h。

本文根据日常工作实践,总结出风电项目竣工环保验收时需要关注的要点及难点,以期为风电场竣工环保验收工作提供参考和依据。

1 调查风机点位是否变化

风机点位的布置为环评阶段的重要评价内容,如何判定风机点位是否发生变更,是风电类项目验收调查时的重点、难点。

安徽地区风电项目主要分布在滁州、宣城、安庆等地区,山地型风电项目居多,以凤阳风电项目为例,该风电场处于丘陵地区,占地面积达2.7hm[2],共有33个机位,分布于不同的山坡之上,山坡周边分布着村庄等环境敏感点。实地勘察现场时调查人员需要往返于风机点位之间,勘察周围环境状况,风机点位之间及与敏感点间均间隔较远,现场实地勘察存在一定的困难性。针对上述情况,可利用几种方法相结合来调查风机点位是否发生变化。

1.1 采用无人机技术进行现场勘查,无人机飞行速度快,不受地形影响,一天时间内就能完成整个风电场的遥感调查,且勘查照片中地面植被情况,风机、房屋等均清晰可见,极大地提高了工作效率。航拍的图像经过后期处理,制作成实景图像数据,每个风机点位和敏感点的具体信息都被详细地标注出来,可以帮助判定风机点位的变化情况,遥感技术的应用为风电场的环保验收提供了技术支持和参考依据。

1.2 查阅工程施工期环境监理报告、工程施工总结报告中关于建成的风机点位坐标,与环评报告中风机点位坐标进行对比,来判定是否发生变化。如果风机点位发生变化,应及时向环保行政主管部门报备,根据变化情况确定是否需要进行变更环评。

2 升压站电磁辐射情况

以安徽凤阳风电项目为例,风电场设置1座220kV升压站,占地面积18800m[2],主要布置一台150MWA变压器、35kV开关室、SVG控制室、生产综合楼等,升压站内高压电气设备产生工频电磁场,电气设备由于局部电晕或火花放电时会产生无线电干扰。

验收时应对升压站电磁辐射及无线电干扰情况进行监测,监测点位布设情况见表1。

备注:150MWA变压器、SVG控制室布置在升压站东侧。

根据监测结果,升压站周边工频电场强度为1 V/m~1173V/m,综合磁感应强度为0.34μT~1.27μT,无线电干扰为42.2 dB~47.1dB(0.5MHz),工频电场强度和磁感应强度满足《电磁环境控制限值》(GB8702-2014)中表1公众曝露控制限值要求(频率50Hz的工频电场强度公众曝露控制限值为4kV/m,工频磁感应强度公众曝露控制限值为100uT),无线电干扰满足《高压交流架空送电线无线电干扰限值》(GB15707-1995)中标准要求(53dB)。

3 结语

风电项目的环保验收调查过程中应重视风机点位的变化情况及升压站电磁辐射、无线电干扰情况,做好风电项目的环保验收调查。

参考文献

[1]朱京海,王晓臣,问鼎,梁婷.无人机遥感技术在风电场竣工环保验收中的应用[J].环境科技,2014(3):41-44.

[2]曹艳芳,杨月梅,王淼,赵珍伟.风力发电建设项目环境管理中的问题及建议[J].能源与节能,2015(9):83-84.

海上风力发电项目管理中的风险控制 第7篇

海上风力发电项目属于建设工程的范畴,具有一般建设工程风险的特点,风险存在的客观性和普遍性;风险的不确定性,但具有一定的规律性和预测性;风险的潜在性和可变性。除了具有一般建设工程风险的特点外,海上风力发电项目风险管理对各专业工程方面的知识要求较高;海上风力发电项目的风险受自然因素影响较大;风险因素之间的关联度较大;海上风力发电项目的风险具有明显的阶段性。海上风力发电项目风险因素间的关联关系使得现有常用的风险评价方法的应用受到很大的限制,海上风电场区域的表面粗糙度比陆地小的多,源于粗糙表面的湍流少的多,但由于海上风机叶轮的面积一般都远大于陆上,故其造成的尾流对后方风机的影响也比陆地大得多,尽管邻近风机之间的距离也增大许多,但距离的增加对消减这种尾流影响的效果仍不十分清楚。微观选址的结果准确性还与拟选的品牌型号的风机特性有着直接关系。不同品牌型号的风机有着不同类型的功率曲线,对于不同的平均风速情况有着不同的性能表现。进行外推和转换后的结果也应与相关的研究结果进行对比,分析其中的差异,从而对产生的误差进行量化。除了微观选址,还有一些不确定性也影响着发电量预测的准确度,其中包括:海上风机的叶片在运行过程中会逐渐被海上的盐雾腐蚀,表面光洁度降低,影响气动性能,体现为风机性能降低,这种降低比陆上风机要明显。海上台风对中国近海风电场的影响是需要特殊考虑的风险,由于气象资料的时空分辨率和完整性方面具有一定局限性,高分辨率气象模式及有限元分析软件也经常被用到风电场微观选址工作中。目前,最常用的风电场微观选址的软件如下,这些软件也用在风资源评估工作中。

二、我国海上风力发电的现状

随着陆上风电剩余场址的限制和电能上网受限等因素的影响,我国大规模的商业化海上风电开发将成为风力发电发展的新方向,在未来的五到十年内将会得到快速的增长。海上风力发电项目的开发研发前期,对于风险因素的研究还不够全面深入,对于某些风险因素的研究也存在缺失和不足。

1、风机价格高、设计经验少

虽然各大风机的制造商竞相研发海上风机,但真正能够批量生产的厂商却很少,短期内存在供小于求的情况,开发商压价的余地不大。在风机技术上,国内风机厂家采取部分系统多余设计的原则,以提高海上风力发电机组的可靠性和利用率,但同时有可能增加设备造价。设备的成本还处在较高水平。风电场设计方面,目前有一定海上风力发电设计经验的设计院不多,竞争不充分,设计费用高。在中尺度模拟过程中,对各数据集的来源设备概况、相关性、随时间变化情况进行分析和计算,根据计算结果选择合适可用的数据集进行风电场区域风速的外推和模拟,在这个过程中,往往容易因多种原因产生各种不确定性因素影响模拟结果的准确性。在风资源评价的过程中,对这类不确定性进行定量分析是十分必要的。目前国内对发电量预测所作的研究还很少。海上风机的装机容量和风机的传动方式的选择将对海上风电场的投资成本和运行效益产生明显影响,是不可忽视的潜在风险点。选择容量过大,可能由于技术不成熟导致可靠性不高或供货较慢,选择容量过小,可能造成单位千瓦建设成本高,运行时能量转化效率低。随着我国海上风电场开发的兴起,已有不少科研机构与制造商联合开展海上风机的研制工作,并且已有海上风机产品下线或投入使用。可用于我国海洋石油开发和其他海上施工,完全能在渤海湾、杭州湾和长江口等海域的环境条件下。对于海上风电场的检修维护成本方面的研究,由于海上风电场商业化运行时间很短,研究调查指出,齿轮箱是海上风机最昂贵的部件之一,也是故障率最高的大部件,同时由于海上风电场检修作业的限制,齿轮箱也成为故障维修成本最高的部件。维护设备的可进入性分析尤其重要的结论,认为提高海上风机的可靠性和稳定性是减少维护费用最有效、最直接的方法。

2、风险相对较少,设计经验不足是主要风险

由于国内风机厂家及施工单位缺少海上风力发电建设经验,建设初期,施工进度会较慢,但随着工程的进展,各工种配合日臻成熟,工程进度逐步会加快。但总体上存在承包商延误风险的可能。据了解,国内目前还没有适合海上风机吊装的专用船只。风电场运营维护风险。到达维修点的难易程度主要由天气、海况、距离及交通工具决定。海上风电场距离远,除了风机的质量、系统可靠性要求高以外,必要的维护是必不可少的。目前在国外,海上风电场检修用的交通工具有维修船和直升机。而这两种交通工具受天气、海况影响很大。从风机可利用率角度看,就陆地风机而言,海上风电机组对可靠性要求更高,海上风电机组可利用率普遍较低。沿海地区电网结构较坚强,但涉及海上风电场的局部电网还较弱,潜在由于电网原因造成风电场不能满功率运行的风险。海上风力发电机组塔筒长年受海洋盐雾的侵袭,其腐蚀速度比陆地环境下快,由于风机基础坐落在海底,改变了海底局部形态,在海浪、潮汐及海流的作用,海底地形发生运动,对基础的稳定产生很大影响,有时会危及风机安全。虽然在设计时充分考虑海流、海浪、潮汐对基础的影响,但当风机运行后,应定期对风机基础进行潜水观测及维护。海上风机基础的设计需参考相关的国家、行业以及国际标准、规范、规程等。由于其所处环境与海上石油平台类似,因此,还可借鉴海上石油平台基础设计施工方法。我国由于海上风电开发、海运、海事工程发展相对欧美国家发展比较晚,相应的在过去近海风资源监测和研究工作也不足。但随着海上风电的即将大规模上马,基础的海上测风和研究工作也已在中国近海大规模展开。目前,国内外的各种领先的研究成果在我国已被广泛应用在陆上风电开发的风资源评价之中,多数风资源评价的中尺度模拟都做到的精度范围,能够满足下一步微观选址的要求。

三、加强海上风力发电风险管理的措施

1、安全风险的控制措施

风力发电场建设期的安全问题主要集中在风力发电机组吊装,无论是机械还是人员都存在较高风险。由于存在大型吊车,所以应对特种设备进行严格管理。因此要检验所有上岗的吊车是否有检验合格证,在吊装机舱和塔筒时应严格按照要求进行,操作吊车的司机是否都持证上岗等等。此外还需要加强对人员的培训,因为培训可以降低技术人员的操作失误也可以在很大程对上减少因为失误造成的安全事故的发生。风力发电单位也可以通过购买责任险的方式向保险公司转移自身对员工应承担的责任,或者购买其他人身产品直接保障人身风险。同时应建立安全管理体系,采用与工程项目相适应的施工安全设防标准,完善各种施工安全技术,并建立施工安全应急预案,以应对突发安全事故。制定严格的管理制度和操作规范,设立施工安全监督机构,把安全责任制度落实到个人。

2、质量风险的控制措施

项目质量的风险也是本项目重要的风险控制内容之一。由于风机基础和承台均使用大量混凝土,混凝土质量尤为关键,应严格把控。此外钢筋的绑扎、水泥标号、碎石的洁净度都能够影响承台浇筑的质量,也需要严格控制。另外整个承台浇筑必须保证连续,这些都是风力发电场混凝土工程的关键点。应加强设备到货验收工作,保证到货设备达到合同要求的技术参数和质量,严把设备安装前的第一道关,在设备安装期间要明确安装标准,杜绝让步接受,不把设备问题和安装质量问题遗留至生产期。在风力发电机组运输和吊装的过程中一定要小心作业,同时应该适当采取包装措施保护好大型机组的构件,避免运输和吊装过程中的损坏。

3、经济风险的控制措施

风力发电项目本身因投资大、资金回收、政府电价控制等因素的影响,在资金方面就比较敏感。因此工程造价的控制也是经济风险中最应该控制的一项内容。在项目实施阶段,首先要做好招标标段划分,尽量不要拆分标段,保证各标段有饱满工程量,以降低投标标价,各标段的概算价格在招标前就要计算得出,为招标价格提供参考。针对施工合同要严格控制设计变更和签证,在结算阶段要特别注意技经工作中工程量和单价的结算,最好开展第三方把关。同时要注意抓紧落实项目资本金,要在管理层面上下大力度,保证资金的良好循环和运转,减轻项目因为筹融资而产生的风险。在应对税率风险时,可以采取两个措施。一是根据国家产业政策的宏观调整方向来调整公司的运作和投资方向,二是工程项目公司可以事先同我国政府相关部门签署协议,在税率的浮动幅度超出了某个预定的范围时,此时政府应对承担补偿公司的损失。

4、自然环境风险的控制措施

首先是前期测试数据可能会随着环境的变化而变化,对测风塔的数据进行校验,为风资源评价提供科学的基础数据,为项目立项提供科学依据。可对现有测风塔进行持续观察分析,为后期扩建项目更准确的进行微观选址和发电量测算提供有力依据。再者自然环境对项目的影响不可小觑。风力发电相应范围要积极桌号预防工作,严格按照规范进行操作和施工,做好设备和机械的日常维护,保证风力发电设备的正常工作。还要购买一定的保险,将很大程度的自然风险转移。

四、结论

目前,风险管理虽已逐步应用到大型项目管理之中,但在风力发电项目领域,项目管理及更深入的风险管理,无论是理论研究还是实践应用都尚未广泛开展,与国外同行和国内其他科学研究和应用现状相比,还有较大差距。项目实施过程中在设备选型、工程实施、发电运行、上网销售等环节,存在较多普遍性问题,使得风力发电项目建设虽然启动较快,但普遍出现收尾拖延、预算超支、达不到财务预期收益等许多现实问题。因此,我们必须要严格控制海上风力发电项目的风险管理,将风险降到最低,使企业利益最大化。

摘要:海上风力发电项目的建设迅速增多,而且由于多数的项目建设者进入该行业时间都较短,项目受到的制约因素较多,投资也较大、有一定的技术难度、行业准入门槛高、国家规范标准不完备,也就使得海上风力发电项目的前景看好但是实际实施难度较大、规范性差。因此,研究海上风力发电项目的风险管理具有重要意义和价值。

风力发电项目 第8篇

在电力市场环境下,风力发电项目投资面临着众多的不确定因素:发电量的不确定、上网电价的不确定等。传统的投资项目评价方法如净现值(NPV)方法是确定性的项目投资评价方法,其主要的弊端是没有考虑有关投资项目内外的信息变化性和项目技术上的不确定性。当前电力项目投资评价方法有很多[1,2,3],而实物期权(ROA)法[4]对不确定环境下的项目投资评价有着很好的适用性,因此得到越来越多的企业和学者的重视。

国内外学者在应用实物期权法研究电力项目投资方面取得了一系列的成果。文献[5]使用BlackScholes模型对电源建设投资进行决策分析;文献[6]基于实物期权法,对抽水蓄能电站在投资过程中面临的不确定因素进行了模拟,并将实物期权法与NPV法进行了对比;文献[7]在实物期权法的框架下,通过对小水电项目生产规模和投资额的模拟,得到项目的实物期权价值和最优电价区间;文献[8]基于实物期权理论,研究分析了光伏并网发电项目的投资补偿问题;文献[9]考虑电力市场环境下发电投资灵活性的特点,提出了发电投资决策的灵活性分析框架,并以扩展的NPV作为灵活性策略评估指标,应用实物期权理论对投资策略进行评估。

然而,现有的研究大多只考虑单一阶段的单个不确定因素的投资。风力发电项目从前期可行性研究到建成一般分成几个阶段,而每个阶段都有其特定的一个或多个风险;由于风能的随机性、波动性特点,其发电功率是随机变动的,这就导致年发电量的波动;在电力市场环境下,上网电价也是随机波动的[10],而风力发电项目的低碳收益也存在一定的不确定性,这就进一步加剧了投资的风险。

本文提出一种在电力市场环境下风力发电项目的多阶段、多不确定因素的投资决策框架。对风力发电项目投资中的多个不确定因素进行建模,并利用蒙特卡罗模拟和二叉树的方法,提出了求解此类投资决策模型的方法和步骤,并与NPV方法做了比较。

1 多阶段复合实物期权决策框架

某公司计划在某地投资建设风力发电项目,项目预计分为4个阶段:可行性研究与环境评价阶段、项目核准阶段、项目一期投资阶段、项目二期投资阶段,见图1。

设项目在可行性研究和环境评价阶段投资额为I0,时间跨度为1 a;在项目核准阶段投资额为I1,时间跨度为1 a;在项目一期投资阶段的投资为I2,时间跨度为2 a;在项目二期投资阶段的投资为I3,时间跨度为2 a。项目一期收益现金流在第0年末的折现值为V1,项目二期收益现金流在第1年末折现值为V2,项目一期收益率的波动率为σ1,项目二期收益率的波动率为σ2,无风险利率为rf。

根据以往项目经验和专家判断,可以得到可行性研究与环境评价阶段及项目核准阶段进入下一阶段的成功概率。

若项目核准阶段的投资成功,则为管理层提供了一个在第2年初进行一期投资的看涨期权决策。此看涨期权的资产价值为V1,执行价格为I2,到期期限为1 a。若项目一期投资阶段的看涨期权得以执行,则得到一个在第4年进行二期投资的看涨期权,其资产价值为V2,执行价格为I3,到期期限为2 a。

此项目包含以下几种类型的期权:放弃期权,在一期投资后可以放弃二期投资;序列看涨期权,在项目的每个阶段结束后,都可以决定是否投资下一阶段,即欧式看涨期权。

电力市场环境下,此风电项目投资过程中每年发电量、上网电价、低碳收益都变化,下面分别建模。

1.1 风电项目发电量的变化模拟

风机的发电功率受风速、风向等多种因素的影响,呈现随机性、波动性的特点,导致风电场每年的发电量也是变动的[11,12]。项目当地的风速和风机的功率曲线对于风机发电量起着关键作用,故在本文中,只考虑这2个主要因素。

风速分布一般为正偏态分布,用于拟合风速分布的模型很多,其中两参数Weibull分布被普遍认为适于对风速作统计描述,风速v的Weibull分布概率密度函数可表达为:

其中,λ为尺度因子,k为形状因子。

在此分布下对风速随机取值,可得某天的随机风速曲线,每天分为24个时间段,每个时间段为1 h,图2为一周内风速情况模拟。

根据风机自身的功率曲线来计算其功率。本文所采用的风机具有以下特性:当实际风速小于切入风速或大于切出风速时,输出功率为0;当实际风速在切入风速与额定风速之间时,输出功率与风速间成三次函数曲线关系;当实际风速超过额定风速而小于切出风速时,输出功率近似为恒定输出,图3为某国产1 500 k W的风机功率曲线。

风电场年发电量的计算公式可表示为:

其中,rFOR为强迫停运率;N为电厂风机数量;T为年发电小时数;P軌i(v)为风机的功率曲线,v的分布满足式(1);Δt为风速监测时间间隔,本文中取为1 h。

式(2)不能直接用解析的方法求出[13],需要对功率曲线进行分段线性拟合,本文采用蒙特卡罗模拟方法进行求解。

已知项目所在地的λ、k时,按照式(1)的概率密度函数对风速每小时进行一次随机取值,按照式(2)进行模拟运算,加总之后的风电场年发电量呈现正态分布特征。图4所示为使用水晶球软件对某地区风电场年发电量模拟5万次后得到年发电量的分布情况。

所以,风电场年发电量可视为服从正态分布:

其中,μE为年发电量的均值,σE2为年发电量的方差。

1.2 上网电价的变化模拟

在电力市场化的情况下,各发电企业通过竞价交易决定电力上网价格,所以每天的上网电价都是各发电企业互相博弈的结果。

为了简化计算,本文假设所有风力发电机组的出力均被电网消纳,并且按照市场价格进行结算。

下面假设电价的变化服从几何布朗运动[10,14,15,16],满足如下方程:

其中,P为上网电价;μ为上网电价变化率的期望值;σP为每年上网电价的标准差;ε符合均值为0、标准差为1的正态分布;Δt为时间间隔,在本文中取为1 h。

其指数形式为:

其中,μ-1/2σP2为偏移量,为了简化计算,在本文中取为0。μ和σP的值可通过对电力市场的交易数据的统计分析得到。

1.3 低碳收益的变化模拟

低碳收益主要是由于碳交易产生的清洁能源机制(CDM)收益及由于节能而带来的其他收益,其中以CDM收益为主。

风力发电的CDM项目通过碳市场交易出售经证实的减排量(CERs)获得收益。据世界自然基金会(WWF)研究报告,风电项目的CDM收益占风电总投资的10%左右[17],CDM收益将风电项目的平均内部收益率从6.81%提高到9.00%。因此,风力发电CDM项目的实施能显著提高风电项目的经济效益。

在合同期内,国际买家购买风电场的碳的价格一般很少变动,影响CDM收益的主要因素为每年的CERs,而CERs的变化与发电量高度相关,符合正态分布。但由于CDM项目的交易成本、管理风险等诸多不确定因素的存在,使得这部分收益的不确定性增加,本文利用较接近正态分布的三角分布进行模拟,通过对发电量的分析和专家判断,得出最大、最小、最可能3种状态下的低碳收益,从而构建低碳收益的分布,其概率密度函数为:

其中,a为最小值,b为最大值,m为最有可能值。

则低碳收益的分布表示为:

其中,T表示三角分布,aclean为每年的最小节能收益,mclean为每年的最可能的节能收益,bclean为每年的最大节能收益。

1.4 其他参数确定

综合以上各项参数,则风力发电项目的收益现值公式为:

其中,CF为年费用支出;rT为应缴纳的各种税的税率总额,包括增值税、所得税、教育附加税、城市建设维护税等;r为项目基准收益率;T1为项目可行性研究、核准和建设期;T2为项目的运营期。

2 多阶段复合实物期权模型求解

对于涉及多个不确定变量的多阶段复合实物期权的价值,Black-Scholes模型不能很好地进行计算[18],而二叉树方法对于复杂的多阶段实物期权价值的求解有着很好的适用性,故本文采用二叉树方法求解。

2.1 二叉树方法求解

在项目开始后的每一步,在Δt时间段内,项目的价值V将以p的概率上升为V+(u V)或以(1-p)的概率下降为V-(d V),本文假设为了求得每个阶段的实物期权价值,在求得每个期权的波动率σ后,采用以下公式计算风险中性概率p:

在项目进行一期投资之后,产生的收益现金流折现到第1年末,得到V1;经过Δt=1 a后,以p1的概率得到V1+(u1V1),以(1-p1)的概率得到V1-(d1V1);对项目二期投资的预计收益现金流折现到第2年末,得到V2,对二期投资进行正推操作时,V1保持不变,在第3年末以p2的概率得到V2+(u2V2),以(1-p2)的概率得到V2-(d2V2);同理,在第4年末得到V2++(u22V2)、V2+-(u2d2V2)、V2--(d22V2),详见图5。

进行逆推求解时,从复合期权的二叉树由后向前推导,见图6。

对于最后一列节点,采用以下规则:

其中,C2++、C2+-、C2--为二叉树最终节点的值,其前一列的节点C2+、C2-通过式(13)求得。

继续进行逆推,从而可以求得C2的期权价值,见式(14)。

从而得到C1的值,见式(15)。

进而可求得整个项目的期权价值C。

对于每个阶段的期权价值有大于零或等于零2种可能的结果,只有其期权价值大于零才可执行此阶段的期权。

2.2 项目收益率的波动率的模拟计算

利用实物期权法对项目投资进行评价,项目总体收益率的波动率是个非常重要的参数,直接影响到项目的实物期权法的计算结果。在估计金融期权收益率的波动率时,由于历史数据充足,使用历史数据进行计算相对容易。而对于风力发电项目,这方面的数据相对较少,故采用项目未来现金流预测数值模拟获得[18,19]。

其具体步骤为:

a.通过项目现金流量表,计算出项目第0年的现值PV0、第1年的现值PV1以及第1年的净现金流量A1;

b.在现金流量表中引入各不确定因素,并利用式(14)对不确定因素按照其分布情况进行抽样取值,计算得出项目期望基准收益率r赞的概率分布,r赞的分布的标准差σ即为项目收益率的波动率。

3 风力发电投资决策

通过对风力发电项目中的发电量、上网电价等不确定因素进行建模,该模型充分考虑了风力发电项目投资的多阶段、多个不确定因素的实物期权特性。对这种类型的风力发电项目投资决策进行分析评价时采用以下步骤。

a.求不确定因素的参数。通过对项目当地多年的气象条件观测数据分析和项目的风机选型,得到参数λ、k、rFOR、P軌i(v),从而求得μE、σE2;并通过实行电力市场后的电价数据得到参数σP。根据类似项目经验得到aclean、mclean、bclean。

b.确定投资各个阶段的参数。确定项目各个投资参数I0、I1、I2、I3,并根据项目投资现金流量表求得V1、V2。通过以往项目经验和专家意见对项目的可行性研究和环境评价及项目核准2个阶段的成功概率进行估计。

c.求项目基准收益率的波动率。通过使用2.2节方法求得项目一期、二期收益率的波动率σ1、σ2。

d.投资决策。根据多阶段复合期权求解方法进行正推和逆推运算,求得整个项目的实物期权价值C,当C>0时,项目可行;否则项目不可行。

4 算例

4.1 基本数据

我国某地拟建一个风力发电场,决策模型的各参数如下:风电场采用国产某1 500 k W风机,其功率曲线见图3,一期、二期各规划50台风机,rFOR=0.05;二期的λ=7.9,k=2.7,μE=0.230 366 639 GW·h,σE2=0.002 191 474;aclean=1 980万元,mclean=2 000万元,bclean=2 020万元;CF=4 500万元;I0=300万元,I1=100万元,I2=70 000万元,I3=70 000万元,rT=38.5%,基准收益率为r=10%,rf=5%;一、二阶段成功概率分别为70%、80%。

4.2 项目的NPV决策方法

假设项目运营时间可以无限长,以1 a为时间间隔,由4.1节中数据计算得出的项目现金流及NPV值见表1。

万元

可见,由传统的NPV方法计算出的项目的NPV值为[(198+164)×0.8-91]×0.7-300≈-161<0,所以当采用NPV方法时,此项目不可行。

4.3 多阶段实物期权方法

根据式(16),使用水晶球软件进行5万次蒙特卡罗模拟,得出r赞的标准差σ1=σ2=0.16。由式(9)—(11)计算各个参数得:u1=u2=1.174,d1=d2=0.852,p1=p2=0.620,V1=63 855万元,V2=63 855万元。

根据2.1节所述解法,通过式(12)—(15)求得项目的实物期权价值,计算过程见表2。

经上述计算得C1=6 598万元,整个项目的实物期权价值C=(6 598×0.8-91)×0.7-300≈3 331(万元),因此项目可行。

可见,当项目投资过程中存在多个阶段、多个不确定因素时,利用复合实物期权方法对项目进行决策评价,能够使在NPV方法下很难量化的不确定因素得到很好的评估,提高项目决策的科学性和灵活性。

5 结语

本文在多阶段复合期权的框架下,对电力市场环境下的风力发电项目投资过程中的各类不确定因素进行建模,通过蒙特卡罗模拟和二叉树的方法,求得项目的复合期权价值,具有一定理论和现实意义。

摘要:在电力市场环境下,建立风力发电项目多阶段、多不确定因素的复合实物期权决策框架。根据风力发电项目投资过程中存在的不确定因素的特征,分别建立发电量、上网电价、低碳收益的随机变化模型;通过使用蒙特卡罗模拟法和二叉树方法,提出求解多阶段、多不确定因素的风力发电项目的投资决策的模型和求解步骤。通过实例对所提方法实现步骤进行了说明,并将所提方法与净现值(NPV)法进行了对比,结果证明了所提方法的优越性。

风力发电项目 第9篇

山西省电力装机规模主要以燃煤发电为主,由此带来的煤炭资源消耗量大,排放的烟尘,SO2,NOx等污染物污染环境较为严重等一系列问题,同时,燃煤发电项目的大量耗水量也会进一步加剧省域内的干旱和缺水等紧张局面。风力发电作为新能源家族成员之一,由于其技术成熟且对环境的影响较小等优点而被高度重视。山西省以风力资源丰富程度较高,建设条件相对较好的优势,在地方政府的大力支持下,经过近五年的发展,风力发电项目的装机规模上已取得了较好的成绩。根据山西省发展和改革委员会制定的《山西省风电开发规划》,山西省风电开发规划总装机容量为3 000万k W,其中,十二五(2011年—2015年)期间共规划装机容量为1 200万k W,十三五(2016年—2020年)期间共规划装机容量为1 800万k W。截止到2015年6月,山西省已并网、核准在建以及列入国家能源局拟核准计划的风电装机容量已超过1 200万k W。

在取得上述高装机容量的同时,风电项目在建设过程中,也对山西省的生态环境造成了一定的负面影响。大量的林地和植被被征占和破坏,使得区域的生物量减少,土石方乱堆乱放和顺坡倾倒等不规范行为对区域的水土流失和景观都产生了不小影响。山西省风力发电项目主要分布在较为偏远的山地区,该区域的海拔较高,生态环境较为脆弱,再加上北方地区年降雨量少等特点,一旦植被遭到破坏,恢复难度较大且恢复期也较长。

因此,风电项目应该从环评阶段加强现场勘查等工作,合理的选址选线,尽可能的避让环境敏感区,少占或不占林地,通过严谨的前期工作使得对生态环境的影响程度降低到可接受的范围内。

2环评依据及评价内容

2.1评价依据

风电项目环境影响评价所依据的法律法规、技术导则和标准主要包括:《建设项目环境影响评价分类管理名录》;HJ 19—2011环境影响评价技术导则生态影响;HJ 2.4—2009环境影响评价技术导则声环境;HJ 24—2014环境影响评价技术导则输变电工程;GB 8702—2014电磁环境控制限值;GB 3096—2008声环境质量标准;GB 12348—2008工业企业厂界环境噪声排放标准。

2.2评价因子

风力发电项目根据其立地类型,可以分为山地型风力发电项目、风沙草原型风力发电项目、滨海型风力发电项目和海上型风力发电项目。不同类型的风力发电项目,其对环境的影响因子也有较大差异。

山西省风电项目主要为山地型的风力发电项目,主要建设内容包括风电机组、箱变基础构筑和安装,进场及检修道路建设,场内集电线路架设和升压站及其附属生产工程的建设等。其中配套的升压站内应设置事故油池、污水一体化处理设施等环保设施。

表1为山地型风力发电项目环境影响主要评价因子。

2.3影响内容

风力发电项目运行期间将风能转化成机械能,最后转化成电能的过程,不产生废气、废水和废渣,对环境的负面影响仅表现于产生一定的噪声、少量生活污水以及变压器事故状况可能产生的少量废油。

图1给出了风力发电项目运行期间的工艺流程图。

风力发电项目环境影响主要表现在施工期阶段,主要包括:永久占地和临时占地对地表植被破坏,相应减少区域的生物量,对区域生态环境质量产生明显不利影响以及加剧区域的水土流失。同时,项目施工过程中也会产生噪声影响、施工生产废水和生活废水、二次扬尘的大气影响以及施工过程中的土石方。

3环评阶段应重点关注的内容

针对上述工程的环境影响分析,风力发电项目环评阶段应重点关注项目选址的合理性、生态影响及防治措施以及噪声影响。

3.1项目选址的合理性

项目的选址合理性主要应该考虑环境敏感性、风资源和规划符合性三个方面。

1)环境敏感性。

建设区域不应设在自然保护区、风景名胜区以及其他需要特别保护的区域,同时,针对建设区域涉及到耕地,应重点关注是否涉及基本农田。

2)风资源。

应通过可行性研究报告进一步分析并保证场址范围的风能资源较为丰富,具备较好开发价值。

3)规划符合性。

工程建设应符合城市总体规划,区域生态功能区划和生态经济区划的相关要求。

3.2生态影响及防治措施

1)生态影响。

风力发电项目征占土地包括永久占地和临时用地,其对生态的影响主要表现为:a.对植被的影响:永久和临时占地内的植被完全被破坏,区域的生物量减小。b.对动物的影响:应重点关注对野生动物活动的阻隔和迁徙影响、风机噪声对野生动物的影响。c.对景观的影响:风力发电项目施工期间若对区域的生态破坏较大,将会对景观产生一定的负面影响。

2)生态影响防护与恢复原则。

根据风力发电项目工程建设期的特点,依据HJ 19—2011环境影响评价技术导则—生态影响的规定,生态影响的防护、恢复与补偿原则为:a.风力发电项目的建设应从保护生态系统的角度出发,合理的选址选线,尽可能的避让林地,减小对林地和耕地的占用。同时在微观选址及施工前应根据现场植被分布,进一步减少对林地的征占。b.对项目建设影响造成的植被破坏,应根据国家和山西省的相关规定进行土地植被恢复和水土保持工作,以恢复生态环境。

3)分区防护与恢复措施。

风力发电项目的生态影响防护与恢复措施主要以施工期的分区防护与施工结束后植被恢复措施为主,并且根据不同的分区不同的水土流失特点以围绕水土保持措施分别加以实施。生态恢复与防护措施要围绕风力发电项目存在的水土流失问题,因地制宜,因害设防。

风电项目生态防护与恢复措施体系常分为5个防治区,即风电机组区、集电线路区、施工场地区、施工检修道路区和升压站区。根据不同防治区的特点,常采取防治措施包括工程措施、植物措施和临时措施等。其中,对临时占地的植被恢复措施应选用当地草本植物进行恢复,以便后期检修等大型设备进场。通过上述措施,使受损的生态系统功能得以修复,生态系统得以可持续发展。

4)水土保持方案。

根据《中华人民共和国水土保持法》的规定,在山区、丘陵区、风沙区以及水土保持规划确定的容易发生水土流失的其他区域开办可能造成水土流失的生产建设项目,生产建设单位应当编制水土保持方案。因此,山地型的风电项目应编制水土保持方案,通过采取水土保持等等措施进一步减缓区域的水土流失和生态影响。

3.3风机噪声影响

风力发电项目运行期间的风机叶片扰动产生的噪声影响是另一个需要关心的问题。目前,山西省建设的风力发电项目,风机机组的单机容量多采用1.5 MW和2 MW的风力发电机组。其中,由于2 MW风力发电机组技术较为成熟且单机功率较大而被广泛应用,该风力发电机组噪声源强水平一般在95 d B(A)~102 d B(A)之间。

按照2 MW风力发电机组风机轮毂距地面85 m,风机噪声声功率按102 d B(A),同时不考虑机群间的噪声叠加影响,每个风机机头可视为一个点声源,按点声源的A声功率级,声源处于全自由空间,则其距离衰减公式为:

式中:Lp(r)———距声源r处声压级,d B(A);

LWA———点声源的A声功率级,d B(A)。

表2为噪声衰减预测结果。

按照单台风电机点声源考虑,风电机外200 m处噪声贡献值已满足GB 3096—2008声环境质量标准的1类标准要求。但在实际的工作中,为了最大程度的减小风机噪声对村庄居民的影响,一般将风机布置在距离村庄300 m以外的区域,同时地方住建部门在规划中应明确在风机300 m外围控制防护区内禁止建设噪声敏感的建筑物。

4结语

风力发电项目作为清洁的、环境污染小,同时具有良好的社会效益、经济效益和环境效益的新能源项目,具有广阔的发展前景。通过对山西省风力项目的环境影响评价工作的实践认识,本文罗列了风电项目环评阶段应重点需要关注的一些问题,通过建设项目前期的现场勘查、合理的选址选线、避让和植被恢复等一系列措施,使得项目对生态环境的影响程度降低到可接受的范围内。

参考文献

[1]中华人民共和国环境影响评价法[S].

[2]HJ 19—2011,环境影响评价技术导则生态影响[S].

[3]GB 3096—2008,声环境质量标准[S].

[4]国家发展改革委.产业结构调整指导目录(2011年本,2013年修订)[Z].

[5]贾秀芹,李在卿.风电场建设和运行中的环境因素识别与评价研究[J].环境与可持续发展,2013(4):57-59.

[6]雷洋,王子明.风电场环境影响评价原则及评价重点研究[J].电力科技与环保,2012,31(1):91-93.

风力发电项目 第10篇

一、工作岗位分析

根据目前国内风电市场的情况,我们对湘电风能有限公司、新疆金凤科技有限公司等风电企业的相关岗位进行了调研分析,确定了课程对应的职业岗位———风力发电机组的装配员。通过召开行业专家、企业技术骨干访谈会,分析风电机组装配工职业能力的构成,得到岗位所需的技能、知识、素养要求,这是工作过程系统化课程开发的基础[2]。

二、课程整体设计

依据工作过程系统化方法,充分利用学校现有的实训设备如小型风力发电机组、2MW风力发电机组等,按照由简单到复杂的渐进方式进行编排,不以传统的章节知识点或软件学习为授课主线,而以项目为载体,将《风力发电机组的装配》课程重构成为三大项目5个任务[3],课程整体设计如下表2。

三、课程学习情景设计

根据企业实际生产情况,以企业真实的典型工作任务为载体来开发学习情景,将企业产品的生产过程分解为若干项目,每个项目再分解成若干学习性工作任务,教师根据完成这些工作任务所需要的知识、能力、素质要求开展教学,学生在教师的指导下边学边做,完成任务的同时学习知识、掌握技能、提升素养。下表3是课程项目中“直驱风力发电机组部件的车间装配”的学习情景设计[4]。

四、结语

以工作过程为导向进行课程开发解决了原始教学过程中的诸多问题:一是重构了教学体系,打破传统学科型课程以学科知识逻辑为主线、专业理论知识为主体的教学内容;二是转变了教学方式,打破学科型课程教学以知识灌输、学生被动接受,实践与理论脱节的实施方式。三是改造了教学情境,打破单一的学习模式、课堂化教学环境,创设尽可能与工作实境接近的教学环境,实现学校环境与工作环境、校园文化与企业文化的有机融合,有利于培养学生的综合职业能力[5]。

摘要:“风力发电机组的装配”是高职风电专业学生必须要掌握的一门专业学习领域,旨在传授风机生产工作过程中的技术要点,与工作过程紧密联系。传统教学模式很难展开教学,因此采用基于工作过程系统化的方法对课程进行改革,将工作过程、学习过程和学生的解决问题的能力有机结合起来,围绕企业工作过程进行重构和序化,开发出工作性的学习情境。

关键词:工作过程系统化,风力发电机组装配,课程开发

参考文献

[1]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计——关于工作过程系统化课程开发的解读[J].中国高教研究,2009(4):66-70.

[2]杭瑞友,王芳,涂小丽.关于工作过程系统化课程的开发[J].职教论坛,2012(5):51-52.

[3]F·劳耐尔(Felix Rauner),学习领域课程开发手册[M].北京:高等教育出版社,2007.

[4]叶云洋,陈文明等.基于校企共同体的高职风电专业课程教学改革与实践[J].新课程研究,2016(3):66-68.

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