2020年12月31日,歷史將記住這個日子,中國風電發(fā)展史上迎來最重要的一個里程碑日程,風電將結束補貼時代,進入風火同價年代,也就是平價風電。這不僅僅意味著風電將會更大程度普及開發(fā)(承諾核準制實施,大幅縮減項目的審批時間),同時也彰顯了中國風電技術發(fā)展與進步近十年來的豐碩成果。
最近幾天與諸多同行線上交流2020年補貼退出后的平價風電,大家共識是對三北區(qū)域沒有任何擔憂,而對南方山地的平價風電非常擔憂,建議不開發(fā)或者少開發(fā)。
盡管如此還是對南方平價風電表示看好,主要基于南方諸省區(qū)的市場需求。
南方省份的經濟總體發(fā)達,未來幾年用電需求會持續(xù)上升(除云南貴州外,湘鄂桂的裝機容量都在4000萬kw級別,與其經濟總量是不匹配的)。
原因之一在于,發(fā)展火電的道路基本到了盡頭(關停轉小/老火電也在同步進行);之二,水電基本已經開發(fā)殆盡,為環(huán)保還在關停小水電;之三,南方區(qū)域的光伏因植被覆蓋率高無法大規(guī)模發(fā)展(盡管光伏組件價格三級跳水);唯有風電還有見縫插針的機會,發(fā)展分散式平價風電仍有大量機會,見縫插風機。
當然,大家也知道最簡單的辦法是直接三北特高壓拉過來(幾天前陜北到湖北的特高壓又開建了),但是這個解決方案最復雜。特高壓跋山涉水幾千公里,投資幾千億,一條線路從規(guī)劃到批復,到建設到并網,沒有五到八年是無法實現(xiàn),而且涉及多個省份的協(xié)調,央企與地方利益糾葛紛紛擾擾,就是總理也難協(xié)調好,過去的多條特高壓建設已經證明。
由于筆者由于長期在南方區(qū)域從事風電市場工作,對三北區(qū)域風電發(fā)展了解很少,所以不敢發(fā)表意見。但有一點可以肯定的是,建設條件和風資源條件肯定是相當不錯,至少對平價風電而言是一個有利因素?,F(xiàn)在三北區(qū)域大干大基地平價項目,如火如荼,相對南方山地高原平價風電而言,基本都是困難重重,可謂天壤之別。
閑暇之余,根據(jù)筆者個人看法,粗淺地談談個人的幾點看法,與廣大同行交流:
困難一
風資源質量嚴重下降
筆者近幾年接觸了不少滇桂黔、湘鄂贛等區(qū)域的風電項目,可以肯定的是,能開發(fā)的區(qū)域(環(huán)保林業(yè)等無限制)、風資源條件較好的都基本都開發(fā)完成,已經被我們的開發(fā)商前期工作們拉網式排查無數(shù)遍,剩余項目的風資源統(tǒng)計情況來看,除開云南,風速基本都是都在6m/s以下,平均海拔也在500m左右,在湘鄂桂部分區(qū)域還有嚴重的冬季浮冰現(xiàn)象,給僅剩的一點資源質量又打了折扣。因剩余大部分項目都在5-5.5m/s范圍(非云南區(qū)域),從而對風機提出了極高的要求,發(fā)電多,單價低,運維易。
困難二
環(huán)保林業(yè)等限制性區(qū)域管控越來越嚴
一句“綠水青山就是金山銀山”,讓風電在南方山地高原區(qū)域發(fā)展蒙上了一層厚厚的陰影。貴州,廣西,湖南都單獨下發(fā)了環(huán)保、林業(yè)的單獨文件,控制風電在敏感區(qū)域的開發(fā)。早期風電與環(huán)保和諧發(fā)展共存,其實也有很多的典型案例,但那是在風資源好,有補貼,效益能填補環(huán)保投入的前提下。
風電開發(fā)區(qū)域都是荒無人煙的高海拔或高山區(qū)域,因此風資源好的地方植被環(huán)境都好一些,各地為保護綠水青山,凡能申報各級保護區(qū)、森林公園及生態(tài)區(qū)的都一概圈入,等到風電開發(fā)者再來,只能望風興嘆。同時,同比前五年,環(huán)保投入也基本成倍增加。
因可開發(fā)區(qū)域的總量越來越少,工業(yè)用地指標越來越難,林地等征地成本大幅上升,過去3年,僅林業(yè)和項目用地征地成本增加一倍不止,風機價格的大幅下浮一下子給沖銷不少(估計近兩年的項目,大家都深有體會)。
困難三
開發(fā)建設成本越來越高
環(huán)??刂平o建設成本增加帶來巨大挑戰(zhàn)。因為環(huán)保需求,砂石料工廠關停一半甚至更多,混凝土的原材料成本一夜之間暴漲數(shù)倍;以湖北為例,因為長江大保護計劃,湖北兩岸砂石料價格從幾十塊一噸暴漲到200多一噸。水泥價格一下價格倍增,就這樣,廣西還曾一度出現(xiàn)水泥廠汽車排隊等貨現(xiàn)象。
低風速風機和復雜風資源工況的出現(xiàn),導致運輸、基礎施工和吊裝成本也大幅增加。因為低風速風資源的現(xiàn)有情況,必須使用大直徑的葉輪風電機組,機艙重量增加、葉片長度加長導致道路建設成本、運輸成本大幅上漲。尤其是葉片,現(xiàn)在南方區(qū)域的山地風電場,葉片基本上都需要二次轉運,轉運距離越來越長,費用也是越來越高?;疽慌_機組的二次轉運費用基本都需要20萬元以上,僅此項費用就增加投資造價100元/kw左右。同時,山地高原風電因為湍流強度大,塔筒載荷加大,基礎及塔筒重量的投入也相應加大。
大功率風機的使用,施工費用也大幅上升。以吊裝為例,95m以下塔筒,110噸以下的機艙吊裝,1200噸全地面汽車起重機可以滿足,高于這個機艙重量或塔筒高度,就需要1600噸全地面汽車起重機,或800噸的履帶吊。如果采用履帶吊,吊裝周期將增加40%以上,同時這樣的履帶吊和汽車起重機全國也沒有多少臺,沒有誰為了吊裝幾個項目去購置一臺5000-8000萬左右的工程機械,畢竟成本不低。
主機價格從4000元/kw多下跳到3200元/kw(2019年年初行情,搶裝期價格單獨論),價格下降幅度其實不小,但因為建設成本、環(huán)保成本等等價,基本被吃掉,總體的建設成本基本沒有下降多少;2021年開始,新的平價項目上網電價將0.57元/度狂泄到0.3358-0.45元/度(湘鄂黔桂滇平價水平不一樣),下降最大幅度達到41%,可謂挑戰(zhàn)巨大。當然,開發(fā)商們的收益水平底線也在下調,基本都會以8%作為最低收益考核,就如此,表面來看也無法實現(xiàn)平價。
技術在進步,行業(yè)要發(fā)展,向風要錢這是行業(yè)使命,也是我們風電人的責任和義務,需要我們風電行業(yè)的上下游所有相關者共同努力,增效挖潛,開源節(jié)流,開拓創(chuàng)新,終將可以實現(xiàn)有限的資源,平價上網。
之一:商業(yè)模式需要有所調整,上下游共同體開發(fā),實現(xiàn)利益捆綁,風險共擔
風電平價是必由之路,需要風機零部件-風機-EPC-運營商-電網等全產業(yè)鏈協(xié)同。過去帶補貼的風電開發(fā),都是我們開發(fā)商在唱戲,獨自承擔風險,主機廠、設計院、建筑施工單位、電網企業(yè)都在賺自己該賺的錢,風險與其無關。當然,前期開發(fā)投運的風電場,一方面帶補貼,同時風資源較好,設計院設計都偏保守,掙錢是必然的。
其實我個人有一點粗淺想法就是學習PPP模式,利益相關者都進入項目開發(fā)。設計院作為項目的設計者,必須把風資源的潛力實事求是的體現(xiàn)出來,過去大部分項目的設計小時數(shù)都是實際運行小時數(shù)的80%左右(當然開始經驗不足);同時優(yōu)化施工設計,將實際建設成本設計出來;主機廠開發(fā)最優(yōu)的風機,最大限度的降低運維成本,在行業(yè)平均利潤的前提下銷售風機;建筑施工單位與設計單位共同找出最優(yōu)最省錢的施工方案;電網企業(yè)想方設法降低送出成本。只有利益相關,才有可能實現(xiàn)勁往一處使,共同為降低造價出力。
在這方面,我已經了解到其實有些項目,有些企業(yè)已經開始朝這個方向發(fā)展,具體的區(qū)域和項目筆者就不具體描述。
之二:挖潛增效,定制開發(fā)模塊化的山地低風速大功率風電機組
采用大容量大葉輪風機是趨勢。作為風機主機廠出來的我,這是個人最大的想法,也是可實現(xiàn)的。南方區(qū)域風電的一個特點就是風資源極差(相對7m/s的風資源而言)。5-5.5m/s(山地風電)或6m/s左右(云南區(qū)域高原風電),湍流強度大,對風電機組制造商也是巨大挑戰(zhàn),不僅發(fā)電量高,還要單位造價極低。因林地等土地機位限制,南方區(qū)域也被逼開始使用大容量的大葉輪直徑風機,這個已經開始逐步實施。湖南已經有投運的3.4MW機組(有補貼項目),證明至少這個容量范圍機型在技術上可行,帶補貼的前提下,經濟效益可以保證。
功能模塊化定制配置。根據(jù)我個人接觸的各個廠家的風機了解,其實風機里也是有很多的風機功能一輩子也使用不了幾次(涉及安全除外,和汽車一樣),建議我們的風機設計者多和已經投運的風電開發(fā)商們坐下來溝通交流,故障多發(fā)的功能在哪些部件和模塊,而基本不發(fā)生故障的功能件與模塊有哪些,以此作為開發(fā)基礎,進行模塊化配置設計,不需要的可以減配或者簡配,針對不同風況和不同環(huán)境,進行定制化配置,以此降低單位造價。在我之前工作的主機企業(yè),曾經做過很多工作,進行了大量的創(chuàng)新開發(fā),因為種種原因后來夭折,但是思路確實非常不錯,而且可以大幅降低單位造價。
大功率的超大葉輪直徑風電機組對運輸提出了更高要求。道路路面載荷,寬度以及穿村過寨的麻煩,都是成本增加的攔路虎。能否考慮設計機艙的模塊化現(xiàn)場組裝,我想會大幅降低道路的單位載荷要求,以此可降低風電場內和場外道路建設和改造費用;現(xiàn)有的葉片轉運費用太高,創(chuàng)新運輸葉片運輸方式,減少道路改造帶來的麻煩;現(xiàn)場吊裝工藝的優(yōu)化和優(yōu)化機艙吊裝重量帶來的吊裝設備噸位的下降,會大幅降低吊裝費用。
之三:創(chuàng)新塔筒、基礎等外圍設計,優(yōu)化施工方案,AI智能無人值守運維
回首看十年的MW級風機,再看今天的4.x平臺風機,無論是性能,可靠性,質量以及價格,可以說是天翻地覆,沒有做不到,只有想不到。未來的風機塔筒、基礎肯定有新的方案解決,進一步優(yōu)化載荷,降低塔筒重量,創(chuàng)新塔筒結構(已有桁架混合式)和基礎形式,降低單位造價。談到建設施工創(chuàng)新,估計大家都覺得不可思議,其實也是可以實施。模塊化機艙吊裝、模塊化基礎施工,提升效率,減少用地,縮短施工周期;充分利用當前流行的AI技術,大數(shù)據(jù)技術,實現(xiàn)無人值守,執(zhí)行智能運維,降低全壽命周期的運維成本。
平價風電目前國內運行的風電場已有運行,但項目處于北方區(qū)域,而且是在2019年年初的風機價格基礎上,與南方的山地高原項目還不具備可比性,但給我們開發(fā)商和風機主機廠家看到了希望。
2019年大批計劃內的平價項目都還在前期工作階段,因為成本和收益存在較大差距擱置,根據(jù)我接觸的項目來看,大家都在觀望(到2021年風機價格還是個謎,搶裝后到底跳水到多少)。2020年搶裝之后,2021年,南方區(qū)域將會迎來平價風電的第一個試水期,盡管新冠病毒疫情給風電行業(yè)從業(yè)者們的工作帶來了不少的麻煩,但給廣大的開發(fā)商前期工作者們、設計院及風機主機廠家的科學家們留下了接近一年的時間,好好規(guī)劃與設計平價風電項目,打破平價風平浪靜的局面。(作者:李彩球,上海電氣風電集團有限公司)