優(yōu)化項目全價值鏈管控迎接風(fēng)電平價時代的挑戰(zhàn)

文|梁振飛

競價、平價、變革、調(diào)整、轉(zhuǎn)型等是近兩年風(fēng)電行業(yè)出現(xiàn)比較頻繁的詞匯。特別是風(fēng)電平價，更是成為行業(yè)矚目的焦點。從2015年底開始，國家對風(fēng)電執(zhí)行每年電價下調(diào)的梯度電價，提出到2020年基本實現(xiàn)平價上網(wǎng)。目前對于“三北”地區(qū)風(fēng)能資源比較好的風(fēng)電場，如果不限電，近期有可能實現(xiàn)平價上網(wǎng)，然而還有相當(dāng)一部分風(fēng)電場很難滿足自有資金內(nèi)部收益率10%的要求，更無法滿足平價上網(wǎng)條件。同時，執(zhí)行競價或平價后，開發(fā)風(fēng)電項目從關(guān)注內(nèi)部資金收益率轉(zhuǎn)向平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）。下一階段，風(fēng)電行業(yè)應(yīng)該把平價上網(wǎng)的壓力變?yōu)樘豳|(zhì)增效的動力，將降低開發(fā)和運維成本作為重中之重，從風(fēng)電項目全生命周期各環(huán)節(jié)發(fā)力，為實現(xiàn)風(fēng)電項目的平價上網(wǎng)而不懈努力。

當(dāng)前大多數(shù)項目無法滿足平價上網(wǎng)條件

如果按照2018年四類地區(qū)標(biāo)桿電價，加權(quán)測算各地風(fēng)電每年的新增發(fā)電量，實際上今年風(fēng)電度電補(bǔ)貼強(qiáng)度是0.12元/千瓦時，這意味著當(dāng)前大多數(shù)項目無法滿足平價上網(wǎng)條件（表1）。

表1 “三北”地區(qū)現(xiàn)行電價與平價上網(wǎng)自有資金內(nèi)部收益率對比

風(fēng)電項目投資與運維成本分析

當(dāng)一種能源從替代能源變成主力能源之后，經(jīng)濟(jì)性是評價該能源能否取得更大發(fā)展的關(guān)鍵性因素，這是對平價上網(wǎng)的一個認(rèn)知。在傳統(tǒng)開發(fā)模式下，風(fēng)電項目開發(fā)建設(shè)及運營具有一定的容錯空間，更多地關(guān)注自有資金內(nèi)部收益率；但在當(dāng)下受電價下行的影響，項目成本的控制接近底線，更多地關(guān)注平準(zhǔn)化度電成本。

當(dāng)前，平準(zhǔn)化度電成本是基于全生命周期考量評價風(fēng)電項目是否可行的一個重要指標(biāo)，其計算公式為：（初期投資-全生命周期內(nèi)因折舊導(dǎo)致的稅收減免+全生命周期內(nèi)運營成本導(dǎo)致的成本-固定資產(chǎn)殘值的現(xiàn)值）/生命周期總的發(fā)電量?？梢?，初期投資和運維成本是其中的主要影響因素，因此，需要對這兩項進(jìn)行分析。

一、風(fēng)電項目全生命周期要素構(gòu)成（圖1）

圖1 風(fēng)電項目全生命周期要素構(gòu)成

二、費用構(gòu)成

（一）成本組成

風(fēng)電項目全生產(chǎn)周期主要包括16項具體費用，包括項目前期費用、收資費用、可研報告編制審查費、項目咨詢費、征地費、詳勘費、五通一平費、主機(jī)、塔筒、土地、項目管理、監(jiān)理、建筑安裝、升壓站、集電線路及運維費等。

（二）成本分析

通過成本分析，占總投資比例比較大的部分如表2所示。由表可知，風(fēng)電設(shè)備占比是最大的。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，風(fēng)電機(jī)組向大容量、低風(fēng)速機(jī)型發(fā)展。由表3可知，近年來，各機(jī)型的造價不斷降低。2017年，2.5MW以上機(jī)型的裝機(jī)占到43%。2017年，風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新碩果累累，新機(jī)型種類創(chuàng)歷史新高，整機(jī)價格最低降到3200元/千瓦。對于整機(jī)廠家而言，由于其技術(shù)（包括機(jī)械、材料、制造工藝、發(fā)展路線）是在傳統(tǒng)技術(shù)上的突破，需要一定的積累和沉淀；且面臨行業(yè)內(nèi)和整個能源產(chǎn)業(yè)的競爭，因此，機(jī)組價格的下降對降低度電成本的貢獻(xiàn)微乎其微。

圖2 整機(jī)廠家降低成本措施

表2 主要成本占比

表3 近年部分機(jī)型及價格

相對而言，風(fēng)電投運后，機(jī)組運維成本占總成本的20%。根據(jù)經(jīng)驗，機(jī)組維修率為1%～1.5%，機(jī)組運維成本約0.07～0.1元/千瓦時。因此，降低運維成本非常關(guān)鍵。

當(dāng)前，大批量風(fēng)電機(jī)組將出質(zhì)保期，如果現(xiàn)場生產(chǎn)維護(hù)人員配置、技術(shù)能力、故障預(yù)判、備品備件管理等基礎(chǔ)工作達(dá)不到要求，反而會增加運維成本。目前，在運維水平提升上，還有很大潛力可挖掘。

（三）整機(jī)廠家降低成本的措施（圖2）

（四）目前運維成本控制現(xiàn)狀

分析風(fēng)電運維現(xiàn)狀可知，在風(fēng)電運維成本組成中，機(jī)組大部件損壞導(dǎo)致電量損失占比高。機(jī)組發(fā)生故障后恢復(fù)時間比較長；機(jī)組半年檢、全年檢存在漏檢項，導(dǎo)致機(jī)組處于欠修狀況。存在的主要問題可總結(jié)為：人員配置不足、技術(shù)能力達(dá)不到要求；未實現(xiàn)在線監(jiān)測、大數(shù)據(jù)和故障預(yù)判，導(dǎo)致項目漏檢，重大技術(shù)問題無法及時發(fā)現(xiàn)及處理；定檢和故障后檢修的模式，使得機(jī)組維護(hù)成本高。

提升項目價值的幾點思考

迎接平價時代的挑戰(zhàn)，在風(fēng)電項目開發(fā)、建設(shè)及運維管理過程中應(yīng)該采取提質(zhì)增效、降低成本的措施。以下針對全生命周期的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要從前期風(fēng)能資源評估、工程設(shè)計優(yōu)化、項目建設(shè)管理及后期運維管理等四個方面進(jìn)行分析。

一、前期風(fēng)能資源精細(xì)化評估

前期風(fēng)能資源評估是風(fēng)電項目開發(fā)、建設(shè)及運維的重要環(huán)節(jié)，是風(fēng)電項目的根本，對風(fēng)能資源進(jìn)行精細(xì)化評估是風(fēng)電項目取得良好經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。

（一）測風(fēng)塔數(shù)據(jù)要具有代表性

對于平坦地形，可選一處位置進(jìn)行測風(fēng)；而對于復(fù)雜地形，可適當(dāng)增加測風(fēng)塔。在山地丘陵地區(qū)建設(shè)風(fēng)電場，應(yīng)對風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行預(yù)布置，然后選擇風(fēng)電機(jī)組集中布置區(qū)域樹立測風(fēng)設(shè)備，如果場址山脈走向不同，應(yīng)在不同山脈樹立測風(fēng)塔，突出地形或受到山脈遮擋處需樹立測風(fēng)塔。平坦地形測風(fēng)設(shè)備水平代表距離不超過5公里；復(fù)雜地形測風(fēng)設(shè)備水平代表距離不超過3公里，垂直代表距離不超過100米。

（二）微觀選址技術(shù)的深入研究和風(fēng)能資源模塊的持續(xù)改進(jìn)

風(fēng)能資源精細(xì)化評估模塊主要有測風(fēng)數(shù)據(jù)處理、長期數(shù)據(jù)訂正、地形圖修補(bǔ)、微觀選址計算、特定場址選型、發(fā)電量計算等。通過風(fēng)能資源各模塊的持續(xù)改進(jìn)，可以更加有針對性地根據(jù)風(fēng)電場設(shè)計原則與風(fēng)電機(jī)組類型進(jìn)行風(fēng)電場選址和選型優(yōu)化。

二、工程設(shè)計優(yōu)化

建設(shè)成本低、經(jīng)營效益高的風(fēng)電項目，就必須做好設(shè)計優(yōu)化工作。優(yōu)化設(shè)計、降本增效是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及設(shè)計、采購、建筑安裝、生產(chǎn)運營等方面。通過優(yōu)化設(shè)計可有效控制工程造價、提升工程管理水平和實現(xiàn)項目全生產(chǎn)周期效益最大化。

（一）設(shè)備選型

業(yè)主應(yīng)與整機(jī)廠家緊密合作，創(chuàng)新風(fēng)能資源評估合作模式，實現(xiàn)整機(jī)設(shè)備的定制化設(shè)計，并根據(jù)風(fēng)電場風(fēng)能資源條件設(shè)計專門的塔筒。在可研階段實行帶方案的預(yù)招標(biāo)，業(yè)主與整機(jī)廠家共同對指標(biāo)進(jìn)行確認(rèn)，要求整機(jī)廠家提供風(fēng)電機(jī)組選型方案，微觀選址方案，基礎(chǔ)及塔筒的設(shè)計、運輸方案，安裝方案等整體解決方案。這樣，在同一個風(fēng)電場，實現(xiàn)了定制化的選址方案。對于這種預(yù)招標(biāo)方案，需要把握好四個方面（1242原則）：一個目標(biāo)（單位造價下的發(fā)電量）；守住核準(zhǔn)容量和土地的批復(fù)紅線；優(yōu)化四個參數(shù)（單機(jī)容量、風(fēng)輪直徑、輪轂高度和機(jī)組位置）；做好兩個承諾。

（二）場內(nèi)集電線路設(shè)計

場內(nèi)集電線路設(shè)計非常關(guān)鍵，優(yōu)化設(shè)計不僅可以降低工程造價，也可減少后期運維成本；場內(nèi)集電線路設(shè)計需要綜合考慮機(jī)位布置、路徑地質(zhì)條件、氣候環(huán)境（降雨量和雷電）等因素，同時做好與其他專業(yè)（包括道路、電氣、通信等）施工的協(xié)調(diào)配合，線路通道避開防護(hù)林和景觀區(qū)。

（三）場內(nèi)道路設(shè)計

場內(nèi)道路的設(shè)計，在風(fēng)電場建設(shè)中至關(guān)重要，既要考慮風(fēng)力機(jī)、塔筒、葉片等設(shè)備本身重量和長度，也要考慮運輸車輛和吊裝設(shè)備進(jìn)出場的情況，同時，在設(shè)計時，盡可能利用原有道路，減少路徑長度，控制道路等級和標(biāo)準(zhǔn)。

（四）風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計

目前，風(fēng)電機(jī)組向超高塔筒、超長葉片發(fā)展，從而使基礎(chǔ)承受的豎向、徑向載荷及地震引起的傾覆力矩增加，因此，對風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的設(shè)計提出更高的要求。在基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)深入分析巖石勘察報告和土層特性，根據(jù)分析結(jié)果，對不同形式的基礎(chǔ)（自重式基礎(chǔ)、梁板式、樁基礎(chǔ)、P&H無張力灌注樁基礎(chǔ)、巖石錨桿基礎(chǔ)等）進(jìn)行分析計算，確定基礎(chǔ)尺寸和工程量，再經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證比選，在保證安全的情況下，合理優(yōu)化鋼筋和混凝土用量，降低造價。

三、建設(shè)項目的管理成本控制

風(fēng)電項目的管理也是影響成本的關(guān)鍵因素，但是目前風(fēng)電建設(shè)項目的成本控制并不完善，因而需要采取做好建設(shè)前期、中期及后期成本管理，加大項目成本控制的力度和完善成本考核制度等措施。目前風(fēng)電建設(shè)管理的現(xiàn)狀概括來講：一是風(fēng)電的快速發(fā)展導(dǎo)致項目管理的經(jīng)驗不足；二是目前整機(jī)廠家較多，設(shè)備設(shè)計、制造及材質(zhì)選擇差別很大；三是由于項目受環(huán)境因素的影響非常大，施工過程中發(fā)生不確定性事件的概率大；四是風(fēng)電場占地范圍廣，風(fēng)險管理的難度非常大。

（一）建設(shè)前期的策劃

首先要準(zhǔn)確掌握基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，充分了解風(fēng)能資源、氣象、高差、林木等因素，特別是在地質(zhì)相對復(fù)雜的地段，如對現(xiàn)場基礎(chǔ)數(shù)據(jù)掌握不足，會導(dǎo)致后期施工過程中機(jī)位選址不準(zhǔn)確、材料不足、道路過于理想及工程出現(xiàn)較大變更等情況頻發(fā)，反而會使投入大幅度增加。其次，編制合理完善的項目概算，嚴(yán)格按年的價格水平和國家政策編制，準(zhǔn)確收集整理項目建設(shè)的資料，在設(shè)施和原料保證質(zhì)量和需求的前提下，以節(jié)約為基準(zhǔn)，既可以實現(xiàn)成本控制，也可以讓項目順利進(jìn)行。

（二）建設(shè)中成本管理

首先，項目負(fù)責(zé)人應(yīng)在項目建設(shè)開始前組織成立各專業(yè)工作小組，及時解決施工中出現(xiàn)的各專業(yè)問題，及時處理現(xiàn)場的違紀(jì)行為和機(jī)械化故障，監(jiān)督施工的進(jìn)度，同時還包括材料設(shè)備的催交等多方面的內(nèi)容。其次，合理安排設(shè)備進(jìn)場和施工工序。充分考慮材料設(shè)備生產(chǎn)進(jìn)度、天氣、交通狀況、吊車等因素，安排好材料設(shè)備到場時間、批次數(shù)量。制定施工過程中各專業(yè)領(lǐng)域交叉作業(yè)機(jī)制，不因一方原因?qū)е缕渌麑I(yè)施工隊伍無法施工作業(yè)，吊車、鉤機(jī)等施工設(shè)備閑置，工期延期以及成本管理風(fēng)險大大增加。

（三）施工后成本管理

風(fēng)電項目竣工后，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下及時組織驗收工作，如發(fā)現(xiàn)問題立即責(zé)成相關(guān)施工單位或設(shè)備廠家提出解決方案并處理，避免因驗收不合格或因問題含糊處理，導(dǎo)致項目投產(chǎn)延期、后續(xù)維護(hù)成本加大。同時相關(guān)驗收材料應(yīng)存放合理，便于內(nèi)、外業(yè)驗收有序進(jìn)行。

四、從日常的巡檢、定檢到狀態(tài)檢修的轉(zhuǎn)變

建設(shè)好“三個平臺，兩個體系”。其中，三個平臺是集中監(jiān)控平臺、在線故障診斷平臺、智能終端平臺；兩個體系是智能及信息化運維管理決策體系和技術(shù)優(yōu)化體系。

（一）集中監(jiān)控平臺

針對風(fēng)電場單臺機(jī)組容量小、數(shù)量多、場址分散的特點，為發(fā)揮區(qū)域規(guī)模化優(yōu)勢，利用先進(jìn)的信息技術(shù)，采取集約化、專業(yè)化管理，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)電站的集中監(jiān)控、綜合數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)一運維管理，進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)場人力資源配置，提升管理效率和經(jīng)營效益。

（二）故障診斷平臺

建立區(qū)域數(shù)據(jù)中心，統(tǒng)一編碼和存儲所有接入數(shù)據(jù)。實現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組性能診斷及健康診斷，一方面實時監(jiān)測、診斷風(fēng)電機(jī)組運行健康狀態(tài)；另一方面，監(jiān)測風(fēng)電機(jī)組運行性能，尋找問題機(jī)組并提出合理化建議，提升風(fēng)能利用率。

圖3 友好型風(fēng)電場具備的基本條件

圖4 故障診斷系統(tǒng)

圖5 移動終端指導(dǎo)體系

（三）智能移動終端維護(hù)指導(dǎo)平臺（圖5）

（四）智能及信息化運維管理決策體系

圖6 運維管理決策體系

圖7 技術(shù)優(yōu)化策略

建立智能及信息化運維管理決策體系，系統(tǒng)通過對標(biāo)準(zhǔn)化檢修作業(yè)文件包的完善及知識庫的建立（包括設(shè)備基本信息、故障診斷信息、維修操作知識、安全知識、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程等），為運行維護(hù)提供決策依據(jù)；同時，系統(tǒng)還可以對設(shè)備缺陷、備品備件等信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，并最終與監(jiān)測、評價、診斷模塊形成閉環(huán)。

（五）技術(shù)優(yōu)化體系

我國風(fēng)電行業(yè)發(fā)展迅速，隨著設(shè)備的老化，越來越多的機(jī)組有技術(shù)優(yōu)化方面的需求，目前有很多機(jī)組都已經(jīng)通過技改優(yōu)化，明顯提升了發(fā)電量。

五、機(jī)制創(chuàng)新

在內(nèi)部挖掘潛力是必須的，但與此同時，要建立一些機(jī)制，如建立可再生能源配額制，促進(jìn)電網(wǎng)對新能源的消納，減少限電損失；實施綠證補(bǔ)貼，促進(jìn)用戶使用綠色能源的積極性；合理建立市場化交易；推動電力系統(tǒng)由垂直的一體化向分散化、網(wǎng)格化方向發(fā)展，將電力系統(tǒng)中現(xiàn)存的靈活性資源調(diào)動起來；積極推進(jìn)分布式風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展等。

結(jié)論

當(dāng)下，新能源行業(yè)去補(bǔ)貼不可逆，我們更清楚認(rèn)識到了價值思維和成本優(yōu)先理念的重要性。為了應(yīng)對平價上網(wǎng)的挑戰(zhàn)，本文思考和分析了項目全生命周期關(guān)鍵環(huán)節(jié)，探討了通過設(shè)計優(yōu)化以及管理和發(fā)展模式創(chuàng)新，不斷推動技術(shù)進(jìn)步、達(dá)到降低成本目的的可行性。相信在大家共同努力下，風(fēng)電行業(yè)將會實現(xiàn)健康穩(wěn)定的發(fā)展。