曾仕凤 ZENG Shi-feng；王月明 WANG Yue-ming
（西南科技大学土建学院，绵阳 621010）
（School of Civil Engineering and Architecture，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，China）
摘要： 通过分析我国风能利用及建筑能耗状况，提出了进行风电建筑一体化项目风能利用经济评价的必要性。结合风电建筑一体化项目特点，建立了一套相适应的经济评价办法及评价指标，可以更直观、定量地反映项目的经济可行性，促进此类新型项目的发展。
Abstract： Through the analysis of wind energy and building energy consumption， necessity of economic analysis of wind energy utilization about building integrated wind turbine system has been put forward. Combined with the characteristics of building integrated wind turbine system， an appropriate set of economic evaluation methods and evaluation index are selected to reflect the economic viability of the project more intuitively and quantitatively.
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关键词 ： 风电建筑一体化项目；风能利用；必要性；经济评价
Key words： building integrated wind turbine system；wind energy；necessity；economic evaluation
中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）19-0053-04
作者简介：曾仕凤（1990-），女，四川绵阳人，研究方向为建设工程项目管理；王月明（1964-），男，四川绵阳人，西南科技大学土建学院院长，教授，研究方向为程造价管理、建设工程项目管理。
0 引言
由于常规能源的不可再生性，能源危机爆发已是必然。因此近年来，新能源的发展迅猛，其中以太阳能及风能发展最为迅速。风能发电是新能源中最受推崇的主力之一，取之不尽用之不竭。风能发电已成为我国第三大发电形式，目前我国大型风电场和小型风电场并存。由于大型风电场单位成本高，经济性差，对技术依耐性过强，从而给小型风电场提供了较好的发展空间。城市建筑数量庞大，建筑物楼顶、建筑物地面空间、高层建筑物之间的风能资源非常丰富且质量高，成为小型风电场的最佳选择，因此风电建筑一体化项目开始在城市建筑中出现[1-3]。
这类新型项目的出现同时引起了政府及投资商的关注。政府关注的是此类项目所能带来的社会效益，投资商关注的则是项目的经济性。无论是社会效益还是企业的经济效益，都依赖于项目风能利用的情况好坏。但目前为止，对该类项目风能利用的研究还尚处于技术研究层面，对其经济性的研究还未开始，从而也限制了此类项目的发展。本文首次提出了对此类项目进行风能利用的经济评价，可以为政府相关政策的制定提供一些借鉴，也为潜在投资商提供一些投资的意见。
1 风电建筑一体化项目经济评价的必要性
1.1 风能的优缺点分析
我国风能资源丰富，且取之不尽用之不竭，利用城市风能可产生其他能源所不能及的优势，概括起来有：
①使用中不产生煤炭、石油等常规能源燃料产生的废渣和有害气体，无污染，可称做“干净能源”。
②风能随处存在，使用方便。
③风能的成本低廉，而且可以再生。利用风能的器具构成也较简单，可以快速组装投入使用。
④利用城市风能可改变风向，在恶劣天气里能起到有效控制不利因素的作用。
然而虽然风能随处存在，但在现有的技术水平下，并非所有的风能都能被有效的利用起来，故风能也存在一些缺点：
①分散性：尽管风能资源总量丰富，但各个地区风能资源分布极不均衡。因此，在利用风能时，想要得到一定的转换功率，往往需要较大数量的收集和转换储蓄设备，从而大大提高了工程造价。
②不稳定性：风能资源对季节、海拔高度和地理纬度等自然条件变化极为敏感，因此不同地区同一高度、同一地区不同时刻、季节的风能供给不仅是间断的，而且极不稳定，从而给风能源的大规模应用增加了难度。
③安全性存在隐患：风能的利用主要依靠大型的风机叶片旋转，叶片旋转过程中会产生较大的离心率。如果将风能引入建筑中，不仅给建筑结构本身带来一定影响，而且会给人带来不安全的感觉。
④效率低和成本高：就目前风能利用的发展水平，在理论和技术水平上均未达到成熟状态。总的利用效率偏低，成本较高，使得经济性还不能与常规能源相竞争。在今后较长一段时间内，风能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约[4]。
1.2 风能利用现状及政策支持分析[5-6]
我国风能资源极为丰富，但大多风能的利用点都设在偏远地区。通过在偏远地区建立大型风电场，所发电经国家电网传输到城市。大量的城市风能并未被利用起来，造成浪费。经由国家电网传送的电能在输送过程中会有部分损失，并且一旦国家电网出现故障，城市用电不能自给，直接会影响到人类正常的生活、生产活动。因此城市中风能与建筑的一体化建造可有效利用风能，但限于建造技术的复杂性，该类项目的发展受到较大限制。
另一方面，由于风电与建筑一体化项目是一类新型绿色建设项目，在能源危机爆发、环境污染严重的大背景下，该类项目受到了各国政府的重视。据国家能源局官方表示，目前正在加快制定关于促进风电产业健康发展的若干意见，到2020年争取建成2亿千瓦风电装机和1亿千瓦光伏装机，实现风电与煤电上网电价相当，光伏发电与电网销售电价相当。在这样的政策引导下，与风电相关的建设项目必定会受到政策的大力支持。结合风电与建筑一体化项目本身的发展优势及社会的需求，该类项目必定有较大的发展市场。
1.3 经济评价的必要性
1.3.1 建筑能耗现状
在我国，据住房和城乡建设部数据显示，建筑运行能耗约占全社会总能耗的27.5%，若加上建筑的建造及建材生产过程产生的能耗，全寿命周期合计占全社会总能耗的45%以上。由此可见，中国的建筑总能耗是巨大的，建筑节能问题已经成为中国实现节能减排目标的重大议题。预计到2020年底，全国房屋建筑面积将达686亿平方米，其中城市为261亿平方米，可谓规模巨大。巨大的增量建筑，将会给我国的能源消费带来更大压力。而使用风能这种经济又环保的能源来代替传统能源必然能为建筑实现节能减排，风能资源的经济价值也将日趋凸显。
1.3.2 风电建筑一体化项目经济评价的必要性
风电建筑一体化项目最突出特点是将风力机与建筑结合在一起，通过分析建筑自身特点，选择适宜的风机及安装位置，充分利用风能发电，从而节约常规能源的消耗。因此对该类一体化项目进行节能效果和节能效益分析能为定性掌握一体化建筑可利用能源程度和定量分析项目经济效益提供重要的依据。但就目前状况而言，还缺少对此类项目节能效益等的研究，比如节约的费用、投资回收期等。只有通过对项目进行实际的经济评价和效益评价，才能使人们真正关注风电与建筑的有机结合，促进该类绿色项目的发展。
首先，风电建筑一体化项目无疑可以带来巨大的经济效益，但由于投资者与收益者非统一主体，且风力机设备价格偏高，致使项目的初期成本增加限制了其发展。解决这一问题的重要工作就包括对建筑的风能利用情况进行经济评价，明确其经济特性。
其次，一体化设计的经济可取性也是影响风能在城市中推广的重要因素。如何综合的考虑经济要素，从而选取经济上最优或者较优的风电建筑设计方案，使得一体化设计的经济效益达到最大化，也成为了风电建筑经济研究的核心内容。因此，建立一套适应风电建筑一体化项目特点的技术经济评价体系，得出明确的经济效益结果是十分具有现实意义的。
风电与建筑的有机结合，促进了建筑业和制造业产业的进步和产品的更新，必将成为未来风能产业发展的关键。因此，对风电建筑进行经济评价是十分有必要的。
2 经济评价
2.1 评价要点
风电建筑一体化项目的综合收益主要从两个方面来考虑[7]：一是直接收益，风能是一种免费的能源，使用它来代替不可再生能源时，节省的能源费用就是项目带来的直接收益，对于投资人来说最直接的收益来源于风电的上网电价与其他上网电价的差额；二是间接收益，因为利用绿色无污染的新能源与建筑结合技术而获得社会或政府的优惠政策而节省的相关规费税费、以及获得的政策性补助等即为该类项目产生的间接收益。
2.2 财务评价[8-10]
由于项目本身的复杂性，在进行项目评价时，为了从不同方面表征出其经济效果，应综合考虑项目特征选取指标，尽可能地反映出项目经济效果的全貌。
对任意建设项目，投资人的投资热情均是与项目成本与效益密切相关的。风电建筑一体化项目本身就是一种盈利性项目，因此项目效益值的大小直接关系着此类新型项目的发展速度。由于风电建筑具有初始投资大且为一次性投资，相比较传统建筑，每年可节省大量能源，具有社会效益和经济效益等显著特点，加之对各种经济评价方法适用类型进行对比分析，本文最终选取了成本收益分析法作为评价办法。在该分析法中用净现值、内部收益率和益本比3个指标进行项目分析。
风电建筑一体化项目风能利用的经济评价：
风能并非商品能源，其价格是不能确定的，只能选用适宜的替代品成本来估算。从投资者角度来看，以国家电网供电成本代替风电成本计算风电建筑风能利用的年经济效益最为合适。其方法是将整年获得的实际有效风能所发电量换算成国家电网供电量，再根据国家电网的上网电价即可计算出风电建筑风能利用的增量年经济效益。
设当项目每年达到盈亏平衡时，则第i年的上网电价应为：
2.3 国民经济评价
任何项目的建设均要耗费国家资源（例如土地、劳动力等），因此，我们需要从国家整体利益角度来考虑，进行经济评价[11]。风电建筑是将风能利用与建筑融合在一起，不仅达到节省常规能源，保护生态环境的效果，还节约了土地资源。若单一强调项目的经济性不足以体现技术经济评价的全面性，因此对风电建筑一体化项目进行国民经济评价是很有现实意义的。
所谓国民经济评价是指分析项目从国民经济中吸取的投入及其产出对国民经济整个系统的影响。进行国民经济评价的目标是为了有效地和更合理地分配与利用有限的资源，使项目投资与建设能够最大限度地促进国民经济的增长和满足国家经济发展的需要。良好的国民经济评价效果能使项目获得更多的政策性支持和鼓励，社会认可度大大提升，拥有广阔的发展前景，这亦是投资者最期望看到的。作为投资者对项目在进行国民经济评价时，最简单的方法是在财务评价的基础上去做调整。采用该种方法进行费用和效益的调整时，需认清各种费用效益的支付类型，例如企业缴纳的税收，向银行支付的利息及政策性补贴等都应该在费用效益中剔除。因为从国民经济角度看，这些支付均属于内部的转移支付，对国民经济来说不产生任何实际效益。
综合考虑风电建筑项目特点，国民经济评价应包括以下内容：
①国民经济效益费用分析。
通过分析计算风电建筑一体化项目在整个计算期内国民经济效益费用流量情况，以考察项目对国民经济的净贡献。选用的指标有经济净现值、经济内部收益率。
经济净现值，即使用社会折现率将项目计算期内各年的经济净现金流量折算到基准期的现值之和，是表示项目占用的投资对国民经济净贡献大小的绝对指标。当经济经济净现值大于或等于零时，表明项目在耗用国家资源后，给社会带来了符合社会基准折现率的效益，并且还能得到数值大小为该计算现值的超额社会效益。而当其小于零则表明贡献达不到社会折现率的要求。因此只有前两种情况建设项目才符合要求。
经济内部收益率，是使项目在计算期内的经济净现值等于零时的折现率，表示项目占用的投资对国民经济净贡献大小的相对指标。当其大于或等于社会折现率时表明项目达到预期效果，是可以接受的。
②项目经济利润比率分析。
通过分析计算项目每年获得的净收益与原始投资的比值，以考察项目在正常生产年份的国民经济获利情况和盈利水平，主要计算指标是投资净收益率。
2.4 经济评价计算实例
以某实际风电建筑一体化项目为例进行计算。该工程项目安装单机容量为225kW的水平轴风力机3台，每年约能提供1200 MWh的电力，大约相当于300个家庭的用电量。项目主要指标参数如表1所示。
由于风力机设备的价格可能会随市场需求或技术改革等原因发生波动，并且各年等效利用小时的不确定性较大，为全面反映项目情况，故均取波动范围为±20%。由表1参数可以测算出项目风电盈亏平衡时的上网电价，如表2所示。
据表2测算及当期国家电网上网电价，可得到不同风机造价及等效利用小时情况下风能利用的经济效益（价格表示）。经查询，该工程所在地国家电网电价为0.499元/kw·h。若取每千瓦风机造价为4000元，年等效利用小时为2000小时，由式（2）有?驻P=0.499-0.25=0.249元/kw·h。故项目风能利用可获得的年经济效益为298800元。再根据式（4）及式（5）可得出项目的现金流量图及净收益。可见，该风电建筑一体化项目风能利用的经济效益也是较明显的，必定会有较好的发展前景。
3 结语
风电建筑一体化项目的兴起，无疑是给城市的建设提供了新的发展方向。采用全新的技术和理念让该类项目与传统建设项目区别开来，因此为了更加准确的预估风电建筑一体化项目的经济价值，我们就不能再单纯地沿用评估传统建设项目效益值的方法，而是应该在此基础上进一步深入分析风电建筑的独特之处，建立起单独的一套经济评价体系。只有看到了项目实际能获得的经济效益后，才能真正促进一体化建筑在城市中的发展。
此外，由于风力机价格偏高致使风电建筑的初始投资较大，且投资者与收益者的不统一性极可能大大降低投资者的投资热情，因此我们建议在项目建设初期和运营前期，政府应该制定相应的补贴政策指引和鼓励项目的实施，促进风电建筑一体化产业的健康发展。
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