3 风电并网经济效益
风电产业的经济效益主要取决于风电项目的初始投资、营运成本、等效年利用小时以及上网电价等因素。其中初始投资包括风力发电机组、土建工程、电气工程、安装工程、财务成本以及其他成本(征地、设计勘测等)，而当中风电机组的投资占初始投资的比例最高。营运成本包括维修费用、工资等。
由于产能过剩，世界风电装机价格已经跌至近年来的谷底。而在中国，风电机组价格自2008年以来也在持续下滑。以1.5 MW的风机为例，其报价已经从2008年初的6 200元/kW下降至2010年底的4000元/kW的水平。因此，风电机组的投资占总投资的比例呈下降趋势，但随着风电装机需求的扩大，不排除其装机报价回升的可能性。
假设每千瓦风机造价为G，总装机容量为C，厂用电率为I，风机造价占初始投资的比例为α，折旧期为n年，贴现率为，第i年的等效利用小时为Ti，营运成本为Mi，增值税率为t，则为使风力发电厂每年达到盈亏平衡，第i年的上网电价为：
(1)
若营运成本按初始投资的比例ω计提，且各年风电场来风量保持稳定，即各年的等效年利用小时相等，则有：
(2)
当实际上网电价大于P时，风电开发商处于盈利状态；当实际上网电价小于P时，风电开发商则存在亏损，在折日期间无法回收投资成本(见表2)。
表2给出风电项目相关参数，由此可以测算出在机组造价、机组占初始投资比例及等效年利用小时的不同组合下风电场的盈亏平衡电价。其中风电机组的造价可能因市场需求或技术革新等因素发生波动，波动范围为±20%。结合表2可以测算出表3中的数据。从表3测算结果来看，中国现阶段实施的按风能资源区划分为0.51、0.54、0.58、0.61元/(kW·h)的风电上网标杆电价足以保障风电场的正常营运。加之，为促进风电的发展，各地政府还有相应的补偿政策，此部分风电厂的上网电价可以达到0.70元/(kW·h)以上。此外，若有清洁发展机制(CDM)项目的支持，每千瓦时上网电量还将能为开发商带来0.1元左右的额外收益。因此，中国目前的风力发电定价有利于促进风电产业的发展，在市场经济利益的驱动下，中国风电发展规模仍将持续扩大(见表3)。
另外，按风电机组4 000元/kW的造价，占初始投资60%的标准，对4个风能资源区的利润水平进行测算(如图3)。测算结果表明，纵然各风能资源区的上网电价已就各区的风能状况进行差异化设置，但是风能丰富的资源区凭借等效年利用小时的优势，风电场利润率的总体水平相对突出。从促进全国各地风电项目均衡发展的角度来看，政府部门有必要就各类风能资源区上网电价调整，通过增加电价梯度缩小其收益水平的差异。而测算结果显示，若各资源区上网电价分别按0.48、0.53、0.60、0.66元/(kW·h)设置，其收益水平的差异将显著降低(如图4)。
4 风电节能减排效益
能源紧张与环境问题的突出，使得风电的节能减排效益备受关注。据测算，每千瓦时风电上网可以节省大约340 g标准煤，同时减少0.983 kg CO2、0.698 g SO2、0.65 g NOx以及0.355 g固体颗粒物的排放[8]。作为清洁能源中最具竞争力、最具发展潜力的能源，风电随着装机容量的不断增大将越发彰显其在节能减排上的贡献。风电对火电置换的环境价值可以通过5个因素来度量，包括风电总装机容量CT、并网比例λ、平均等效年利用小时Tavg、风力发电平均厂用电率Iavg以及CO2、SO2、NOx以及固体颗粒物(TSP)的排放率ηco2、ηso2、ηNOx和ηTSP，则风力发电的减排量为E：
ECO2/SO2/NOx/TSP=λGTTavg(1－Iavg)ηCO2/SO2/NOx/TSP (3)
按照2010年全国风电机组50.1 TW·h的总发电量计算，风力发电大概能节省1 717万t标准煤，减少4925万t CO2的排放，同时减少3.5、3.3、1.8万t SO2、NOx及固体颗粒物的排放。
从中国风电发展的态势分析，未来几年中国风电装机容量仍将持续高速增长，但增长速度应当有所减缓。结合中国资源综合利用协会对中国风电装机发展的预测结果[8]，至2015年，中国风电装机容量将达110～130 GW，年均增长率为21%～25%；而2020年将达到200～230 GW的规模，年均增长率为17%～19%。风电并网比例随着并网技术的成熟将逐渐上升至80%～90%，接近欧美传统风电强国的水平。等效年利用小时主要受风电场来风量的影响，如果新建风电项目在地区分布比例上没有发生太多的变化，那么全国风电场的平均等效年利用小时将基本与目前的水平持平。同样，厂用电率作为维系风电场正常运营的基本指标，可视为稳定的参数。至于废气排放率主要与火电的供电标准煤耗以及环保工艺相关联。随着火电的大型化，煤炭燃烧将越加充分，供电煤耗将继续稳步下降；另外，环保设备的改进也将进一步促使废气排放率下降。综合上述分析，对中国风电的节能减排效益进行预测，结果如表4所示。
从中国2009年6000 kW及以上电厂发电9.15亿t的标准煤消耗量以及近几年6.3%增长水平来看，2015年风力发电将为中国节省5%以上的煤炭消耗，而至2020年其节能减排效益将进一步扩大。事实上，这也是中国2009年在哥本哈根对国际社会许下的非化石能源满足2020年15%能源消费需求的承诺的重要实践。
5 结语
风电并网管理的完善将是未来一段时间内中国风电发展的重心，包括规划风电接入系统工程，完善风电并网技术的国家标准，开展风电机组并网认证以及规范风电并网调度协议等等。从风电场发展的类型来看，中国风电应逐渐从规模化的大型风电场向规模化、分布式、互补储能系统以及海上风电多组合模式的方向发展。至于中国风电机组制造行业，凭借国内品牌在造价上的巨大优势，中国风电机组制造行业的国产化程度将进一步扩大。除此之外，部分国内品牌已经开始涉足国外风电市场，而随着中国风电整机制造技术的成熟，“中国制造”也将在国际风电市场上鼎立。
作者简介：朱柯丁(1980—)，男，浙江杭州人，博士研究生，从事能源经济和电力经济的研究。E-mail：zhukeding@sina.com
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