風電項目精細化開發(fā)技術(shù)要點

李 斌

(遼寧大唐國際新能源有限公司，遼寧 沈陽 110116)

0 引言

風電行業(yè)發(fā)展迅猛，前沿科學技術(shù)應用日新月異，新能源改革步入新常態(tài)階段，國內(nèi)風電市場的關(guān)注重點已從規(guī)?；b機容量轉(zhuǎn)向高效能發(fā)電量轉(zhuǎn)變，從初始裝機成本向生命周期度電成本轉(zhuǎn)變,風電項目的核準質(zhì)量直接影響全生命周期的運行效益。行業(yè)政策、電力消納、研發(fā)成本等外界因素快速變化[1-2]，風電項目前期工作深度將決定未來風項目能否創(chuàng)造高收益的關(guān)鍵，加強前期開發(fā)工作深度已成為現(xiàn)階段各建設單位提高項目產(chǎn)能的主要手段，不斷優(yōu)化的開發(fā)方式和開發(fā)流程對風電場整體產(chǎn)能提升成效顯著[3-4]，科學開展前期工作已取得階段性成果[5-7]，精細化開展風電項目前期工作可成為深化改革的突破口，將成功突破外界發(fā)展瓶頸，解決內(nèi)部轉(zhuǎn)型升級難題。深化開展風電場開發(fā)前期工作將是對過去新能源發(fā)展粗放型發(fā)展方式的變革，不斷驅(qū)動風電產(chǎn)業(yè)升級和發(fā)展轉(zhuǎn)型，有效應對風電“競價核準”和“平價上網(wǎng)”競爭配置。

1 風電前期項目發(fā)展現(xiàn)狀

可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃提出2017—2020年新增建設規(guī)模分別為30.65、28.84、26.60、24.31 GW。截至2018年9月份，全國風電累計并網(wǎng)容量175.92 GW，風電設備累計平均利用小時已達到1 565 h。新能源行業(yè)經(jīng)過近5年的高速發(fā)展，核準、吊裝、并網(wǎng)容量迅速提升，其中：2016年我國風電機組累計核準容量共計252.98 GW，風電累計裝機容量共計169.04 GW，有83.94 GW項目核準未建吊裝；2017年我國風電機組累計核準容量共計298.98 GW，風電累計裝機容量共計184.3 GW，有114.59 GW項目核準未吊裝，核準容量消減與吊裝容量攀升程度呈現(xiàn)“天花板”效應。各大發(fā)電集團均存在大量風電項處于核準未開工狀態(tài)，多數(shù)核準未開項目均存在核準質(zhì)量不高導致工程不能順利開工，或政策變化不可抗力致使項目選址發(fā)生顛覆性變化的現(xiàn)象，項目長期未投產(chǎn)將造成并網(wǎng)電價下調(diào)，直接影響項目經(jīng)濟效益。

2 風電前期項目面臨嚴峻形勢

2.1 有電價項目核準未開工面臨廢止

2018年9月19日，國家能源局綜合司下發(fā)關(guān)于《梳理“十二五”以來風電、光伏發(fā)電項目信息的通知》(國家綜函新能〔2018〕367號)，要求2018年10月31日之前對4類項目進行梳理并公布，具體處理措施如表1所示。

表1 “十二五”以來風電項目梳理類型及處理措施Table 1 Types and treatment measures of wind power projects since the twelfth five-year plan

2.2 無電價項目面臨競價或平價政策

2018年5月24日，國家能源局印發(fā)《國家能源局關(guān)于2018年度風電建設管理有關(guān)要求的通知》(國能發(fā)新能〔2018〕47號)，通知指出從2018年5月18日起，尚未印發(fā)2018年風電度建設方案的省(自治區(qū)、直轄市)新增集中式陸上風電項目和未確定投資主體的海上風電項目應全部通過競爭方式配置和確定上網(wǎng)電價。已印發(fā)2018年度風電建設方案的省(自治區(qū)、直轄市)和已經(jīng)確定投資主體的海上風電項目2018年可繼續(xù)推進原方案。從2019年起，各省(自治區(qū)、直轄市)新增核準的集中式陸上風電項目和海上風電項目應全部通過競爭方式配置和確定上網(wǎng)電價，逐步實現(xiàn)平價上網(wǎng)。沒有補貼風電項目若資源情況無法滿足項目經(jīng)濟性指標將停滯或終止。

2.3 風電項目將面臨冗雜的制約因素

《關(guān)于進一步加強國家級森林公園管理的通知》、《生態(tài)保護紅線暫行管理辦法》、《國家林業(yè)和草原關(guān)于規(guī)范風電場項目建設使用林地的通知(征求意見稿)》等政策陸續(xù)出臺，將“涉及環(huán)保”、“觸碰林業(yè)”、“草原禁區(qū)”、“破壞文物”、“水土流失”的項目嚴格限制，部分風電工程在辦理林業(yè)組卷和環(huán)保試生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)因政策性調(diào)整無法進行推進，或是因限制因素邊界條件改變被迫調(diào)整風機選址，而前期辦理核準支持要件的手續(xù)中與更改設計后的機位發(fā)生變化導致項目無法通過驗收。部分風電項目因自然保護區(qū)、鳥類遷徙通道、植被破壞嚴重而拆除或調(diào)整選址區(qū)域，對違法違規(guī)使用林地的風電企業(yè)，林業(yè)部門將按有關(guān)法律法規(guī)查處，發(fā)改部門將其列入失信名單。對生態(tài)修復工作不達標、效果差的，要求限期整改，對整改仍不到位的，暫停其上網(wǎng)電費結(jié)算。

2.4 風電項目前期開發(fā)問題匯總

風電前期項目推進環(huán)節(jié)中存在眾多的不確定因素，可研、水保、環(huán)保、土地、林地、接網(wǎng)、地災、壓礦等各專題報告，風機選址機位必須滿足各專題報告的要求，而設計院的工程技術(shù)人員在各專題的限制條件避讓，風電場發(fā)電產(chǎn)能測算的環(huán)節(jié)草率以“全是政策紅線”限制因素錯失優(yōu)質(zhì)風資源區(qū)域，加之設計院的技術(shù)人員現(xiàn)場情況掌握不細致，導致優(yōu)質(zhì)資源未得到充分利用，嚴重影響風電項目的產(chǎn)能效益。

造成前期項目無法高質(zhì)量核準的主要原因有：1)所轄項目資源容量、開發(fā)次序、行業(yè)形勢掌握不足，導致立項申報、資源規(guī)劃、投資決策方向模糊；2)邊界條件排查未能縱深把控，限制因素未能橫向比對，推進環(huán)節(jié)存在顛覆因素導致項目停滯或終止；3)各專題的限制條件避讓和風電場發(fā)電產(chǎn)能測算不能有效權(quán)衡利弊，設計方案反復修改，導致項目各專題機位顧此失彼，互相制約；4)可研報告編制敷衍應付，對風機機位隨意調(diào)整，委托開展的專題報告評審僅以通過本專題審核為準，造成各專題評審機位坐標無法重合；5)責任分工相互推諉、扯皮現(xiàn)場嚴重，前期工作進展緩慢，最終審批材料難以定奪；6)勘查設計深度不夠，最終設計選址位置無法高效利用優(yōu)質(zhì)資源稟賦，項目投產(chǎn)后技改費用昂貴實施困難；7)地方政府以項目換資源的強勢脅迫，開展前期工作必須滿足地域性要求；8)前期項目核準周期慢于政策激勵和環(huán)境因素變化周期；9)地方電網(wǎng)配套建設滯后，造成“有電無網(wǎng)”窘困現(xiàn)象；10)競爭性配置研究深度不足，技術(shù)力量薄弱。

3 風電項目前期開發(fā)注意事項

3.1 補貼消失造成利潤空間降幅

補貼退坡，電價倒掛。清潔能源中的風電、光伏早已不是傳統(tǒng)意義上的“新能源”，風電行業(yè)政策變化對新能源項目開發(fā)推進環(huán)節(jié)影響嚴重，能源變革趨勢是依靠技術(shù)驅(qū)動成本降幅，驟然一刀切將導致風電行業(yè)向亞健康狀態(tài)發(fā)展。政策上的劃定，從高電價補貼到逐年降低補貼差額，風電項目電價達到可與當?shù)厝济喊l(fā)電同平臺競爭，“競價核準”預示著“平價上網(wǎng)”政策必將如期而至，失去政策保護，失去電價補貼，風電項目“倒退”，“回規(guī)”常規(guī)能源，補貼額度呈現(xiàn)“倒金字塔”模式。在競價核準的新形勢下，項目并網(wǎng)時間直接與電價掛鉤，造成投資方利潤縮減，未能達到收益率指標的項目將被迫放棄，只能待主機設備、工程造價進一步下探后重新核算項目投資收益率。

3.2 政策更迭導致工程建設緩慢

政策引導多向博弈。風電項目前期核準環(huán)節(jié)與工程建設行環(huán)節(jié)的時間跨度增大，導致項目開工時部分支持要件過期或作廢?！渡鷳B(tài)保護紅線暫行管理辦法》、《國家林業(yè)和草原關(guān)于規(guī)范風電場項目建設使用林地的通知(征求意見稿)》等政策陸續(xù)出臺，致使高風速項目資源枯竭，外加土地資源縮減、環(huán)保紅線嚴苛、電力消納問題重重等外界因素嚴重制約新能源項目開發(fā)建設。目前，風電項目往往陷入核準易開工難的窘態(tài)，深層矛盾不斷突現(xiàn)，部分已核準風電項目在辦理基建補償、征占手續(xù)過程中正逢新政出臺，直接導致已核準的支持要件失效，或造成工程基建環(huán)節(jié)重新辦理林業(yè)、環(huán)評、土地、水保等開工必備手續(xù)，間接造成公司部分儲備項目被劃入建設“紅線”，導致項目推進停滯或被迫注銷。

4 風電場精細化開發(fā)的重要意義

4.1 構(gòu)建戰(zhàn)略化方案

新能源項目發(fā)展應規(guī)劃長遠方案，科學制定戰(zhàn)略規(guī)劃，不能以局限的目光看待易變的能源政策。面對嚴峻的發(fā)展形勢，既不能停滯不前，更不能蠻干冒進，需要斟酌形勢，研判政策，挖掘潛在的發(fā)展機遇。風電場精細化開發(fā)需做到四個加強，即加強項目前期開發(fā)的技術(shù)力量對項目區(qū)域整體資源全面評估，加強深度挖潛、精益測算、科學選址，加強全生命周期項目產(chǎn)能效益審定，加強制定針對性的梯次發(fā)展策略和優(yōu)質(zhì)項目儲備。確保最有價值的項目優(yōu)先立項，最具備競價優(yōu)勢的項目最先開發(fā)，產(chǎn)能效益最高的項目最先核準，主動拓展，搶占先機，贏得先天優(yōu)勢。

4.2 高質(zhì)量辦理支持性文件

風電場精細化開發(fā)在前期項目核準推進環(huán)節(jié)中的應用既縮短了項目核準要件辦理周時間[8]，又有效避免各個報告之間相互制約、反復修改、推諉扯皮現(xiàn)象。項目核準簡政放權(quán)后，手續(xù)簡化，但暴露出的問題重重，沒有前期項目開發(fā)工作中辦理的各項專題層層把關(guān)，容易造成各項支持性文件內(nèi)容分歧，推進過程相互制約，單一調(diào)整風機位置很難保障所有限制條件同時滿足，致使項目設計環(huán)節(jié)顧此失彼，成為“違建工程”，極易出現(xiàn)“核準易，開工難”，“施工易，驗收難”的嚴重問題。加之各項引導政策變化遠遠快于項目建設周期，能否全面細致的自我把控制約因素成為高質(zhì)量核準的關(guān)鍵，依法合規(guī)的核準“深度”決定新能源項目在行業(yè)競爭中突出重圍程度。

4.3 提升項目綜合競爭力

風電行業(yè)發(fā)展進入“十三五”階段快車道，全球新能源發(fā)展格局出現(xiàn)新變化，但“指標減少”和“電價倒掛”促使新能源項目開發(fā)陷入投資無收益、緩建需配額的僵局。面對新能源“競價核準”的嚴峻形勢。前期技術(shù)人員投入的精力、時間、資源掌控程度與項目產(chǎn)能效益構(gòu)成“正比例”，通過風電場精細化開發(fā)，深度掌握現(xiàn)場建設條件制約因素，加強對選址機位的反復校驗，擬合同類區(qū)域資源競爭配置，把控產(chǎn)能效益與經(jīng)濟性效益的平衡關(guān)系，正真做到投標電價知己知彼，有的放矢。

5 風電場精細化開發(fā)難點解析

風電場精細化開發(fā)要從項目統(tǒng)籌規(guī)劃、優(yōu)化設計、競爭策略等方面全盤掌控，以高尖精良的技術(shù)手段對項目推進環(huán)節(jié)進行詳盡指導[9-13]。要求項目人員以前瞻性思維方式和高強度的責任心完成各項邊界條件核實工作，融合地理信息測繪技術(shù)[14]熟悉并掌握各項專題限制因素，從識圖、讀圖、繪圖的基本要求到辨圖、用圖、出圖的靈活運用，強化固定各項“紅線”邊界條件，并行開展專題委托，加強優(yōu)化設計深度，保障立項手續(xù)合法合規(guī)，并行避讓限制建設區(qū)，化零為整并行具備立項審核條件，助力前期項目高質(zhì)量核準。

5.1 林地邊界條件排查

林業(yè)系統(tǒng)庫數(shù)據(jù)多為北京54坐標系，正逐步改為CS2000坐標系，某風電場選址林業(yè)限制開發(fā)區(qū)核對情況如圖1所示，各類限制區(qū)是牽制風電項目開發(fā)和建設的難題，尤其是對林權(quán)屬性列為限制區(qū)的林地辦理砍伐手續(xù)時，申報工作難度大，制約因素多，審批流程周期長，組卷辦理過程曲折，造成部分項目因用林手續(xù)不全導致核準后無法開工。

圖1 某風電場選址林業(yè)限制開發(fā)區(qū)核對圖Fig.1 Checking map of forestry restricted development zone for site selection of a wind farm

5.2 環(huán)境保護、水土保持邊界條件排查

環(huán)境保護、水土保持系統(tǒng)庫數(shù)據(jù)多為經(jīng)緯度坐標系，正逐步改為CS2000坐標系，系統(tǒng)中的生態(tài)紅線是風電項目建設禁區(qū)，必須具備超前意識和戰(zhàn)略思維，將各區(qū)所屬項目進行全面的精細化梳理，將前期項目的風機、檢修道路、集電線路坐標數(shù)據(jù)全面整理，及時與地方環(huán)保科室專業(yè)技術(shù)人員溝通，并將項目區(qū)域內(nèi)涉及到的環(huán)保禁止建設區(qū)排查徹底，避免新建工程無法落地[15]。

5.3 國土邊界條件排查

圖2 某風電場選址機位基本農(nóng)田核實圖Fig.2 Verification map of basic farmland for site selection of a wind farm

國土系統(tǒng)庫數(shù)據(jù)多為西安80坐標系，正逐步改為CS2000坐標系，某風電場選址機位基本農(nóng)田核實情況如圖2所示，系統(tǒng)中的基本農(nóng)田是風電項目建設禁區(qū)，邊界條件核實過程中需將國土矢量信息導出，逐一比對，確保項目機位選址有效避讓基本農(nóng)田。在項目選址工作中，不能僅憑借現(xiàn)場土地利用情況進行感官判斷，極易造成失真失誤判斷，應根據(jù)項目國土利用資源圖詳盡比對，參看現(xiàn)場建設條件和土地開墾情況做出最終取舍。

5.4 礦產(chǎn)邊界條件排查

礦產(chǎn)系統(tǒng)庫數(shù)據(jù)多為西安80坐標系，正逐步改為CS2000坐標系,系統(tǒng)中的采礦區(qū)是風電項目建設紅線，某風電場選址機位壓礦避讓情況如圖3所示，應提前開展項目壓礦資源核查工作，特別是有明顯時間分隔點的礦權(quán)劃分區(qū)，全面排產(chǎn)礦產(chǎn)壓覆情況，選址階段盡量避免因礦全問題產(chǎn)生的不必要爭端，嚴格避讓主礦體壓覆。在區(qū)域資源整體規(guī)劃時，積極協(xié)調(diào)采礦區(qū)，實時核查探礦區(qū)，超前完成風機壓覆手續(xù)辦理。

圖3 某風電場選址機位壓礦避讓圖Fig.3 Pressure mine avoidance map for a wind farm location selection

6 實施效果

風電場精細化開發(fā)確保儲備項目高質(zhì)量銜接，為風電場的資源開發(fā)、專題編制、機型比選、設計優(yōu)化提供定制化解決方案和技術(shù)支持，確保項目縱深發(fā)展，創(chuàng)建資源利用最優(yōu)化、產(chǎn)能效益最大化、盈利能力最強化的精品風電場。

6.1 縮短項目核準周期

為全面開展各專題推進工作，加速項目核準，在破解發(fā)展難題上解放思想，打破常規(guī)，以問題為導向，以戰(zhàn)略為引領(lǐng)，通過收集各區(qū)域的專題限制邊界條件，解析政策，規(guī)避紅線，最終優(yōu)化設計的風機位置同時滿足林業(yè)、土地、環(huán)保、壓礦等各類限制條件，確保項目專題要件辦理工作并行開展，互不影響，提質(zhì)增效，縮短項目核準周期。瓦房店某網(wǎng)源友好型風電項目于2017年7月9日取得開展前期工作的批復，同年12月28日取得核準批復，歷時171天，成為該省核準用時最短的風電場。

6.2 保全生命周期收益率

以前期工作完成優(yōu)化選址、定制化選型排布、高效機組匹配、細化設計前置、精細化運維設計、優(yōu)化道路、線路方案和扇區(qū)管控等方面完成風電場全生命周期的各階段精細化把控，創(chuàng)建精品風電場。某風電場機位、道路、集電線路規(guī)劃設計如圖4所示，該項目兼顧道路、集電線路、升壓站統(tǒng)籌優(yōu)化設計，該風電場有效控制場均尾流值為5.76%，采用湘電2MW-80-93直驅(qū)機組，將年平均風速僅有6.35 m/s的低風速風電場的可利用小時數(shù)從2 200 h提升至2 500 h，全面提高項目產(chǎn)能收益。全部并網(wǎng)投運后，2015至2017年，年均利用小時數(shù)分別為2 547、2 483、2 808 h，在法庫區(qū)域27個投產(chǎn)風電場中，連續(xù)3年發(fā)電量對標排名保持第一。

圖4 某風電場機位、道路、集電線路規(guī)劃圖Fig.4 Planning chart of wind farm location, road and collector line

7 結(jié)論及建議

風電場精細化開發(fā)是對過去新能源發(fā)展粗放型發(fā)展方式的變革，是成功應對風電“競爭配置”和“平價上網(wǎng)”挑戰(zhàn)的有力把控，是深化項目常規(guī)核準方式的破題利劍。風電場精細化不僅充分考慮資源稟賦、產(chǎn)能電量和經(jīng)濟效益，更是在充分核實限制因素前提下，根據(jù)不同資源區(qū)域采取差異化策略，并行辦理各項專題過程中的技術(shù)把控，注重產(chǎn)能收益契合度和項目建設依法合規(guī)性，驅(qū)動風電前期項目從批量圈占資源的粗獷發(fā)展策略轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)涵式精細化建設模式，從單一數(shù)量的增長到多項融合質(zhì)量的提升。

前期風電項目積極應對發(fā)展環(huán)境變化，新能源發(fā)展政策多變，形勢復雜，應持續(xù)提升風電發(fā)展質(zhì)量，堅持因地制宜深入研究區(qū)域差異化發(fā)展策略，搶抓政策窗口期，持續(xù)做好風險防控工作，因地制宜謀劃符合各區(qū)域?qū)嶋H情況的開發(fā)方案。具體的建議有：1)超前排查項目建設限制性制約因素；2)因地制宜設計精良定制化方案；3)精工細作開展全生命周期頂層設計；4)透視分析競爭配置、平價上網(wǎng)策略，積極爭取優(yōu)質(zhì)示范項目；5)積極拓展創(chuàng)新型前期開發(fā)模式增創(chuàng)效益。