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透过风机、海缆、升压站、安装等设备看海上风电成本构成和价格趋势

北极星风力发电网  来源:科技展望    2017/12/25 9:22:55  我要投稿  

北极星风力发电网讯:截止2016年,中国海上风电累计装机达163万千瓦,仅2016年就增加了59万千瓦,同比增长64%,《风电发展“十三五”规划》明确要求,海上风电到2020年累计装机达500万千瓦,开工装机达1000万千瓦。

中国海上风电经过一段时间的发展,已经初步形成海上风电场开发、设备制造、工程设计、施工及运行维护的全产业链,随着“十三五”期间大规模海上风电场的开发建设,中国海上风电投资成本将会有进一步的下降。

与陆地风电相比,海上风能资源丰富、风电场靠近能源负荷中心、海面可利用面积广阔,不存在土地占用等优势,因此海上风电开发利用受到越来越多国家的重视。我国海岸线漫长,海上资源十分丰富,发展海上风电是中国实现国家能源结构调整的有效保障。海上风电开发建设成本较高,降本增效将是整个海上风电良性发展的必然选择。

本文重点介绍中国海上风电成本构成、与陆上风电成本差异以及成本变化趋势,通过对设备购置费中风电机组、海缆、海上升压站,建安费用中施工、安装等费用的测算,明确海上风电成本控制的关键点。

海上风电发展现状

自1991年全球第一座海上风电场Vindeby风电场项目在丹麦开始运行以来,欧洲海上风电发展已经走过了25余年,已经形成了从海上风电开发、装备制造、勘测设计、安装施工以及运行维护完整的产业链,据英国皇家财产局编制的《成本下降监测框架》(CRMF)显示,随着技术的进步,规模效应的显现,预计到2025年欧洲海上风电投资成本将在2015年的基础上下降35%-40%,海上风电逐步成为欧洲主要国家未来新能源开发的重点之一。

2010年6月8日,亚洲第一个海上风电项目,上海东海大桥风电项目的34台3MW海上风电机组调试完毕,全部并网投入运行。以“欧洲以外第一个海上风电场”为标志,中国风电迈开了向海上开发风电的步伐。

随着大规模的海上风电场的开发、建设、运行和维护,国内海上风电场设备制造、工程设计、施工及运行维护等水平均得到了较大提升,中国海上风电行业标准体系也将进一步的完善。

随着对海上风电更深的认识、大容量海上风电机组的国产化、批量化、施工设备以及安装工艺的提高,国内海上风电电价的下降压力,国内海上风电场建设成本必将会进一步下降。

海上风电成本构成

根据在全国各个沿海省份实际开展的项目,分析各个区域海上风电项目造价,总体上来说海上风电项目单位千瓦造价均比较高。(根据海上风电项目周期,本文成本分析主要考虑项目开发建设阶段投资费用)

海上风电场成本主要由以下几个部分构成:设备购置费、建安费用、其它费用、利息。各部分占总成本的比例不同,对总成本的影响也不尽相同。

01设备购置费

现阶段设备购置费(不含集电线路海缆)约占工程成本的50%,对成本的影响较大。其中,风电机组及塔筒约占设备费用的85%,单位千瓦成本约7500~8500元/千瓦,对整体设备费用的影响较大;送出海缆约占设备费用的5%,单位千瓦成本约500元/千瓦;相关电气设备约占设备费用的10%,单位千瓦成本约1000元/千瓦。

02建安费用

建安费用约占总成本的35%,单位千瓦成本约6000~7000元/kW。当前海上风电已竣工的风电场项目相对数量少、规模小,相应船机设备不成熟,施工队伍较为单一,施工经验不足,造成建设成本较高,加上海上施工条件复杂、施工难度大,施工所需的关键装备(如海上风电机组基础打桩、风电机组吊装等)专业可用的大型船机设备较少,船班费用高昂,相对陆上风电,海上风电的建安费用占总成本的比重大。

03其它费用

其它费用包括项目用海用地费、项目建管费、生产准备费等,占总成本约10%,单位千瓦成本约1600~1900元/千瓦。

由于海洋资源的紧缺、人工工资提高、前期工作周期加长等原因,其它费用总体将略有上涨,特别是用海养殖补偿、海域生态修复等费用上涨较为明显;但随着海上风电开发数量的增加,项目开发建设经验的积累,业主对自身项目管理水平也将提升,将抵消部分这些上涨因数。即使其它费用下降10%,总成本下降不到1%,影响相对有限。

04利息

利息与风电场建设周期及利率相关,占总成本约5%。随着海上风电施工技术的不断进步,特别是关键项目工期的缩短,利息将有一定程度的下降。至于利率,属政策性费用,主要在国家调节宏观经济时才变动。总体而言,利息对风电场成本的影响有较大不确定性。

海上风电场成本构成示意图

与陆上风电成本差异

目前,海上风电成本基本是陆上风电成本的两倍。下文将从项目前期、项目建设期以及项目运行期的全生命周期进行海上和陆上风电成本比较。

项目前期

海上风电场的前期工作时间相对较长,需要协调的部门较多,主要包括海洋、海事等,需要取得的支持性文件多,海域、通航、海洋环评等。相比于陆上,项目前期工作费用较高。

项目建设期

相比于陆上风电场,海上风电项目建设中,设备费用和施工安装费用均有显著增加。设备费用中,海上风电机组千瓦价格约是陆上风电机组的2倍、海缆以及海上升压站等电气设备价格均比陆上风电场高出较多;施工安装费用中,由于海上施工条件差,施工难度高,风机基础、风机安装等费用远远超出陆上风电场费用。

项目运行期

海上风电场需要维护的设备主要包括风电机组设备、升压站设备及平台、海缆等。但海上风电场一般离岸距离较远,加上台风、风暴潮等天气引起的大浪等不利海况条件,可到达性较差,风电机组运行维护较困难,维护成本很高。

目前根据项目设备在寿命期可靠性逐渐下降的特点,修理费率分阶段考虑,一般建设期及质保期取固定资产价值的0.5%,并以(5~10)年为一个时间段,逐级提高修理费率至3.0%。根据欧洲海上风电场运行、维护经验,风电场运行维护工作量约为同等规模陆上风电场的2~4倍,运行维护工作量较大,难度较高。

海上陆上风电场对比分析说明如下:

1前期工作

内容:协调部门多(海洋、海事、军事等)、支持性文件多(海域、通航、海洋环评等)

相比于陆上风电场特点:

(1)工作周期长,协调难度大;

(2)海域使用、养殖补偿以及资源保护修复等费用高(增长的趋势)。

说明:

(1)时间成本不可控;

(2)常规30万海上项目,海洋生态修复费用约3000万;涉及养殖的场址,渔业补偿费用十分高。

2风电机组

内容:大容量海上风电机组,国内处于样机阶段,国外有成熟机型。

相比于陆上风电场特点:

(1)海上风机所处环境恶劣,国内风机厂家没有多年运行经验,风险大;

(2)可选风机较少。

说明:

(1)国内海上风机单位千瓦造价约8000元,陆上约4000元,基本是2倍的关系:(2)国外进口机组单位千瓦造价超12000元。

3风机基础

内容:基础设计、现场施工难度很大。

相比于陆上风电场特点:

(1)基础设计考虑的边界条件增多;

(2)海上施工对船机设备、工程经验的要求高;

(3)基础施工周期长。

说明:

(1)单个海上风机基础造价达1300~2000万元不等;

(2)陆上基础单个1、2百万的费用,海上基础造价增加较为明显。

4风机安装

内容:需要专业码头、大型船机设备等来完成整个海上风机的安装。

相比于陆上风电场特点:

(1)码头租赁费用高;

(2)大型安装船机设备少,费用高;

(3)安装环境恶劣,安装窗口期短。

说明:

(1)码头租赁费用较高,几千万不等;

(2)海上风机安装一台约450万元,陆上一台约30万元。

5海缆

内容:海上环境恶劣,对海缆的制作工艺、运输安装、后期维护等要求高。

相比于陆上风电场特点:

(1)海缆厂家相比于陆缆厂家可选性少;

(2)海缆施工难度较大,需要专业的敷缆单位来完成;

(3)后期维护费用较高。

说明:

(1)35kV海缆单公里费用在70~150万元(考虑不同截面),220kV海缆单公里费用在400万元;

(2)陆缆单公里费用约25~70万元,电缆投资增加较多。

6海上升压站

内容:

(1)防腐要求高;

(2)要求设计更为紧凑,面积小。

相比于陆上风电场特点:

(1)需要选择高可靠性,免维护的电气设备;

(2)需要大型船机设备完成升压站基础以及电气设备安装,费用高。

说明:

(1)海上升压站基础施工、安装费用约8000万元;

(2)考虑到防腐、免维护等要求,海上升压站电气设备增加费用约1500万元。

7运行维护

内容:

(1)定期或者不定期对海上风机、升压平台的保养;

(2)对故障需要检修、一些设备需要更换等。

相比于陆上风电场特点:

(1)交通工具费用高,需要专业的运维船;

(2)可达性差;

(3)如遇大设备更换,船机设备租赁高。

说明:根据目前国内已建成的海上风电场运维情况来看,海上运维工作量是陆上的2~4倍,费用要超出陆上很多。

海上风电价格趋势

主机价格

随着国内一批海上风电场陆续建成投产,国内独资、合资风电设备厂家已具备批量生产的能力,截止2016年,累计装机容量达到15万千瓦以上的机组制造商就有上海电气、远景能源、华锐风电、金风科技四家,剩下的湘电、明阳、东汽等制造商也均有小批量生产或者样机。

《风电发展“十三五”规划》中明确规定到2020年海上风电并网装机容量达到500万千瓦,开工规模达到1000万千瓦,将给风机厂家带来可预期的大市场。收集近一年来国内部分海上风电场的风电机组投标价格,风机价格已有一定程度的降低,随着介入海上风电的风机制造商越来越多,海上风机的批量化生产,海上风电机组设备单位千瓦价格将会有1000~2000元的下降空间。

海缆价格

目前35kV中压海底电缆在国内均属于比较成熟的产品,各大、中型电缆生产厂家,中天科技、宁波东方、青岛汉缆、江苏亨通等企业均有实力生产,其市场价格相对稳定。

随着整个海上风电以及相关海上项目的发展,国内大截面高压海缆制造能力的提高,近5年的海缆价格已有一个明显的下降趋势,220kV高压海底电缆从每公里700万元下降到400万元,根据目前整个行业的调研情况,海缆价格有望进一步下降。

建安费用

目前越来越多的大型施工企业进驻海上风电施工安装领域,可用于海上施工安装的大型船机设备数量大幅度增加,海上风电施工设备及安装能力不断提升,部分施工企业已经有一定的海上风电施工经验,根据目前调研情况,中交一航局、中交三航局、龙源振华在海上风电行业内处于领先地位,拥有的资源较多,业绩突出,中交四航局、中铁大桥局、华电重工等企业也拥有一定的施工设备及经验。

随着“十三五”期间国内大批量海上风电的建设以及越来越多有实力的施工企业的介入,海上施工安装成本应该会有一个较为明显的下降。通过上海、江苏以及福建区域等海上风电场建设,随着施工企业的施工技术成熟、建设规模扩大化、基础形式多样化、设计方案稳定化、施工船机专业化等,建设成本有望降低10%~15%。

结论

通过一批海上示范项目、特许权项目的开发、建设,中国海上风电的全产业链已经初步形成,海上风电建设成本已经有了一定程度的下降。

总结当前中国各个区域海上风电项目造价,总体上来说海上风电项目单位千瓦造价均比较高,通过分析成本中设备购置费、建安费用、其它费用、利息中各细项费用的权重,明确海上风电成本控制的关键点。

总的来说,随着“十三五”期间国内大批量海上风电的建设,海上风电成本中风机、海缆、施工安装等成本将会有显著的下降,海上风电总体造价下降是可以预期的。

原标题:透过风机、海缆、升压站、安装等设备看海上风电成本构成和价格趋势

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