kraftværk konstruktion: hvor meget koster det?
kraftværker er en nøglekomponent i vores kritiske infrastruktur, men skal forblive rentable for investorer for at fortsætte driften. En grundlæggende faktor, der påvirker rentabiliteten af kraftværker, er de samlede byggeomkostninger for at bringe anlægget online. Ligesom kraftværker i sig selv er komplekse faciliteter, er kraftværksbygningsomkostninger i sagens natur komplekse. Byggeomkostningerne for nye kraftværker varierer meget afhængigt af den type elproduktionsteknologi, de udnytter. Både brændstofforbrugende og ikke-brændstofforbrugende kraftproduktionsanlæg har væsentligt forskellige byggeomkostninger.
derudover modereres nybygningsomkostningerne for kraftværker af en række andre faktorer. Nogle af disse faktorer er iboende for den kraftproducerende industri selv. For eksempel påvirker lovgivningsmiljøet, adgangen til infrastruktur og omkostningerne ved den teknologi, der understøtter anlægget, alle de endelige byggeomkostninger. Når man diskuterer anlægsomkostninger til kraftværker, er det også vigtigt at forstå, hvordan den aktuelle dynamik i byggebranchen som helhed kan påvirke anlægsomkostningerne til kraftværker. Disse inkluderer volatilitet i kernematerialekomponenter til kraftværker, såsom stål eller metaller, samt en eksisterende mangel på kvalificeret arbejdskraft inden for byggebranchen. I denne artikel vil vi diskutere kraftværkets byggekostnader i sammenhæng med de modererende kræfter, der påvirker omkostninger både specifikke for kraftværker såvel som kræfter, der påvirker byggebranchen generelt.
Indholdsfortegnelse
Kraftværkstype vs. omkostninger
en af de centrale faktorer, der påvirker byggeomkostningerne for elproduktionsanlæg, er typen af foreslået anlæg. Byggeomkostninger kan variere meget afhængigt af om de er kulfyrede kraftværker eller anlæg, der drives af naturgas, sol, vind eller atomgeneratoranlæg. For investorer i elproduktionsanlæg er byggeomkostninger mellem disse typer produktionsanlæg en kritisk overvejelse, når man vurderer, om en investering vil være rentabel. Investorer skal også tage hensyn til andre faktorer, som løbende vedligeholdelsesomkostninger og fremtidig efterspørgsel for at bestemme en gunstig afkast. Men centralt for enhver beregning er de kapitalomkostninger, der kræves for at bringe en facilitet online. Som sådan er en kort diskussion af de faktiske byggeomkostninger for forskellige typer kraftværker et nyttigt udgangspunkt, før man udforsker andre dynamikker, der påvirker kraftværkets byggekostnader.
ved analyse af kraftværkets byggekostnader er det vigtigt at huske på, at realiserede byggekostnader kan påvirkes af en række dynamikker. For eksempel kan adgang til ressourcer, der driver elproduktion, have stor indflydelse på byggeomkostningerne. Ressourcer som sol, vind og geotermi fordeles ujævnt, og omkostningerne ved at få adgang til og udvikle disse ressourcer vil stige over tid. Tidlige deltagere på markedet vil fange den mest omkostningseffektive adgang til ressourcer, mens nyere projekter muligvis skal betale betydeligt mere for adgang til tilsvarende ressourcer. Det lovgivningsmæssige miljø for kraftværkets placering kan have stor indflydelse på byggeprojektets ledetid. For projekter, der har en tung initialinvestering i byggeri, kan dette føre til øget renteopgørelse og samlede byggeomkostninger. For mere information om det utal af faktorer, der kan påvirke anlægsomkostningerne for kraftværker, henvises til Kapitalomkostningsestimaterne for elproduktionsanlæg, der blev frigivet af US Energy Information Administration (VVM) i 2016.
omkostninger til opførelse af kraftværker præsenteres som omkostningerne i dollars pr. Oplysningerne i dette afsnit leveres af VVM. Konkret vil vi bruge kraftværk byggeomkostninger til elproduktionsanlæg bygget i 2015, findes her. Disse oplysninger er de mest aktuelle, men VVM forventes at frigive anlægsomkostninger for 2016 i juli 2018. For dem, der er interesseret i anlægsomkostninger til kraftværker, er VVM-publikationer en af de mest værdifulde informationskilder, der er tilgængelige. Dataene fra VVM er nyttige til at illustrere den komplekse karakter af kraftværksbygningsomkostninger og fremhæver de mange variabler, der ikke kun kan påvirke kraftværksbygningsomkostningerne, men også den løbende rentabilitet.
Vind
kraftværker, der var afhængige af vinden som en vedvarende energikilde, tilføjede elnettet mest kapacitet i 2015 uden at tilføje meget til brændstofomkostningerne. Udnyttelse af vind som energikilde har støt været stigende i USA. I 2015 tilføjede kraftværker, der udnyttede vindenergi, 8.064 megavatter (MVV) kapacitet. Kontrast dette med oliebaserede produktionsanlæg, der tilføjede 45 MVK kapacitet, og du kan se den eksplosive vækst af kraftværker, der er afhængige af vindenergi. Vindkraftværker blev bygget med en gennemsnitlig pris på $1.661 pr. Dette resulterede i en samlet byggekost på $13.395.684 for 66 generatorer.
det er vigtigt at bemærke, at konstruktionen af vindgeneratorer er stærkt afhængig af det nuværende lovgivningsmæssige landskab og produktionsomkostninger. For at illustrere dette skal du overveje, at kraftværker, der er afhængige af vindenergi, tilføjede mindre end 900 MVM kapacitet i 2013 ifølge denne rapport fra VVM, i modsætning til tilføjelsen af over 8.000 MVM i 2015. Den mest indflydelsesrige årsag til dette var udløbet af en føderal produktionsskattefradrag i slutningen af 2012, som opfordrede investorer til at bevæge sig væk fra nybyggeri af vindkraftværker, indtil skattefradraget blev fornyet i begyndelsen af 2013. I betragtning af den forsinkede produktionstid kan den øgede kapacitet, der blev tilføjet i 2015, ses som en fornyet investering, når der var et mere gunstigt lovgivningsmiljø.
naturgas
kraftværker, der udnytter naturgas, har været primære drivkræfter for øget netkapacitet i de senere år, og 2015 var ingen undtagelse. I løbet af 2015 tilføjede et naturgaskraftværk en samlet kapacitet på 6.549 mio. Omkostninger til opførelse af naturgaskraftværker for samme år var i gennemsnit $812/KV, til en samlet pris på $5.318.957 for 74 generatorer. Der er tre forskellige typer teknologi, der anvendes i naturgaskraftværker. Hver anden teknologi har en betydelig indvirkning på de samlede byggeomkostninger. Størstedelen af kapaciteten blev tilføjet gennem naturgaskraftværker med kombineret cyklus (4.755 MVV) og forbrændingsturbine (1.553), mens forbrændingsmotorer kun tegnede sig for en lille brøkdel af den tilføjede kapacitet (240). Dette fortæller dog ikke den komplette historie.
kombinerede cyklusanlæg, defineret som at have mindst en forbrændingsturbine og en dampturbine, fungerer ved meget højere effektivitetsniveauer end de andre typer. Mens dette sænker driftsomkostningerne på lang sigt, er kapitalomkostningerne til byggeri også højere. Forbrændingsturbine naturgaskraftværker er mindre effektive end kombineret cyklus, hvilket resulterer i højere driftsomkostninger, men er også billigere at bygge. Både forbrændingsmotor og forbrændingsturbinekraftgeneratorer har den ekstra fordel, at de kan bygges hurtigere end kraftværker med kombineret cyklus. Dette har ført til deres anvendelse i situationer, hvor der er behov for kortsigtede kapacitetsforøgelser for at imødekomme den stigende efterspørgsel. Selvom forbrændingsturbineanlæg er mindre effektive, har de en tendens til kun at blive kørt i spidsbelastningstider for at imødekomme efterspørgslen. I modsætning hertil har kombinerede cyklusanlæg tendens til at blive brugt til at imødekomme basisbehovsbelastninger på grund af deres højere effektivitet og lavere driftsomkostninger.
Solar
omkostninger til opførelse af solkraftværker, som for naturgas, er også meget afhængige af den underliggende teknologi, der anvendes i anlægget. Derudover er kapaciteten genereret af solkraftværker også afhængig af den anvendte teknologi. På grund af dette er skæringspunktet mellem byggeomkostninger og solkraftværkernes produktionskapacitet en central overvejelse for investorer. De gennemsnitlige byggeomkostninger for alle typer solcelleanlæg (PV) var $2.921/kva for en samlet kapacitetsforøgelse på 3.192 mio. De samlede byggeomkostninger for solcelleanlæg var $9.324.095 for 386 samlede generatorer. Disse tal viser, at solcelleanlæg i gennemsnit giver mindre kapacitetsforøgelser pr.generator sammenlignet med både naturgas og vind. Produktionsniveauer er ikke statiske på tværs af forskellige typer solcelleanlæg.
en nøgleforskel er mellem faste tilt-og aksebaserede sporingsinstallationer. Aksebaserede sporingssystemer er dyrere at installere, men resulterer i en højere produktionskapacitet end fast hældning, hvilket kan hjælpe med at udligne løbende driftsomkostninger. En anden faktor at overveje er typen af solcelleanlæg. De to primære typer, der findes på markedet, er krystallinsk silicium og tyndfilm CdTe. Disse forskellige typer har fordele og ulemper. Tyndfilmsteknologi er nyere, og tyndfilmplanter har en signifikant øget gennemsnitlig kapacitet (74 MVV mod 7 MVV) over krystallinske siliciumplanter. Begge plantetyper er ens i pris til byggeri. For eksempel for aksebaserede sporingsinstallationer krystallinske silikoneplanter i gennemsnit $2,920/kva i pris versus tyndfilmplanter, der i gennemsnit var $3,117 / kva. Krystallinske siliciuminstallationer af både faste og aksehældningstyper var langt under antallet af tyndfilminstallationer i løbet af 2015, hvilket viste en klar markedspræference for krystallinsk silicium solkraftværker for 2015.
Nuclear
kraftværker, der udnytter atomenergi, forbliver en kernekomponent i vores energiinfrastruktur på trods af at der er bygget få atomkraftværker i de senere år. Faktisk var det seneste atomkraftværk, der var færdig med opførelsen, fabrikken Bar Unit 2, der blev afsluttet i 2016. Dette anlæg blev færdiggjort efter årtiers forsinkelser og blev bragt online næsten 20 år efter, at det tidligere atomkraftværk blev færdiggjort i USA i 1996, som var Bar enhed 1. På grund af manglen på nybyggeri til atomkraftværker er der ikke helt nøjagtige eller up-to-date atomkraftværk byggeomkostninger til rådighed. En økonomisk udsigter frigivet af VVM i 2018 foreslog, at atomkraftværker, der blev påbegyndt i 2016, ville have en base-dag-til-dag-pris på $5.148, der ikke tegner sig for udsving, der kan opstå i mellemtiden. En vigtig ting at bemærke om atomindustrien og atomkraftværker er den betydelige tid, der kræves for at færdiggøre byggeriet. Ifølge VVM, den snarest en atomreaktor og kraftværk kunne bringes online, hvis byggeriet blev påbegyndt i 2016 er 2022. Dette gør opførelsen af atomkraftværker mere sårbar over for omkostningsoverskridelser, hvis byggeomkostningerne som helhed fortsætter med at stige, som de har gjort.
arbejds-og materialeomkostninger
arbejdskraft og materialer er to af de centrale drivkræfter for anlægsomkostninger til kraftværker, og begge fører til stigende byggeomkostninger hvert år på tværs af alle brancher. Det er vigtigt at holde sig ajour med udsving for både arbejdskraft og materialer, når man vurderer de samlede byggeomkostninger for kraftværker. Kraftværkskonstruktion er generelt en udvidet virksomhed. Projekter kan tage mellem 1 og 6 år for færdiggørelse på et minimum, med nogle strækker sig betydeligt yderligere. VVM påpeger med rette, at forskelle mellem de forventede og de reelle omkostninger ved materialer og konstruktion i løbet af projektet er vigtige at overveje og kan have en betydelig indvirkning på byggeomkostningerne.
byggeomkostninger generelt stiger, men to af de primære drivkræfter for dette er materiel og arbejdsbyrde. Materialeomkostningerne er steget dramatisk i de seneste måneder og kan fortsætte med at stige, hvis de nuværende politiske holdninger opretholdes. Især producerer told på udenlandsk import af nøglemetaller, herunder stål, aluminium og jern samt tømmer fra Canada, dramatiske udsving i materialomkostningerne. Reelle materialeomkostninger er i øjeblikket steget med omkring 10% i Juli 2017. Denne tendens ser ikke ud til at være faldende i overskuelig fremtid. Stål er især vigtigt for kraftværkskonstruktioner, så fortsatte takster på importeret stål kan resultere i betydelige omkostninger øget til kraftværkskonstruktion af alle typer.
øgede lønomkostninger i byggebranchen bidrager også til stigende byggeomkostninger. Øgede arbejdsomkostninger drives af mangel på kvalificeret arbejdskraft, der stammer fra den lave valgdeltagelse af årtusinder inden for byggefag og en dramatisk krympning af byggearbejdsstyrken under og efter recessionen. Selvom mange byggefirmaer integrerer karrierevejsprogrammer for at lokke flere årtusinder i handelsindustrier, vil det tage tid at se effekten af disse bestræbelser fuldt ud. Denne mangel på arbejdskraft ses mest levende i byområder med hård konkurrence om kvalificeret arbejdskraft eksisterer. For kraftværksbyggeri i nærheden af bycentre kan adgangen til kvalificeret arbejdskraft være begrænset og kan komme til en præmie.