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          報告分享|《中國風電場技改升級白皮書》:中國風電存量市場情況

          2022-12-10 來源:華能天成、鑒衡認證 瀏覽數:1036

          鑒衡認證中心與華能天成融資租賃有限公司在本次大會上聯合發布了《中國風電場技改升級白皮書》。該白皮書從市場、政策、技術、融資角度對風電技改進行了全面論述,將為國內風電場技改實踐提供有效參考。

            11月18日,由《風能》雜志主辦的首屆新能源資產管理大會(NEAM 2022)在北京成功舉辦。本次大會由寧夏嘉澤新能源股份有限公司、北京鑒衡認證中心共同承辦,北京天潤新能投資有限公司協辦,支持單位為北京協合運維風電技術有限公司。大會以“探索新形勢下新能源資產收益最大化模式”為主題,聚焦新能源資產投融資、評估、交易、碳資產管理和新能源運維技改等熱點,旨在通過對國內外最前沿解決方案案例的總結與交流,為國內外新能源行業提供更為高效具體的發展參考路徑。
            
            鑒衡認證中心與華能天成融資租賃有限公司在本次大會上聯合發布了《中國風電場技改升級白皮書》。該白皮書從市場、政策、技術、融資角度對風電技改進行了全面論述,將為國內風電場技改實踐提供有效參考。
            本次發布的《中國風電場技改升級白皮書》是雙方自《中國風電項目投融資景氣指數白皮書》以來共同編寫發布的又一項重要成果。白皮書立足產業金融,基于對風電技改的技術研究與實踐經驗,從市場、政策、技術、融資等維度對中國風電項目技改進行了深入、全面的分析與探索,并結合實踐對技改的可行性進行了綜合論述。
            以下為白皮書主要內容分享:
            
            前 言
            
            隨著“3060”雙碳目標的提出,風電行業作為清潔能源電力領域的重要組成部分,將在目標實現過程中發揮舉足輕重的作用。經過二十多年的發展,我國陸上 風電行業現已經步入穩定發展的“平價時代”,而要實現風電行業高質量發展,除 了需關注新增裝機領域的有序開發這一路徑外,對于老舊風電場的技術改造升級(以 下簡稱“風電技改”或“風電場技改”),提升存量項目的運營效率及效果也是需 要予以重視的另一風電行業發展路徑。
            
            近年來,隨著政策端對于風電技改相關政策的逐步出臺,管理思路逐漸清晰;在產業端對于風電場各類技改的技術路線與方案的可行性通過部分項目落地亦得到 驗證。風電技改市場空間廣闊,業內各參與方積極性較高。但是也應該看到,在風 電技改領域仍有一些難點、痛點亟需解決:在政策端、產業端仍有需要進一步明確、 完善之處;在金融端尚未實現產業與金融較好的結合,金融機構對于風電技改的認 識尚處于起步階段。產融結合、產融互促將成為實現風電技改領域的持續良好發展 的有力保障,這需要具備產業背景、深耕清潔能源領域、聚焦于資產為本理念的金 融機構發揮自身優勢,主動參與風電技改領域,形成與之相適應的專業能力及綜合 金融服務解決方案,實現產業與金融良性互動。
            
            基于對風電技改領域的調研、理解、研判與實踐,華能天成融資租賃有限公司 與北京鑒衡認證中心有限公司聯袂編著《中國風電場技改升級白皮書》,從政策、 技術及融資等主要維度對風電技改全景進行探索與研究。以期通過在產業、金融及 兩者結合視角下對于風電技改領域的深入理解與分析,為風電技改領域的高質效發 展提供有效參考及有力支撐。
            
            第1 章 風電存量市場情況
            
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            1. 可再生能源裝機現狀
            
            截至2021 年12 月底,全國可再生能源發電總裝機容量超1,060GW,占總發電裝機容量的45%,其中風電并網裝機容量超328GW,占全國電源總裝機比例約13%,在役風機機組數量超過15.5 萬臺,發電量占全社會用電量比例約7.5%,風電對全國電力供應的貢獻不斷提升。
            
            2. 風電技改市場總體規模預測
            
            根據中國可再生能源學會風能專業委員會(CWEA)的統計數據,截至2021 年底全國風電累計裝機規模為328GW:從機組單機容量的角度看,1.5MW 及以下機組升級改造需求可能較大,二者累計裝機量分別約為87.3GW 及11.3GW,合計約為98.6GW,裝機占比分別約為36.45% 及3.42%;從機組運行時間的角度看, 運行超過10 年的機組對等容/ 擴容更新及其他技改需求或較大,根據CWEA 統計運行超過15 年(2007 年年底之前)的裝機規模約5.85GW,運行超過10 年(2012 年年底之前)的裝機規模約75.3GW,運行超過5 年(2017 年年底之前)的裝機規模約188.39GW。
            綜合考慮累計裝機、機型占比和運行時間,在未剔除已經完成的技改風 電裝機容量的情形下,目前我國老舊風電場潛在機組替換空間(1.5MW及以下) 接近100GW,改造需求較為迫切的存量空間(運行超10 年)約75GW。


           
            3. 風電技改主要區域及市場規模預測
            
            按照累計運行年限超過10 年計算,截至2012 年我國累計風電裝機53,764 臺, 裝機容量75.3GW。從裝機區域分布上看,主要集中在華北地區的內蒙古、河北、山西, 西北地區的甘肅、寧夏、新疆,東北地區的遼寧、黑龍江、吉林,華東地區的山東。其中,內蒙古裝機超過10GW,累計裝機達到18.6GW。



           
           ?。ǘ┦袌霈F狀分析
            
            未來5 到10 年內,運行超過10 年的風電機組裝機容量和臺數將會顯著增加。下文將從裝機年限、投資主體、風輪直徑、開發區域等方面,對存量市場進行分析。
            
            1. 按照裝機年限劃分2007 年以前主流裝機單機容量為1MW 以下機型,連續5 年裝機占比超過50%;2008-2013 年期間1-2MW 機型(包括1MW 機型)成為主流裝機單機容量;2014 年至今,2MW 及以下單機容量裝機占比逐漸減少。目前已運行10 年以上機組的單機容量主要集中在2MW 以下,而已運行15 年以上機組的單機容量主要為1MW 以下機型,總容量約為320 萬千瓦。




           
            2. 按照投資主體劃分
            
            相比其他開發商,國家能源投資集團有限責任公司(以下簡稱“國能投”)、 中國華能集團有限公司(以下簡稱“華能集團”)、中國大唐集團有限公司(以 下簡稱“大唐集團”)已運行10 年機組容量占比較高(均超過25%),其中國能投和大唐集團開發的已運行10 年機組容量占其已開發容量的比例超過30%。除10 家累計裝機容量靠前的開發商外,其他開發商已運行10 年機組容量占累計開發容量的比例雖然不到15%,但總容量超過1,400 萬千瓦,潛在的技改市場需求較大。
            對比央國企與民企的累計開發容量,截止2021 年底央國企開發商累計裝機容量占比約為73%,而已運行10 年以上機組容量中,央國企開發商開發容量占比接近80%。
            3. 按照風輪直徑劃分
            
            通過對于目前換葉片技改需求較多的1MW 以下機組按照風輪直徑進行統計分析,其風輪直徑的應用由18m 至66m,共有30 余種。雖然品類繁多,但主要應用的風輪直徑較為集中,目前1MW 以下機組中,48m、50m、52m 的風輪直徑應用較多,合計裝機占比超過60%;而現有1MW 以下機型中風輪直徑低于50m 的裝機占比超30%,存在葉片延長或換長、以大代小的潛在市場需求。
            4. 按照所在省份劃分
            
            截至2021 年底,累計裝機容量超過2,000 萬千瓦的省份有內蒙古、新疆、河北、江蘇、山西、山東六個省份。經統計各省份已運行10 年以上機組的裝機容量, 排名靠前的省份有內蒙古、河北、甘肅、遼寧、山東、吉林、黑龍江和寧夏,這些 省份屬于風電開發較早的區域,各省已運行10 年以上機組的裝機容量均超過200 萬千瓦,預計未來5 到10 年內風電機組的技改需求也將集中于這些區域,這其中內蒙古、河北、山東三個省份從累計裝機容量和已運行10 年以上機組的裝機容量上來看均排名靠前,三個省份的風電技改需求將尤為突出。



           
           ?。ㄈ┘几氖袌隹臻g
            
            通過存量市場規模和市場現狀分析可以看出,目前單機容量1.5MW 及以下機組和運行10 年以上機組占比較高的省份主要集中在內蒙古、河北、甘肅、遼寧、山東、吉林、黑龍江和寧夏等省份。這些省份屬于風電開發較早的區域,這些地區部分機 組由于裝機時間較早,受制于早期風電技術水平低,機組運行年限長等因素,目前 機組維護、維修頻次增加,機組發電性能降低,未能發揮出風電資產最大的價值和 效益。因此,對這些老舊機組實施技改,能夠降低機組故障率,提高機組發電能力, 促進風電資產的保值與增值、發揮在運機組的更大價值,并為行業找到新的增長點, 進而提升風電可持續發展水平。根據國家氣象局發布的《2021 年中國風能太陽能資源年景公報》,我國陸上風資源較好區域主要分布在東北地區西部和東北部、華北平原北部、內蒙古中東部、 寧夏中南部的部分地區、陜西北部、甘肅西部、新疆東部和北部的部分地區、青藏 高原大部、云貴高原中東部。以陸上70 米高度層為例,內蒙古、吉林和黑龍江三省的平均風速和風功率密度排名前三。
            而根據中電聯公布的2021 年各省份風電平均利用小時數數據,排名靠前的為福建2,703 小時、云南2,618 小時、江蘇2,390 小時、四川2,377 小時;內蒙古、吉林和黑龍江的平均利用小時數分別為2,429 小時、2,298 小時和2,209 小時。除了當地限電和風資源分布不均等因素外,早期風電開發區域均為風資源較好區域, 隨著早期風電機組運行時間增長,機組可利用率降低,疊加早期風電機組技術水平 不成熟等因素,導致這些風資源較好地區的風力資源未能充分有效利用。
            
            第2 章 存量風電場運行與技改痛點
            
           ?。ㄒ唬┰缙陲L電技術水平制約安全性與發電性能
            
            我國第一批風電場始建于20 世紀90 年代左右,風力發電機組單機容量多集中于750kW 及以下。至21 世紀初,風電機組單機容量逐漸出現1.5MW、2.0MW 的機型,但裝機多集中于1.5MW 及以下。受限于當時的風電技術發展水平,風輪掃略面積較小,風能捕獲能力較差,功率控制方式簡單。結合當時風力發電機組的 研發技術來看,風電發展初期風輪直徑、塔架高度尚未超過百米,總體來說風能利 用率相對較弱,發電性能水平較低;而當前風電技術已經向著大型化、輕量化、智 能化和數字化不斷發展,相比于原有的風電技術水平可謂差距明顯。
            
            風電發展初期建設的風電場,占據著優質風能資源的區位,但受制于當時的選 址技術以及經驗積累,部分風力發電機組的微觀選址偏差、場內機位排布不合理, 致使風資源利用率并沒有發揮到最大水平,導致雖處在優質的風資源區域范圍內, 但單機發電水平偏低的情形,例如某些風力發電機組機位選址在懸崖邊,機位風資 源條件惡劣致使機組長期異常振動,風力發電機組迫于實際運行情況無法發揮最大 發電性能水平。
            
           ?。ǘ├吓f風電場運行多年導致性能低效
            
            風力發電機組投產后,風力發電機組隨著運行時間的推移受外部環境條件與自 身運行影響逐漸會出現葉片磨蝕、傳動鏈磨損等設備老化現象,造成風力發電機組 的發電性能下降、可靠性降低,并伴隨著故障發生頻次增加,運維檢修的工作時長 增加等風險,而停機檢修導致更多的發電量損失,極大地影響了風電場的運營效益。
            
            同時,新建風電場對原有風電場風資源產生不利影響的情況亦有發生。為了充 分利用風能資源,在風資源條件較好的老舊風電場周圍新建單機容量多兆瓦級風力 發電機組的風電場或者風電場群。受其影響,老舊風電場的風資源利用情況出現不 同程度的下降,對風電場的發電水平造成制約,使得風電場的發電收益受損。
            
           ?。ㄈ┰O備制造商退市導致機組缺少原廠商技術支持
            
            我國風電發展初期風電整機制造商累計超過80 余家,但至2021 年我國風電尚有裝機業績的整機制造商家僅剩十余家。眾多風電設備制造商因各種原因退出市 場,對行業發展造成較多的問題。缺少原設計/ 制造廠家的技術支持與售后服務, 產生了部分“孤兒”機組,即風電機組出現故障后無法進行消缺處理,導致運行效 率低下,甚至幾乎處于停運狀態的情形;面對缺少原部件的設計資料、運行數據缺 失,備品備件無法再次生產,無法對低效風力發電機組開展深度技術改造。這些占 有優質風資源的“孤兒”機組,或存在未能獲得相應的發電出力的情況,并造成無 法挽回的發電量損失。
            
           ?。ㄋ模﹤淦穫浼笔е率癸L電機組可利用率低
            
            風電場風力發電機組的高效、穩定、可靠運行,離不開充足的備品備件,面對 故障發生時如果能及時進行更換維修,不僅可以降低運行風險,也能減少停機時間 所帶來的發電量損失。風力發電機組作為機械結構、電氣控制構成的復雜系統,部 件的缺失將影響風力發電機組的可靠運行。面對設備供應商退市、備件停產等情況, 部分國產風力發電機組存在備件儲備不夠充足且采購困難的情況;而對于進口風力 發電機組,亦存在過度依賴進口而面臨無法供給的問題;即使在可獲得原設計資料 的情況下,對于生產小批量的備件或者預制模具由于需要較大的成本投入,從實際 執行的角度來看較難實現。
            
           ?。ㄎ澹└鞯厣形闯雠_細化風電技改相關政策與實施流程
            
            風力發電機組的技術改造工作需要面臨政策不確定性、安全性、經濟性等多項 風險;同時,技改實施前需要進行可行性論證分析工作,涉及技改方案、技改實施、 政策、安全性、經濟性以及環境影響等多方面因素。
            
            2021 年12 月國家能源局發布《風電場改造升級和退役管理辦法》(征求意見稿),鼓勵并網運行超過15 年的風電場開展改造升級和退役,并從管理主體、電網接入、土地使用、生態環保、補貼、循環利用和處置等方面給予指導意見。目前國家已經在宏觀層面明確了態度及政策導向,但除寧夏外其他省份尚未出臺具體實 施細則,風電開發商在開展諸多技改類型時將面對審批流程、土地延續使用、電網 接入手續、電價補貼、資產處置等政策多項執行、操作細則的不確定,故對于直接 推動項目的實施難免有所顧慮,需要在滿足政策明確、技改安全性無風險且經濟性 測算等條件的基礎上,才會有開展大型技改項目的意愿。與此同時,關于風電設備 退役部件的綠色拆除與綠色回收再利用評價體系與機制的缺失,在一定程度上也制 約著風電開發商實施技改的積極性。上述困難需要國家與各級政府加快制定各項政 策,消除風電技改的障礙,激發風電技改的需求,提升技改的積極性。
            
           ?。┟駹I老舊風電場技改融資缺少支持
            
            隨著金融機構對于風電行業的理解加深,民營企業在新建風電項目上的融資難 問題得以緩解,而當所持有風電場存在技改需求時,由于金融機構對于該領域的認 知尚處于起步階段,仍面臨一定融資困難的窘境,無法像國企一樣通過良好的主體 信用獲得銀行等金融機構資金支持。即便獲得資金支持,由于審批流程較為繁瑣, 對于迫切開展技改實施的需求而言可謂遠水解不了近渴。早期民營風電項目開發建 設及后續運營中通常匹配了長期的債務融資,而風電項目的投資回收周期較長且技 改本身收益具有不確定性,金融機構對于其新增技改資金融資的支持較為謹慎,風 險評估較為嚴格,在收益要求上更是與常規風電站融資有所差別,這些都會加大民 營業主獲得技改資金融資的困難。在此背景下,需要金融機構能夠創新舉措,針對 不同技改需求提供豐富高效的資金解決方案,在技改項目上給予開發商資金支持。(未完待續,本報告版權歸華能天成融資租賃有限公司和北京鑒衡認證中心有限公司所有。感謝風能專委會產業研究部提供數據并制圖。)


           

          標簽:

          風電
          閱讀上文 >> 《風能》海上風電|五大千萬千瓦級海上風電基地周邊配套產業加緊完善
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