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风力发电基本成本分析

2018-05-06  shijianza...
从经济利益角度看,风电带来的最大效益便是减小了全球石油价格波动所产生的经济影响。尽管风力发电每kWh的发电成本高于其他能源发电型式,但是上述经济效益仍然受到欧洲各国的肯定。
大约75%的风力发电总成本属于前期成本,例如风机、塔基、电力设备、并网成本。显然,原料价格的波动对发电成本毫无影响。与传统的化石燃料燃烧技术,例如天然气发电厂40-70%的成本受天然气价格和运行与围护成本(O&M)影响,风力发电机显然属于资本密集型。表1给出了典型2MW风力发电机的成本结构。
表1 欧洲典型2MW风电机建设成本结构
 
投资((1,000/MW)
占总成本比例(%
风电机组成本
928
75.6
并网成本
109
8.9
塔基成本
80
6.5
场地租赁成本
48
3.9
电力设备成本
18
1.5
咨询成本
15
1.2
财务成本
15
1.2
道路建设成本
11
0.9
控制系统成本
4
0.3
总成本
1227
100
在一台风力发电机组的使用寿命之内,陆上风电的运行与维护成本一般估计是1.2~1.5c€/kWh。西班牙的数据显示,总成本的60%以下与风电机组的维护和安装有着直接关系,其中还包括人力成本和备用零件成本。剩余的40%在保险、土地租赁和管理三方面成本中平摊。
图1显示了根据所选场址风况计算风力发电每kWh成本的函数关系。如图所示,低于平均风速值的风电场址,发电成本为710 c€/kWh;风速较大的沿海风电场,发电成本为5~6.5 c€/kWh;处于平均风速值的风电场址,发电成本为7 c€/kWh左右。图2则废除了风机建造成本与发电成本的变化关系。
1 所选风电场址的风况与风力发电每kWh成本关系图
2 发电成本与风速以及折扣率的关系图
(风电机组的安装成本为1.225 c/kWh)
在过去的20年中,欧洲及全球风电装机容量的快速增长对风电成本产生了很大的影响(见图3)。以沿海风电场为例,平均成本从上世纪80年代95kW风电机组9.2 c€/kWh,下降至2006年的2MW风电机组的5.3 c€/kWh,下降幅度超过了40%。
3 风力发电机组发电成本与风电机规格及时间的统计
(假设7.5%的折扣率)
目前,海上风力发电仅占全部风电装机容量的极小部分——大约1%。海上风电场大部分建造在北欧国家,沿北海和波罗的海,大约汇集了20个项目。截至2008年底,1471MW装机容量位于海上。
海上风电仍比陆上风电成本大约高50%,但是出于高风速和大型风电机组的低视觉影响等显而易见的优势,欧盟几个成员国对海上风电发展充满信心。
4 2000~2030年风电投资统计与估算
图4显示了欧洲风能协会对2000年到2030年年风电投资的统计与估算。截至2020年,风电市场年预计投资大约为170亿欧元,其中近一半投资属于海上风电。截至2030年,在欧盟27成员国中,风电年投资预计将达到200亿欧元,海上风电场占到60%。
图5 风电投资与风电装机使用寿命内避免的燃料成本与二氧化碳成本比较预算图(燃油-$90/桶;二氧化碳-€25/t)
图5显示的是2008年至2030年中每一年风电机装机使用寿命内所避免的二氧化碳总成本和燃料成本预算,其中路上风电机组的使用寿命设定为20年,海上风电机组为25年。此外,评估结果还包括,风电可减少二氧化碳的排放量平均值为690g CO2/kWh。
参考文献:
“The Economics of Wind Energy”,EWEA.

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