1/4
Tekst zamieszczony w serwisie Energia
365
.pl
KOSZTY BUDOWY FARMY WIATROWEJ
Z WYKORZYSTANIEM URZĄDZEŃ
Z DEMONTAŻU – STUDIUM PRZYPADKU
Dariusz CZEKALSKI
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego
WPROWADZENIE
Produkcja energii elektrycznej w Polsce z wykorzystaniem siły wiatru jest
ź
ródłem stosunkowo wysokich i stabilnych przychodów. Jest to wynikiem regulacji
obrotu energią elektryczną pochodzącą z odnawialnych źródeł, wprowadzoną
nowelizacją Prawa energetycznego w maju 2005 roku. Mechanizm opracowany
wówczas to kombinacja systemu ilościowego z systemem stałej ceny.
O skuteczności tego rozwiązania świadczy między innymi dynamiczny wzrost mocy
zainstalowanej w kolejnych farmach wiatrowych. Wielkie farmy wiatrowe o mocach
kilkudziesięciu megawatów budują inwestorzy tak znani w branży energetycznej jak
Ibedrola, Siemens czy PGE. Są to przedsięwzięcia z budżetem setek milionów PLN.
Wysokie koszty obejmujące wszystkie etapy budowy farm wiatrowych, wynoszące
1,1 ÷ 1,5 mln E w przeliczeniu na 1 MW mocy, są barierą dla inwestorów
o mniejszym kapitale. W tych okolicznościach do budowy przez indywidualnych
przedsiębiorców farm wiatrowych i pojedynczych elektrowni wykorzystywane są
pochodzące z demontażu turbozespoły i wieże. Kupowane są one, a następnie
sprowadzane z Danii, Niemiec czy też Holandii. Są to urządzenia sprawne
o wysokości wieży do 50 m, a ich wycofanie wynika z instalowania na ich miejsce
obiektów o wysokości wież rzędu 100 m i średnicy wirnika 80 m, a więc
o wielokrotnie większej mocy i produktywności. W ten sposób na Kujawach oraz
w Wielkopolsce powstało w latach 2004 ÷ 2005 kilkadziesiąt elektrowni wiatrowych
o mocach od 100 do 400 kW. Koszty budowy farm wiatrowych z wykorzystaniem
urządzeń z demontażu są ciekawym zagadnieniem w kontekście późniejszych analiz
trwałości takich obiektów i ich wydajności.
CHARAKTERYSTYKA WYBRANEJ FARMY WIATROWEJ
Niewielką farmę wiatrową z wykorzystaniem urządzeń z demontażu
zrealizowano w województwie świętokrzyskim w roku 2007 [1]. Przy budowie farmy
wykorzystano turbiny wiatrowe z generatorem asynchronicznym o mocy 250 kW.
Były
to
urządzenia
używane
zakupione
w
Niemczech,
zdemontowane
z tamtejszej lokalizacji i przetransportowane do Polski. Turbiny te wyprodukowane
zostały w latach 90. Farma zajmująca powierzchnię 16 ha obejmuje 10 turbin
2/4
Tekst zamieszczony w serwisie Energia
365
.pl
o łącznej mocy 2,5 MW. Podstawą elektrowni jest wieża zbudowana
z rur połączonych w segmenty z systemem drabin, umożliwiających prowadzenie
wszelkich czynności obsługi i konserwacji od środka wieży. Wysokość wieży do osi
obrotu wirnika wynosi 28 m. Łopaty wirnika zbudowane są z tworzywa sztucznego
wzmocnionego włóknem szklanym. Średnica wirnika wynosi 25 m. Energia
uzyskiwania z wiatru przez łopaty jest przenoszona na piastę poprzez kołnierze
wykonane ze staliwa. W turbinie zastosowano system regulacji mocy poprzez tzw.
przeciąganie (Stall Regulation). System ten zapewnia moc wyjściową 250 kW przy
wietrze o prędkości z zakresu 13 ÷ 23 m/s (prędkość startowa 4 m/s). Automatyczna
regulacja położenia gondoli w zależności od kierunku wiatru odbywa się poprzez
przekładnię ślimakową. W turbozespole zastosowano standardowy 3-fazowy
indukcyjny generator asynchroniczny o mocy wyjściowej 80 albo 250 kW
w zależności od ilości podłączonych par biegunów. Okablowanie oraz maszynownia
znajdują się wewnątrz wieży, aby zapewnić ochronę przed korozją i niekorzystnymi
warunkami atmosferycznymi.
KOSZTY BUDOWY FARMY
Budowa farmy wiatrowej z wykorzystaniem urządzeń z demontażu wiąże się
z obniżonym, w porównaniu do zastosowania nowych turbin wiatrowych, kosztem
zakupu urządzeń. Pozostałe koszty związane chociażby z szeregiem kroków
formalnych, samym montażem turbin, podłączaniem do sieci są już typowe dla takich
inwestycji.
Wykorzystane w analizowanym przypadku urządzenia zostały zakupione
w Niemczech po około 300 000 PLN za sztukę. Inwestor zakupił jednorazowo 10
elektrowni na które składają się wieże, skrzydła wirnika oraz gondole z pełnym
wyposażeniem. Kolejnym kosztem był transport zakupionych turbin z północy
Niemiec do miejsca budowy. Wykorzystano do tego celu 15 samochodów - 10
większych przewoziło po jednej wieży i dwie łopaty wirnika, a 5 mniejszych po dwie
gondole i dwie łopaty wirnika. Koszt przejazdu większego samochodu wyniósł 20 000
PLN, a mniejszego 6 000 PLN. Na przewóz urządzeń wydano zatem ok. 230 000
PLN. Zgodnie z harmonogramem przebiegu inwestycji przed montażem turbin
należało wykonać wiele czynności poprzedzających. Koszty z nimi związane
przedstawiono w tabeli 1. W obliczu silnie akcentowanych kwestii oddziaływania farm
wiatrowych na środowisko, zwłaszcza przez ornitologów, aktualnie oceny tego typu
są zapewne droższe niż w badany przypadku.
Kolejna grupa kosztów to wydatki związane z wykonaniem dróg dojazdowych,
fundamentów pod turbiny oraz montażem samych elektrowni. Przy budowie
opisywanej farmy wiatrowej koszty budowy dróg dojazdowych zostały uniknięte.
Badania geotechniczne podłoża wykazały, że wjazd ciężkim sprzętem potrzebnym
do montażu elektrowni tej wielkości może odbyć się bez konieczności budowy dróg.
Na fundamenty pod jedną turbinę wykorzystano 75 m³ betonu (koszt 20 000 PLN)
oraz 8 ton stali (koszt 24 000 PLN). Robocizna, zbrojenie i szalunki kosztowały 25
000 PLN dla pojedynczego obiektu, a więc łączny koszt budowy fundamentów dla
dziesięciu elektrowni wyniósł ok. 700 000 PLN.
3/4
Tekst zamieszczony w serwisie Energia
365
.pl
Tabela 1. Koszty raportów, badań i projektów
Dokument
Koszt, PLN
Raport oceny oddziaływania inwestycji na środowisko
5000
Badania geotechniczne podłoża
9000
Projekt konstrukcyjny fundamentów i montażu turbin wiatrowych
7000
Projekt przyłączenia elektrowni do sieci
15000
Ekspertyza wpływu na sieć
15000
Projekt zagospodarowania terenu
8000
Do
montażu
turbin
wynajęto
profesjonalną
z
województwa
zachodniopomorskiego. Koszt instalacji turbin wyniósł 10 000 PLN od sztuki. Do
montażu wykorzystano również dwa dźwigi o nośności 120 t oraz 65 t, których
wynajęcie kosztowało odpowiednio 400 i 280 PLN za godzinę, a dojazd do placu
budowy 30 oraz 20 PLN za km. Koszt wynajęcia dźwigów wraz z dojazdem wyniósł
ostatecznie ok. 70 000 PLN. Zatem całkowity koszt montażu farmy zamknął się
kwotą 170 000 PLN.
Ostatnia grupa kosztów związana jest z przyłączeniem farmy wiatrowej do
sieci elektroenergetycznej. Przy budowie opisywanego obiektu wykorzystano dwa
transformatory z rozdzielniami. Dwie stacje transformatorowe o mocy po 1 MW
kosztowały 700 000 PLN, natomiast stacja o mocy 630 kW - 250 000 PLN.
Połączenie turbin liniami elektroenergetycznymi ze stacjami transformatorowymi
kosztowało ok. 120 000 PLN. Konieczne było również zbudowanie linii
wyprowadzenia mocy, których koszt był rzędu 150 000 PLN. Inwestor poniósł jednak
tylko 50% tych kosztów, pozostałe 50% sfinansował zakład energetyczny pod
warunkiem zrzeczenia się na jego rzecz własności linii. Robocizna związana
z przyłączeniem do sieci i skonfigurowaniem generatorów z siecią wykonana przez
uprawnioną firmę wymagała nakładu ok. 200 000 PLN. Do kosztów związanych
z przyłączeniem do sieci można również zaliczyć wymienioną już wcześniej w tabeli
1 Ekspertyzę Wpływu na Sieć.
PODSUMOWANIE
Budowa farmy wiatrowej z wykorzystaniem urządzeń pochodzących
z demontażu w prezentowanym przypadku (łączna moc 2,5 MW) zamknęła się
kosztem jednostkowym 2,2 mln PLN w przeliczeniu na 1 MW mocy zainstalowanej.
Koszty budowy farmy budowanej z urządzeń najnowszej generacji o mocy rzędu
kilkudziesięciu MW są znacznie wyższe i przekraczają 6 mln PLN/MW [2]. Do
demontażu elektrowni wiatrowych dochodzi gdy są zastępowane obiektami nowej
generacji – znacznie większymi. Stąd farmy wiatrowe budowane z urządzeń
używanych mają stosunkowo małą moc znamionową, co wynika z ograniczonej
wysokości wieży i średnicy wirnika. Jednoznaczny trend wzrostu wielkości elektrowni
wiatrowych z wysokością wież dochodzącą do 100 m jest powodowany przyrostem
zasobów energii wiatru wraz z wysokością nad poziomem gruntu. W konsekwencji
szacując roczną produktywność danej farmy powstałej z urządzeń używanych na
1200 MWh w przeliczeniu na 1 MW mocy zainstalowanej, produktywność farmy
nowej generacji trzeba przyjąć na poziomie 2000 MWh [3]. Wówczas koszt
4/4
Tekst zamieszczony w serwisie Energia
365
.pl
inwestycyjny w odniesieniu do 10 – letniej produkcji energii elektrycznej dla
analizowanej farmy wyniósłby jednostkowo 180 PLN/MWh, a dla farmy z nowymi
urządzeniami ok. 320 PLN/MWh. Budowa farm wiatrowych z wykorzystaniem
urządzeń z demontażu jest zatem rozwiązaniem atrakcyjnym dla inwestorów, którzy
nie dysponują wielkim kapitałem, o ile urządzenia te są w stanie technicznym
zapewniającym wieloletnią bezawaryjną eksploatację.
Tabela 2 ilustruje strukturę kosztów poniesionych w trakcie powstawania
farmy wiatrowej budowanej z wykorzystaniem urządzeń pochodzących z demontażu
dokonanego w Niemczech w konfrontacji typową strukturą kosztów dużych farm
nowej generacji. Zgodnie z oczekiwaniem obniża się udział kosztu zakupu,
transportu i montażu elektrowni w całej inwestycji. Natomiast wzrasta udział
wykonania fundamentów i przyłączenia farmy do sieci.
Tabela 2. Porównanie struktury kosztów budowy farm wiatrowych
Udział w koszcie całkowitym, %
Rodzaj rzeczowy kosztu
farma
nowa
15 x 2 MW
farma
z demontażu
10 x 250 kW
Prace przygotowawcze, projekty i raporty
3
1
Roboty drogowe, ziemne i fundamenty
8 ÷ 12
13
Zakup, transport i montaż urządzeń
70 ÷ 80
60
Przyłączenie farmy do sieci
10 ÷ 20
24
LITERATURA
[1] Stąporek P.: Koszty budowy farmy wiatrowej z wykorzystaniem urządzeń
regenerowanych. Praca inżynierska, SGGW Warszawa 2009
[2] Pesta R.: Budowa farmy wiatrowej w aktualnych realiach. Czysta energia, ABRYS
Poznań, nr 2, 2009, str. 32 -33
[3] Czekalski D., Korpysz K., Roszkowski H., Świerczyński D., Korupczyński R.,
Obstawski P., Rozbicki T.: Ekspertyza: perspektywy produkcji energii elektrycznej
ze źródeł odnawialnych w Rolniczych Zakładach Doświadczalnych SGGW,
SGGW Warszawa 2007
Referat został opublikowany w tomie Planowanie i zarządzanie w energetyce
pod redakcją P. Borowskiego i M. Powałki, Wydawnictwo SGGW, Warszawa 2009.