我国风电机组退役改造置换的需求分析和政策建议

我国风电机组退役改造置换的需求
分析和政策建议
文|钟财富，韩雪，时璟丽，高虎
目前，我国已建立起全球最大的风电市场，风电作为可再生能源主力之一，是实现我国2030年前碳达峰、
2060年前碳中和目标的中坚力量。

从“十四五”开始，我国早期安装的风电机组陆续进入改造、更新替代和退役的窗口期，风电设备回收再利用等大幅增加的问题将日益突显。

对风电机组进行适时改造和更新替代，可以大幅度提升风能资源利用效率、更大程度发挥风电在能源供应清洁转型中的作用；解决好退役风电设备的回收再利用，可促进循环经济发展，对后续指导光伏组件、储能和动力电池等类似设备的回收再利用也有重要意义。

本文通过多方面、多层次调研，选取典型案例定量分析了不同退役改造置换方案的可行性和经济性，以实现“国家、地方、企业”三者共赢为政策设计原则，通过识别国家和地方政府、开发企业和电网企业等各方需求，提出建立已达或临期风电场后续方案评估机制、统筹改造置换项目与电网规划建设衔接和纳入风电总体规划、充分利用基础设施和土地资源、提前引导退役机组材料回收再利用形成循环产业链等总体政策机制建议及针对不同退役改造情况的分类施策建议。

待退役改造风电机组潜在市
场规模
截至2019年年底，我国风电并网
容量2.1亿千瓦；累计吊装容量（以下
装机容量均指吊装容量）约2.36亿千
瓦，累计吊装机组13.5万台。

按照风
电场设计和经营期20～25年考虑，
假定运行15年以上的部分风电机组有
改造需求，运行20年未改造的风电机
组开始退役，25年全部退役。

据此初
步测算，2021―2030年全国风电机组
累计改造退役容量将超过6000万千瓦。

“十五”至“十二五”期间全国不同
容量机组累计装机情况如图1所示。

“十四五”期间，退役机组容
量包括2000年之前的34万千瓦以及
“十五”期间建设的92万千瓦。

对于
服役超过15年的机组按1.5MW以下
全部改造、1.5MW改造比例1/3测算，
“十四五”时期风电机组改造置换需
求超过1800万千瓦。

此外，“十二五”
期间并网的机组也将在“十四五”末
期服役接近15年，1.5MW及以下的
机型已经相对落后，按1.5MW以下机
组改造1/10、1.5MW机组改造比例约
1/20测算，改造需求约265万千瓦。

由表1可知，预计“十四五”期间累
计退役机组容量将超过120万千瓦，
全国改造置换机组需求将超过2000
万千瓦，1.5MW以下机组和1.5MW
机组约各占一半。

图1 “十五”至“十二五”期间全国不同容量机组累计装机情况（数据来源：CWEA）
年份
<1MW1～1.4MW 1.5MW
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015累
计
装
机
／
万
千
瓦
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
66 风能 Wind Energy
2021年第01期 67利用小时数只有1800小时左右，2019年更是只有1140小时。

年利用小时数过低，再加上设备运维需求大、成本高，上网电费收益甚至不能覆盖运维成本。

若通过新旧置换或退役换新，新机组出力可至少提升30%，大幅度提高项目经济性，加快项目补贴退出和向平
价上网平稳过渡。

三、顺应“六稳”“六保”要求
陆上风电场运行期一般在20年
左右，一个风电场运维员工数量在
10～30人，这些人员通过工作实践，具有较高的技术水平和较为成熟的运维经验。

如果仅20年左右就直接关闭退役风电场且不上新项目，一是造成有丰富经验的人力资源浪费，二是导致在当地成家立业的员工再就业压力增大。

尤其是在面临疫情影响和外部环境恶化的情况下，更应鼓励老旧风电机组的改造退役，有效拉动清洁能源产业的投资和就业。

四、推动可再生能源循环产业发展
风电机组部件主要有塔筒、叶片、
传动链及发电机，钢材、玻璃纤维和混凝土是这些部件中的主要材料，可以回收再利用；此外，发电机中永磁
铁使用的稀土材料在其他领域也有广泛应用。

做好部件、材料的回收再利用，
将是风电产业实现可持续发展的必经之路，提前对此进行谋划，也是我国引领全球风电产业发展的新机遇。

风电机组退役改造收益的典型案例分析
风电场退役或机组更换改造，虽
然提高了项目发电量，但也增加了项目投资，因此，需要对投资收益进行核算。

基于B 风电场业主提供的运行情况和退役改造方案，对情况相似的
“十五五”期间，“十一五”
期间并网且未曾退役或改造的主要是
2000万千瓦的1.5MW 机组，全部将在该时期陆续退役或改造。

“十二五”期间并网的机组中，按1.5MW 以下机组全部改造、1.5MW 机组改造比例1/3测算，“十五五”期间改造需求约1820万千瓦。

另外，“十三五”
期间并网的1.5MW 机组服役也将接近15年，且机型相对落后，按照改造
比例1/10测算，“十五五”期间改造需求约65万千瓦。

由表1可知，预计
“十五五”期间风电机组退役改造置换规模约4000万千瓦，以1.5MW 机
组为主。

风电机组退役改造的紧迫性
和必要性
目前运行的风电机组普遍存在技
术相对落后、运行效率和经济性不佳的问题。

长期来看，老旧风电机组实现平稳高效的退役改造是促进我国风电行业健康可持续发展的重要环节，
也是保障能源转型和应对气候变化的重要内容；短期来看，理顺老旧风电
机组的退役改造机制，给予早期积极投身国家风电产业发展的企业合理收益，有助于再次发挥示范作用，引领风电产业高质量发展。

一、部分老旧机组运行安全风险大
在早期风电设备国产化的过程中，
由于对引进技术的消化吸收不够充分、配套产业链专业性较差，机组可靠性较低，随着运行时间增加，安全风险增大，叶片断裂、飞车倒塔、机舱着火等重大设备事故时有发生，机械结构和电子设备更换及检修频次大幅提
升。

以某A 风电场为例，近5年非正常停机次数达年均500多次，较高的机组故障率更成为引发山火的重要隐患，项目运行企业安全生产压力大。

二、老旧机组运行效率差、运维成本高
经调研了解到，老旧机组机型差
异性很大，部分机组采用的技术路线
因风能利用效率偏低被淘汰，部分机型在国内应用范围窄、零部件通用程度很低，零部件供应断档、运维能力缺乏导致备品供应时间长、运维成本高、停机时间长。

比如，某B 风电场
采用600kW 机组，近5年实际最高的
表1 全国1.5MW及以下机组分阶段退役改造需求潜力预测
≧20年<1.5MW 全部退役，113万千瓦－
1.5MW 全部退役，12万千瓦
未曾改造的，退役或改造共约2000万千瓦
15~20年<1.5MW 全部改造，859万千瓦
未曾改造的全部改造，约120万千瓦
1.5MW 改造1/3，约1000万千瓦改造1/3，约1700万千瓦小于15年
但机型落后
<1.5MW
改造1/10，约15万千瓦－1.5MW
改造1/20，约250万千瓦
改造1/10，约65万千瓦
合计
退役125万千瓦，改造超
过2000万千瓦退役或改造约4000万千瓦，以改造为主
数据来源：根据调研及CWEA 信息估算
老旧风电场各类提效改造方案进行经济性对比分析：假设原风电场装机容量为1.2万千瓦（600千瓦×20台），仍有5年的经营期，电价为0.78元/千瓦时，年经营成本为530万元，年利用小时数低于1200小时，且逐年降低，则当年项目将出现运营亏损，且亏损面会逐年增大。

一、提效方案1：在原有机组上进行技术改造
若风电场机组为变桨小容量风电机组（1～1.5MW），可考虑在不更换风电机组基座的情况下对机头进行改造，通过增长叶片等方式提升原机组的年利用小时数，进而提升项目收益。

保守考虑，假设原风电场通过技改将年利用小时数提升至2000小时，年经营成本下降至420万元，控制技术改造单位投资成本在1750元/千瓦以内，则剩余的5年运营期可获得约8%的内部收益率，但年利用小时数和改造单位成本的变化均会对项目的收益率造成较大影响（图2）。

同时，由于剩余的运营期限较短，此种提效方案对整个项目收益率的提升效果较低。

二、提效方案2：控制总规模，部
分机组提前退役更换新机组
若将原风电场的一半风电机组退
役，替换为2台3.4MW的变桨风电
机组，退役机组作为继续运行机组的
备件，可控制经营成本的大幅增加。

原项目的残值则记为新项目固定资产
投资的一部分，在原项目运行期限内
折旧完成；新项目中1100小时的发电
量在原项目运行期限内，仍给予原有
的电价。

若原有风电机组最后5年的
年均运营成本为530万元，新机组的
年均运营成本为160万元，单位造价
为7500元/千瓦，年均利用小时数为
2720小时，则新项目（两批次各新建
2台）总体的内部收益率可达到12.8%
的水平，原项目残值和新项目投资可
于10年内回收。

此方案对单次投资总
额要求较低，较好地平衡了原项目和
新项目的总体收益。

三、提效方案3：全部机组一次性
提前退役更换新机组
若将原风电场的全部机组一次性
退役，替换为4台3.4 MW的变桨风电
机组，或根据现有的送出条件（变压
器和送出线路容量）与土地条件适当
扩容为5台3.4MW的变桨风电机组。

若将原项目残值记为新项目的一次性
固定资产投资，仅给予新项目中在原
项目运行期限内1100小时的发电量原
有的电价水平，在等容量替换的情况
下，内部收益率为12.7%；若将原项
目残值记为新项目固定资产投资的一
部分，在原项目运行期限内完成，则
新项目内部收益率可进一步提升2～5
个百分点；若将新项目直接转为平价
风电项目，则内部收益率仅为3%。

风电机组退役改造置换的政
策需求分析
从2003 年我国大规模发展风电以
来，国家尚未出台有关风电设备退役
改造的相关政策。

风电机组技改或退
役只能遵照统一的设备技术改造或退
役政策。

开发企业如果对老旧风电场
实施技改，一般只能基于原有机型，
图2 技术改造相关系数对收益率（IRR）影响的敏感性分析
技改投资变化技改后利用小时数变化
68 风能 Wind Energy
如原来是750kW 的机组，但技改后仍然为750kW 左右，虽然能在一定程度上增加收益，但技改后风电机组仍为目前非主流的小容量机组，没有解决根本问题。

而地方层面政策受限多，可作为的空间小，并且从出台政策的动力看，考量常常仅侧重于拉动经济。

当前地方层面仅辽宁省作出了尝试。

2020 年
5 月，辽宁发布《辽宁省风电项目建设方案》（辽发改能源〔2020〕253 号），提出“支持现役风电机组更新项目建设”，核心是一次性解列、更新置换后容量不变、原址更换、核准按新增风电项目，基本可解决项目核准程序问题，但由于难以突破现有的政策框架，受到较大限制。

对风电设备进行技术改造或拆除，各个部门及市场主体有着不同的考虑。

在政策机制设计时，需要统筹考虑相关各方的不同诉求，实现“多方共赢”。

（1）中央政府，致力于推动可再生能源高质量发展，促进能源低碳清洁化，逐步建立高比例可再生能源供应系统，推动可再生能源市场化，通过技术进步、产业升级、规模应用等降低可再生能源成本，降低电价补贴需求和尽快实现平价。

对于风电机组和风电场更新置换、改造退役的要求，则是尽可能实现对各类资源包括风能资源、土地资源、电网资源的优化与高效利用，降低（至少不增加）电价补贴需求，同时满足环保的要求，提升风电场安全性，满足安全运行要求等。

（2）地方政府，更注重于更新或退役建新项目对于经济的拉动、带来的税收以及对土地的合理利用；从能源利用角度，在落实可再生能源电力消纳保障机制方面，地方政府不是承担消纳责任权重的主体，但在相关部
门对各省份消纳的可再生能源电力在
全社会用电量中占比有逐年提升（原
则上至少不降低）要求的情况下，地
方也迫切希望提升风能资源利用效能。

（3）发电企业，一是希望出台风
电机组更新、退役、延寿的原则性管
理政策；二是希望机组退役有一定的
灵活度，依据必要性和实际需求予以
安排，如机组退役可补装机、健康机
组不强制退役等；三是希望在依年度
消纳空间进行新建项目时序安排时，
对更新置换、退役再建的风电机组或
风电场优先排序；四是希望在原规定
的项目上网电量和年限范围内，保持
既有电价政策不变。

（4）电网企业，最为关注的是更
新置换或退役建新的风电机组和风电
场，对电网的友好性、受控能力、辅
助服务能力的提升。

如果更新置换后
风电场扩容，增加的消纳压力可以在
省份统筹考虑解决，但可能也需要相
应扩容配套线路。

在上网电价方面，
希望改造后这些项目能成为平价项目，
或者至少不增加电网企业购电成本。

风电机组退役改造置换的政
策措施建议
风电设备和风电场更新置换、退
役涉及原址项目核准、并网标准、退
役材料回收等一系列问题。

本文以科
学评估、弹性退役、分类施策，不增
加电价补贴总额，实现“国家、地方、
企业”三者共赢为政策设计原则；以
促进可再生能源产业高质量发展、充
分发挥风能资源和土地利用效能以及
助力循环经济产业发展为总体目标，
提出相关政策建议如下。

一、总体政策建议
1.鼓励风电项目升级改造，准许
风电项目延期运营
建议相关部门分类施策，鼓励风
电企业对提前退役机组或项目进行升
级改造和设备置换，对提出延期运营
的风电场，只要其安全、环保、土地
利用等方面合规，应准予延期运营。

2.建立已达或临期风电场后续方
案评估机制
对于安装有单机容量为1.5MW以
下机组的风电场，以及已经达到或临
近设计运行寿命周期的风电场，由项
目资产所有方进行经济性评价和技术
评价，形成提前退役、改造置换、正
常退役、退役换新、延期退役等方案。

地方相关部门根据不同方案落实相关
政策，国家相关部门组织第三方提出
评估要求方面的原则性规定，形成规
范流程。

3.统筹风电改造置换、退役及换
新项目与电网规划建设衔接，纳入风
电总体规划
风电项目置换、退役换新等涉及
增效、增容，由于提高了风电机组容
量和效率，土地占有面积会明显下降，
电网送出容量成为核心约束。

建议相
关部门统筹电网规划建设与风电改造
置换、退役换新项目衔接，并将其纳
入风电总体规划。

地方相关部门在项
目安排中统筹考虑周边拟新增风电场，
以具备消纳条件为前提，对退役换新
风电场增容容量优先安排及列入当年
建设规模。

4.明确风电项目改造置换、退役
及换新相关各环节的审批核准流程，
简化流程和手续
风电机组置换、退役换新除了涉
及机组性能、机位和间距、项目总容
2021年第01期 69
量变更等项目核心信息，还可能涉及新机组认证（如风电机组基础不变，更换新机头的情况）、并网技术等方面的内容和要求。

建议相关部门明确要求，对满足要求的风电改造置换、退役换新项目，简化各环节审核流程。

有关管理部门出台针对风电改造置换、退役换新有关的环保、水保、土地等原则性规定，简化流程和手续。

5.充分利用基础设施和土地资源对于提前改造置换和正常退役换新的风电场，应充分利用主要基础设施、联网工程、风电机组基座和变电工程等设施和土地资源，在土地、接网消纳有优化扩展空间情况下适当增容。

在有限制因素的情况下，按照等容量，将退役机组更换为新型高效风电机组或安排新风电场建设，在总量上保持在役运行装机容量不低于原有容量。

6.提前引导退役机组材料回收再利用，促进形成循环产业链
风电设备退役涉及项目业主核心利益，如没有做好产业准备，可能会带来较大的安全隐患或环境损害，特别是叶片的处置必须符合固废处置的有关规定，严防造成环境污染。

相关部门应未雨绸缪，提前研判退役机组回收利用市场规模和前景，联合出台适宜政策，制定相关技术标准，推动加快形成风电退役机组产业链，助力循环经济发展。

二、分类施策建议
由于各类机组的经营情况差异较大，企业诉求也各有不同，本文针对四种可能情况的处理建议如下：
1.提前退役和到期正常退役，不再新建风电场
这种模式处理较为简单。

项目开发企业或所有方须向地方能源主管部
门备案退役手续，提出拆除、生态修复、
资源回收利用方案，统一拆除全部机
组。

项目开发企业或所有方一次性核
销资产、计提损失。

2.提前改造置换，拆旧换新，以
大换小
这种模式需求最为普遍。

业主须
提前向地方能源主管部门申请置换，
由地方能源主管部门依管理权限出具
提前置换的核准文件，简化相关流程。

为鼓励企业尽可能发挥现有资产效益，
机组和风电场置换原则上离正常退役
时间不多于5年。

开发模式可采取等
容量置换，在土地、接网消纳具备空
间和条件的情况下可增容置换。

采用
弹性置换机制，根据项目情况可以一
次性或分批实施。

风电场经营期自新
机组投产之日起另行计算，但最长不
得超过原已批准的土地使用年限。

等
容量置换运行的风电场不需要重新办
理并网手续；对于增容项目，建议重
新办理并网手续，但相应手续应简化。

等容量置换、增容置换风电场一般
不得新增建设用地，在同一风电场范围
内允许易位建设。

国内大部分风电场征
地期限为50年，为充分利用已征用的
建设用地，鼓励对原风电机组基础进行
再利用。

对于需要新增建设用地的单一
基础加固，如果其总和不高于退役不再
新建机位占地总和，不需重新申请土地
文件。

如果因微观选址优化等原因在风
电场内易位建设置换机组，则应履行相
应的土地备案手续。

按照技术标准和行
业规范，对机组基座原址上不新建机组
的土地进行生态恢复。

根据《关于<关
于促进非水可再生能源发电健康发展的
若干意见>有关事项的补充通知》（财
建〔2020〕426号），原项目未达到合
理利用小时数的部分可结转至置换后的
项目，到原项目并网运行20年，若还
未达到合理利用小时数则补贴退出。

3.正常退役换新
风电场到达寿命期和经营期，履
行正常退役手续，在原有场址开发新
的风电项目。

正常退役换新应按照风
电场退出、新项目建设两个步骤进行。

在剩余征地期限或土地使用期限不低
于第二轮经营期限的情况下，原开发
企业对原址具有新项目的优先开发权，
地方能源主管部门依管理权限负责新
项目核准，开发企业正常开展前期工
作，包括申请接入系统文件、确定接
网方案等，电价按照新增项目电价政
策执行，如果该省份实施了竞争配置
确定电价，则参照同年份该省新增竞
争配置加权平均电价作为正常退役换
新项目电价。

在原开发企业出具不新
建风电场正式函件的情况下，地方可
统筹完全按照新增项目政策管理，包
括纳入规划、统筹消纳条件安排项目
核准和建设时序、竞争配置选择开发
企业和确定电价等。

4.延期退役
对运行和维护良好、效益较佳的
风电场和风电机组，可允许其延期退
役，延期时间最长不得超过原已批准
的土地使用年限。

企业向地方能源主
管部门备案延期退役申请，明确拟延
期年限，并报延期退役方案。

电价按
照当年同省份新增项目电价政策执行，
如果该省份实施了竞争配置确定电价，
则参照同年份该省新增竞争配置加权
平均电价作为延期退役机组电价。

（作者单位：国家发展和改革委员会能源
研究所）
70 风能 Wind Energy。