隨著煤炭、石油等化石能源開發(fā)利用程度的不斷深入,經(jīng)濟(jì)社會不得不面對化石能源儲量日漸枯竭以及環(huán)境壓力日漸加大的困境。新能源開發(fā)利用成為破除經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展困境的有利途徑,全球各國新能源開發(fā)利用進(jìn)度不斷加快。近年來,化石能源在全球能源供應(yīng)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)占比不斷下降,水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、生物能發(fā)電占比不斷提升。我國在利用新能源領(lǐng)域取得了顯著成效,其中核能和風(fēng)能發(fā)展速度最快,而太陽能利用稍顯不足。由于風(fēng)力發(fā)電的間歇性和波動性以及太陽能發(fā)電的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題,風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電在未來一段時(shí)間內(nèi)將落后于核電和水電。預(yù)計(jì)到2020年,新能源發(fā)電總裝機(jī)量將占到電力總裝機(jī)量的34%。鑒于風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電在新能源發(fā)電中占比較高,本文將主要就風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電開展可行性分析。
當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電主要有兩種方式,即離網(wǎng)運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行。離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電規(guī)模比較小,一般通過電能存儲裝置為電網(wǎng)未覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)供電;并網(wǎng)運(yùn)作風(fēng)力發(fā)電規(guī)模較大,該發(fā)電方式與電網(wǎng)連接,可以獲得電網(wǎng)的補(bǔ)貼和支持,是風(fēng)力發(fā)電的主要發(fā)展方向和趨勢。然而,由于風(fēng)力發(fā)電能源來自風(fēng)能,而風(fēng)能具有不可控性,存在風(fēng)能儲存難、發(fā)電機(jī)組輸出不穩(wěn)定、單機(jī)發(fā)電量小等不足。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的更新完善,其發(fā)電成本將逐步下降,具有較好的應(yīng)用前景。
太陽能發(fā)電方式主要有熱發(fā)電和光伏發(fā)電兩種,而光伏發(fā)電應(yīng)用最為廣泛。光伏發(fā)電是利用電池板中半導(dǎo)體吸收太陽能,并直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。由于太陽能輻射受緯度、天氣、空氣質(zhì)量等影響,而光照強(qiáng)度、溫度等也影響光伏電池的性能,光伏發(fā)電輸出呈現(xiàn)出較大波動:發(fā)電站夏季出力時(shí)間長、冬季時(shí)間段;工作出力時(shí)間全部為白天,夜晚輸出為零;晴天情況下電力輸出峰值出現(xiàn)在中午12點(diǎn),陰天情況下光伏發(fā)電站受云層影響波動性較大。
新能源企業(yè)一般處于創(chuàng)業(yè)初期,科學(xué)的項(xiàng)目投資決策能夠有效防控企業(yè)財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn),平衡項(xiàng)目投資風(fēng)險(xiǎn)與收益,從而穩(wěn)步有序推進(jìn)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。同時(shí),由于新能源電力項(xiàng)目建設(shè)資金巨大、投資周期普遍較長、運(yùn)作過程不確定性因素眾多,給項(xiàng)目投資帶來較大不確定性,潛在較大經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)。這就要求企業(yè)在項(xiàng)目投資前,對項(xiàng)目進(jìn)行全面、深入的可行性研究,選擇與企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略相符、與企業(yè)資金實(shí)力匹配的電力項(xiàng)目。新能源電力項(xiàng)目投資可行性分析對企業(yè)而言,具有以下重要作用:一是項(xiàng)目投資可行性分析有效規(guī)范并約束企業(yè)投資行為,為企業(yè)投資管理保駕護(hù)航。對于能源企業(yè)而言,一般欠缺新能源開發(fā)利用項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn),而新能源開發(fā)項(xiàng)目往往潛在各種不確定性因素。投資可行性分析能夠提前將項(xiàng)目投資可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)營潛在問題考慮在內(nèi),提前做好應(yīng)對方案。同時(shí),可行性分析能夠有效避免出現(xiàn)投機(jī)取巧的投資行為,樹立規(guī)范、科學(xué)的投資理念;二是項(xiàng)目投資可行性分析能夠保障企業(yè)投資回報(bào)率,提升投資決策的科學(xué)性。雖然我國水力、風(fēng)力和太陽能資源豐富,但存在因電網(wǎng)設(shè)施配套更不上、傳輸效率不高導(dǎo)致對新能源電力吸納不足的問題,使得新能源電力無法得到充分利用、項(xiàng)目投資回報(bào)不足。通過項(xiàng)目投資可行性分析,能夠?qū)㈦娏?xiàng)目外部環(huán)境如自然環(huán)境、地理環(huán)境、區(qū)域電力需求量、電網(wǎng)配套情況等綜合考慮在內(nèi),合理測算電力成本與收益,提高企業(yè)項(xiàng)目投資資金回報(bào)率;三是項(xiàng)目投資可行性分析有助于能源開發(fā)企業(yè)抓住商機(jī),提前搶占新能源市場。項(xiàng)目可行性分析能夠科學(xué)指導(dǎo)企業(yè)投資決策,有效應(yīng)對項(xiàng)目投資面對的各種不確定性因素,在激烈的市場競爭中實(shí)現(xiàn)新舊能源轉(zhuǎn)型,牢固樹立行業(yè)地位。
1.風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電具有一定應(yīng)用優(yōu)勢。風(fēng)力發(fā)電較傳統(tǒng)火力發(fā)電的應(yīng)用優(yōu)勢在于:風(fēng)力是一種清潔無污染、可永續(xù)開發(fā)利用的新興能源,且我國幅員遼闊、風(fēng)能資源豐富;風(fēng)力發(fā)電站建設(shè)工期短、占地面積小,且風(fēng)力資源豐富地區(qū)多為土地利用率較低的偏僻地區(qū),前期建設(shè)成本較低,后期運(yùn)營自動化程度較高,運(yùn)行成本較火力發(fā)電低;風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷完善與進(jìn)步,使得風(fēng)力發(fā)電成本逐漸降低,在考慮到外部環(huán)境成本的前提下,風(fēng)力發(fā)電較傳統(tǒng)火力發(fā)電具有更低成本。光伏發(fā)電的應(yīng)用優(yōu)勢為:我國國土面積大、光照時(shí)間長、太陽能資源分布廣闊,具有良好的開發(fā)利用前景。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),我國三分之二以上土地面積每年接受光照的時(shí)間超過2200H/A。同時(shí)太陽能電力行業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障。當(dāng)前,隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷深入,電量需求也呈現(xiàn)迅猛增長,尤其是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東北沿海地區(qū)。在當(dāng)前嚴(yán)峻的用電形勢下,太陽能光伏發(fā)電較傳統(tǒng)火電具有安全、清潔、無噪聲等卓越優(yōu)點(diǎn)。
2.風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的劣勢主要體現(xiàn)在技術(shù)層面。風(fēng)力發(fā)電開發(fā)利用的不利之處在于:風(fēng)力發(fā)電輸出功率具有相當(dāng)?shù)牟豢煽匦?。由于風(fēng)力發(fā)電依靠采集自然風(fēng),而自然風(fēng)儲備的能量具有很大隨機(jī)性,且風(fēng)能難以被儲備。自然風(fēng)的波動性與隨機(jī)性使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率不可控,而火力發(fā)電可以根據(jù)用電負(fù)荷來調(diào)整發(fā)電機(jī)組的輸出功率;風(fēng)能的波動性與間歇性使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出功率不穩(wěn)定;風(fēng)能的能量密度較低,而風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用效率僅40%左右,風(fēng)能發(fā)電效率較低;太陽能發(fā)電的劣勢為:太陽能發(fā)電易受氣候、天氣影響,太陽能發(fā)電機(jī)組輸出具有一定波動性;太陽能電池板輸出功率受環(huán)境溫度、濕度、光照強(qiáng)度等影響,一天當(dāng)中具有明顯的階段性特征;太陽能電池板初期購置成本高,使得太陽能發(fā)電LCOE高于傳統(tǒng)火力發(fā)電。
3.風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的機(jī)遇在于政策和市場兩方面。一是政策機(jī)遇方面。為提高清潔、可再生能源開發(fā)利用率,促進(jìn)我國新能源發(fā)電的快速發(fā)展,我國先后制定了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》,且污染防治被《2018年國務(wù)院政府工作報(bào)告》納入“三大攻堅(jiān)戰(zhàn)”之一,李克強(qiáng)總理指出,要積極發(fā)展光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等清潔能源,這為推進(jìn)太陽能、風(fēng)能、核能、生物能等清潔、可循環(huán)利用的新型能源發(fā)展提供了有利的政策機(jī)遇。當(dāng)前,國家對光伏發(fā)電進(jìn)行補(bǔ)貼,補(bǔ)貼力度為0.42元/千瓦時(shí)。此外,地方政府還給予光伏發(fā)電財(cái)政補(bǔ)貼以及稅收優(yōu)惠等配套政策。國家層面對風(fēng)力發(fā)電的扶植政策有對發(fā)電設(shè)備免除進(jìn)口關(guān)稅、給予風(fēng)力電價(jià)給予補(bǔ)償、風(fēng)電特許權(quán)開發(fā)以及稅收優(yōu)惠等政策。二是市場需求方面。電力行業(yè)作為支撐我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè),電力需求與我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)呈現(xiàn)顯著正比例關(guān)系。隨著我國經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的不斷深入,用電需求將不斷擴(kuò)大。此外,隨著新能源汽車逐漸替代傳統(tǒng)動力汽車,汽車行業(yè)用電需求將成為我國電力需求的新增長點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2020年,我國用電需求量將達(dá)到76000億-84000億千瓦每小時(shí),最高負(fù)荷12.7億-14.1億千瓦。巨大的電力需求潛力,將為新能源發(fā)電行業(yè)提供廣闊堅(jiān)實(shí)的發(fā)展前景。
4.風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的挑戰(zhàn)主要來自并網(wǎng)技術(shù)以及電能儲備技術(shù)短板。一是新能源電力并網(wǎng)帶來的挑戰(zhàn)。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電具有明顯的波動性、階段性,不確定性較大、調(diào)解難度高。該類新能源接入電網(wǎng)將導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)潮流發(fā)生頻繁變化,給電網(wǎng)系統(tǒng)配置和電壓調(diào)整帶來較大難度,也給電網(wǎng)系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行造成較大影響。新能源電力對電網(wǎng)的具體影響主要體現(xiàn)在:由于風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的輸出功率與發(fā)電機(jī)組所在地的風(fēng)力、光照強(qiáng)度與時(shí)間等環(huán)境因素相關(guān),導(dǎo)致新能源發(fā)電機(jī)組輸出功率不確定;風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電可靠性問題,如發(fā)生系統(tǒng)性停電部分風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電站也停止運(yùn)作、新能源發(fā)電站與配電網(wǎng)繼電保護(hù)不到位造成誤操作、容量和連接方式不合適影響配電網(wǎng)可靠性等。
5.新能源電力項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)成本方面來看:一是風(fēng)力發(fā)電具有較明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。除了期初較大金額的設(shè)備構(gòu)建費(fèi)用外,風(fēng)力發(fā)電站所處地區(qū)多為荒蕪地區(qū),用地成本較低,且由于采用風(fēng)力驅(qū)動,風(fēng)力發(fā)電站沒有燃料成本,日常經(jīng)營維護(hù)成本也很低。因此,風(fēng)力發(fā)電成本隨上網(wǎng)電量的增加而降低。限制風(fēng)力發(fā)電成本的因素主要有:由于電網(wǎng)輸送能力有限,導(dǎo)致電力不能全部被購買;風(fēng)電項(xiàng)目不穩(wěn)定導(dǎo)致風(fēng)電被限制;國產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不完善造成大規(guī)模脫網(wǎng)等事故。二是光伏發(fā)電成本現(xiàn)狀為:光伏發(fā)電設(shè)備價(jià)格較高導(dǎo)致光伏發(fā)電成本明顯高于傳統(tǒng)火力發(fā)電,但隨著相關(guān)技術(shù)的更新完善、擴(kuò)大規(guī)模形成的規(guī)模效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)鏈條的融合優(yōu)化、管理經(jīng)驗(yàn)的積累等,其成本將逐步下降;光伏發(fā)電無需燃料、人工維護(hù)簡單,因此發(fā)電站經(jīng)營成本非常低;光伏發(fā)電不夠穩(wěn)定,導(dǎo)致產(chǎn)生的電力不能全部被購買,造成光伏發(fā)電LCOE增加。
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