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。
文 | 張文忠 杜文珍
根據(jù)統(tǒng)計，我國在運兆瓦級以下風(fēng)電機(jī)組有11000余臺，分別在1989年至2013年間投運，分布于22個省（市、自治區(qū)），總裝機(jī)約8700MW。此外，還有部分投運超過10年、單機(jī)容量在1～1.3MW的非主流機(jī)組近千臺，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，造成運維成本較高，電量損失嚴(yán)重。早期風(fēng)電場風(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，早期投運場站風(fēng)資源相對較好，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)組利用小時低1000小時甚至更多。
其二，由于早期風(fēng)機(jī)設(shè)計制造技術(shù)及經(jīng)驗不足，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)時間長、運維成本較高。盡管項目核準(zhǔn)電價較高，但受此影響項目經(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)組的利用小時數(shù)可達(dá)3000小時左右，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
面對老舊機(jī)組安全風(fēng)險和經(jīng)營壓力，新能源項目業(yè)主方可能采取的對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，開展局部替代性改造。這一模式的優(yōu)點是投入較小、實施容易；缺點是治標(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
對于安全風(fēng)險較大、無法維修改造、臨近退役期的項目，新能源企業(yè)對全場機(jī)組統(tǒng)一拆除。這一模式的優(yōu)點是一次性核銷資產(chǎn)、計提損失，解除了安全風(fēng)險；缺點是部分高性能機(jī)組價值不能繼續(xù)發(fā)揮，項目預(yù)期收益降低，配套輸配電和公用設(shè)施也將廢棄，項目殘值損失較大，風(fēng)能資源也將閑置。此外，舊址新建需要履行與新建項目一樣的手續(xù)。
模式三：有保有退、新舊置換的升級改造
在這一模式下，對機(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，安裝性價比最優(yōu)的主流機(jī)型。同時，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，縮短項目投資回收年限。
這一模式的缺點是涉及新增裝機(jī)投資，缺乏政策支持，電價補(bǔ)貼在剩余運營期內(nèi)有被取消的風(fēng)險。另外，原項目運營期結(jié)束后，新裝機(jī)組能否繼續(xù)發(fā)電運營也缺乏保障。
模式三兼容模式一、二的優(yōu)勢，多措并舉，有保有退，并通過新舊置換實現(xiàn)升級。這種模式既利用了現(xiàn)存有效資產(chǎn)，又引入了性價比高的先進(jìn)機(jī)組；在控制投資同時又提升了電量。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)電場為例，對其機(jī)組置換改造方案進(jìn)行模擬測算。
所選風(fēng)電場于2006年投運發(fā)電，安裝58臺G52/850kW風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)電場總裝機(jī)容量49.3MW，場站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0.61元/kWh,近三年平均年利用小時1350小時，機(jī)組可利用率95.2%，風(fēng)電場并網(wǎng)點近年來的最大出力約40MW。
按照機(jī)組置換方案，拆除10臺舊機(jī)組，安裝5臺3MW新機(jī)組，改造后場站總裝機(jī)容量55.8MW，總占地面積相對改造前降低，同時集電線路和公用設(shè)施無需改變。項目改造總投資約8255萬元，包括10臺舊機(jī)組拆除，5臺新機(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用。
項目改造完成后，新機(jī)組利用小時可達(dá)2800小時，剩余性能較好舊機(jī)組經(jīng)治理后利用小時可達(dá)到1400小時，預(yù)計并網(wǎng)點可能達(dá)到的最大出力為52MW，通過短時限4%的負(fù)荷，保證并網(wǎng)點不超出力。
風(fēng)場利用小時約2107小時，假設(shè)1400小時之內(nèi)電價0.61元/kWh，1400小時-1850小時交易電價為0.36元/kWh，其余257小時送外省電價為0.3元/kWh，測算一年增加發(fā)電收入1406萬元，不計資金成本的投資回收年限約為6年。若在2021年前實施本方案，可以在電價有效期內(nèi)收回改造投資。與新建平價風(fēng)電項目相比，投資回收期也有一定優(yōu)勢。
退舊上新的模式可以在國內(nèi)風(fēng)場復(fù)制推廣。2012年前，我國風(fēng)電累計裝機(jī)75GW，業(yè)主可根據(jù)機(jī)組運行狀態(tài)，按照“漸進(jìn)式退役、動態(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目占1/3，2020-2030年將有25GW項目得以改造，每年改造裝機(jī)2.5GW。
按照老舊項目拆除15%的舊機(jī)、新增30%新機(jī)組的方案測算，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10億千瓦時以上，其中平價電量達(dá)5億千瓦時左右。十年內(nèi)累計釋放超過750萬千瓦的整機(jī)市場需求，按照5000元/千瓦的投資造價測算，帶動投資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)管部門對風(fēng)電機(jī)組退役和風(fēng)電場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)改造早期項目，提升風(fēng)電場站安全性、電網(wǎng)友好性、發(fā)電能力和項目盈利水平。
風(fēng)電場利用的一次能源是可再生的風(fēng)能，且發(fā)電過程沒有污染物和二氧化碳的排放。所以風(fēng)電場運營期滿后，業(yè)主有延期運營申請的，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)予延期運營。延長運營期的行政許可宜采用備案制。延期退役的風(fēng)電場，如其發(fā)電能力退化，當(dāng)下降到一定水平（比如1500小時以下）時，政府監(jiān)管部門可以強(qiáng)制其退役。
針對業(yè)主經(jīng)營期對風(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)電場必須通過AGC等技術(shù)手段，確保上網(wǎng)容量控制在原項目核準(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)電場改造所增發(fā)的電量，實行平價上網(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，同時還實現(xiàn)了風(fēng)電場主動限負(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。
