海上風電成本及敏感性分析

可再生能源在自然界可循環再生，是取之不盡、用之不竭的能源。全球風電場建設已出現從陸地向海洋發展的趨勢。與陸地風電相比，海上風電具有不占地、風速高、沙塵少、電量大、運行穩定以及粉塵零排放等優勢；與此同時，沿海區域經濟發達，地區用電量高，因此可以實現就近消納，降低輸送成本，海上風電的發展潛力巨大。

目前我國海上風電已發展一段時間，在國家政策的支持下，已經初步形成海上風電上下游產業鏈。但由于海上風電建設條件復雜、對風力發電機組等風電場設備要求高等因素，海上風電建設成本較高。與此同時，海上風電建設周期長、投資大，建設不確定因素多，項目投資方往往關注風電場建設成本以及因不確定因素導致的風電場收益率變化。

本文從海上風電成本以及單因素敏感性兩方面系統分析海上風電成本組成和投資、利率、電價及發電量變化對項目收益率的影響情況，避免因不確定因素變化導致投資增加、收益率降低等問題。與此同時，根據敏感性分析，準確把握各不確定因素對項目收益的影響程度，能夠更好地從容應對不確定因素變化等問題。

圖1 海上風電成本及敏感性分析流程圖

圖2 海上風電場建設成本構成圖

海上風電成本

一、海上風電建設成本分析

海上風電場建設成本主要由以下幾個部分構成：設備及安裝工程費用、建筑工程費用、施工輔助工程費用、其他費用、基本預備費和建設期利息。各部分占總成本的比例不同，對總成本的影響也不盡相同。海上風電場各部分建設成本構成比例如圖2所示。

（一）設備及安裝工程費用

設備及安裝費主要包括由風電場設備及安裝工程、升壓變電站設備及安裝工程、登陸海纜工程、控制保護設備與安裝工程及其他設備與安裝工程產生的費用。根據不同海上風電場造價統計，設備及安裝費約占工程成本的60%，對成本的影響較大。其中，風電機組的造價是影響海上風電場造價的主要部分。考慮臺風、海上防腐等技術要求，對風電機組提出更高的可靠性要求；升壓站相關電氣設備、高壓海纜及其他設備安裝也影響設備及安裝工程總成本。

（二）建筑工程費用

建筑工程費用包括風電場工程、升壓變電站工程、房屋建筑工程、交通工程和其他工程的費用。風電場的建設區域對風電場的造價有直接的影響，相對于潮間帶風電場，中、深海域風電成本較高，主要是由隨著海水深度的增加，支撐結構和安裝費用會有明顯上漲等原因造成的。在不同的風電場，風電機組基礎的造價受到海水深度和基礎形式的影響會有明顯的差別。海水深度直接影響風電機組基礎的體積和重量；深度變化越大，造價成本就越高。

（三）施工輔助工程費用

施工輔助工程費用包括施工交通工程、大型船舶（機械）進出場、風電設備組（安）裝場工程、施工圍堰工程、施工供電及供水工程、特殊專用工器具和其他施工輔助工程的費用。

（四）其他費用

其他費用包含項目建設用海用地費、項目建管費、生產準備費等。由于受海洋資源緊缺、人工工資提高、前期工作周期加長、用海養殖補償費增加、海域生態修復費投入加大等因素影響，使得其他費用存在不確定性。

（五） 基本預備費

基本預備費按照費率取值，海上風電一般取3%至5%，基本預備費約占工程成本的3%。

（六）建設期利息

建設期利息與風電場建設周期及利率相關，約占總成本4%。影響建設期利息的包括項目工期和利率變化。利率為國家調節宏觀經濟時才變動，因此利率對風電場成本的影響有一定的不確定性。

二、海上風電運行成本分析

目前海上風電運行成本由維修費、員工工資及福利、保險費、材料費以及其他費用構成，各部分所占比例如圖3所示。

海上風電運維成本與風電場規模、離岸距離、海洋水文條件等因素相關。隨著離岸距離的增加，水深越深，風電機組運維難度越大，同時交通成本也會增加，從而增加風電場運維成本。

財務指標

一、盈利能力分析

（一）財務內部收益率（FIRR ）

財務內部收益率是指項目壽命期內各年凈現金流量的現值之和等于0的折現率。它反映投資項目的實際投資收益水平，本文收益率均指所得稅后。財務內部收益率表達式為：

式中，FNPV為財務凈現值，i為財務內部收益率，（CI－CO）t為技術方案第t年的凈現金流量，n為技術方案計算期。

（二）財務凈現值（FNPV ）

財務凈現值指按行業基準收益率，將項目壽命期內各年的凈現金流量折現到建設期初的現值之和，其表達式為：

式中，ic為基準收益率。

二、敏感性分析

敏感性分析指在技術方案確定性分析的基礎上，通過進一步分析、預測主要不確定因素的變化對技術方案經濟效果評價指標（如財務內部率、財務凈現值等）的影響，從中找出敏感因素，確定評價指標對該因素的敏感程度和技術方案對其變化的承受能力。敏感性分析有單因素敏感性分析和多因素敏感性分析兩種。

多因素敏感性分析是假設兩個或兩個以上互相獨立的不確定因素同時變化時，分析變化的因素對經濟效果評價指標的影響程度和敏感程度。

單因素敏感性分析是基于單一不確定因素變化對技術方案經濟效果的影響進行的分析，假設各個不確定性因素之間相互獨立，每次只考察一個因素變動，其他因素保持不變，分析這個可變因素對經濟效果評價指標的影響程度和敏感程度。為了找出關鍵的敏感性因素，通常只進行單因素敏感性分析，本文所作的分析也為單因素敏感性分析。

圖3 海上風電場運行成本構成圖

案例分析

一、財務分析邊界條件

根據以上對海上風電場建設成本及運行成本分析，按照現行財稅政策對不同建設條件下海上風電場工程作單因素敏感性分析。項目規模為200MW，總投資中資本金占30%，其余采用國內商業銀行貸款，貸款期20年，年利率為4.9%，增值稅稅率為17%（即征即退50%），所得稅稅率為25%，并考慮增值稅抵扣，電價為0.85元/千瓦時（含增值稅）。

表1 財務評價邊界條件

表2 投資變化對收益率影響成果表

表3 利率對資本金財務內部收益率的影響

二、敏感性分析

海上風電敏感因素包含發電量、電價、利率和投資等，其中發電量常常受機組穩定性、風能資源影響。作為影響海上風電收益的主要因素，目前，我國海上風電電價執行標桿電價政策，隨著國家相關政策出臺，風電逐步實現競價上網，因此電價將對項目收益率帶來不確定性。

海上風電項目一般建設周期較長，因而影響貸款還息，增加項目建設成本，投資以及項目貸款利率的變化幅度影響建設項目收益率。

下面分別測算投資、利率、發電量、電價四個因素在不同變化幅度下對項目收益率的影響。

（一）投資變化對收益率的影響

根據不同區域海上風電造價情況，綜合考慮可抵扣稅金，調整項目投資，分析單位千瓦動態投資從13000～22000元/千瓦變化幅度下，財務內部收益率變化情況。由表2可知，海上風電造價與收益率為負相關關系，即收益率隨著造價增加而減少。

（二）利率對收益率的影響

利率受國家宏觀調控影響，對項目收益率產生不確定性。這里將分析在不同單位千瓦動態投資情況下，在現行的貸款利率4.9%的基礎上，考慮利率上下浮動1%，分別分析利率為0.90%、1.90%、2.90%、3.90%、4.90%、5.90%、6.90%、7.90%的情況下對收益率的影響，其結果見表3。

由表3可知，當投資一定，隨著項目貸款利率逐漸下降，資本金財務內部收益率逐漸增加。當項目貸款利率一定，資本金財務內部收益率隨著投資增大而逐漸下降。

由于項目投資財務內部收益率（稅后）不考慮融資以及融資成本時的收益率，所以項目現金流量里不包括借款的還本和付息，項目貸款利率變化對項目投資財務內部收益率（稅后）基本沒影響。

（三）電價承受能力分析

電價的變化直接影響項目的收益，以現行電價0.85元/千瓦時為基礎，考慮電價從5%到20%變化時對本項目收益率情況。由表4可知，隨著電價的下降，項目投資財務內部收益率（稅后）和資本金財務內部收益率均下降。

分析在不同單位千瓦動態投資情況下，資本金財務內部收益率為8%或項目投資財務內部收益率(所得稅后)為6.5%時，電價需達到的水平。由表5可知，海上風電造價越高，需要執行一定的電價，項目收益率才能達到基準收益率。

表4 電價變化對項目收益率影響

表5 收益率確定下所需電價分析表

攝影：岳淼

（四）發電量承受能力分析

表6 發電量變化對收益率影響分析表

發電是海上風電的主要收益來源，發電量的變化直接影響項目經濟效益。根據不同區域海上風能資源情況，擬定等效利用小時數2000h，遞增幅度100h，直至3000h。分析在不同單位動態千瓦投資下，發電量變化對收益率的影響。由表6可知，隨著發電量的下降，項目投資財務內部收益率（稅后）和資本金財務內部收益率均下降。

結論

本文從海上風電建設成本和運行成本系統分析海上風電成本組成，可知在建設成本中，設備及安裝費占比最大，直接影響項目建設成本。在運行成本中影響最大的因素為風電場運維費用。并從投資、利率、電價和發電量四個因素作項目敏感性分析，討論各因素對收益率的影響。

通過分析，收益率與投資為負相關關系，即投資增加時收益率下降；項目貸款利率與資本金財務內部收益率為負相關關系，對項目投資財務內部收益率沒有影響；電價、發電量與財務內部收益率為正相關關系，即隨著電價或者發電量的下降，項目投資財務內部收益率（稅后）和資本金財務內部收益率均減小。當確定基準收益率時，可知隨著風電場造價增加，風電場收益率只有在電價提高的情況下，才能達到基準收益率。

綜上所述，雖然海上風電具有發電量高、運行穩定等優勢，但由于海上風電建設成本高以及受國家、行業政策影響，因此需要在建設前期，對建設項目作充分的成本分析和敏感性分析。