基于LCOE方法的海上风电成本分析研究

基于LCOE方法的海上风电成本分析研究

发表时间：2018-10-01T17:00:33.013Z 来源：《基层建设》2018年第26期作者：杨施敏[导读] 摘要：基于LCOE理论将风电成本分为建设成本、运营成本和资金成本，建立了风电LCOE模型。上海勘测设计研究院有限公司上海 200434

摘要：基于LCOE理论将风电成本分为建设成本、运营成本和资金成本，建立了风电LCOE模型。选取辽宁、江苏和广东地区典型海上风电项目进行风电LCOE成本计算，并对建设成本、资本成本、维修费以及年上网电量进行敏感性分析。通过分析结果发现尽量提高年上网电量，努力降低建设成本，可以有效降低海上风电LCOE成本。

关键词：风电LCOE模型，敏感性分析，降低成本

一、引言

本文将基于LCOE(Levelized cost of electricity)方法的海上风电成本分析作为研究重点，主要是因为国内普遍采用净现值法、内部收益率法等方法对风电成本的经济性进行分析，与国际普遍采用的LCOE方法存在脱节。本文简要介绍国际通用的电力成本评估方法LCOE方法并采用LCOE方法对我国海上风电成本进行分析，对我国电力成本的理论提供了有益的补充。关于电力成本的研究，国外一直处于领先地位，许多学者采用LCOE方法对风电等可再生能源进行了全方位的分析，并依据分析结果对可再生能源政策的发展提出了各种建议。我国风电技术在近几十年发展渐趋成熟，“十三五”计划明确提出要大力发展风电，因此本文根据LCOE理论计算海上风电成本，并对分析结果进行敏感性分析，对风电企业的降低成本措施有一定的指导作用。

二、风电LOCE模型

LCOE，即平准化电力成本，是国际上通用的评估不同发电技术成本财务方法，并被推广到其他各方面。LCOE原理的本质就是成本净现值和能量产出经济时间价值两者之间的比值，简而言之，LCOE指的就是产出单位能量所需要耗费的成本。LCOE的分析是基于收入的净现值等于成本的净现值。即：

其中，Ct为风电场生命周期内年成本费用，Et为风电场年发电量，Bt为政策上的税费补贴等其他首日，r为折现率。Pn为产出单位能量所需要耗费的平均成本，即LOCE。

风电场总成本Ct可以分为三类，分别为建设成本Ct、经营成本Mt和资本成本It，即Ct=Ot+Mt+It。建设成本主要体现为风电场年折旧费，折旧费一般由风电场项目初始投资乘以综合折旧率得到，初始投资主要包括设备购置费、建安工程费和其他费用；经营成本主要包括维修费、工资及福利、保险费、材料费和其他费用；资本成本主要指的是长期贷款和短期贷款的利息支出。

三、实例分析

本文分别选取了我国几个不同地区的典型海上风电场为例，采用LCOE方法对我国海上风电成本进行分析。考虑到不同地区的实际情况，本文的建模计算分析有以下几点假设：

（1）忽略国际清洁能源机制CDM以及国家或政府对新能源项目的补贴；（2）忽略海上风电场处电力销售外的其他任何收入；（3）忽略海上风电场发电量的年变化，并且认为电量一经产生立即售出。

1、风电场成本统计

本文选取了我国北方地区、江浙沪地区以及南方地区3个典型的海上风电场做实例分析，数据来源于各项目可行性报告。其中初始投资、经营成本如下表1~表2所示：

各项目资金成本按项目贷款数与贷款年利率计算得到，各项目贷款比例及年利率数据源于可行性报告，各项目资本成本如表3所示。各项目年上网电量由风电场选址及风电机组选型决定，具体数据源于可行性报告，各项目年上网电量如表3所示。

2、LCOE成本计算及结果分析

根据本文的风电LCOE计算模型，各项目成本计算结果如下表3所示：

根据计算结果，本文中辽宁地区典型海上风电项目的LCOE成本约为0.4888元/kWh，江苏地区典型海上风电项目的LCOE成本约为0.5357元/kWh，广东地区典型海上风电项目的LCOE成本约为0.4879元/kWh。各项目所在地区不同，在建设风电场过程中，建设成本、经营成本、资本成本以及年上网电量都是影响LCOE成本的关键因素。

图1为风电LCOE成本各部分占比情况，由图可知，风电LCOE成本中，其中占比最多的是折旧费，即建设成本，占风电LCOE成本48%，其次是资本成本和维修费，分别占风电LCOE成本22%和16%。

图1 风电LCOE成本各部分占比

3、敏感性分析

本节采用单因素敏感性分析方法，研究影响风电LCOE成本的各个不确定因素的影响程度，以便针对性提出有效利用其影响度的建议措施。结合图1各部分占比情况，本次风电LCOE成本敏感性因素选择对建设成本、资本成本、维修费以及年上网电量进行分析。

分别假设各个影响因素在其他因素不变的情况下发生的变化,来测算度电成本的变化程度，得出各个因素对风电度电成本影响的敏感性。建设成本、资本成本、维修费以及年上网电量敏感性分析计算结果如表4~表7所示。

根据表4可以看出，建设成本是影响风电LCOE成本的因素之一。如果建设成本增加10%，风电LCOE成本平均增加0.0240元，占风电LCOE平均成本4.68%，反之如果风电设备及安装成本减少10%，则风电LCOE成本平均减少0.0240元。所以，建设成本增加，会致使风电LCOE成本的增加。

根据表5可以看出，如果资本成本增加10%，风电LCOE成本平均增加0.0097元，占风电LCOE平均成本1.89%，反之如果风电设备及安装成本减少10%，则风电LCOE成本平均减少0.0097元。所以，资本成本增加，会致使风电LCOE成本的增加。

根据表6可以看出，如果维修费增加10%，风电LCOE成本平均增加0.0102元，占风电LCOE平均成本2.02%，反之如果风电设备及安装

成本减少10%，则风电LCOE成本平均减少0.0102元。所以，资本成本增加，会致使风电LCOE成本的增加。

根据表7可以看出，如果年上网电量增加10%，风电LCOE成本平均减少0.0458元，占风电LCOE平均成本9.08%，反之如果风电设备及安装成本减少10%，则风电LCOE成本平均增加0.0560元，占风电LCOE平均成本11.11%。所以，年上网电量是风电LCOE成本的重要影响因素，与风电LCOE成本成负相关。

在表4~表7中可得，风电LCOE成本最大的影响因素是年上网电量；其次是建设成本、维修费和资金成本。所以在规划建设海上风电场时，首先要考虑尽量提高年上网电量，其次要努力降低建设成本即初始投资，这两者对降低风电LCOE成本最为关键。

四、结论与建议

本文基于LCOE理论将风电成本分为建设成本、运营成本和资金成本，建立了风电LCOE模型，选取了辽宁、江苏和广东地区典型海上风电项目进行风电LCOE成本计算，并对建设成本、资本成本、维修费以及年上网电量进行敏感性分析。通过分析结果发现尽量提高年上网电量，努力降低建设成本，可以有效降低海上风电成本。

参考文献：

1、徐丽萍.基于能源经济模型的风力发电经济性分析[D].北京:华北电力大学(北京),2008

2、蔡浩，朱熀秋，吴熙．基于平准化电力成本和现值法的风电系统技术经济分析［J］．江苏大学学报(自然科学版)，2016，37(4):438－442，490．

3、闫庆友，朱明亮.基于LCOE法的风电并网经济性实证研究[J]. 技术经济与管理研究(北京),2017

4、顾圣平，李晓英，王社亮.风电场技术经济分析[M].中国水利水电出版社，2015

5、郭全英.中国风力发电成本研究[D].沈阳:沈阳工业大学,2002.