夏 婷，姜 昊，仇 欣，俞定坤，郁永靜

(1.水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120；2.中國電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 引 言

發(fā)電項(xiàng)目LCOE將項(xiàng)目全生命周期內(nèi)的成本平均分?jǐn)偟絾挝话l(fā)電量上，可用于不同發(fā)電技術(shù)類型、不同區(qū)域的同一類型發(fā)電項(xiàng)目等各類場(chǎng)景的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)和對(duì)比[3]。風(fēng)電項(xiàng)目LCOE的研究對(duì)于風(fēng)電項(xiàng)目投資決策、風(fēng)電基地規(guī)劃都具有重要的參考價(jià)值。從風(fēng)電項(xiàng)目全生命周期涉及的因素考慮，可將成本的影響因素分為四類：一是自然因素，主要指風(fēng)能資源條件的差異，直接影響風(fēng)電項(xiàng)目整個(gè)生命周期的發(fā)電量；二是國民經(jīng)濟(jì)因素，主要包括項(xiàng)目所在國家的稅率、通貨膨脹率、勞動(dòng)力成本，通過影響折現(xiàn)率、項(xiàng)目運(yùn)維(O&M)成本等影響項(xiàng)目的度電成本；三是項(xiàng)目建設(shè)因素，主要包含風(fēng)電機(jī)組及其附屬設(shè)施、物流、吊裝、風(fēng)電場(chǎng)電氣(含升壓站)設(shè)備及安裝工程、土建工程、送出工程等；四是融資因素，貸款利率的高低將直接影響投資方資本金的內(nèi)部收益率。已有大部分研究中，風(fēng)電項(xiàng)目成本分析主要停留在項(xiàng)目層面[4-5]，而風(fēng)電基地規(guī)劃和項(xiàng)目選址等往往需要區(qū)域尺度的成本對(duì)比，單一項(xiàng)目尺度的成本分析可能并不能反映區(qū)域的整體情況。

東南亞國家聯(lián)盟(簡(jiǎn)稱“東盟”)是全球最具經(jīng)濟(jì)活力的區(qū)域之一，能源需求旺盛且存在較大的增長空間。得益于區(qū)位優(yōu)勢(shì)，中國與東盟已互為最大規(guī)模的貿(mào)易伙伴，雙方合作涵蓋經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇、綠色轉(zhuǎn)型、人文交流、社會(huì)發(fā)展等多項(xiàng)領(lǐng)域。目前，化石能源仍然是東盟能源電力的主要來源，2019年東盟可再生能源僅占一次能源供給的13.9%。在全球應(yīng)對(duì)氣候變化與能源轉(zhuǎn)型的大背景下，發(fā)展風(fēng)電、光伏等清潔能源成為東盟各國的共識(shí)[6]。截至2020年年底，東盟電力裝機(jī)中可再生能源占比為33.7%。其中，以水電和光伏為主，兩者合計(jì)占比達(dá)到28.9%；而風(fēng)電裝機(jī)僅占0.9%[7]，除泰國、越南、菲律賓等少數(shù)國家，大部分東盟國家的風(fēng)電尚未起步。摸底東盟國家風(fēng)電開發(fā)成本，探索區(qū)域風(fēng)電成本下降的可行路徑，對(duì)于東盟國家充分利用風(fēng)電資源、助力區(qū)域能源清潔化發(fā)展，以及中國風(fēng)電企業(yè)拓展東盟市場(chǎng)、帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)“走出去”都具有重要意義。2019年，美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)[8]嘗試對(duì)東盟國家風(fēng)電和光伏的開發(fā)成本區(qū)域分布情況進(jìn)行估算，但由于參數(shù)假定還停留在較早的水平，估算得到的LCOE水平偏高，不能反映風(fēng)電成本下降的趨勢(shì)。

本文在點(diǎn)尺度風(fēng)電成本計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，探索東盟區(qū)域風(fēng)電項(xiàng)目成本空間分布的分析方法，以期量化評(píng)估東盟國家風(fēng)電開發(fā)成本的最新情況，為風(fēng)電項(xiàng)目區(qū)域規(guī)劃和場(chǎng)址優(yōu)選提供參考。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

東盟成員國包括：文萊、柬埔寨、印尼、老撾、馬來西亞、緬甸、菲律賓、新加坡、泰國和越南等十國。東盟位于亞洲東南部，東瀕太平洋，西臨印度洋，處于亞洲與大洋洲、太平洋與印度洋的“十字路口”，戰(zhàn)略地位十分重要。區(qū)域位于東經(jīng)92°10′～141°05′，北緯28°32′～南緯11°15′，總面積約443.6萬km2。東盟十國中，越南、老撾、柬埔寨、緬甸、泰國及馬來西亞西部地處東南亞的中南半島，其他國家地處馬來群島[9]。

東盟十國風(fēng)能資源分布存在較大差異。根據(jù)Global Wind Atlas提供的數(shù)據(jù)，東盟國家100 m多年平均風(fēng)速如圖1所示?？傮w而言，東盟十國大部分區(qū)域風(fēng)速在7 m/s以下，相對(duì)風(fēng)資源條件較好的國家主要分布在中南半島中、南部及部分馬來群島沿海地帶，具備一定風(fēng)電開發(fā)潛力的區(qū)域主要集中于老撾、泰國、越南、緬甸中南部、柬埔寨、菲律賓。

1.2 研究方法和數(shù)據(jù)來源

為了剔除風(fēng)電不可開發(fā)區(qū)域的干擾，首先進(jìn)行區(qū)域風(fēng)電項(xiàng)目可開發(fā)區(qū)域的篩選，然后計(jì)算可開發(fā)區(qū)域風(fēng)電開發(fā)的LCOE。

東盟風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)量的評(píng)估采用已有文獻(xiàn)[10]中常用的方法，基于研究區(qū)域的風(fēng)能資源圖譜和土地利用情況，剔除因地形、海拔、土地利用及風(fēng)速資源等限制而產(chǎn)生的不可利用面積，得到適合開發(fā)風(fēng)電的區(qū)域(即風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)區(qū)域)?；诩夹g(shù)可開發(fā)區(qū)域的風(fēng)能資源條件，確定區(qū)域的單位面積裝機(jī)容量，最終得到技術(shù)可開發(fā)區(qū)域的風(fēng)電裝機(jī)潛力。東盟區(qū)域僅緬甸北部、印尼東部少部分區(qū)域海拔較高，同時(shí)鑒于山地風(fēng)電技術(shù)已經(jīng)發(fā)展較為成熟，因而本研究沒有將山地地形作為風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)的剔除因素。

在確定風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)區(qū)域的基礎(chǔ)上，通過合理的LCOE影響因素的空間取值假設(shè)，計(jì)算風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)區(qū)域的LCOE值。LCOE計(jì)算公式為

滴定：取 25.00mL試液，加 1DHCl溶液，5.00 mLBaCl2溶液，5mLMg-EDTA、10mL無水乙醇、5mL NH3-NH4Cl緩沖溶液、4D EBT，同樣用EDTA標(biāo)液滴定至終點(diǎn)，記錄消耗的EDTA體積V3。

(1)

式中，INVT為初始投資，即項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)投資或建設(shè)成本，包含建設(shè)成本和建設(shè)期利息；Dep為全生命周期內(nèi)因折舊導(dǎo)致的稅費(fèi)減免的現(xiàn)值；RV為固定資產(chǎn)殘值的現(xiàn)值，即全生命周期內(nèi)未消耗掉的建設(shè)成本；AC為全生命周期內(nèi)項(xiàng)目運(yùn)營成本的現(xiàn)值，運(yùn)營成本包括運(yùn)維成本和財(cái)務(wù)成本；IEP為多年平均期望發(fā)電量；DR為折現(xiàn)率；TR為所得稅的稅率；N為運(yùn)營期。

風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)量所需數(shù)據(jù)包括風(fēng)能資源圖譜數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)和保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)。風(fēng)能資源圖譜數(shù)據(jù)來源于Global Wind Atlas，土地利用數(shù)據(jù)來源于MODIS，保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)來自于Protected planet。LCOE計(jì)算參數(shù)參考文獻(xiàn)[8]，并結(jié)合東盟已有建成的風(fēng)電項(xiàng)目成本水平確定。

圖1 東盟100 m多年平均風(fēng)速分布

圖2 東盟陸上風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)區(qū)域風(fēng)能資源情況示意

2 結(jié)果與討論

2.1 風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)區(qū)域

東盟國家技術(shù)可開發(fā)區(qū)域及風(fēng)資源情況如圖2所示。技術(shù)可開發(fā)區(qū)域主要集中分布在中南半島中部和南部、菲律賓中部和北部、印尼部分島嶼沿海區(qū)域。其中，越南、泰國、菲律賓、老撾、緬甸等國家風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)區(qū)域面積相對(duì)較大。

東盟十國風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)總量為1 112 GW，各國風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)量統(tǒng)計(jì)見圖3。在技術(shù)可開發(fā)區(qū)域內(nèi)，大部分區(qū)域處于5～6 m/s的較低風(fēng)速區(qū)間，低風(fēng)速風(fēng)電開發(fā)潛力巨大。5～6 m/s風(fēng)速區(qū)間技術(shù)可開發(fā)量為834.0 GW，占技術(shù)可開發(fā)總量的75%；6～7 m/s技術(shù)可開發(fā)量為200.6 GW，占比約為18%；風(fēng)速在7 m/s以上區(qū)域的技術(shù)可開發(fā)量?jī)H有77.6 GW，主要分布在菲律賓和越南。從5～6 m/s風(fēng)速區(qū)間的技術(shù)可開發(fā)量各國分布情況來看，泰國在這一區(qū)間的技術(shù)可開發(fā)量最大，為294.4 GW，其次是緬甸141.1 GW，越南(138.1 GW)位居第三。新加坡、文萊和馬來西亞風(fēng)能資源較差，不適宜開展風(fēng)電項(xiàng)目的商業(yè)化開發(fā)。

圖3 東盟風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)量(按國家統(tǒng)計(jì))

2.2 風(fēng)電成本空間分析

東盟十國風(fēng)電項(xiàng)目的平均LCOE如圖4所示，風(fēng)電項(xiàng)目技術(shù)可開發(fā)區(qū)域LCOE空間分布如圖5所示。

圖4 東盟各國風(fēng)能項(xiàng)目平均LCOE對(duì)比

圖5 東盟各國風(fēng)能項(xiàng)目LCOE空間分布

東盟十國風(fēng)電開發(fā)LCOE在0.05～0.094美元/(kW·h)之間，區(qū)域平均LCOE為0.056美元/(kW·h)。從空間分布來看，東盟國家風(fēng)電LCOE較低的區(qū)域主要分布在中南半島中東部、菲律賓中部和北部。風(fēng)能技術(shù)可開發(fā)量較高的越南、泰國、老撾、緬甸以及菲律賓開發(fā)成本也相對(duì)較低。受限于資源條件，新加坡與文萊風(fēng)能開發(fā)LCOE分別高達(dá)0.086美元/(kW·h)與0.094美元/(kW·h)。總體看來，東盟國家LCOE平均值高于2020年陸上風(fēng)電LCOE0.039美元/(kW·h)的全球平均水平[2]，但是顯著低于[8]0.150美元/(kW·h)的研究成果。東盟國家平均風(fēng)電開發(fā)成本偏高，一方面是東盟尚未形成自主風(fēng)能產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈，風(fēng)能機(jī)組以及相關(guān)設(shè)備材料都需要通過陸路或者海路進(jìn)行運(yùn)輸，提高了運(yùn)輸成本；另一方面是部分國家風(fēng)能資源相對(duì)較差，例如馬來西亞、文萊與新加坡，開發(fā)風(fēng)電需要更多資金投入。

2.3 風(fēng)電成本下降路徑初探

為了分析東盟未來風(fēng)電成本下降的可行路徑，分別分析風(fēng)電LCOE各類影響因素的變化空間。自然因素方面，對(duì)于某一特定區(qū)域的項(xiàng)目，風(fēng)資源條件是一定的，風(fēng)電項(xiàng)目選址確定后，從風(fēng)能資源角度降低項(xiàng)目開發(fā)成本的空間有限。國民經(jīng)濟(jì)因素方面，稅率、通貨膨脹率、勞動(dòng)力成本等通常由項(xiàng)目所在國的國民經(jīng)濟(jì)大環(huán)境所決定，很難從項(xiàng)目層面采取措施降低項(xiàng)目開發(fā)成本。項(xiàng)目建設(shè)方面，作為建設(shè)成本主要構(gòu)成之一的風(fēng)機(jī)價(jià)格還有一定的下降空間，項(xiàng)目承建方也可以通過建設(shè)階段的優(yōu)化管理降低建設(shè)成本。另外，隨著東盟國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，港口、交通等基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，物流成本也會(huì)進(jìn)一步降低。融資因素方面，通過多元化的融資渠道，充分利用國際金融機(jī)構(gòu)的低息貸款、國際組織的贈(zèng)款等降低項(xiàng)目的融資成本，可有效降低項(xiàng)目LCOE。由此可見，項(xiàng)目建設(shè)成本和融資成本對(duì)LCOE的變化起到重要的作用，同時(shí)具備一定下降空間，因而可以作為降低風(fēng)電項(xiàng)目LCOE的主要努力方向。

為了分析建設(shè)成本和貸款利率對(duì)項(xiàng)目LCOE的影響程度，以越南為例，分析建設(shè)成本和貸款利率下降的不同情境組合下風(fēng)能項(xiàng)目LCOE的變化情況(見表1)。

表1 建設(shè)成本與貸款利率變化對(duì)項(xiàng)目LCOE值產(chǎn)生的影響

以越南當(dāng)前風(fēng)電項(xiàng)目平均LCOE為基準(zhǔn)，當(dāng)建設(shè)成本保持不變時(shí)，貸款利率下降30%，LCOE下降0.006美元/(kW·h)；當(dāng)貸款利率保持不變時(shí)，建設(shè)成本下降30%，LCOE下降0.012美元/(kW·h)，因而風(fēng)電項(xiàng)目LCOE對(duì)建設(shè)成本變化更為敏感。若建設(shè)成本和貸款利率同時(shí)下降30%，則風(fēng)電項(xiàng)目LCOE將降至0.034美元/(kW·h)，較基準(zhǔn)情景下降32%((0.050-0.034)/0.050)，低于2020年陸上風(fēng)電項(xiàng)目LCOE0.039美元/(kW·h)的全球平均水平[2]。

未來隨著碳中和進(jìn)程的推進(jìn)，風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展的重要性將日益凸顯，東盟國家風(fēng)電產(chǎn)業(yè)政策激勵(lì)措施的完善將為風(fēng)電發(fā)展拓展空間。同時(shí)風(fēng)電技術(shù)的不斷進(jìn)步也將不斷推動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)降本增效。特別是從建設(shè)和融資成本考慮，東盟國家風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)成本還有一定的下降空間。

3 結(jié) 論

為了全面評(píng)估東盟區(qū)域風(fēng)電開發(fā)成本情況，本文采用空間分析方法評(píng)估了東盟國家風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)區(qū)域和技術(shù)可開發(fā)量，在此基礎(chǔ)上，對(duì)技術(shù)可開發(fā)區(qū)域內(nèi)的風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)成果進(jìn)行評(píng)估計(jì)算，主要結(jié)論如下：

(1)東盟十國風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)總量為1 112.3 GW，約13.5%的土地面積處于低風(fēng)速(5～7 m/s)區(qū)域，低風(fēng)速區(qū)域風(fēng)電資源開發(fā)潛力超過1 000 GW，占風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)量93%。其中，泰國、越南和菲律賓分列東盟十國風(fēng)電開發(fā)潛力前三，風(fēng)電開發(fā)潛力較大。

(2)開發(fā)成本方面，東盟十國風(fēng)電開發(fā)LCOE在0.05～0.094美元/(kW·h)之間，區(qū)域平均LCOE為0.056美元/(kW·h)，高于2020年陸上風(fēng)電LCOE的0.039美元/(kW·h)的全球平均水平。從區(qū)域分布來看，風(fēng)電LCOE較低的區(qū)域主要分布在中南半島中東部、菲律賓中部和北部。

(3)從具體項(xiàng)目層面分析，風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)成本和融資成本具有一定的下降空間，可以作為東盟風(fēng)電成本下降的主要努力方向。以越南為例，若建設(shè)成本和貸款利率同時(shí)下降30%，則風(fēng)電項(xiàng)目LCOE將較基準(zhǔn)情景下降32%。