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5.4 离岸风电总装机成本
离岸风电机组成本占总装机成本的30-50%左右,地基占了很大一部分,海风的位置也会显著提高成本,还有并网所需的海底电缆铺设和端口的建设。海洋环境会给设备维护增加额外的费用,减少计划外维护干预可形成有效益的增量投资。虽然运维成本较高,但离岸风电发电能力比陆上风电要高,特别是在欧洲。
2016年,全球离岸风电累计装机容量为14GW,占总风电装机容量的3%。2013-2016年,年新增容量超过2GW,在欧洲回暖较为显著。
自2009年以来,大多数项目选址水深大于15米,离港距离20-80千米。2016年在欧洲并网的连风电项目平均规模为380MW,水深大多29米,离港44千米。这一时期也开始使用了更大的风机及转子,还有增加轮毂高度,制造商也为匹配开发环境而进行专门化设计。
风机和叶片设计的改进提高了离岸运营能力及容量因子,使得开发商为寻求更好的资源而进一步踏入更远的水区。大型的风力发电机组也能有效的减少装机成本并摊销项目开发成本,这得益于其更大的功率容量。而风机工业标准的提高和制造过程工业化的改进也进一步削减了成本,安装方法和海上施工船舶也变得更加高效和精密,进一步降低了成本并减少了安装时间。
图5.9 离岸风电项目的水深和离港距离演变,2001-2017年
2001-2010年间,大多数离岸风电的风机为2-3.6MW。2011年后,技术提升使得功率提升到3.6-6.15MW。2011年后的项目规模也上升了,欧洲离岸风电在2011年时规模在200MW,2016年后则增加到了380MW。这做大了规模经济、提高了供应链竞争水平并提供了运维的额外收入。
图5.10显示了离岸风电总装机成本的演变趋势。装机成本在2012-2013年间达到顶峰,此时段的更好的风力资源接收能力缓和了总装机成本的增长(2012-2013年则是平准化电力成本的增加)。2010-2016年间,全球加权平均装机成本增加了4%,即从4430美元/千瓦到4487美元/千瓦。
图5.10 已建的和在建的离岸风电总投资费用,2000-2018年
2016年,欧洲的离岸风电平均装机成本略高于全球平均水平,为4697美元/千瓦。风机转子和机舱占总装机费用的38%,建设和安装为19%,支持结构和地基占18%,并网和输电费用占13%,风机塔占6%,项目开发和阵列占3%。由于离岸运营和海洋环境使得地基占了非常显著的一部分,然而这一份额会受到个别项目情况而有所不同,如水深、海床条件、风机负荷、转子和机舱重量、转子速度等。
5.5 容量因子
风电项目的容量因子由风资源的质量和技术来决定的。由之前说明的技术趋势可以看出,全球容量因子稳定走高,各地区市场有显著差别,这一系列因素包括轮毂的平均高度、风机额定功率、转子直径等。2017年,新增离岸风电项目的加权平均容量因子达42%,但项目数量较低且逐年新增项目变化较大。
图5.11 陆上风电和离岸风电的全球加权平均容量因子走势,1983-2017年
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