我国风电产业发展因素影响研究及政策建议

丁虹 刘秦华

摘   要： 合理有效的发展政策不仅能够促进风电产业的健康可持续发展，而且能够缓解现有的能源危机和环境污染问题。构建风电项目的经济性评价模型和反事实情景设计，以福建省某典型风电项目为案例，比较不同的政策情景下风电发展情况，发现风电利用小时数和上网电价的政策对项目财务内部收益率（FIRR）的影响较大，风电成本变化对项目财务内部收益率的影响相对较小。由此可以针对我国风电产业发展提出相关的政策建议。

关键词： 风电产业; 风电政策; 经济性评价; 反事实情景设计

中图分类号： F426.61               文献标识码：  A             DOI：10.13411/j.cnki.sxsx.2019.02.016

Abstract： Well-designed and effective development policies can not only promote the healthy and sustainable development of the wind power industry， but also alleviate the existing energy crisis and environmental pollution problems. Therefore， this paper， through the designing of economic assessment models and counterfactual scenarios， takes a typical wind power project in Fujian and compares the development of wind power under different policy scenarios. It finds that the wind power utilization hours and on-grid tariffs have a greater impact on the projects financial internal rate of return （FIRR）， while the impact of wind power cost changes on the projects financial internal rate of return is relatively small; Based on the findings the study provides relevant policy recommendations for the development of Chinas wind power industry.

Key words： wind power industry; policy in wind power industry; evaluation of economy; anti-fact scenario

一、引言

能源涉及人类基本的物质需求，关系着全人类的和平稳定发展。随着城市化进程的加速和工业技术的发展，能源供给出现严重的供需危机，煤炭、石油等化石燃料的燃烧也给自然环境带来严重的问题。步入21世纪，人口的进一步扩张，能源危机和环境污染问题日益严峻，供需矛盾和资源环境的制约成为阻碍人类发展的严峻考验。近年来，风电、光伏等新能源作为环保绿色的能源供给方式受到越来越多的关注，新能源作为解决能源危机与环境污染的重要举措，成为当前全球发展的重要课题。以燃煤發电为主的能源结构给我国带来巨大的污染问题，且我国人口众多，人均资源占有量远低于世界平均水平，伴随着我国国际地位的提升，将承担着越来越重的环保责任[1]20-21。因此，发展以风电、光伏等为代表的新能源，改善我国能源结构，确保经济社会的和谐问题发展，成为我国当前能源战略的重要任务。

新能源发电技术中，风电技术较为成熟，环境效益好，建设周期短，发展十分迅速，成为新能源发电中总装机容量最高的能源供给方式。风电作为较为成熟的清洁能源，具有以下优势：一是清洁环保，零排放，减少温室效应;二是建设周期相对较短，投资成本低，对地理环境要求不高，风电场开发也能作为旅游资源带来经济效益;三是发电成本相对于其他清洁能源而言较低，可行性高，效益高，具有明显的优越性[2]。我国的风电资源十分丰富，发展风电适宜我国当前国情：首先，我国地大物博，但是人均资源占有量低于世界平均水平，煤火电厂和燃气电厂的大规模开发不仅加剧环境污染问题，而且威胁国内能源安全;其次，我国面临能源结构调整和经济发展的迫切任务，电力供应至关重要，而风电作为开发潜力巨大的新能源发电方式成为当前解决这一问题行之有效的举措。因此，发展风电具有重要的战略意义和应用价值。目前，我国风电资源主要集中于两个地带：第一风带位于三北地区，即东北、华北、西北地区，该地区风电功率密度高，风电资源储备十分丰富;第二风带位于东部沿海地区，即江苏、福建、广东等近海地区及有关岛屿，该地区风电发展受到季节、环境、地形、经济等因素的影响，但是其地处电力需求较高的发达地区，风电消纳优势明显，风电产业发展也较为迅速。

我国风电发展起步于20世纪中期，历经几十年的探索发展，逐步向规模化、集约化的方向发展，风电装机容量逐年上升，位居世界前列。随着风电技术的不断进步，技术因素的制约限制越来越小，政策对风电发展的影响也不容忽视。近年来，我国风电历经两波快速发展阶段[3]115-120.第一阶段为2006-2008年期间，在此期间，我国发布多项风电支持政策，对风电的开发利用研发提供无偿资助、贷款贴息等优惠政策，为风电的开发利用提供有益的支持;此外，税收方面也实施多项优惠措施，有关风能生产方面的增值税应纳税额进行相应的减免。2006-2008年期间，我国风电的装机容量增长率分别达到103.05%，130.52%和105.22%，2008年底装机容量达到12002.1MW，占全球风电装机容量的9.95%。第二阶段为2009-2010年期间，在此期间我国进一步明确风电上网电价，实施公布各个风电基地的并网方案，对风电并网提供优惠支持，进一步促进风电产业的发展，2009年新增风电装机容量13803.2MW，增长率达到115.01%。2010年新增风电装机容量18928MW，增长率达到73.35%，风电装机总量不断增长[4]1-8。

风力发电具有随机性、季节性、波动性和不可确定性，相对于传统火电等发电方式而言，发电成本较高，在电力市场中竞争力较弱，因而政策因素对风电产业的发展十分重要[5]1817-1829。随着风电项目的继续建设，在全国其他地方弃风限电严重和地方政府颁布的可再生能源调价让利政策的背景下，保证风电的健康发展已经成为了“十三五”期间可再生能源政策的要点。换句话说，什么样的风电政策才能更好地推动风电健康、快速、可持续发展，是值得我们探讨的问题。因此，笔者开展风电产业发展影响因素研究，旨在为我国风电政策的制定提供有益的参考。

二、模型构建：风电项目的经济性评价与反事实情景设计

（一）我国风电政策体系

风电的发展，除了需要自然的资源禀赋和核心技术，还需要可支撑的宏观和微观环境。宏观环境指以政府政策为主导的宏观环境支撑，为风电的发展提供财税政策优惠支持、金融贷款支持和技术政策支持。微观环境指风电相关企业参与市场的调节。风电要想健康发展，需要政府宏观的政策支持结合微观的企业共同发力。我国风电政策体系从风能资源调查、风电成本、标杆电价和风机有效运行小时数四个方面进行划分，表1给出我国部分风电发展政策，从表中可以看出，从资源评估、选址规划、设备制造到并网发电，我国风电政策体系较为完善。

（二）风电项目的经济性评价

风电项目的经济性评价，是对其全寿命周期内的收益和成本进行分析，然后通过相应的经济性指标来评价投资的可行性，是一种从经济角度分析的辅助规划决策方法。全寿命周期分析不仅包括初期的设备购买和建设费用，还需要考虑运行过程中的维护费用和售电补贴、收益等，较为全面地评价一个风电项目[6]78–80。

1. 成本分析

（三）反事实情景设计

不同维度的风电政策对风电的发展影响程度不一致，风电项目开发的影响因素主要有风资源评估、风电场建设运营成本、上网电价和运行小时数四项，其中受政策影响较大的是后三项[8]。本文以后三者的政策对风电的影响为例，通过构建反事实情景，即构建出政策缺失的情景，然后量化分析在政策体系不完善下风电行业可能的发展情景，并与当前发展情况进行对比。在情景设计中，本文从影响因素和影响程度两个维度进行设计，如表2所示。

基准情景（ScenariosofBasics，SB）是指在当前政策情景下（本文设定当前政策情景为基准情景），在SB情景中，本文假设风电固定资产投资为8000元/千瓦，年均运行小时数为2500小时，上网电价为0.61元/千瓦时，这基本符合当前我国风电项目建设的基本状况。

成本情景组（ScenariosofCost，SC）：假设与风电设备购买相关的税收优惠、风电建设投资补贴相关的政策缺位，导致风电部署成本提高10%、20%和30%，对应的情景是SC-L，SC-M和SC-H。

上网电价情景组（ScenariosofPrice，SP）：假设上网标杆电价政策落实不到位，相关政策的缺失可能会使得风电的上网电价在国家标杆水平上下调10%、20%和30%，对应的情景是SP-L，SP-M和SP-H。

利用小时数情景组（ScenariosofHour，SH）：假设风电并网、发电量全额消纳相关政策得不到保障，弃风率分别在当前基础上提高10%，20%，30%，在模型中简化为风电上网小时数降低10%、20%和30%，对应的情景是SH-L，SH-M和SH-H。

由于政策缺失对各项因素的影响程度难以量化，本文假设在政策缺失情况下，对应的成本、电价或利用小时数会受到一定程度的影响，分别是在原有基础上上浮或者下降10%、20%和30%，这也是大部分文献较为常用的方法。

三、算例分析

本文以福建省典型的风电项目（24×2MW）作为案例进行分析，量化政策体系对于风电项目经济可行性的影响。表3是福建地区风电项目（24×2MW）的相关参数。

（一）基准情景（BC）

基准情景下，风电投资的效益较好，其中全投资的动态投资回报期为13.91年，财务净现值为8700万元，财务内部收益率为11.1%。如果项目资本金为总投资的20%，其余80%使用银行贷款，贷款利率参考基准利率，则动态投资回报期为8.07年，财务净现值为14740万元，财务内部收益率（所得税后）为21.2%。可见风电项目投资效益明显，具备投资价值。

基准情景下的24×2MW风电项目的所得税后净现金流量（自有资金现金流量）如图1所示。按照20%的出资比例，项目资本金约为7680万元。项目投产之后，每年的售电收入和补贴收入合计约为7459万元，现金流出包括偿还借款本金和利息、经营成本和营业税金。由于项目投资资金贷款按照项目投产之后12年每年等额偿还本金的方式，因此在14年开始后不用再偿还贷款利息和本金，因此现金流量表现更好。

（二）政策缺失情景

以典型24×2MW风电项目的投资回报率作为衡量指标，将当前政策体系下即SB情景下的财务内部收益率（FIRR）化整为1，比较各组政策情景下的项目财务内部收益率，如图2所示。

相对于基准情景，风电利用小时数下降10%，财务内部收益率FIRR将下降约24%;利用小时数下降20%，FIRR将下降46%;利用小时数下降30%，FIRR将下降67%。风电上网标杆电价与利用小时数影响着每年的售电收益，因此風电上网标杆电价变化对FIRR的影响与风电利用小时数对FIRR的影响相同。

较之利用小时数和上网标杆电价，风电成本变化对项目项目财务内部收益率的影响相对较小。相对于基准情景，成本增加10%，项目的内部收益率将下降20%;成本增加20%，项目的内部收益率将下降36%;成本增加30%，项目的内部收益率将下降49%。

可以看出风电利用小时数或者上网电价变化对项目财务内部收益率的影响较大。主要原因是上网电价和运行小时数的变化直接影响到项目投产期间每年的现金流入，而成本变化仅影响建设期（一般为1年）的总投资。

四、结论及政策建议

（一）结论

通过算例分析发现，风电利用小时数或者上网电价变化对项目财务内部收益率的影响较大，风电成本变化对项目项目财务内部收益率的影响相对较小。故针对风电利用小时数和上网电价的政策，比如选址规划、风电消纳、竞价上网、上网补贴等政策需要加大力度执行并推陈出新，保障风电项目的盈利能力。

（二）风电健康、快速、可持续发展政策建议

风电产业建设规模大、效益好，与现行的完善的风电政策是分不开的[9]20-26。多项支持风电产业发展的规划和政策，使现有的风电发展政策体系具有较好的整体性、连续性和协调性。为进一步促进风力发电研发与利用，降低风力发电对电网运行可靠性与稳定性等方面的影响，针对电力新技术发展趋势与电力市场开放等特征，根据上文的结论，下面提出相应风电发展政策建议，保证风力发电的可持续性。

1. 针对风电利用小时数的建议

（1）风电规划

由于风能资源的不确定性和不可控性，加上风电场建设采用了大规模的电力电子装置，风电场并网后对原先配电网的可靠性和电能质量影响较大，大多数电力公司出于电网的安全考虑，导致很多风电场不能及时地就近接入配电网，造成风电利用小时数降低，影响风电的经济效益。因此，在风电项目设计开发初期，项目所在当地政府企业应进一步分析负荷增长区域与成分，确保风电开发的规模与当地负荷增长趋势一致，且与地方长期规划同步。

考虑到目前风电基地普遍存在的弃风离网现象，为了提高风电利用小时数，未来风电场可采用“分布式”的模式，满足风电机组就近接入配电网的负荷需求，以就地实现功率平衡、分散到附近的负荷点消纳为主，并通过参考集中式风电发展模式，对“分布式”风电发展方向、并网要求、接入配电网的电压等级、装机容量和政府项目审批权限进行细化。相对于以往“集中式”进行规划建设方案，“分布式”规划模式有益于提高风电利用小时数，提高风电消纳率，促进风电的良性发展。

（2）多电源类型协调配合

风力发电具有随机性、波动性和不可预测性，因此风电场的经济稳定运行离不开多种类型电源协调配合。从风电利用小时数方面入手，应当协调区域风电容量、传统火电容量以及储能容量的运行配合，防止风电出力的随机性导致电能质量不达标，进而离网运行，降低风电利用率。在大量风力机组由于其波动性和随机性导致功率输出不足时，通过提升可控发电机组输出功率对电网功率需求进行补偿。因此，为了降低可再生能源接入对系统供电影响，应鼓励现有小火电机组逐步转变为超临界机组或超超临界大机组，提高系统的风能消纳能力运行清洁性、灵活性以及高效性。同时，针对储能技术的快速发展与大规模应用现状，可在大型风电场或分布式风电机组并网侧加入储能设备，实现风电输出功率的平滑作用，提高风机并网潮流的电能质量。通过接入大容量储能设备，实现多余电能的存储，并可参与电力市场的电能供需调节。

此外，目前现有的火电机组容量占比大，为适应经济的发展水平，虽然风电持续发展，但总体未达到相应的发电需求。因此可以通过控制燃煤电厂、燃气电厂发展规模，推迟核电机组建设，使其为风电发展让道，加快风力发电机组的发展速度。此外，在部分风能资源较富裕的地区，能源规划部门应调整能源发展思路，控制火电和核电的建设规模，停止火电项目批准、适当下降核电项目的批准规模，避免传统火电站和核电站扩建导致的风能发展空间下降，提升可再生能源的发展空间。

2. 针对上网电价的建议

从上网电价方面考虑，为了进一步促进风电场的经济运行，加强相关配套工程建设与管理，建议相关风电场采用分时上网电价的方式，考虑到季节、天气、时间等方面的差异以及配电网电能需求情况，在风力发电容量较高时段降低上网电价，促进电能消纳，防止出现弃风现象而导致的风力设备轻载甚至空载运行，最大可能避免对电力设备的损害，降低设备损耗率。同时，在风电场规划时尽可能选定在电力负荷中心附近，降低输配电成本，提高经济性。

此外，在上网电价政策执行监管方面，应当加强对政策落地执行情况的检查力度。有关部门应当完善信息监测体系，及时对各地市的风能消纳情况进行有效监管并公开风电场运行情况，构建切实全面的可再生能源运行管理条例，完善可再生能源产业发展预警机制，加强可再生能源发展与执行监督强度。

3. 针对风电成本的建议

为有效降低风电成本，应该大力推广风力系统国有化。根据国内外行业发展的已有经验，风力发电的初始投资占据了相当大的比例;而风机造价又占据了初始投资中的绝大部分。因此风机造价对风电成本的影响至关重要。从风力系统发展较早的那些国家的经验来看，当风机造价在初始投资中的比例低于70%时，风电的成本就可以得到显著的控制;结合我国目前的国情，风机造价在初始投资中的比例大致位于85%左右。所以说我国的风机成本还有着巨大的降低空间。虽然我国发展风力制造已经有了相当的经验和研发能力，部分组件都有较好的国有化解决方案，但是我们的高端风机及组件还有相当一部分需要依赖进口，因此产生的关税以及技术引进和转让费用难以避免，直接导致了风机成本难以降低。该问题短期的直接解决方案为降低关税，但是该方案只能临时缓解，不能解决根本问题，同时会对国产风机制造造成打击。从长远以及可持续发展的角度来看，要想解决根本问题，需要从两个方面入手：从国家层面统一组织，整合行业相关公司，集中同风机制造最为发达国家进行统一谈判，降低技术引进的难度的同时，争取接触国外的核心技术;另一方面是从政府政策层面鼓励各企业发动研发制造积极性，攻克高端风机国产化的难题，从而降低风力系统中风机成本的比重，从而降低风电系统的综合成本。根据相关数据做出如下预测：假如风机核心组件的国产化比例提高至大约60%，则风机的制造成本最低能降低大约10%，从而使得风电的整体从本下降到大约0.47元/KWH的水平;如果国产化率能够提升至100%，则风電机组的成本能够降低大概30%，而风电的成本即可被压缩至0.347元/KWH的水平。综合上述讨论，为了降低风电的成本，应该从国家层面统一相关产业布局，加大核心技术的引进力度，同时尽量降低技术引进的成本;对自主化研发企业进行税收减免乃至政策补贴，鼓励地方和社会资本进入风电设备制造领域，调动自主研发积极性，从而实现风机设备制造的国产化水平，最终使风电成本得到最大限度的控制。

此外，风电机组的投资成本占据风电场成本的重要部分，选择合适容量和型号的风电机组，提高风电机组的利用率对于风电场建设发展也具有重要意义。地理环境、自然条件以及地域特点等因素均影响风电机组的合理选型。因此，针对不同地域的风电场，应事先进行全面的风电场成本计算研究，评价不同机组的成本，结合未来电力运行需求，根据分析结果选择合适的风电机组型号和容量，实现风电建设成本的最小化。另外，风电场进行机组规划选型时，应综合考虑风电场处理及地域限制因素，尽可能选用性价比高的风电设备，降低风电发电成本，最大限度提高风电机组的利用率，实现效益的最大化。

4. 其他建议

（1）技术与设备研发

为降低风电项目建设成本，要制定风电产业链发展规划，考虑资源区域、规模、用户等多方面进行差异定价。进一步完善风电产业链结构，通过深度开发产业链高端价值，拓展产业链上下游范围。该措施不仅对降低风电后期建设成本有益，对于带动风电相关产业发展，提高经济发展水平也大有裨益。针对现有国内风电制造企业在风电装备制造等高附加值环节切实问题，大力加强国内企业与国外企业之间的交流合作力度，并同步引入国外相关制造企业。在风机核心配件与部件研发方面，特别是海上施工运输平台、施工平台、大于5MW的智能风机，应推动各环节管理与设备生产的标准化、通用化以及系列化，提升设备生产工艺技术与生产技术的先进性、实用性以及创新性。同时，为进一步保障风力发电合理性与规范性，应加速形成风电配套工程的建设、技术以及运行规范体系，形成风电场全寿命周期标准化管理。同时，加快建设风电相关专业人才培养进度，特别是风电技术研发、运行、管理等方面，促使我国风电技术的蓬勃发展。

（2）风电场市场运行与控制

目前已建立较为完善的风电项目收益保障政策体系，并逐步实现风电项目的健康发展。针对目前风电项目在没有国家“输血”补贴的情况下就严重亏损的情况，风电项目要想健康持续发展，需要政府坚持全方位的电价补贴政策，保障风电上网电价的稳定性，以保障风电项目的收益。

针对未来电力市场逐步放开的情况，应建立健全的电力交易市场，完善电力需求侧响应政策体系，提高风电项目的可靠性收益、降损收益和调峰收益等间接收益。鼓励风电场参与电力市场中的调峰和降损任务，获取额外的收益。加快形成“分散式”风电价格形成机制。上网电价与风电利用小时数对风电项目的财务指标影响程度基本一致。应按照成本加收益方法确定上网价格，构建有利于风电项目盈利的上网电价政策，保障风电上网的优势。区别于大基地的火电标杆上网电价机制，“分布式”风电因为可全额就近消纳，可根据风能资源和就地的负荷情况进行区别定价。针对风电在电力市场运作过程中，可能会因其对电网运行可靠性与调峰等方面负面作用而导致支付辅助服务等额外费用的问题，应考虑建立碳排放市场，从而体现风力发电在清洁性方面的优势，进一步提升风力发电收益成效。

综上所述，发展以风电产业为代表的可再生能源，是解决民生问题的路径，也是科技强国的手段。在这其中政策起到了重要的引导作用。完善风电产业政策体系，立足于国家的宏观规划和我国风电发展的基本情况，才能破解风电产业中遇到的难题，推动风电产业快速、健康、持续发展。

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[责任编辑、校对：党  婷]