基于标杆上网电价的风电投资决策分析模型研究

徐雯雯

摘 要：为进一步促进风电产业持续健康发展，我国发布了《关于完善风力上网电价政策的通知》，根据风能资源状况和工程建设条件，将全国分为四类风能资源区，并相应制定风电标杆上网电价。这一政策，对于风电产业投资来说，无疑是一利好消息。但同常规能源发电投资相比，由于我国风电起步较晚，政策较不成熟，风电也具有更大的投资风险。因此对于风电投资者而言，迫切需要一个可将风险量化的投资辅助决策工具。

关键词：风电标杆上网电价；实物期权；投资决策

一、引言

目前，虽然我国煤电和水电仍是发电投资的主体，但由于生态环境不断恶化，资源短缺问题日益凸显，人们将目光纷纷转向可再生能源发电，特别是风力发电。为进一步促进风电产业持续健康发展，我国发布了《关于完善风力上网电价政策的通知》，根据风能资源状况和工程建设条件，将全国分为四类风能资源区，并相应制定风电标杆上网电价。这一政策，对于风电产业投资来说，无疑是一利好消息。但与传统能源发电投资相比，风力发电仍具有较大的风险。因此，无论是对风电投资者而言，还是对风电投资政策制定者而言，均迫切需要一个可将风电投资风险量化的投资辅助决策工具。

因此，本文将实物期权理论用于风电投资决策分析，建立了适用于我国的风力投资决策的分析模型。该模型基于国内风电投资环境的分析，综合考虑了风电标杆上网电价、风电场投资及运行成本、CDM交易等因素，为风电投资者提供了量化的投资辅助决策工具，同时，还可作为政策制定者制定合理投资政策的量化分析工具。

二、标杆上网电价政策的引入与建模

1、 风电特点及我国投资政策概述

1.1 风电特点

风力发电，在我国起步较晚，跟风能发电强国荷兰、美国比还有不少的差距。风力发电的特点是随机性强，难控制，不稳定，地域性等。这些特点使得风电无法在现有的科技条件下作为主干电力使用，调峰调频能力亦不尽人意。风电进网，对电网会造成波动，如果调度处理不当或不及时，有引发电网事故的可能。风电的介入还需增加调峰等调频容量，增大电网的投资。但风力发电，因无污染，可再生等优势，在如今大力呼吁低碳、保护环境的时刻，已成为全球关注的发电形式。风电的运行成本低，基本上没有生产成本，仅需少量的运行维护费用。风电收益主要取决于实际发电量和上网电价。实发电量受风力和所连接电网承受能力的限制。风电上网电价具体取决于相关的投资政策。

1.2我国风电标杆上网电价政策

国家发改委2009年正式公布《关于完善风力发电上网电价政策的通知》全文。该文件公布了按风力资源从优到劣划分的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类风力资源区的具体地域。四类风电标杆价区水平分别为每千瓦时0.51元、0.54元、0.58元和0.61元。I类风资源区包括内蒙古自治区除赤峰市、通辽市、兴安盟、呼伦贝尔市以外其他地区；新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市、伊犁哈萨克族自治州、昌吉回族自治州、克拉玛依市、石河子市。Ⅱ类风资源区即五毛四价区，包括河北省张家口市、承德市；内蒙古自治区赤峰市、通辽市、兴安盟、呼伦贝尔市；甘肃省张掖市、嘉峪关市、酒泉市。Ⅲ类风资源区即五毛八价区，包括吉林省白城市、松原市；黑龙江省鸡西市、双鸭山市、七台河市、绥化市、伊春市，大兴安岭地区；甘肃省除张掖市、嘉峪关市、酒泉市以外其他地区；新疆维吾尔自治区除乌鲁木齐市、伊犁哈萨克族自治州、昌吉回族自治州、克拉玛依市、石河子市以外其他地区；宁夏回族自治区。Ⅳ类风资源区即六毛一价区，为除I类、Ⅱ类、Ⅲ类资源区以外的其他地区。

文件规定，该上网价标准自2009年8月1日起实行。2009年8月1日之前核准的风电项目，上网电价仍按原有规定执行。继续实行风电价格费用分摊制度。风电上网电价在当地脱硫燃煤机组标杆上网电价以内的部分，由当地省级电网负担；高出部分，通过全国征收的可再生能源电价附加分摊解决。脱硫燃煤机组标杆上网电价调整后，风电上网电价中由当地电网负担的部分要相应调整。

1.3我国其它主要风电投资政策

（1）《可再生能源法》对风电产业给予支持

《可再生能源法》允许多种投资主体进入可再生能源领域，从法律上为以风电为代表的新能源快速发展提供了政策上的支持。该法基本确定了风电发展的三项原则：一是对风电要实行保护性固定电价，在成本上，保证有合理的利润；二是电网无条件收购风电，价差由参加网分摊；三是国家财政设立专项资金，支持可再生能源发展。政策上的有力支持将为风电运营带来利好。

（2）清洁发展机制（CDM）

在我国，风电场项目可申请清洁发展机制（CDM）的支持，通过出售和转让温室气体减排量的方式增加项目收益。

2、 风电投资决策分析模型

由于政府相关风电投资政策的不确定性，使得风电投资和水电、火电等投资相比，具有更大的投资风险。因此，投资者在进行投资决策时，更应将政策的不确定性计算在内。本文基于风电上网标杆电价政策，并综合各种风电投资影响因素，根据实物期权理论建立风电投资决策分析模型。投资者在进行投资决策时，首先应制定出投资决策标准。然后，在对政府风电投资政策作出预测的基础上，根据已有政策信息及预测分析，利用二叉树模型构建期权，并结合项目资产总值模型，对项目价值及投资成本进行估算，计算出项目的 与 。最后比较 与 ，根据事先制定的投资决策标准作出投资决策。下文将对风电投资决策分析步骤中所应用到的标准、模型及相关计算进行说明。

2.1投资决策标准

投资者在做投资决策时需要有一个决策标准，传统上经常以NPV的大小 作为衡量标准。项目总利润由项目收益与运行成本之差定义，又称为项目总值。在计算 时，假定投资决策一经做出就不再修改。但是在实际中，投资决策会随着市场环境的变化而做出调整。

考虑到投资决策的灵活可变性，实物期权理论将传统的NPV扩展为eNPV。eNPV即是考虑决策灵活性的项目净现值。基于实物期权理论的企业投资决策标准为：（1） 非负的项目为可行项目，而 越高，则项目的可行性越高；（2）仅当 非负且不小于 时，才启动投资项目。

2.2二叉树模型

风电项目由于存在政策、市场、技术等多方面的不确定因素，因此，企业应该等待合适的投资时机，通过延迟投资来规避投资风险。企业有权在项目许可证有效期结束之前根据市场情况决定何时启动投资项目（即延迟投资期权）。

根据Mcdonald. R, Siegel. E(1986)的理论，如果获取该项目的公司仅拥有这一个资产，可假设风电项目资产的总值，即该项目在运营期内的总利润V随时间的变化服从几何布朗运动规律，即

（1）式中：μ为项目资产总值的增长率，σ为相应的波动率；z为标准布朗运动；t为时间。

金融界通常会根据无套利的假设，将无风险评估方法应用到实物期权理论中，即用无风险利率r代替（1）式中的增长率μ，并用r作为贴现计算的贴现率。若以二叉树模型来近似描述以上随机过程，令V（k，i）为项目总值函数，表示在第k期第i步选择的项目总值，将项目许可证有效时间T划分为n个相等的时间段，则在第k期，项目总值V（0,0）将以p的概率上升为uV或以1-p的概率下降为dV（如图2所示）。

根据贝尔曼最优化原理，采用倒退法即可计算出考虑决策灵活性的项目扩展净现值 。计算过程如图3所示，图中F表示计及投资延迟期权的项目总值F=max(V,0).即从最后一步开始，在倒退计算过程中，每一步均需考虑投资或不投资两种选择。最后推出决策步0（即i=0）上的项目总值F（0,0），即为计及投资延迟期权的项目总值限制。所以有： =F（0,0）-,其中为投资成本现值。而 =V（0,0）- 。则该项目的延迟投资期权制为 与 之差，即F（0,0）- V（0,0）。（注：Mun.J (2006)）。由上分析可见，应用二叉树模型求解 的关键是评估项目资产总值V及其增长率的波动率σ。

2.3项目资产总值模型

根据上文介绍的风电投资环境，风电项目收益包括售电收益和CDM项目收益。售电收益包括采用合同电价结算的收益和采用市场电价结算的收益两个部分。至于项目运行成本，风电场项目不涉及燃料成本，运行成本所占比例很小，本模型以投资成本的百分比形式来表示运行成本。因此，项目总值的现值模型如下：

三、研究展望

本文将实物期权理论用于风电投资决策分析，建立了适用于我国的风力投资决策的分析模型。投资者可根据该分析模型将投资风险量化以便做出合理的投资决策，而政策制定者也可以依据模型定量分析相关政策对风电投资的影响，从而对投资政策进行合理的调整，促进风电发展。但本文仅仅建立了一个分析模型，提供了一个分析思路，并未利用数据进行实证研究，无法说明各参数对投资决策的影响大小,因此也无法提供投资决策建议及进行投资政策分析。因此，在未来的研究中，可利用该分析模型进行实证研究，对决策影响因素进行分析，更好的辅助投资者做出投资决策，也为政策制定和调整提供依据。

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