我國風電項目平準化電力成本研究

文 | 馬小萍，萬宇婷

隨著我國風電行業競價上網政策的實施，傳統的內部收益率（IRR）、凈現值（NPV）等財務指標已經難以適用于風電場的前期經濟評價。平準化電力成本（LCOE）的應用將越來越廣泛，但該指標在國內尚缺乏統一的計算模型。本文將結合國內風電項目的實際情況構建LCOE模型，詳細分析模型中的成本構成，并分析不同的折現時點對LCOE的影響，為我國風電項目經濟評價提供依據。

競價上網使LCOE成為重要評價指標

無論是國內還是國外，風電產業的發展都在一定程度上依賴于政策支持。在風電發展較為成熟的國家，一般都會有強有力的政策支持，而電價政策也是推動其發展的重要組成部分。在這些國家，風電價格政策往往形式多樣、互相支撐，具有一定的靈活性。上網電價的“不固定”或者是未來補貼的“不固定”導致了在對國外風電項目進行前期經濟性評價時無法預測未來現金流，也就造成無法計算IRR和NPV，從而使得在國外風電項目前期經評時LCOE的應用十分廣泛。

在我國，從1986年至今風電上網電價經歷了六個不同的發展階段。在2018年5月18日之前，我國風電項目執行的是按照政策規定相對固定的上網電價，在進行經濟性評價時更加關注IRR、NPV、投資回收期（Pt）等指標。而隨著2018年國家能源局《關于2018年度風電建設管理有關要求的通知》的發布，從2019年起，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電價，上述經濟性評價指標已難以用來評價風電項目前期的競爭力。在競價政策下，LCOE在我國的應用也將越來越廣泛。LCOE是基于全生命周期的角度對風電項目進行經濟性評價，可以用來進行風電場可研時的機型比選、也能夠用來評價不同風電場的競爭力情況。隨著我國風電競價上網的不斷推行，未來該指標還可以用于風電與其他發電技術的綜合競爭力分析。

我國風電項目LCOE模型成本構成

一、項目融資前的LCOE模型成本分析

從風電項目的全生命周期考量，項目融資前LCOE的成本構成主要包含項目靜態初始投資與風電場運行維護成本兩部分。

平準化電力成本是指在風電場全生命周期內，建設以及運營風電項目單位千瓦時的成本。目前，較常見的LCOE計算公式如下：

式中，CAPEX為項目的靜態初始投資，包括設備及安裝工程費用、建筑工程費用、其他費用等；OPEX為項目的運營成本，包括工資及福利費用、修理維護費用、材料費用、保險費用及其他費用等；AEP為風電項目年發電量；N為風電項目運營壽命；n為項目運行年份（1,2,3 ,…, n）；r為折現率。

由公式（1）可知，影響LCOE的主要因素為風電項目全生命周期的成本和發電量。其中，風電項目全生命周期成本又可以分解為項目靜態初始投資和項目運營成本兩個大的方面（見圖1）。公式（1）已經包含了影響LCOE的三大因素，但是該公式并不能直接適用于我國風電項目。由于我國風電項目可以享有固定資產增值稅抵扣的優惠政策，在LCOE建模時還需要考慮固定資產增值稅抵扣的影響。此外，回收資產殘值的影響也應該被考慮在LOCE建模中。以上兩個因素都會對風電項目全生命周期的成本產生影響，在計算LCOE時應予以考慮，所以可以對LCOE的計算公式作第一次修正：

公式（2）中， VAT為固定資產增值稅抵扣額；Tvat為固定資產增值稅抵扣年限；V為回收資產殘值。在公式（2）中，對由固定資產增值稅抵扣部分予以扣除。此外，還考慮了回收資產殘值回收部分。對比公式（1），公式（2）對項目全生命周期的成本考慮更加合理。

二、項目融資后的LCOE模型成本分析

我國風電項目目前常用的融資方案為債務融資，在考慮融資后，構建LCOE模型需要考慮融資成本：即項目初始投資時要考慮建設期利息，在運營期付現成本中需要考慮財務費用。

公式（3）中， CAPEX為項目的初始投資，包括設備及安裝工程費用、建筑工程費用、其他費用及建設期利息等；OPEX為項目運營期的付現成本，包括工資及福利費用、修理維護費用、材料費用、保險費用、財務費用及其他費用等；AEP為風電項目年發電量；N為風電項目運營壽命；n為項目運行年份（1,2,3 ,…, n）；r為折現率；VAT為固定資產增值稅抵扣額；Tvat為固定資產增值稅抵扣年限；V為回收資產殘值。由于風電項目初始投資金額較大，大部分風電場項目均需要進行債務融資。在本文的分析中，將采用融資后的LCOE模型進行分析。

不同計算時點對LCOE的影響

在上文中，雖然已經對LCOE公式作了修正，公式（3）關于成本構成考慮已經更為合理。但是，該公式仍然忽略了建設期計算時點的問題，在平準化過程中，CAPEX和公式中其余指標的計算選取年限并不統一，相差了建設周期的時長。

在我國，目前容量為50MW的風電場，一般需要一年的建設期。容量更大的風電場則需要更長的建設周期，比如：容量600MW的風電場建設周期為兩年。目前，按照我國風電場建設的實際情況以及工程經濟學中的假設，投資發生在建設期期初，而銷售收入、經營成本與殘值回收發生在運營期的期末。如直接依據公式（3）進行計算，則存在項目初始投資在建設期期初計算、而其余的所有指標均折現至運營期期初計算的問題，各個參數的計算年限并不統一。而且，在涉及一年以上建設期的情形下，若初始投資分年支付，則也需要對不同年限的投資進行平準化，不能在建設期初用總初始投資一概而論。因此，在式（3）的基礎上，LCOE公式還需要作進一步修正。

假定某風電項目年初開工建設，關于LCOE的計算時點可以有以下兩個選擇：（1）LCOE計算時點選為建設期期初；（2）LCOE計算時點選為首個運營期期末。在兩種不同的情形下，需要對LCOE計算公式予以不同的修訂：

（1）LCOE計算時點選為建設期初：

式中， T為建設周期，t為建設年份（1,2,3 ,…, t）；其他符號的意義同式（3）。

（2）LCOE計算時點選為首個運營期期末：

式中， T為建設周期，t為建設年份（1,2,3 ,…, t）；其他符號的意義同式（3）。

兩種情形下，LCOE結果并不統一，每個模型具有各自的應用范圍。公式（4）適用于風電場可研時的機型比選，也可以用來評價不同風電場的競爭力情況，還可以應用于不同發電技術的綜合競爭力分析。公式（5）除了上述應用之外，在我國當前風電競價上網的政策下，也具有比較強的實用性：應用公式（5）計算的LCOE可以與上網電價相比較，以評價項目的盈利情況。

圖1 風電項目LCOE成本構成

風電項目LCOE算例分析

內蒙古B風電基地風電場年平均風速6.5m/s，空氣密度約1.11kg/m3。項目總裝機容量為600MW，共有風電機組240臺，單機容量為2.5MW，選用直驅永磁發電機組，建設期為2年。

一、B風電基地項目CAPEX分析

B風電基地項目靜態投資及建設期利息合計327693.06萬元，具體投資成本數據見表1。

根據B風電基地的實際項目情況，固定資產折舊方法采用直線折舊法，折舊年限為20年，殘值率為5%。無形資產攤銷按照50年。經過計算，該項目固定資產年平均折舊費為13370萬元，無形資產攤銷費年均120萬元，回收資產殘值為17674萬元。按照固定資產增值稅抵扣政策，該項目固定資產增值稅總額40211萬元，7年抵扣完畢。

二、B風電基地項目OPEX分析

OPEX為項目的運營付現成本，包括風電場全生命周期內每年的人員工資及福利費用、修理維護費用、材料費用、保險費用、財務費用及其他費用等。根據該項目的實際情況，風電場人員的工資每年按照5%增長率計算。風電基地的機組修理維護費用、材料費用和保險費用等合計約為平均每年80元/千瓦（含通貨膨脹）。財務費用按現行貸款政策計算。

三、B風電基地項目AEP分析

B風電基地風電機組共計240臺，單機容量為2.5MW，預計每臺機組的年平均利用小時數為2968小時。

四、B風電基地項目LCOE分析

折現率取行業基準值，根據上文中的風電項目平準化電力成本模型計算，B風電基地在折現時點分別為建設期期初、首個運營期期末時所對應的LCOE分別為0.2712元/千瓦時、0.2669元/千瓦時。

攝影：唐明剛

表1 B風電基地總靜態投資及建設期利息

選擇不同的時點進行計算分析，LCOE結果并不統一。我國風電項目在進行經濟性評價時選用LCOE指標作為評價標準還較少，計算時所選取參數以及折現時點也可能不相同，這些因素會導致同一風電項目的LCOE結果并不統一，分析LCOE時不僅要注意選取參數的一致性，也要明確計算的折現時點。希望本文能對規范我國風電項目LCOE計算起到一定作用。

結論

不同的計算時點具有不同的應用范圍：在起始年限選擇為建設期初時的LCOE可以適用于風電場可研時的機型比選，評價不同風電場的競爭力情況，還可以應用于不同發電技術的綜合競爭力分析。計算時點選擇為首個運營期末時的LCOE除了上述應用之外，在我國當前風電競價上網的政策下，也具有比較強的實用性：時點選擇為首個運營期末時的LCOE可以與上網電價相比較，以評價項目的盈利情況。