風電發(fā)展中“以大代小”技改方式的研究

摘 要：針對中國風電行業(yè)面臨的風電機組退役問題，對風電場實行“以大代小”技改方式的政策現(xiàn)狀進行研究。以寧夏回族自治區(qū)的某風電場“以大代小”技改示范項目為例，分析“以大代小”技改項目的安全性、經(jīng)濟性，以及其在技術(shù)改造、外送消納、產(chǎn)業(yè)提升、老區(qū)振興4個方面的示范效應；提出目前中國推廣“以大代小”技改項目存在用地、審批、上網(wǎng)電價3個關(guān)鍵問題，并分別從國家和企業(yè)層面提出了相關(guān)建議，以期為風電場“以大代小”技改方式提供更多有利的政策和技術(shù)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：風電；退役風電機組；以大代小；技改；政策建議；用地問題

中圖分類號：F424.6/TK89 文獻標志碼：A

0 "引言

中國風電發(fā)展史上具有里程碑意義的首座風電場——山東省榮成馬蘭風電場，自1986年投產(chǎn)發(fā)電至2015年退役，累計運行29年；同樣具有標志意義的寧夏回族自治區(qū)（下文簡稱為“寧夏”）的首座風電場——賀蘭山第一風電場，于2003年建成投運，距今已運行20余年。近年來，越來越多的風電場面臨超期服役或達到生命周期的問題，如何妥善處理該問題，這些風電機組是退役還是升級改造，是當前風電發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵問題。所謂“以大代小”策略，是指用單機容量更大的新型風電機組來替換原有單機容量較小的老舊風電機組，以此提高風電場的整體發(fā)電效率和能源利用效率，同時減少對土地資源的占用，是風電場更新?lián)Q代的有效途徑之一。對于寧夏電網(wǎng)接入條件有限或土地資源稀缺的地區(qū)，“以大代小”將成為風電發(fā)展的重要方式。基于此，本文以寧夏某風電場“以大代小”技改示范項目為例，對“以大代小”技改措施進行分析。

1 “以大代小”支持政策

為貫徹落實“雙碳”行動，寧夏率先垂范，打造“以大代小”項目試點。2020年，寧夏發(fā)展改革委下發(fā)了《關(guān)于統(tǒng)計報送具備風電機組技改條件項目的通知》（寧發(fā)改能源（發(fā)展）[2020]739號），正式啟動老舊風電項目技改升級試點工作。2021年11月，寧夏首個“以大代小”等容技改風電項目獲批，并于2023年3月全容量并網(wǎng)發(fā)電。

2023年6月，國家能源局正式發(fā)布《關(guān)于印發(fā)〈風電場改造升級和退役管理辦法〉的通知》（國能發(fā)新能規(guī)[2023]45號）[1]，鼓勵并網(wǎng)運行超過15年或單臺風電機組容量小于1.5 MW的風電場開展改造升級。并網(wǎng)運行達到設計使用年限的風電場，應當退役；經(jīng)安全運行評估，符合安全運行條件可以繼續(xù)運營[2]。

2024年1月19日，為統(tǒng)籌推進寧夏風電場改造升級和退役管理工作，鼓勵技術(shù)進步，提高風電機組能源利用效率和發(fā)電效率，按照國家能源局的相關(guān)要求，寧夏發(fā)展改革委下發(fā)了《關(guān)于開展2024年風電場改造升級項目申報工作的通知》（寧發(fā)改能源（發(fā)展）[2024]60號）[3]，明確申報項目需滿足以下條件：并網(wǎng)運行超過15年或單機容量小于1.5 MW（不含1.5 MW）；補貼項目應為可再生能源發(fā)電補貼核查合規(guī)或已轉(zhuǎn)合規(guī)的項目；項目需落實用地及電網(wǎng)接入條件，原則上原場址建設，嚴禁擴大現(xiàn)有規(guī)模和范圍；生態(tài)保護紅線和自然保護地內(nèi)的風電場原則上不進行改造升級。例如：寧夏南部涉及羅山生態(tài)保護區(qū)和賀蘭山、六盤山國家級自然保護地內(nèi)的風電場，原則上不進行改造升級[4]。

2 “以大代小”技改示范項目案例分析

本文以寧夏青銅峽市某風電場“以大代小”技改示范項目為例進行分析。該項目原本共有54臺單機容量為750 kW的風電機組，型號為金風S50/750kW，由金風科技股份有限公司生產(chǎn)，總裝機容量為40.5 MW。風電機組運行時間已超過15年，滿足寧夏風電場改造升級的政策條件，符合產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展趨勢要求。

2.1 nbsp;拆除替代方案

本示范項目擬拆除全部54臺風電機組，以“等容+增容”開發(fā)模式，按照風電機組機位點個數(shù)不變的原則，在項目場址范圍內(nèi)風資源較好的位置，通過微觀選址，重新布置54臺單機容量為4.0 MW的風電機組，用以替換拆除的風電機組，擬替換后風電場總裝機容量為216 MW。替換的風電機組中，與原風電場等容的風電機組（即裝機容量為40.5 MW的部分）接入原110 kV升壓站，作為增容的風電機組（即裝機容量為175.5 MW的部分）接入新建的110 kV升壓站。同時，還需改建、新建部分場區(qū)道路、線路及風電機組吊裝平臺等。

本項目需拆除老舊風電機組及相應的塔筒、配電等裝置，拆解后的葉片、塔筒、發(fā)電機、齒輪箱等材料、設備全部采用招標形式處置，原場地恢復原貌。

2.2 "經(jīng)濟性

本示范項目所在區(qū)域風資源條件優(yōu)越，風電場測風塔代表年120 m高度處的風速和風功率密度分別為6.53 m/s和309 W/m2，推算得到140 m高度處的風速和風功率密度分別為6.76 m/s和343 W/m2。技改示范項目投入運行后，裝機容量為原先的5.33倍，年平均等效利用小時數(shù)由不足1500 h提升至3050 h；年平均上網(wǎng)電量達到65880萬kWh，是原先的10.8倍。

本示范項目在達到全生命周期（20年）或40000 h發(fā)電小時數(shù)之前，均在補貼政策范圍內(nèi)，上網(wǎng)電價按含稅上網(wǎng)電價0.63元/kWh計算。本項目財務評價采用動態(tài)投資法，除考慮常規(guī)風電項目投資外，還需要考慮老舊風電機組、箱變的拆解和處置成本，以及場地恢復費用。按現(xiàn)行財務會計制度采用的“有無對比”方法對資本金增量的財務內(nèi)部收益率進行測算，結(jié)果為7.61%。這一結(jié)果表明，本項目具備一定的盈利能力、償債能力、財務生存能力，總的財務指標可行。

2.3 "安全性

近年來，隨著風電行業(yè)的快速發(fā)展，老舊風電場的安全問題逐漸凸顯。一些早期建設的風電場由于當時技術(shù)水平限制和已運行年限較長等因素，造成風能利用效率較低、預警和故障監(jiān)測點不足、關(guān)鍵重點部件更換頻次高等問題，尤其會出現(xiàn)批量性故障，導致風電場運維成本居高不下，同時也帶來了較大的安全風險（比如：倒塔、著火）。近年來，老舊風電場安全事故頻發(fā)，比如：2020年1月2日，黑龍江省某運行18年的風電場發(fā)生風電機組倒塔事故；2023年5月11日，瑞典某運行超過20年的風電場發(fā)生風電機組著火事故，導致3根葉片脫落；2024年1月11日，美國某老舊風電場發(fā)生風電機組倒塔后再起火的二次并發(fā)事故[5]。因此，通過對老舊風電機組進行“以大代小”更新改造，可有效避免重大安全隱患。

2.4 "示范性意義

2.4.1 "技術(shù)改造

寧發(fā)改能源（發(fā)展）[2020]739號文的發(fā)布實施為寧夏老舊風電機組改造升級開辟了政策先河，目前寧夏地區(qū)累計風電裝機容量已超過1460萬kW，單機容量1.5 MW及以下的風電機組的裝機規(guī)模為504萬kW，約占風電總裝機容量的35%，升級改造空間巨大。在不擴大風電用地范圍的前提下，“以大代小”技改方式可使寧夏風電總裝機規(guī)模增加1200余萬kW。

本示范項目探索性提出了“等容+增容”開發(fā)模式，為風電項目“以大代小”技改的前期開發(fā)、工程建設及生產(chǎn)運行提供了實際經(jīng)驗，樹立了示范標桿。

2.4.2 "外送消納

本項目擬通過靈州—紹興特高壓直流輸電工程將電力外送至浙江省，符合創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念。在“十四五”期間，浙江省電力供需緊張，增加直流輸電的電力供應有利于滿足其增長的負荷需求，可保證電網(wǎng)的供電安全；且通過新增可再生能源電量，可在保證浙江省電力供給的基礎上，優(yōu)化其能源的結(jié)構(gòu)，提高非化石能源消耗比重，加快能源綠色發(fā)展進程。

2.4.3 "產(chǎn)業(yè)提升

相較于當前先進的風電技術(shù)，早期的部分老舊風電機組已逐漸被劃為不良資產(chǎn)行列。本項目的實施能夠充分利用寧夏地區(qū)優(yōu)良的風能資源，提升能源利用效率；對于淘汰落后風電機組、優(yōu)化存量產(chǎn)能、加快推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型有示范作用。既能促進寧夏調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，推進能源體系清潔低碳發(fā)展，又對加快構(gòu)建適應高比例可再生能源的新型電力系統(tǒng)具有重要意義[6]。

2.4.4 "老區(qū)振興

2015年，習近平總書記在陜西省延安市主持召開了陜甘寧革命老區(qū)脫貧致富座談會，會議上提出，“要加大投入支持力度，采取更加傾斜的政策，加大對老區(qū)發(fā)展的支持。”[7]在寧夏青銅峽市大力發(fā)展可再生能源產(chǎn)業(yè)，推進“以大代小”技改示范項目，有利于優(yōu)化青銅峽市的能源結(jié)構(gòu)，也有利于推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向“低污染、低能耗、高效益”的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。

2.5 "小結(jié)

綜上所述，“以大代小”技改示范項目通過充分利用寧夏地區(qū)的風能資源，顯著提升了老舊風電場的效能，且生產(chǎn)的綠色無污染電力對于改善電力系統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)具有重要意義。不僅實現(xiàn)了電力供應的多元化，提高了電網(wǎng)中可再生能源發(fā)電的比例，還優(yōu)化了電源結(jié)構(gòu)，為社會和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供了有力保障。風電項目“以大代小”的更新改造與可再生能源發(fā)展規(guī)劃和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向高度一致，對于加速實現(xiàn)“雙碳”目標具有積極的促進作用。

3 “以大代小”技改項目遇到的主要問題

3.1 "用地矛盾突出

“以大代小”技改項目實施時，由于大容量風電機組擁有更高的塔筒和更長的葉片，相較于原本小容量風電機組需要更大的空間，導致技改后風電機組間距增加，原有的機位點幾乎全部不能再利用，需要重新微觀選址并辦理新機位點的用地手續(xù)。2024年2月8日，國家林業(yè)和草原局發(fā)布了《關(guān)于規(guī)范風電場項目建設使用林地有關(guān)工作的通知》（征求意見稿）公開征求意見[8]，明確指出，風電場項目選址應當避讓生態(tài)保護紅線內(nèi)的林地。受環(huán)保因素制約，寧夏許多風電場原規(guī)劃場址范圍已劃為生態(tài)紅線保護區(qū)域，比如：羅山自然保護區(qū)、六盤山自然保護區(qū)、賀蘭山自然保護區(qū)等周邊均劃為生態(tài)緩沖地帶，不得進行項目改造。

3.2 "暫未明確審批流程

目前，“以大代小”技改項目沒有明確的審批政策，新的技改項目仍需要省（市、自治區(qū)）發(fā)展改革委重新開展論證、立項、核準（備案）等流程；電網(wǎng)公司需要重新評審系統(tǒng)接入方案，并出具接入電網(wǎng)意見；自然資源局、林業(yè)和草原局等部門還需要重新出具土地可利用的支持性文件，這與重新開發(fā)新風電項目的流程幾乎沒有區(qū)別。

3.3 "上網(wǎng)電價問題

“以大代小”技改項目投產(chǎn)后，風電場發(fā)電量會有不同程度的增長，這對于電價的結(jié)算方式提出了挑戰(zhàn)。根據(jù)國能發(fā)新能規(guī)[2023]45號文，風電場完成改造升級后，每年補貼電量按實際發(fā)電量執(zhí)行，且不超過改造前項目全生命周期補貼電量的5%；對并網(wǎng)運行滿20年或累計補貼電量超過改造前項目全生命周期補貼電量的項目，不再享受中央財政補貼資金[2，9]。

寧夏的標桿電價為0.2595元/kWh，屬于全國電價較低省份之一。“以大代小”技改項目中的多發(fā)電量若按原來項目電價進行結(jié)算，會與國家層面的政策相沖突；但若按新政策結(jié)算電價，又會對風電企業(yè)造成巨大損失，甚至可能導致該項目失敗。以本文中的“以大代小”技改示范項目為例，按照寧夏地區(qū)風電場全生命周期有效利用小時數(shù)為40000 h計算，該項目每年的補貼小時數(shù)僅2000 h，超出的1050 h將按照平價結(jié)算，這嚴重影響了該項目收益水平。

4 "相關(guān)建議

4.1 "國家及地方政府層面

1）審批政策制定。建議國家或地方政府盡快出臺針對“以大代小”技改項目的開發(fā)審批政策，簡化審批流程，提高項目的實施效率。

2）用地、用林細則。建議結(jié)合《風電場改造升級和退役管理辦法》，出臺明確的用地、用林等項目前期手續(xù)辦理細則；根據(jù)具體情況調(diào)整生態(tài)保護紅線和自然保護區(qū)的范圍，并通過土地置換的方式獲取新的風電機組機位點。

3）補貼政策調(diào)整。建議國家統(tǒng)籌考慮，以20年全生命周期為基礎進行補貼，全生命周期期內(nèi)的技改項目全額享受原電價及補貼；超過20年的技改項目再計算總發(fā)電小時數(shù)是否超出合理利用小時數(shù)，超過合理利用小時數(shù)的技改項目停止補貼，未超過的技改項目繼續(xù)享受補貼。

4）申報年限調(diào)整。適當調(diào)整對于申報年限（15年）的要求，對于因設備質(zhì)量、風電機組選型、風電機組維護水平等影響因素導致運行質(zhì)量低的項目，在完成相關(guān)評估后也可以參與技術(shù)升級改造工作。

5）明確技改標準。建議國家能源局明確“以大代小”技改項目的相關(guān)標準，比如：在原風電場場址范圍內(nèi)，通過優(yōu)化風電機組選型和微觀選址，科學合理地增加總裝機容量；并根據(jù)原升壓站的消納能力確定是否進一步擴建主變?nèi)萘俊?/p>

4.2 "企業(yè)層面

1）補貼政策把握：企業(yè)應準確把握國家關(guān)于可再生能源發(fā)電補貼的政策和要求，確保企業(yè)技改項目符合申報條件。

2）溝通合作加強：企業(yè)應加強與各地政府主管部門、電網(wǎng)企業(yè)的溝通和合作，根據(jù)原風電場運行情況，論證其技改方案。對于已經(jīng)達到設計使用年限的風電機組進行安全性評估，確保技改項目實施具備可行性，并積極上報相關(guān)部門進行審核。

3）用地及電網(wǎng)接入落實：企業(yè)應落實用地及電網(wǎng)接入條件，深度參與風電場前期選址及資源復核，確保在有限的空間里做到容量、資源利用最大化，從而確保項目具有良好的投資回報率。

5 "結(jié)論

本文以寧夏某風電場“以大代小”技改示范項目為例，通過研究風電機組“以大代小”技改的政策環(huán)境，全面分析了“以大代小”技改項目的安全性、經(jīng)濟性，以及其在技術(shù)改造、外送消納、產(chǎn)業(yè)提升、老區(qū)振興4個方面的示范效應。“以大代小”技改項目符合可再生能源發(fā)展規(guī)劃和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，對于實現(xiàn)“雙碳”目標具有積極的促進作用。針對目前“以大代小”技改項目在推廣過程中面臨的用地、審批、電價這3個關(guān)鍵問題，分別從國家和企業(yè)層面提出了相關(guān)建議，旨在為后續(xù)“以大代小”技改項目提供更加有利的政策環(huán)境和實施指導。

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RESEARCH ON technical renovation method of \"REPLACING SMALL WITH LARGE\" IN THE

DEVELOPMENT OF WIND POWER

Gao Xingqiang

（Ningxia Longyuan New Energy Co.，Ltd.，Yinchuan 750000，China）

Abstract：In response to the issue of wind turbine retirement in China's wind power industry，this paper examines the current policy status of implementing \"replacing small with large\" technical renovation method in wind farms. Taking a \"replacing small with large\" technical renovation demonstration project in a wind farm in the Ningxia Hui Autonomous Region as an example，the safety and economy of \"replacing small with large\" technical renovation projects，as well as its demonstration effects in four aspects： technical renovation，power transmission and consumption，industrial upgrading，and revitalization of old areas are analyzed. The study identifies three key issues in promoting \"replacing small with large\" technical renovation projects in China： land use，approval，and feed-in tariffs. It then proposes relevant suggestions from both national and corporate levels to provide a more favorable policy and technical environment for the \"replacing small with large\" technical renovation method in wind farms.

Keywords：wind power；retired wind turbines；replace small with large；technical renovation；policy recommendations；land use issue