某风电清洁供暖项目投资分析

某风电清洁供暖项目投资分析

彭秋菊

哈尔滨广瀚新能动力有限公司    黑龙江哈尔滨150078

摘要：清洁能源供暖对于推进城市清洁能源、降低矿物燃料的使用效率、降低环境污染、实施“双碳计划”等方面都有着重要的现实意义。在“三北”区域，废弃风力发电供暖是供暖项目的重要途径。针对国内供暖需求和弃风的实际情况，本文对国内现有的几种比较完善的系统进行了分析，并对各种方案的供暖能力、适用范围、发展前景以及优缺点进行了比较，指出了当前常用的风能供暖工程的投资与发展方式，对各种发展方式的适应性及经济效益进行了剖析，提出了相关的发展对策，以期为风能供暖工程的发展提供技术支撑。

关键词：供暖项目；风电供暖；投资分析

引言

随着人们对电能需求量的与日俱增，传统电能已经对环境造成了严重影响，所以，大力发展和利用洁净能源是符合时代发展的需要，而风力发电是最重要的发展方向之一。风力发电取代火电厂用于城市供暖，既可以增大区域内的电能，又可以缓解电网的输送压力，有利于环保。从工程的经济效益考虑，风电清洁供暖项目应根据工程的具体情况，对不同的工程项目进行了经济性和敏感性分析，最后得出最佳的方案，从而减少工程建设的损失，提高工程效益，减少工程的资金回笼时间。

一、项目背景

（一）某风电清洁供暖项目模型

该工程以某热电厂为例，进行了一次风电清洁供暖项目的投资模拟。该模式下的风场是一座新的、未计入场地、未计入电力系统等接入成本、不需要进行供暖系统升级的新系统。静态投资方面，主要包含了风电场的建造、电炉、蓄热装置的前期投入，其它成本的选择依据相关的准则进行，具体如下所示。

（二）风速资料

参照项目所在地的气象资料，在125米处测量的年平均风速为6.71米/秒，风力强度为312W/m2。50年内的平均风速为5.23米/秒，风力强度为163.79W/m2。年平均风速（3～20米/秒），7680个小时，是二级风场。小风月在1/2/7/8月，夜间强，白天低。

（三）风机选型

国内外风电厂的实践证明，在地形简单、地势平坦、交通便利、风机技术可行，且价钱公道时，风电机组的机组能力愈大，愈能发挥最大效益。基于此，根据本项目工程的大小和当地以往风电场的实践，推荐采用国内1500-3000kW的国产冷冻机。对比选用在我国市场上使用最多的几种主要机型：2500kW(130机型，126机型）,3000kW/3400kW(146机型、140机型）。选择的型号都是当前风电机组的主要型号，包括：双馈、永磁同步、永磁同步[1]。双馈异步发电机可以变速、恒频率工作，并与变速式变频调速系统相结合，可以在一设定的范围内不断调整速度，从而保证风电机组总运转的最高效率，其耗电能力约为不稳定状态下的15%；采用永磁式直流电动机的转子，采用直接联结方式，节省了传动机构，效率高，维修工作量小，噪声小：采用永磁式直流电动机，无需采用电励磁场，重量轻，效率高，可靠性高。同时，按照当地区域的风力资源计算，上述三种主要的风机的当量全负载时间分别为3059个小时，最小2677小时，平均2873小时。在所有机组的当量满载时间中，GW140-3.0的机组是最大的，风扇输出功率也最佳。所以，参考参数选择了GW140-3.0的风扇，当量全负载的时间以2900h作为平均。

二、投资框算编制原则及投资概算

（一）风场固定投资预算

风场建设：每千瓦7500元，内蒙每千瓦6000元。这个工程的造价预估每千瓦7000元。

（二）风力发电系统的云运行成本概算

维护费用：项目总投资的1.5%；固定资产折旧比率6.33%；保费0.25%；运营员工：100MW标配30人，人均每年50,000元；其它成本限额：30元/kW/年；物料成本指标：15元/kW/年。

（三）电极炉的建设费用

电极炉：每MW400,000元（最大发电功率40兆瓦）；恒压储热器：1000元/平方米；贮热水箱容量：取水量为95℃；使用维护成本：每年300,000元。

三、经济性分析

第一种模式：风力发电企业的全资兴建热电厂及热网，向住户提供电能供暖，此模型下，整个风能供暖工程的总投资回报率分别为6.69%、9.34%，回收期缩短了11.44年。第二种模式：如果风电厂的所有者仅承担热电厂的建造和运行，并将其销售给本地的供暖公司，则由地方政府承担相应的热网和运行。通过对风电项目的综合评价发现，风电项目的整体投资回报率分别为6.54%和9.01%，回收期缩短了11.56年。同时，在现有热网的基础上，对本地区的第二条热力管道进行扩展，承担了对住户的供暖任务。这一部门每年的税后收入是458,000元。如果由地方供暖公司承担电力供暖系统的建设和运行，由已建成或新建成的供暖网络为用户提供供暖服务，由风力发电企业将其退出的风力发电方式提高利润，这是一种投资模式。在这些因素中，风力发电厂的谷电电费为0.05元/kwh，电力公司对家庭的电费为0.10元/kwh。通过对风电项目的综合评价，发现风电项目的整体投资回报率分别为6.89%和9.64%和11.33年。而供暖公司则承担着热电厂、二次供水系统的建造以及对住户的供暖。这一部分的税后收入只有325000元。由于电力供暖系统的初期投入和运营成本都比较高，而且用户的采暖成本也比较低廉，因此不能产生利润。如果由第三方出资兴建、经营电力加热器，则从风力发电厂购买电力，并将电能供应给本地的供暖企业；供暖企业利用已有的或新的供暖系统对用户进行供暖，而风力发电站的所有者则可以利用废弃风力发电来提高当地的收入

[2]。

四、财务评价

（一）方案一

在满足五十万户家庭供暖需求的情况下，风力发电站的最少容量为3100兆瓦，所有的电都是在冬天使用风力发电机，在夏天，风电机组的发电量是49.8%。通过对特定指数的测算和以上的测算，可以得到整个风电场项目的现金流量和财务分析的结论。结果显示，工程项目的静态还贷期限为15.86年，小于项目寿命期20年，说明项目的全部投资都能在运营期内得到偿付。资本服务公司的内部收益率为7.32%，比电力工业的最低收益率8%要低。这表明其投资价值不高，不能满足要求的最低工资率水平。综合本项目的实施效果不理想。

（二）方案二

在其它条件相同的前提下，将住户的热能负载降到38W/m2，供暖公司使用风力发电。在保证供暖单位冬天供暖需求的情况下，火力发电企业的规模可以降低到2400MW，而燃煤发电在整个风力发电系统中所消耗的电力是48.9%[3]。当前，项目的净现值和资金资金净现值都在0以上，说明项目在经营期间的全部投入都能收回，且回收的效益很好：项目的净金融现值（NPR）大于0，这就表示项目在经济上的可持续性：项目日期的内部财政投资回报率（IRR）为10.89%；该项目的内部财务收益率为11.95%，超过了电力工业的8%，说明该工程具有较好的投资价值，符合最低工资标准。

结束语

总之，某风电清洁供暖项目将电厂的锅炉与风电场相融合，实现了谷峰和电网的日负荷均衡，有效的增加了地区用电的负载，增加了当地的风力发电容量，尤其是在晚上的供电高峰时期。目前，我国城市供暖采用风力发电，已成为近几年来，最大限度地缓解了风力发电的矛盾，为风力发电提供了一种可行的手段。

参考文献

[1]王晗钰.基于博弈论的风电清洁供暖商业模式研究[D].华北电力大学(北京),2021.

[2]岳云力,李倩,方勇,刘忠华,李笑蓉,岳昊,武冰清.考虑风电消纳的电供暖多方合作博弈研究[J].浙江电力,2020,39(09):95-102.

[3]邢通.利用风电供暖的价值分析及优化调度模型研究[D].华北电力大学,2014.