退舊上新：千萬裝機(jī)老舊風(fēng)電“續(xù)命”路徑解析

文 | 張文忠 杜文珍

作者分別供職于華電福新能源股份有限公司、中國華電集團(tuán)有限公司

如何利用風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步成果，解決早期風(fēng)電場(chǎng)面臨的困境，以達(dá)到提質(zhì)增效的目的，已成為行業(yè)關(guān)注的話題。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國在運(yùn)兆瓦級(jí)以下風(fēng)電機(jī)組有11000余臺(tái)，分別在1989年至2013年間投運(yùn)，分布于22個(gè)省（市、自治區(qū)），總裝機(jī)約8700MW。此外，還有部分投運(yùn)超過1 0 年、單機(jī)容量在1～1.3MW的非主流機(jī)組近千臺(tái)，裝機(jī)容量超1200MW。

這些機(jī)組普遍存在發(fā)電能力差、故障率高、安全隱患多等問題，且部分備件為定制件或進(jìn)口件，造成運(yùn)維成本較高，電量損失嚴(yán)重。早期風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源一般較好，隨著風(fēng)電機(jī)組技術(shù)更新?lián)Q代，最新機(jī)組性能越來越好。如何利用風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步成果，解決早期風(fēng)電場(chǎng)面臨的困境，以達(dá)到提質(zhì)增效的目的，已成為行業(yè)關(guān)注的話題。

老舊機(jī)組三大癥結(jié)：發(fā)電能力差、安全可靠性低、經(jīng)濟(jì)性差

國內(nèi)老舊風(fēng)電機(jī)組普遍存在發(fā)電能力差、安全可靠性低、經(jīng)濟(jì)性差等三方面問題。

其一，早期投運(yùn)場(chǎng)站風(fēng)資源相對(duì)較好，但由于機(jī)組額定風(fēng)速高、單位千瓦掃風(fēng)面積較小、風(fēng)能利用率較低的定槳距失速型機(jī)組占比高等因素，風(fēng)電機(jī)組容量系數(shù)、年利用小時(shí)數(shù)均偏低。相比最新機(jī)型，在同等風(fēng)資源條件下，早期機(jī)組利用小時(shí)低1000小時(shí)甚至更多。

其二，由于早期風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)不足，配套產(chǎn)業(yè)鏈不成熟，機(jī)組環(huán)境適應(yīng)性不強(qiáng)，老舊機(jī)組可靠性較低，故障頻發(fā)，安全隱患較多，葉片斷裂、飛車倒塔、機(jī)艙著火等重大設(shè)備事故時(shí)有發(fā)生。近年來國內(nèi)發(fā)生的風(fēng)電事故多集中在這批機(jī)組。

其三，部分備品備件因停產(chǎn)或進(jìn)口供應(yīng)斷檔，機(jī)組檢修工作量大、停機(jī)時(shí)間長、運(yùn)維成本較高。盡管項(xiàng)目核準(zhǔn)電價(jià)較高，但受此影響項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性較差，甚至出現(xiàn)虧損。

有鑒于此，老舊機(jī)組改造迫在眉睫。此外，對(duì)老舊機(jī)組分批改造也是妥善處置退役機(jī)組、減少風(fēng)資源浪費(fèi)的有效方法。數(shù)據(jù)顯示，通過新舊機(jī)組置換，增量機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)可達(dá)3000小時(shí)左右，可有效扭轉(zhuǎn)企業(yè)經(jīng)營困難局面，提高清潔低碳電量規(guī)模。

老舊機(jī)組改造模式優(yōu)選：有保有退、新舊置換

面對(duì)老舊機(jī)組安全風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)營壓力，新能源項(xiàng)目業(yè)主方可能采取的對(duì)策不外乎以下三種模式。

模式一：檢修+局部改造

機(jī)組發(fā)生故障后，為盡快恢復(fù)機(jī)組運(yùn)行，企業(yè)多通過修理處理相關(guān)問題；無法修理或備件無法保障時(shí)，開展局部替代性改造。這一模式的優(yōu)點(diǎn)是投入較小、實(shí)施容易；缺點(diǎn)是治標(biāo)不治本，機(jī)組出力低、故障率高、安全性差等問題不能根治。

模式二：提前（含到期）退役并拆除

對(duì)于安全風(fēng)險(xiǎn)較大、無法維修改造、臨近退役期的項(xiàng)目，新能源企業(yè)對(duì)全場(chǎng)機(jī)組統(tǒng)一拆除。這一模式的優(yōu)點(diǎn)是一次性核銷資產(chǎn)、計(jì)提損失，解除了安全風(fēng)險(xiǎn)；缺點(diǎn)是部分高性能機(jī)組價(jià)值不能繼續(xù)發(fā)揮，項(xiàng)目預(yù)期收益降低，配套輸配電和公用設(shè)施也將廢棄，項(xiàng)目殘值損失較大，風(fēng)能資源也將閑置。此外，舊址新建需要履行與新建項(xiàng)目一樣的手續(xù)。

模式三：有保有退、新舊置換的升級(jí)改造

在這一模式下，對(duì)機(jī)組性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析論證，將故障嚴(yán)重的機(jī)組退役，在置換出來的土地和容量空間下，安裝性價(jià)比最優(yōu)的主流機(jī)型。同時(shí)，借助已有配套設(shè)施（集電線路、升壓站等）降低機(jī)組改造成本，縮短項(xiàng)目投資回收年限。

這一模式的缺點(diǎn)是涉及新增裝機(jī)投資，缺乏政策支持，電價(jià)補(bǔ)貼在剩余運(yùn)營期內(nèi)有被取消的風(fēng)險(xiǎn)。另外，原項(xiàng)目運(yùn)營期結(jié)束后，新裝機(jī)組能否繼續(xù)發(fā)電運(yùn)營也缺乏保障。

模式三兼容模式一、二的優(yōu)勢(shì)，多措并舉，有保有退，并通過新舊置換實(shí)現(xiàn)升級(jí)。這種模式既利用了現(xiàn)存有效資產(chǎn)，又引入了性價(jià)比高的先進(jìn)機(jī)組；在控制投資同時(shí)又提升了電量。如果政策和監(jiān)管層面釋放明確的預(yù)期，業(yè)主就可以把這個(gè)模式納入技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選的方案庫。

老舊機(jī)組改造樣本分析：六年收回改造投資

本文以某風(fēng)電場(chǎng)為例，對(duì)其機(jī)組置換改造方案進(jìn)行模擬測(cè)算。

所選風(fēng)電場(chǎng)于20 0 6 年投運(yùn)發(fā)電，安裝5 8臺(tái)G52/850kW風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)容量49.3MW，場(chǎng)站100米高度年平均風(fēng)速6.8m/s，風(fēng)功率密度為335.0W/m2，上網(wǎng)電價(jià)0.61元/kW·h，近三年平均年利用小時(shí)1350小時(shí)，機(jī)組可利用率95.2%，風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)近年來的最大出力約40MW。

按照機(jī)組置換方案，拆除10臺(tái)舊機(jī)組，安裝5 臺(tái)3 M W 新機(jī)組，改造后場(chǎng)站總裝機(jī)容量55.8MW，總占地面積相對(duì)改造前降低，同時(shí)集電線路和公用設(shè)施無需改變。項(xiàng)目改造總投資約8255萬元，包括10臺(tái)舊機(jī)組拆除，5臺(tái)新機(jī)組基礎(chǔ)、塔筒、主機(jī)、箱變、吊裝、征地、道路施工、其他施工及配件等費(fèi)用。

項(xiàng)目改造完成后，新機(jī)組利用小時(shí)可達(dá)2800小時(shí)，剩余性能較好舊機(jī)組經(jīng)治理后利用小時(shí)可達(dá)到1400小時(shí)，預(yù)計(jì)并網(wǎng)點(diǎn)可能達(dá)到的最大出力為52MW，通過短時(shí)限4%的負(fù)荷，保證并網(wǎng)點(diǎn)不超出力。

風(fēng)場(chǎng)利用小時(shí)約2107小時(shí)，假設(shè)1400小時(shí)之內(nèi)電價(jià)0.61元/kWh，1400小時(shí)-1850小時(shí)交易電價(jià)為0.36元/kWh，其余257小時(shí)送外省電價(jià)為0.3元/kWh，測(cè)算一年增加發(fā)電收入1406萬元，不計(jì)資金成本的投資回收年限約為6年。

若在2021年前實(shí)施本方案，可以在電價(jià)有效期內(nèi)收回改造投資。與新建平價(jià)風(fēng)電項(xiàng)目相比，投資回收期也有一定優(yōu)勢(shì)。

退舊上新的模式可以在國內(nèi)風(fēng)場(chǎng)復(fù)制推廣。2012年前，我國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)75GW，業(yè)主可根據(jù)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，按照“漸進(jìn)式退役、動(dòng)態(tài)改造”的原則，分階段開展改造工作。若上述75GW機(jī)組中有改造需求的項(xiàng)目占1/3，2020-2030年將有25GW項(xiàng)目得以改造，每年改造裝機(jī)2.5GW。

按照老舊項(xiàng)目拆除15%的舊機(jī)、新增30%新機(jī)組的方案測(cè)算，全國每年用于技改的新機(jī)組75萬千瓦，每年新增風(fēng)電發(fā)電量10億千瓦時(shí)以上，其中平價(jià)電量達(dá)5億千瓦時(shí)左右。

十年內(nèi)累計(jì)釋放超過750萬千瓦的整機(jī)市場(chǎng)需求，按照5000元/千瓦的投資造價(jià)測(cè)算，帶動(dòng)投資375億元左右。

建議簡化審批，給予企業(yè)延期經(jīng)營優(yōu)先權(quán)

老舊機(jī)組在“退舊上新”的改造模式下，經(jīng)濟(jì)性較好，可實(shí)現(xiàn)存量風(fēng)資源、土地資產(chǎn)效用最大化，符合政府和企業(yè)的利益訴求，可操作性強(qiáng)，改造后全場(chǎng)機(jī)組安全性和可靠性進(jìn)一步提升，電網(wǎng)友好性、發(fā)電量和輔助服務(wù)能力一并得到提高。

有鑒于此，建議能源監(jiān)管部門對(duì)風(fēng)電機(jī)組退役和風(fēng)電場(chǎng)改造管理政策做出合理調(diào)整，給予企業(yè)延期經(jīng)營的優(yōu)先選擇權(quán)，引導(dǎo)新能源發(fā)電企業(yè)積極采用新技術(shù)改造早期項(xiàng)目，提升風(fēng)電場(chǎng)站安全性、電網(wǎng)友好性、發(fā)電能力和項(xiàng)目盈利水平。

由于風(fēng)電具有清潔性、可持續(xù)性，所以風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營期滿后，業(yè)主有延期運(yùn)營申請(qǐng)的，在不再享受補(bǔ)貼的前提下，只要其安全、環(huán)保、土地利用等方面合規(guī)，就應(yīng)準(zhǔn)予延期運(yùn)營。延長運(yùn)營期的行政許可宜采用備案制。延期退役的風(fēng)電場(chǎng)，如其發(fā)電能力退化，當(dāng)下降到一定水平（比如1500小時(shí)以下）時(shí)，政府監(jiān)管部門可以強(qiáng)制其退役。

針對(duì)業(yè)主經(jīng)營期對(duì)風(fēng)電機(jī)組的增效、增容及延壽改造以及停用、退役、拆除、拆舊換新和“以大代小”等處置和改造行為，建議政府部門在企業(yè)不觸及以下三條紅線的前提下，簡化甚至免除審批程序。一是安裝新機(jī)組不得擴(kuò)大建設(shè)用地面積，否則重新審批；二是并網(wǎng)容量不得突破原并網(wǎng)協(xié)議，允許改造后機(jī)組額定容量之和可適當(dāng)高于原審批容量，但風(fēng)電場(chǎng)必須通過AGC等技術(shù)手段，確保上網(wǎng)容量控制在原項(xiàng)目核準(zhǔn)容量的范圍內(nèi)；三是補(bǔ)貼總額不超過改造前控制的水平，風(fēng)電場(chǎng)改造所增發(fā)的電量，實(shí)行平價(jià)上網(wǎng)，不再享受補(bǔ)貼。

如此一來，既可以最大限度利用風(fēng)能資源，又可以提供更加優(yōu)質(zhì)的電能，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場(chǎng)主動(dòng)限負(fù)荷的歷史性轉(zhuǎn)變，政府部門、發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和電力用戶等的利益均得到了保障。