夏 婷，姜 昊，仇 欣，俞定坤，郁永靜

(1.水電水利規(guī)劃設計總院，北京 100120；2.中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 引 言

發(fā)電項目LCOE將項目全生命周期內(nèi)的成本平均分攤到單位發(fā)電量上，可用于不同發(fā)電技術類型、不同區(qū)域的同一類型發(fā)電項目等各類場景的經(jīng)濟性評價和對比[3]。風電項目LCOE的研究對于風電項目投資決策、風電基地規(guī)劃都具有重要的參考價值。從風電項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，主要指風能資源條件的差異，直接影響風電項目整個生命周期的發(fā)電量；二是國民經(jīng)濟因素，主要包括項目所在國家的稅率、通貨膨脹率、勞動力成本，通過影響折現(xiàn)率、項目運維(O&M)成本等影響項目的度電成本；三是項目建設因素，主要包含風電機組及其附屬設施、物流、吊裝、風電場電氣(含升壓站)設備及安裝工程、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，風電項目成本分析主要停留在項目層面[4-5]，而風電基地規(guī)劃和項目選址等往往需要區(qū)域尺度的成本對比，單一項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(簡稱“東盟”)是全球最具經(jīng)濟活力的區(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，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)濟復蘇、綠色轉(zhuǎn)型、人文交流、社會發(fā)展等多項領域。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%。在全球應對氣候變化與能源轉(zhuǎn)型的大背景下，發(fā)展風電、光伏等清潔能源成為東盟各國的共識[6]。截至2020年年底，東盟電力裝機中可再生能源占比為33.7%。其中，以水電和光伏為主，兩者合計占比達到28.9%；而風電裝機僅占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電尚未起步。摸底東盟國家風電開發(fā)成本，探索區(qū)域風電成本下降的可行路徑，對于東盟國家充分利用風電資源、助力區(qū)域能源清潔化發(fā)展，以及中國風電企業(yè)拓展東盟市場、帶動產(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驗室(NREL)[8]嘗試對東盟國家風電和光伏的開發(fā)成本區(qū)域分布情況進行估算，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，不能反映風電成本下降的趨勢。

本文在點尺度風電成本計算方法的基礎上，探索東盟區(qū)域風電項目成本空間分布的分析方法，以期量化評估東盟國家風電開發(fā)成本的最新情況，為風電項目區(qū)域規(guī)劃和場址優(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多年平均風速如圖1所示。總體而言，東盟十國大部分區(qū)域風速在7 m/s以下，相對風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

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

東盟風電技術可開發(fā)量的評估采用已有文獻[10]中常用的方法，基于研究區(qū)域的風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)風電的區(qū)域(即風電技術可開發(fā)區(qū)域)?；诩夹g可開發(fā)區(qū)域的風能資源條件，確定區(qū)域的單位面積裝機容量，最終得到技術可開發(fā)區(qū)域的風電裝機潛力。東盟區(qū)域僅緬甸北部、印尼東部少部分區(qū)域海拔較高，同時鑒于山地風電技術已經(jīng)發(fā)展較為成熟，因而本研究沒有將山地地形作為風能資源技術可開發(fā)的剔除因素。

在確定風電技術可開發(fā)區(qū)域的基礎上，通過合理的LCOE影響因素的空間取值假設，計算風電技術可開發(fā)區(qū)域的LCOE值。LCOE計算公式為

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標液滴定至終點，記錄消耗的EDTA體積V3。

(1)

式中，INVT為初始投資，即項目的動態(tài)投資或建設成本，包含建設成本和建設期利息；Dep為全生命周期內(nèi)因折舊導致的稅費減免的現(xiàn)值；RV為固定資產(chǎn)殘值的現(xiàn)值，即全生命周期內(nèi)未消耗掉的建設成本；AC為全生命周期內(nèi)項目運營成本的現(xiàn)值，運營成本包括運維成本和財務成本；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為運營期。

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

圖1 東盟100 m多年平均風速分布

圖2 東盟陸上風電技術可開發(fā)區(qū)域風能資源情況示意

2 結果與討論

2.1 風電技術可開發(fā)區(qū)域

東盟國家技術可開發(fā)區(qū)域及風資源情況如圖2所示。技術可開發(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、緬甸等國家風電技術可開發(fā)區(qū)域面積相對較大。

東盟十國風電技術可開發(fā)總量為1 112 GW，各國風電技術可開發(fā)量統(tǒng)計見圖3。在技術可開發(fā)區(qū)域內(nèi)，大部分區(qū)域處于5～6 m/s的較低風速區(qū)間，低風速風電開發(fā)潛力巨大。5～6 m/s風速區(qū)間技術可開發(fā)量為834.0 GW，占技術可開發(fā)總量的75%；6～7 m/s技術可開發(fā)量為200.6 GW，占比約為18%；風速在7 m/s以上區(qū)域的技術可開發(fā)量僅有77.6 GW，主要分布在菲律賓和越南。從5～6 m/s風速區(qū)間的技術可開發(fā)量各國分布情況來看，泰國在這一區(qū)間的技術可開發(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、文萊和馬來西亞風能資源較差，不適宜開展風電項目的商業(yè)化開發(fā)。

圖3 東盟風電技術可開發(fā)量(按國家統(tǒng)計)

2.2 風電成本空間分析

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

圖4 東盟各國風能項目平均LCOE對比

圖5 東盟各國風能項目LCOE空間分布

東盟十國風電開發(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。風能技術可開發(fā)量較高的越南、泰國、老撾、緬甸以及菲律賓開發(fā)成本也相對較低。受限于資源條件，新加坡與文萊風能開發(fā)LCOE分別高達0.086美元/(kW·h)與0.094美元/(kW·h)?？傮w看來，東盟國家LCOE平均值高于2020年陸上風電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。東盟國家平均風電開發(fā)成本偏高，一方面是東盟尚未形成自主風能產(chǎn)業(yè)供應鏈，風能機組以及相關設備材料都需要通過陸路或者海路進行運輸，提高了運輸成本；另一方面是部分國家風能資源相對較差，例如馬來西亞、文萊與新加坡，開發(fā)風電需要更多資金投入。

2.3 風電成本下降路徑初探

為了分析東盟未來風電成本下降的可行路徑，分別分析風電LCOE各類影響因素的變化空間。自然因素方面，對于某一特定區(qū)域的項目，風資源條件是一定的，風電項目選址確定后，從風能資源角度降低項目開發(fā)成本的空間有限。國民經(jīng)濟因素方面，稅率、通貨膨脹率、勞動力成本等通常由項目所在國的國民經(jīng)濟大環(huán)境所決定，很難從項目層面采取措施降低項目開發(fā)成本。項目建設方面，作為建設成本主要構成之一的風機價格還有一定的下降空間，項目承建方也可以通過建設階段的優(yōu)化管理降低建設成本。另外，隨著東盟國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，港口、交通等基礎設施不斷完善，物流成本也會進一步降低。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構的低息貸款、國際組織的贈款等降低項目的融資成本，可有效降低項目LCOE。由此可見，項目建設成本和融資成本對LCOE的變化起到重要的作用，同時具備一定下降空間，因而可以作為降低風電項目LCOE的主要努力方向。

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

表1 建設成本與貸款利率變化對項目LCOE值產(chǎn)生的影響

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

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

3 結 論

為了全面評估東盟區(qū)域風電開發(fā)成本情況，本文采用空間分析方法評估了東盟國家風電技術可開發(fā)區(qū)域和技術可開發(fā)量，在此基礎上，對技術可開發(fā)區(qū)域內(nèi)的風電項目開發(fā)成果進行評估計算，主要結論如下：

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

(2)開發(fā)成本方面，東盟十國風電開發(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)從具體項目層面分析，風電項目建設成本和融資成本具有一定的下降空間，可以作為東盟風電成本下降的主要努力方向。以越南為例，若建設成本和貸款利率同時下降30%，則風電項目LCOE將較基準情景下降32%。