海上風(fēng)電成本及敏感性分析

可再生能源在自然界可循環(huán)再生，是取之不盡、用之不竭的能源。全球風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)已出現(xiàn)從陸地向海洋發(fā)展的趨勢(shì)。與陸地風(fēng)電相比，海上風(fēng)電具有不占地、風(fēng)速高、沙塵少、電量大、運(yùn)行穩(wěn)定以及粉塵零排放等優(yōu)勢(shì)；與此同時(shí)，沿海區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，地區(qū)用電量高，因此可以實(shí)現(xiàn)就近消納，降低輸送成本，海上風(fēng)電的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

目前我國(guó)海上風(fēng)電已發(fā)展一段時(shí)間，在國(guó)家政策的支持下，已經(jīng)初步形成海上風(fēng)電上下游產(chǎn)業(yè)鏈。但由于海上風(fēng)電建設(shè)條件復(fù)雜、對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組等風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備要求高等因素，海上風(fēng)電建設(shè)成本較高。與此同時(shí)，海上風(fēng)電建設(shè)周期長(zhǎng)、投資大，建設(shè)不確定因素多，項(xiàng)目投資方往往關(guān)注風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)成本以及因不確定因素導(dǎo)致的風(fēng)電場(chǎng)收益率變化。

本文從海上風(fēng)電成本以及單因素敏感性兩方面系統(tǒng)分析海上風(fēng)電成本組成和投資、利率、電價(jià)及發(fā)電量變化對(duì)項(xiàng)目收益率的影響情況，避免因不確定因素變化導(dǎo)致投資增加、收益率降低等問題。與此同時(shí)，根據(jù)敏感性分析，準(zhǔn)確把握各不確定因素對(duì)項(xiàng)目收益的影響程度，能夠更好地從容應(yīng)對(duì)不確定因素變化等問題。

圖1 海上風(fēng)電成本及敏感性分析流程圖

圖2 海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)成本構(gòu)成圖

海上風(fēng)電成本

一、海上風(fēng)電建設(shè)成本分析

海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)成本主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：設(shè)備及安裝工程費(fèi)用、建筑工程費(fèi)用、施工輔助工程費(fèi)用、其他費(fèi)用、基本預(yù)備費(fèi)和建設(shè)期利息。各部分占總成本的比例不同，對(duì)總成本的影響也不盡相同。海上風(fēng)電場(chǎng)各部分建設(shè)成本構(gòu)成比例如圖2所示。

（一）設(shè)備及安裝工程費(fèi)用

設(shè)備及安裝費(fèi)主要包括由風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備及安裝工程、升壓變電站設(shè)備及安裝工程、登陸海纜工程、控制保護(hù)設(shè)備與安裝工程及其他設(shè)備與安裝工程產(chǎn)生的費(fèi)用。根據(jù)不同海上風(fēng)電場(chǎng)造價(jià)統(tǒng)計(jì)，設(shè)備及安裝費(fèi)約占工程成本的60%，對(duì)成本的影響較大。其中，風(fēng)電機(jī)組的造價(jià)是影響海上風(fēng)電場(chǎng)造價(jià)的主要部分。考慮臺(tái)風(fēng)、海上防腐等技術(shù)要求，對(duì)風(fēng)電機(jī)組提出更高的可靠性要求；升壓站相關(guān)電氣設(shè)備、高壓海纜及其他設(shè)備安裝也影響設(shè)備及安裝工程總成本。

（二）建筑工程費(fèi)用

建筑工程費(fèi)用包括風(fēng)電場(chǎng)工程、升壓變電站工程、房屋建筑工程、交通工程和其他工程的費(fèi)用。風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)區(qū)域?qū)︼L(fēng)電場(chǎng)的造價(jià)有直接的影響，相對(duì)于潮間帶風(fēng)電場(chǎng)，中、深海域風(fēng)電成本較高，主要是由隨著海水深度的增加，支撐結(jié)構(gòu)和安裝費(fèi)用會(huì)有明顯上漲等原因造成的。在不同的風(fēng)電場(chǎng)，風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的造價(jià)受到海水深度和基礎(chǔ)形式的影響會(huì)有明顯的差別。海水深度直接影響風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的體積和重量；深度變化越大，造價(jià)成本就越高。

（三）施工輔助工程費(fèi)用

施工輔助工程費(fèi)用包括施工交通工程、大型船舶（機(jī)械）進(jìn)出場(chǎng)、風(fēng)電設(shè)備組（安）裝場(chǎng)工程、施工圍堰工程、施工供電及供水工程、特殊專用工器具和其他施工輔助工程的費(fèi)用。

（四）其他費(fèi)用

其他費(fèi)用包含項(xiàng)目建設(shè)用海用地費(fèi)、項(xiàng)目建管費(fèi)、生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)等。由于受海洋資源緊缺、人工工資提高、前期工作周期加長(zhǎng)、用海養(yǎng)殖補(bǔ)償費(fèi)增加、海域生態(tài)修復(fù)費(fèi)投入加大等因素影響，使得其他費(fèi)用存在不確定性。

（五） 基本預(yù)備費(fèi)

基本預(yù)備費(fèi)按照費(fèi)率取值，海上風(fēng)電一般取3%至5%，基本預(yù)備費(fèi)約占工程成本的3%。

（六）建設(shè)期利息

建設(shè)期利息與風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)周期及利率相關(guān)，約占總成本4%。影響建設(shè)期利息的包括項(xiàng)目工期和利率變化。利率為國(guó)家調(diào)節(jié)宏觀經(jīng)濟(jì)時(shí)才變動(dòng)，因此利率對(duì)風(fēng)電場(chǎng)成本的影響有一定的不確定性。

二、海上風(fēng)電運(yùn)行成本分析

目前海上風(fēng)電運(yùn)行成本由維修費(fèi)、員工工資及福利、保險(xiǎn)費(fèi)、材料費(fèi)以及其他費(fèi)用構(gòu)成，各部分所占比例如圖3所示。

海上風(fēng)電運(yùn)維成本與風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模、離岸距離、海洋水文條件等因素相關(guān)。隨著離岸距離的增加，水深越深，風(fēng)電機(jī)組運(yùn)維難度越大，同時(shí)交通成本也會(huì)增加，從而增加風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維成本。

財(cái)務(wù)指標(biāo)

一、盈利能力分析

（一）財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（FIRR ）

財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率是指項(xiàng)目壽命期內(nèi)各年凈現(xiàn)金流量的現(xiàn)值之和等于0的折現(xiàn)率。它反映投資項(xiàng)目的實(shí)際投資收益水平，本文收益率均指所得稅后。財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率表達(dá)式為：

式中，F(xiàn)NPV為財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值，i為財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率，（CI－CO）t為技術(shù)方案第t年的凈現(xiàn)金流量，n為技術(shù)方案計(jì)算期。

（二）財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（FNPV ）

財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值指按行業(yè)基準(zhǔn)收益率，將項(xiàng)目壽命期內(nèi)各年的凈現(xiàn)金流量折現(xiàn)到建設(shè)期初的現(xiàn)值之和，其表達(dá)式為：

式中，ic為基準(zhǔn)收益率。

二、敏感性分析

敏感性分析指在技術(shù)方案確定性分析的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步分析、預(yù)測(cè)主要不確定因素的變化對(duì)技術(shù)方案經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)（如財(cái)務(wù)內(nèi)部率、財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值等）的影響，從中找出敏感因素，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)該因素的敏感程度和技術(shù)方案對(duì)其變化的承受能力。敏感性分析有單因素敏感性分析和多因素敏感性分析兩種。

多因素敏感性分析是假設(shè)兩個(gè)或兩個(gè)以上互相獨(dú)立的不確定因素同時(shí)變化時(shí)，分析變化的因素對(duì)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響程度和敏感程度。

單因素敏感性分析是基于單一不確定因素變化對(duì)技術(shù)方案經(jīng)濟(jì)效果的影響進(jìn)行的分析，假設(shè)各個(gè)不確定性因素之間相互獨(dú)立，每次只考察一個(gè)因素變動(dòng)，其他因素保持不變，分析這個(gè)可變因素對(duì)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響程度和敏感程度。為了找出關(guān)鍵的敏感性因素，通常只進(jìn)行單因素敏感性分析，本文所作的分析也為單因素敏感性分析。

圖3 海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行成本構(gòu)成圖

案例分析

一、財(cái)務(wù)分析邊界條件

根據(jù)以上對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)成本及運(yùn)行成本分析，按照現(xiàn)行財(cái)稅政策對(duì)不同建設(shè)條件下海上風(fēng)電場(chǎng)工程作單因素敏感性分析。項(xiàng)目規(guī)模為200MW，總投資中資本金占30%，其余采用國(guó)內(nèi)商業(yè)銀行貸款，貸款期20年，年利率為4.9%，增值稅稅率為17%（即征即退50%），所得稅稅率為25%，并考慮增值稅抵扣，電價(jià)為0.85元/千瓦時(shí)（含增值稅）。

表1 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)邊界條件

表2 投資變化對(duì)收益率影響成果表

表3 利率對(duì)資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率的影響

二、敏感性分析

海上風(fēng)電敏感因素包含發(fā)電量、電價(jià)、利率和投資等，其中發(fā)電量常常受機(jī)組穩(wěn)定性、風(fēng)能資源影響。作為影響海上風(fēng)電收益的主要因素，目前，我國(guó)海上風(fēng)電電價(jià)執(zhí)行標(biāo)桿電價(jià)政策，隨著國(guó)家相關(guān)政策出臺(tái)，風(fēng)電逐步實(shí)現(xiàn)競(jìng)價(jià)上網(wǎng)，因此電價(jià)將對(duì)項(xiàng)目收益率帶來(lái)不確定性。

海上風(fēng)電項(xiàng)目一般建設(shè)周期較長(zhǎng)，因而影響貸款還息，增加項(xiàng)目建設(shè)成本，投資以及項(xiàng)目貸款利率的變化幅度影響建設(shè)項(xiàng)目收益率。

下面分別測(cè)算投資、利率、發(fā)電量、電價(jià)四個(gè)因素在不同變化幅度下對(duì)項(xiàng)目收益率的影響。

（一）投資變化對(duì)收益率的影響

根據(jù)不同區(qū)域海上風(fēng)電造價(jià)情況，綜合考慮可抵扣稅金，調(diào)整項(xiàng)目投資，分析單位千瓦動(dòng)態(tài)投資從13000～22000元/千瓦變化幅度下，財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率變化情況。由表2可知，海上風(fēng)電造價(jià)與收益率為負(fù)相關(guān)關(guān)系，即收益率隨著造價(jià)增加而減少。

（二）利率對(duì)收益率的影響

利率受國(guó)家宏觀調(diào)控影響，對(duì)項(xiàng)目收益率產(chǎn)生不確定性。這里將分析在不同單位千瓦動(dòng)態(tài)投資情況下，在現(xiàn)行的貸款利率4.9%的基礎(chǔ)上，考慮利率上下浮動(dòng)1%，分別分析利率為0.90%、1.90%、2.90%、3.90%、4.90%、5.90%、6.90%、7.90%的情況下對(duì)收益率的影響，其結(jié)果見表3。

由表3可知，當(dāng)投資一定，隨著項(xiàng)目貸款利率逐漸下降，資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率逐漸增加。當(dāng)項(xiàng)目貸款利率一定，資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率隨著投資增大而逐漸下降。

由于項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）不考慮融資以及融資成本時(shí)的收益率，所以項(xiàng)目現(xiàn)金流量里不包括借款的還本和付息，項(xiàng)目貸款利率變化對(duì)項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）基本沒影響。

（三）電價(jià)承受能力分析

電價(jià)的變化直接影響項(xiàng)目的收益，以現(xiàn)行電價(jià)0.85元/千瓦時(shí)為基礎(chǔ)，考慮電價(jià)從5%到20%變化時(shí)對(duì)本項(xiàng)目收益率情況。由表4可知，隨著電價(jià)的下降，項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）和資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率均下降。

分析在不同單位千瓦動(dòng)態(tài)投資情況下，資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為8%或項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率(所得稅后)為6.5%時(shí)，電價(jià)需達(dá)到的水平。由表5可知，海上風(fēng)電造價(jià)越高，需要執(zhí)行一定的電價(jià)，項(xiàng)目收益率才能達(dá)到基準(zhǔn)收益率。

表4 電價(jià)變化對(duì)項(xiàng)目收益率影響

表5 收益率確定下所需電價(jià)分析表

攝影：岳淼

（四）發(fā)電量承受能力分析

表6 發(fā)電量變化對(duì)收益率影響分析表

發(fā)電是海上風(fēng)電的主要收益來(lái)源，發(fā)電量的變化直接影響項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)不同區(qū)域海上風(fēng)能資源情況，擬定等效利用小時(shí)數(shù)2000h，遞增幅度100h，直至3000h。分析在不同單位動(dòng)態(tài)千瓦投資下，發(fā)電量變化對(duì)收益率的影響。由表6可知，隨著發(fā)電量的下降，項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）和資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率均下降。

結(jié)論

本文從海上風(fēng)電建設(shè)成本和運(yùn)行成本系統(tǒng)分析海上風(fēng)電成本組成，可知在建設(shè)成本中，設(shè)備及安裝費(fèi)占比最大，直接影響項(xiàng)目建設(shè)成本。在運(yùn)行成本中影響最大的因素為風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維費(fèi)用。并從投資、利率、電價(jià)和發(fā)電量四個(gè)因素作項(xiàng)目敏感性分析，討論各因素對(duì)收益率的影響。

通過分析，收益率與投資為負(fù)相關(guān)關(guān)系，即投資增加時(shí)收益率下降；項(xiàng)目貸款利率與資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為負(fù)相關(guān)關(guān)系，對(duì)項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率沒有影響；電價(jià)、發(fā)電量與財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為正相關(guān)關(guān)系，即隨著電價(jià)或者發(fā)電量的下降，項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）和資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率均減小。當(dāng)確定基準(zhǔn)收益率時(shí)，可知隨著風(fēng)電場(chǎng)造價(jià)增加，風(fēng)電場(chǎng)收益率只有在電價(jià)提高的情況下，才能達(dá)到基準(zhǔn)收益率。

綜上所述，雖然海上風(fēng)電具有發(fā)電量高、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，但由于海上風(fēng)電建設(shè)成本高以及受國(guó)家、行業(yè)政策影響，因此需要在建設(shè)前期，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目作充分的成本分析和敏感性分析。