2025中國(guó)風(fēng)電度電成本路線圖

編者按：風(fēng)電是成本最接近傳統(tǒng)能源的新能源，繼續(xù)降低度電成本對(duì)風(fēng)電成為未來主力能源非常重要。本文由GE陸上風(fēng)電大中華區(qū)總裁李楓根據(jù)在2016年國(guó)際能源變革論壇可再生能源協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展分論壇上的發(fā)言整理，在此分享以饗讀者。

2015年，我國(guó)陸上風(fēng)電開發(fā)量創(chuàng)歷史新高，年新增裝機(jī)超30GW，但同時(shí)也伴隨著日益嚴(yán)重的棄風(fēng)限電，風(fēng)電開發(fā)被迫從資源富集區(qū)域向中東南部遷移，被很多業(yè)內(nèi)專家稱為是風(fēng)電的“拐點(diǎn)年”。今年伊始，我們就看到從國(guó)家到地方陸續(xù)出臺(tái)的一系列管理辦法、保障制度、監(jiān)管措施，為保證風(fēng)電在新的電力供需形勢(shì)下平穩(wěn)過渡、穩(wěn)中求進(jìn)、良性發(fā)展。基于這樣的一個(gè)行業(yè)環(huán)境，我們希望就GE剛剛發(fā)布的《2025中國(guó)風(fēng)電度電成本》白皮書和各位一起梳理未來的十年里風(fēng)電度電成本的發(fā)展路線圖，何時(shí)能夠達(dá)到真正參與電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的水平，躋身主流能源形式。希望這樣的討論可以激發(fā)更多對(duì)風(fēng)電行業(yè)的關(guān)注、對(duì)技術(shù)提升的投入、對(duì)可再生能源價(jià)值的認(rèn)可、對(duì)政策引導(dǎo)的啟示。

現(xiàn)階段，全球各主要風(fēng)電發(fā)展區(qū)域的平均度電水平也是參次不齊的。 一些國(guó)家和地區(qū)在過去五年里度電成本取得了顯著的下降，從而也帶動(dòng)了風(fēng)電在整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)中的占比，比如愛爾蘭、葡萄牙、西班牙、印度等。也有一部分國(guó)家和地區(qū)雖然在持續(xù)的降低度電成本以更有競(jìng)爭(zhēng)力的姿態(tài)存在，但由于其他資源稟賦的差異，風(fēng)電在整個(gè)發(fā)電體系中的占比并沒有顯著的提升，比如美國(guó)、德國(guó)、中國(guó)。

國(guó)際能源署的《2015風(fēng)電技術(shù)路線圖》的公開報(bào)告也顯示從2010年到2015年，全球新建陸上風(fēng)電場(chǎng)的度電成本下降在某些國(guó)家可高達(dá)30%，2015年至2020年間，預(yù)測(cè)新建陸上風(fēng)電的度電成本將有望再下降10%。毫無疑問的是，在全球一體化應(yīng)對(duì)氣候變化和減碳排放的今天，風(fēng)電的度電成本的下降還將有很大的空間去挖掘，競(jìng)爭(zhēng)力距離其躋身主流能源形式指日可待。

考慮到在開發(fā)、建設(shè)、運(yùn)行/、維護(hù)等方面都面臨著不同的問題，我們將設(shè)定兩種典型情況，即平坦地形大致代表絕大部分集中在北方區(qū)域的裝機(jī)和復(fù)雜地形大致代表在中部?jī)?nèi)陸省份、東南、西南地區(qū)的裝機(jī)。同時(shí)在平準(zhǔn)化度電成本的模型里也定義了一些能被業(yè)內(nèi)人士普遍接受的風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)建設(shè)和運(yùn)行指標(biāo)、假設(shè)條件，以期達(dá)到對(duì)度電成本的計(jì)算更具有代表性和普遍性。從我們的模型分析中可以得到結(jié)論，目前在平坦地形區(qū)域的度電成本波動(dòng)范圍大致在0.471元/度至0.668元/度的水平，復(fù)雜地形區(qū)域的度電成本普遍要高于平坦地形區(qū)域， 其度電成本波動(dòng)范圍大致在0.531元/度至0.755元/度的水平，整體比平坦地區(qū)每度電的成本要高出6-9分錢。從上述陸上風(fēng)電的度電成本現(xiàn)狀來看，現(xiàn)階段它和傳統(tǒng)發(fā)電形式相比競(jìng)爭(zhēng)力還是不足的。這也解釋了裝機(jī)量在不斷攀升、風(fēng)力發(fā)電在整個(gè)電力供應(yīng)中的比例卻一直未有突破的原因。

但也必須指出，我國(guó)現(xiàn)階段風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)規(guī)模之大，方法之粗放，加上可預(yù)見的未來風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷創(chuàng)新和突破，機(jī)組質(zhì)量和可靠性的提高，從業(yè)人員專業(yè)技術(shù)水平的提升等諸多方面，風(fēng)電還有很大可以進(jìn)步的空間。過去十年里，我國(guó)可再生能源行業(yè)飛速發(fā)展，陸上風(fēng)電的成本照比十年前已經(jīng)有了很大程度上的降低。但值得指出的是，我們看到更多的是從風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)價(jià)格上、以及其帶動(dòng)的龐大供應(yīng)鏈的材料成本下降，以及逐漸累積的項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)帶來的初始投資成本上的下降。當(dāng)風(fēng)電項(xiàng)目的開發(fā)向新的資源特性區(qū)域轉(zhuǎn)移、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組要適應(yīng)新的資源條件面臨技術(shù)層面的突破時(shí)，整個(gè)行業(yè)面臨的困局就變得尤為突出了。未來十年風(fēng)電在我國(guó)的發(fā)展不能單靠政策補(bǔ)貼刺激、也不能只靠產(chǎn)業(yè)鏈從上到下壓成本，而是一個(gè)人人都有份的有機(jī)整合。

項(xiàng)目審批、補(bǔ)貼制度的完善會(huì)帶動(dòng)資源價(jià)值的最大化利用。現(xiàn)階段風(fēng)資源的開發(fā)已大面積南移至內(nèi)陸省份、東南部及西南部地區(qū)，資源條件既不如三北地區(qū)優(yōu)越、地理?xiàng)l件又更為復(fù)雜，為了盡早拿到資源開發(fā)權(quán)，開發(fā)主體依賴于可研報(bào)告報(bào)批項(xiàng)目。而目前階段看到的可研報(bào)告所要求的對(duì)整個(gè)區(qū)域風(fēng)資源的理解、微觀選址和選型方案的比較、投資回報(bào)的估算等都相當(dāng)粗淺，甚至在很多設(shè)計(jì)單位都是套用現(xiàn)成的模板，可想而知，依據(jù)這樣的報(bào)告，會(huì)影響項(xiàng)目選址和選型，造成的是對(duì)投資收益的不確定性，更重要的是對(duì)資源利用的不充分。尤其在優(yōu)質(zhì)風(fēng)資源越來越稀少的今天，項(xiàng)目可行性的評(píng)估呼喚更精益化的手段和流程以保證對(duì)自然資源獲取的價(jià)值。

目前我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)前期對(duì)風(fēng)資源的粗放性觀測(cè)、采集、整理、校正，在向風(fēng)資源條件更貧乏、地理及氣象都更為復(fù)雜的中、東、南部地區(qū)轉(zhuǎn)移過程中，對(duì)開發(fā)質(zhì)量的影響尤為明顯。僅由于風(fēng)資源評(píng)估的不準(zhǔn)確對(duì)年發(fā)電量預(yù)期的影響就可在±1%，因此，更精益的風(fēng)資源觀察和評(píng)估預(yù)計(jì)可以帶動(dòng)度電成本下降達(dá)0.5~0.7分/度。

近年來，對(duì)于微觀選址模型的不斷修正、升級(jí)也成為對(duì)風(fēng)電行業(yè)投資的熱門。 GE的數(shù)字化風(fēng)場(chǎng)解決方案中就有對(duì)微觀選址模型的全新定義，利用數(shù)字雙胞胎技術(shù)，結(jié)合模塊化風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)，從微觀選址方案上的改進(jìn)就可達(dá)到提升高達(dá)5%整場(chǎng)發(fā)電量的效果。我們有足夠的理由期待在數(shù)據(jù)分析技術(shù)飛速進(jìn)步的未來十年里，微觀選址模型也將迎來它的自我超越，除了模擬更接近真實(shí)場(chǎng)景，還可以自學(xué)習(xí)優(yōu)化方案，為風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)帶來0.5~1.5%的額外收益。配合微觀選址模型的不斷優(yōu)化，風(fēng)機(jī)選型最終是為了達(dá)到整場(chǎng)發(fā)電能力的最優(yōu)化，對(duì)于開發(fā)經(jīng)驗(yàn)相對(duì)成熟的平坦地形區(qū)域，優(yōu)化的選型策略可帶來的發(fā)電量都有望提升2%，對(duì)于復(fù)雜地形區(qū)域更是有5%的發(fā)電量提升空間，預(yù)計(jì)其帶動(dòng)的度電成本下降空間可達(dá)3.1~7.0分/度。

過去的十年里，風(fēng)電領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和研究成果已經(jīng)很鮮明的體現(xiàn)在了風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代和其度電成本的走勢(shì)上，甚至可以說度電成本的競(jìng)爭(zhēng)力很大程度上依賴于技術(shù)進(jìn)步。未來的十年，我們可以預(yù)見到的風(fēng)電領(lǐng)域的技術(shù)投入將比過去十年的兩倍還多。簡(jiǎn)單提及幾個(gè)我們看好的能帶來顯著度電成本下降的技術(shù)領(lǐng)域– 更長(zhǎng)更輕的葉片、模塊化葉片、3D打印的應(yīng)用、ecoROTR導(dǎo)流罩、柔性塔、空間框架塔、一體化傳動(dòng)鏈 、碳化硅變頻器、激光測(cè)風(fēng)、控制技術(shù)的生機(jī)等。除了上述提到的研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用將對(duì)未來十年風(fēng)電技術(shù)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，前沿技術(shù)的儲(chǔ)備和基礎(chǔ)學(xué)科研究的投入也將帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。未來的十年，由于技術(shù)的進(jìn)步和突破使得更多的風(fēng)資源可以被高效的利用起來，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)于風(fēng)能轉(zhuǎn)化的效率也得到提升，即使某些新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用在初期內(nèi)會(huì)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的投資成本帶來一次性提升，但是在項(xiàng)目生命周期里，它帶動(dòng)了預(yù)計(jì)5~6.7分/度的度電成本下降。

很多關(guān)于風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)的討論中最后都會(huì)繞到如何降低運(yùn)維成本上，但事實(shí)上就是在運(yùn)維上多投入才能有效帶動(dòng)生命周期內(nèi)的度電成本下降，三個(gè)特別要強(qiáng)調(diào)的方面，從業(yè)人員的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn)，在保證其設(shè)計(jì)使用壽命和安全的前提下“量身定制”的升級(jí)改造，不能無序地給風(fēng)機(jī)“加碼”，以及數(shù)字化精益管理。

與能源結(jié)構(gòu)改革相呼應(yīng)的輸配電改革、需求側(cè)改革、電力交易等會(huì)加速其適應(yīng)能源的市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)。電網(wǎng)的運(yùn)行和調(diào)度是涉及能源安全和能效提升非常重要的一環(huán)，也是可再生能源在未來發(fā)展的保證。隨著電力交易透明化、市場(chǎng)化進(jìn)程，運(yùn)行機(jī)制的完善，輔助服務(wù)市場(chǎng)的建立和完善，傳統(tǒng)能源電廠調(diào)峰能力的提升，靈活調(diào)節(jié)電源的增加(如燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組等)，儲(chǔ)能技術(shù)的成熟，需求側(cè)響應(yīng)的發(fā)展，電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化對(duì)風(fēng)電度電成本的影響鮮明可見，預(yù)計(jì)2025年由全新的電力調(diào)度技術(shù)和行為帶來的度電成本下降空間可達(dá)2.5~2.9分/度。

真正的數(shù)字化工業(yè)時(shí)代應(yīng)該說還沒有到來，但也指日可待。GE是業(yè)界最早提出數(shù)字化風(fēng)場(chǎng)的概念的公司之一。就風(fēng)電行業(yè)來講，它將從根本上改變風(fēng)電場(chǎng)從資源評(píng)估、選址選型對(duì)于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)判斷的依賴程度和對(duì)現(xiàn)有軟件模擬的局限性，在地形復(fù)雜、風(fēng)機(jī)機(jī)組型號(hào)/塔高混合排布、尾流影響較為突出的風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，可以幫助提升高達(dá)10%的發(fā)電量。數(shù)字化風(fēng)場(chǎng)在運(yùn)行管理上也提升了排除故障的準(zhǔn)確程度和時(shí)效性，更精確的預(yù)測(cè)發(fā)電能力、高效參與電力交易，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)潛在發(fā)電能力的判斷和方案也將更定制化。在帶來1~3%可預(yù)見的發(fā)電能力提升時(shí)，將非計(jì)劃?rùn)z修變成計(jì)劃?rùn)z修提升1%的可利用率，同時(shí)節(jié)省近10%的維護(hù)成本。未來的十年，數(shù)字化工業(yè)必將在風(fēng)電行業(yè)大展拳腳，保守的估計(jì)，可以預(yù)見其帶來的度電成本下降空間達(dá)1.7~1.9分/度。

在風(fēng)電場(chǎng)生命周期平準(zhǔn)化度電成本的討論中，財(cái)務(wù)成本也占有相當(dāng)重要的比重。比如長(zhǎng)期貸款利率下降1%，可直接影響度電成本近3%的降幅。雖然我們很難預(yù)見未來十年整個(gè)金融資本市場(chǎng)的波動(dòng)和融資成本的漲落，可以肯定的是，可再生能源領(lǐng)域的發(fā)展勢(shì)頭和大趨勢(shì)可以增強(qiáng)更多民間資本的投資信心。而我國(guó)相對(duì)穩(wěn)定的可再生能源扶持政策也有助于降低投資風(fēng)險(xiǎn)和融資成本。其實(shí)各國(guó)迫于可再生能源補(bǔ)貼力度的日益萎縮，在不斷從技術(shù)、管理水平上尋找度電成本突破的同時(shí)，也在積極探索全新的商業(yè)模式，共享風(fēng)電場(chǎng)的投資成本和風(fēng)險(xiǎn)，以分擔(dān)其財(cái)務(wù)的壓力，比如綠色發(fā)電證書、碳指標(biāo)等機(jī)制的引入，和全新金融手段、商業(yè)模式的創(chuàng)新，保守估計(jì)會(huì)為風(fēng)電的度電成本帶來0.9~1.1分/度的下降空間。

綜上，我們對(duì)2025年我國(guó)陸上風(fēng)電的度電成本作出了大膽預(yù)測(cè)，平坦地形區(qū)域的度電成本下降空間預(yù)計(jì)可達(dá)0.13-0.21元/度。 復(fù)雜地形區(qū)域的度電成本隨著開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的累積，下降空間更為豐厚，預(yù)計(jì)可達(dá)0.19-0.25元/度。而這一切的實(shí)現(xiàn)，既需要決策者從宏觀層面的調(diào)控到具體執(zhí)行細(xì)則的梳理，也需要產(chǎn)業(yè)鏈從上游到下游的參與方深刻認(rèn)知風(fēng)電投資、成本與回報(bào)之間的復(fù)雜關(guān)系，持續(xù)投入在基礎(chǔ)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用、服務(wù)精益化和人員培養(yǎng)上，更需要電力消費(fèi)者對(duì)可再生能源其社會(huì)價(jià)值的認(rèn)可。

中國(guó)的風(fēng)電時(shí)代不是等風(fēng)來，而是需要我們每一個(gè)將情懷、夢(mèng)想、汗水、智慧都傾灑在這里的從業(yè)人員共同創(chuàng)造出來的。具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的風(fēng)電時(shí)代不再只是一個(gè)愿望，我們有理由也有途徑使之成為現(xiàn)實(shí)。感謝過去十年技術(shù)的進(jìn)步成就了如今的能源世界，讓我們抓住機(jī)遇、攜手合作、釋放無限能源，在未來的十年創(chuàng)造屬于我們的風(fēng)電時(shí)代。