老旧风电场改造需升温,为何要改造又如何改造老旧风电场?

一点风能 2022-01-21

新能源能源电费

1968 字丨阅读本文需 5 分钟

当风资源较好地域基本都装满风机、新增容量核准又越来越难时,提升老旧风电场的发电量和可靠性就成了一种大趋势。

我国早期风电场大多机型技术落后,机组老化。随着二十年设计使用寿命的临近, 2000 年年初安装的机组早已老化。同时,我国早期安装风电机组单机容量较低,明显落 后于当前水平。

据 CWEA数据显示,2008 年我国新增装机的风电机组平均单机容量仅 1.25MW, 2020 年提升至 2.6MW,为 2008 年的 2.2 倍。2008 年我国新增风电中单机容量小于 1.0MW 的机组占比为 28%,而 2021年我国新增风电机组单机容量均不低于 1.5MW。

不少在役风电场,因技术落后、部件老化、备件基本停产、发电效率低等典型问题,导致风场和风机性能及容量无法实现最佳匹配。

早期投运风电场风资源好、电价高,但经济性较差,改造紧迫性强。早期投运场站风资 源相对较好,但由于机组额定风速高、单位千瓦扫风面积较小、风能利用率较低的定桨 距失速型机组占比高等因素,风电机组容量系数、年利用小时数均偏低。相对于当前的风电技术而言,早期的老旧风场已经可以划为不良资产行列

这些风场拥有着 7-8 米/秒以上的风资源,平均发电量小时数却在 2000 小时以下;以现有的技术,7 米/秒以上的风资源基本可以发到3500 小时以上,发电量相差至少一倍。加之,部分备品备件因停产或进口供应断档,机组检修工作量大、停机时间长、 运维成本较高。因而,早期投运风电场经济性较差。

更换为单机容量更高的机组后,风电场利用小时数将有所提高。据《我国老旧风电机组 更换研究》,以新疆某 50MW 风电场为例,目前安装的机组单机容量为 600kW,共计 83 台,年平均利用小时数为 895h。在不考虑限电因素的影响下,将 600kW 机 组 更 换 为 1.5MW、2.0MW、2.5MW 以 及 3.0MW 机组,年利用小时数可分别提升 1983h、2169h、 2147h 以及 2245h。即使在限电的情况下,年利用小时数也可提升 1105h。

随着风资源较 好的地区逐步被开发使用,未来新建项目的选址难度将有所提高,有望进一步驱动老旧 风电场改造。据 Wood Mackenzie,在 2023 年后,大部分新项目将位于风速在 6.5 米/秒 以下的地区,项目内部收益率不足 10%;而在风速 9-10 米/秒的地区对风电场进行翻新改 造将实现 15%以上的内部收益率。

改造后单位容量征地面积降低,节省土地成本。将多台小型机组拆除并更换为大型机组, 可极大减少机位点数量,节约用地。据《我国老旧风电机组更换研究》,以上述新疆某 风电场为例,若将 600kW 机组更换为 1.5MW、2.0MW、2.5MW 以及 3.0MW 机组,可分 别减少 50、58、63 以及 67 个机位点。

为规范风电场改造升级与退役管理工作,充分利用风能资源,提升风电场发电能力,国家能源局印发《风电场改造升级和退役管理办法(征求意见稿)》,鼓励风电场进行“以大代小”增容或等容改造。

明确补贴电量部分电价不变有效提升改造积极性。

此次征求意见稿明确,运营期未满20年、累计发电量未超过全生命周期补贴电量的项目,补贴年限与每年补贴电量规模维持不变,改造所用时间计入补贴期限。补贴电量部分将按原电价政策执行,其余电量部分按重新备案当年电价政策执行。原并网容量不占用新增消纳空间,鼓励新增容量通过市场化方式并网消纳。政策维持原有可再生能源电价补贴方案不变,并鼓励风电运营企业通过改造升级持续运营在手风电场,补贴电量部分电价明确将有效激励老旧风电机组改造升级积极性。

改造项目审批流程相比新项目有望明显简化。

过去风电场若在原机位点或附近更换新型风电机组,需要重新完成复杂繁琐的审批程序才能取得核准,更新扩建所需工作量与投资总额或远超新建风电场。征求意见稿提出由能源主管部门负责编制风电场改造升级与退役实施方案,并指导电网企业做好相关电网规划、提升新能源消纳能力等相关工作。发电企业仅需向省级能源主管部门提出风电场改造升级与退役申请,不改变风机位置与占地面积的项目无需重新办理用地预审与选址意见书等事项,改造流程有望简化,但具体取决于各省后续制定的相关细则。

目前国内潜在改造风电机组规模约15——20GW。

老旧风电场建设较早,通常布局在风资源优越的区域,且存在单机容量较小、利用小时数偏低、部件失效概率高、机组设备无法满发等问题,因此进行改造升级有望大幅提升风电场发电能力、整体发电量和项目回报。“十四五”期间,我国预计将首次迎来风机改造高峰,2010年底国内风电累计装机规模约为30GW,考虑行业技术进步迅速且新项目改造后提效显著,我们预计将有15——20GW风电在“十四五”有改造需求。如果改造风电场能够按照1:2比例进行扩容,预计改造带来潜在新增装机容量超30——40GW,增容改造有望成为国内风电增长重要手段。

据《我国风电机组退役改造置换的需求分析和政 策建议》,按照风电场设计和经营期 20 —— 25 年考虑,假定运行 15 年以上的部分风电机 组有改造需求,运行 20 年未改造的风电机组开始退役,25 年全部退役。

据此初步测算, 2021―2030 年全国风电机组累计改造退役容量将超过 6000 万千瓦。具体来看,预计 “十四五”期间累计退役机组容量将超过 120 万千瓦,全国改造置换机组需求将超过 2000 万千瓦,1.5MW 以下机组和 1.5MW 机组约各占一半;“十五五”期间风电机组退役改造置换规模约 4000 万千瓦,以 1.5MW 机组为主。

本文来源:北极星风力发电网, 中 信证券研究, 东荣盛世

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