“碳达峰、碳中和”驱动下存量风场蕴藏的重大发展机遇

王昭力 大唐贵州发电有限公司新能源分公司

近年来，我国经济社会的快速发展对我国电力能源产业提出了新的要求，新能源发电发展迅速，对我国的能源安全、经济转型和生态文明具有重要意义。结合我国新能源发电的发展形势，我国电力企业更应抢抓机遇，多措并举，大力发展新能源，推动企业实现低碳转型。存量风场集资源、电价等优势于一身，但因历史原因未能发挥最大效益，在“双碳”驱动下，通过以存量风场整机改造型作进一步挖掘潜力，发挥资源优势，实现存量风场的提质增效，用实践探索了存量风场提质增效的最佳路径，揭示了存量风场孕育着重大的发展机遇。

一、存量风场资源优势比较明显，为提质增效奠定了基础

全国风电开发大致经历了由三北地区向南部、西部发展，由高风速向中高风速、中风速发展，由小功率短叶片向大功率长叶片发展的过程，大多数开发越早的项目，风资源越好，风机单机容量越小，叶片越短，装备水平参差不齐。以贵州某风场为例，2012年5月首台机组并网发电，系贵州省第二家投产运营的风电场，近7年平均风速6.1m/s，在贵州山地风场中，风速全省排名前3位。但由于开发较早，风机选择受限，风机装备技术、发电控制策略等相对落后，该风场最佳出力为2016年的利用小时1862小时，投产以来年可利用小时数平均在1500小时左右，机组单机效益和风场整体效益均远远达不到设计收益率的要求。2020年，通过对该风场实施6台机整装换型改造，改造后在风速6米、8米、12米以上三个区间内，利用小时增长高达300%-80%不等，设计利用小时达2450小时，技改效果十分明显。改造后风机运行更加稳定，电量同比大幅增长，为实现风场盈利作出重要贡献，预示着更多风机的技改将对电量的影响更加明显。

二、存量风场电价优势更加凸显，为提质增效赢得了先机

风电发展早期，国家发改委根据风资源条件采取分类补贴方式鼓励风电投资开发，培育风电装备市场，激发风电装备技术进步，引导风电行业发展。其中贵州属于风资源三类地区，电价补贴后为0.6元/千瓦时，比统调火电上网标杆电价0.35元/千瓦时高0.25元，在电价刺激下，到2020年底，贵州省风电装机达到600万千瓦。随着平价时代的来临，贵州山地风场开发受建安成本、生态红线等限制越来越大，风电开发节奏放缓。对存量风场通过技术改造提高发电效率，在保持较高电价的情况下，提高发电量将大幅提高风场盈利能力。以贵州某风电场6台风机整装换型改造为例，改造后每年利用小时同比增长1000小时左右，电量同比增长1500万千瓦时，销售收入同比增长900万元，意味着随着部分机组的改造，改风场可实现减亏，更加预示着更多风机的技改将带来超乎想象的效益。

三、风机装备核心技术实现突破，为提质增效释放了空间

国内风机整机技术经过近十年不断优胜劣汰的发展，技术路线已非常成熟甚至达到了行业领先。以该风场为例，由于早期风机装备技术参差不齐，发电机存在严重设计和制造工艺缺陷，故障随着时间推移越来越严重。旧机型叶片直径仅93米，单机容量与叶片长度不匹配，发电效率不高，功率曲线走低，机组出力达不到设计值，机组单机效益和风场整体效益均到不到设计收益率要求。2020年对首批6台机组改造，选用安装性价比最优的主流机型，单机同等功率下叶片增长14米，扫风面积增大，发电控制策略更优，对风速变化提前干预更灵敏，保证始终最大迎风面做功，最大限度地实现风资源利用风速在6米左右即可带70%负荷，12米即可满负荷运行。随着“大数据”等信息化技术的进步，以“远程集控、少人值守、无人值班、数据集成”的集控中心建成，先进的风机装备技术和远程集中控制技术实现机器远程信息交互和控制，对提高管理效能、降低运维成本方面发挥了重要作用。意味着同等风速下，大功率长叶片更优控制策略的风机将大幅提高发电效率。

四、整机技改工程造价完全可控，为提质增效创造了条件

随着陆上风电“抢装潮”落幕，风电平价时代的正式到来，风机价格作为风电降本的关键一环，风机平均价格全年持续回落，其中多家整机商风机报价已跌至3000元/千瓦。该风场通过对机组性能和技术经济性分析论证，将故障严重且难以修复的机组退役，在置换出来的土地和容量空间下，借助已有配套设施（箱变、塔筒、风机基础、线路等）的利旧，降低机组改造成本，缩短项目投资回收年限。在不考虑风机残值的情况下，根据风场上网电价0.59611元/千瓦时计算，6台机技改年度收益为2168万元，该项目2.84年收回成本，投资收益率接近38%，若考虑风机残值的情况下，5.68年收回成本，投资收益率接近20%。远高于集团公司对增量项目要求的不低于8%全投资收益率的要求，预示着存量风场存在着极大的发展空间。

五、结束语

在“碳达峰、碳中和”战略引领下，存量发展必须建立存量资产全要素效率思维，着力解决生产经营管理要素中的短板问题，立足当前风电存量规模及单位千瓦利润的对标，客观面对存在的短板和差距，深入分析原因，通过提质增效进一步挖掘存量潜力，意味着在规模没有明显增长的情况下，发电量大幅增长，利润大幅增长，降碳能力更强，对“碳达峰、碳中和”的贡献程度更高。