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运用ROT模式改造水电站

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/5/4 15:57:11   

  所属频道:  水力发电    关键词:  电站 水电 水电站

摘要:ROT(改造、运行、移交)理念已在欧洲一些国家的水电项目上开始推行,它是基于BOT模式。该理念的优势在由单一承包商去承担起电厂技术改造中存在的各种风险。对该理念及其在瑞士一座电厂技术改造中的应用作简要介绍。

关键词:ROT模式;水电站;风险

ROT模式是建立在BOOT(建造、拥有、运行、移交)及其派生体BOT(建造、运行、移交)基础之上,均是交钥匙承包方式。

ROT业务能够得到发展的原因是因为现有的装机目前已老化,尤其是在欧洲。今天运行的水电站一般是20世纪20年代至60年代装机的,实际上多数水电厂都没有进行过技术改造,安装的发电设备已运行大约40年到80年。

因此ROT业务应运而生,它为业主确定了以设备技术改造这种投资方式获取更多的回报。这种方法可以保留现有的基础设施,而仅更换老化的设备以提高可靠性和利用率性。对于某些电站,利用这种模式还可能提高这些电厂的装机容量。

与电厂业主协力,ROT承包商确定改造方案。该方案追求最高的投资内部收益率并提供业主认可的合适的折现基础上的自由现金流量的正净现值。方案确定的结果来源于可行性研究。这一研究不仅要确定最优化的改造方案,还要明确投资要求和改造后电厂的财务和技术性能期望值。

经过业主对能产生最大资产名义现值的改造方案的确认和同意,ROT承包商就可以按设计、采购和施工(EPC)交钥匙合同实施改造了。随后,根据定期运行和维护(O&M)合同,ROT承包商在协议的期限内对电厂的运行和维护负责。并检验可行性研究中确定的提高电厂可靠性和利用率的性能指标。期望性能指标的任何变更都包含在O&M合同的奖惩条款中。

因此在整个改造过程中,业主仅与承包商发生关系。ROT承包商的角色既是咨询商又是承包商,并承担电厂运行的责任。这样就免除了业主工程实施的风险,又免除了与EPC合同有关的完工延期和工程成本超支的风险。在EPC合同完成至O&M合同开始的这一过渡期,ROT承包商负责电厂运行。这涉及到ROT承包商保证在ROT框架下开始电厂运行,如果未按期运行,则会导致向业主赔偿发电损失。

1风险分担

除了正常水力发电生产有关的风险外,ROT理念可使业主改造老化的设备,而不承担任何附加风险。

对于业主,这个典型的电力生产与调度者来说,与电厂运行和发电有关的风险如下:①水文风险:水力的可利用性(水头和流量);②市场风险:市场现状和容量;③价格风险:进入市场的电价;④运行和维护:生产设备可靠性和利用率;⑤不可抗力。

ROT承包商承担电厂改造的风险,这些风险与由业主承担的发电和售电的风险是不同的。

在可行性阶段,ROT承包商承担的风险有:①技术和设计风险:咨询工程师核心业务风险;②财务能力风险:可行性研究不能确定技术上可行的方案究竟能提高多少电厂资产价值的风险;③法律风险:政府或当地机构不批准技术上可行,经济上有利的改造方案时出现的风险;④商务风险:如果一个改造方案技术上不可行和/或经济上无收益和/或有关机构不批准,则可行性研究的费用都将由ROT承包商承担。

如果一旦确定了一个可行的改造方案且实施了该方案。则根据EPC条款,ROT承包商承担下列风险:①改造、施工成本风险:费用超支;②完工风险:延期完工可能会导致对业主的发电损失的赔偿;③设备性能的风险:设备不满足可行性研究和技术规范要求的性能指标;

在运行和维护阶段,ROT承包商承担如下风险:①设备可行性和利用率风险:如果设备不满足要求,则会向业主赔偿发电损失;②维护风险:设备维护费用超支的风险。后者还包括设备部件可能更换的费用。

O&M合同完成时,在ROT承包商将所有义务转移给业主前,业主和ROT承包商对电厂性能进行评价。在这一最后阶段,ROT承包商还有如下风险:①设备不满足可行性研究规定的技术性能而向业主赔偿的风险;②如果设备的可行性和利用率未达到可行性研究规定的标准而向业主赔偿的风险。

如果对电厂评价得出的参数和设备运行的性能指标超过了期望值,则业主要向ROT承包商补偿协议同意的奖励费.该费用同时也规定在可行性研究中。

从一开始,业主和ROT承包商就对改造计划很清楚。可行性研究完成时,业主已经以合同的形式确定了改造计划的期望值,也确定了改造项目财务和性能测定的基准值。

2分阶段实施ROT

实施ROT分为四个阶段。在实施过程中,业主也有参与,比如提供电厂历史记录。这样,双方清楚了解了改造过程中各自的义务。这也使得工作变得灵活和容易。

2.1第1阶段可行性研究

该阶段双方确定和同意将达到的技术和财务目标。在可行性研究报告中概述上述目标。这些目标是利用现有数据和工业标准基准对过程进行分析而得出的。在此阶段,业主和承包商通力合作编制可行性研究。该研究详述了业主对改造的渴望。

(1)技术评估业主提供技术评估的基本数据,这些数据包括历史记录和电厂的特性。评估可以包括下列参数:①型号和原设备(部件)制造商;②部件的使用年限和改造或更换史;③发电小时数(电站并网的实际小时);④发电小时和发电量曲线图;⑤停工期,包括原因和补救措施;⑥通过水轮机的水流泥沙含量;⑦涉及磨损方面的泥沙特性(岩性);⑧维护方式。

设备审查还包括与业主电厂所有运行人员当面交流。这种交流可以获得用肉眼观察和详细的统计分析所不能了解到的非常有价值的资料。历史数据的统计分析和情况说明,将会产生不同技术方案。

(2)改造方案的财务模式用最低成本分析技术确定技术方案,该技术方案能获得电厂的未来自由现金流的最大净现值。该分析要考虑削减如下成本:①机会成本,包括改造造成的电量损失和正常运行期间设备故障引起的电量损失;②资本成本:包括应支付给权益持有人(项目牵头方)的股利支付,借入资本的偿还和欠款利息;③老化设备运行人员的高额成本和优化改造后的电厂运行人员费用;④与老化设备有关的维护费用(消耗品如润滑油等的削减)和陈旧部件和交货期长的非标准的部件的更换费用,尤其是没有配件的情况。

更换任何既定的部件,拆除机电部件的机会成本、运行和维护成本要想减少通常是以增加更换的投资成本为代价的。更换以前,这些成本相对都高。由于机会成本、运行和维护成本呈非线性增长,更换后几乎趋近于零,这样就可以确定在电厂既定的使用寿命内,机会成本、运行和维护成本的净现值和更换投资成本的净现值最小化的最佳点。

2.2 第2阶段融资和合同签订

EPC合同和O乙M合同里规定了财务和技术参数,包括风险分担(测定电厂运行的财务和技术参数的基准点)。此阶段同时确定所有分包合同和供货合同以向业主提交清晰透澈的项目结构。这些具有约束力的协议就组成了合同的基础和框架,据此实施改造、运行与管理。

此阶段达成财务协议以提供部件和设备更换的费用。这些协议包括借款计划、股息预计值。对于大型改造方案,可以确定不平衡表融资和设备租赁合同。为使项目在改造后发电的头几年产生利润,这种融资技术对消除平衡表中的借款而代以损益表中的费用很关键。

2.3 第3阶段改造实施

根据EPC合同(常规合同框架)实施改造。2.4第4阶段运行和维护

在常规合同的框架下履行运行和维护合。当然,合同里规定了如果未按期完成EPC合同而造成了发电量损失和由于正常运行期间的故障引起设备利用率低下引发的发电量的损失而向业主赔偿的条款。

O&M合同终止时,电厂运行和维护的义务转移给业主,并按照合同条款和条件的规定进行奖惩。

3ROT项目结构

ROT项目结构有两种主要可选模式:

(1)电厂的资产移交给一个专业公司(SPC),该公司作为独立的法人实体改造并运行电厂。业主与该公司签订3、5、15甚至是40年的转让合同或协议有限让与期限。以后根据事先规定的条款转让或卖给业主。这是基本的模式。核心业务不是发电而又拥有工业生产设备的水电资产的业主普遍接受这种结构。此种模式,业主希望签订成批购电协议。因此,水文风险由业主转移给了SPC。

(2)电厂资产转移给了一个SPC,但业主是该SPC中控股。核心业务是水力发电的电力生产者或公司普遍接受这种结构。仅将改造、运行和维护的义务和权力转让给这种SPC。这种项目结构还可细分为两模式:①根据项目获利的期望值和优势在市场上融资;②由业主按平衡表融资改造。

4 结论

采用ROT方法,可使得业主和有经验的水电技改承包商一起寻求技术和财务都最优化的技改方案。

ROT承包商提供全面和透彻的可行性研究,由此建立业主要求的最优化项目结构。

根据技改项目的规模和价值,ROT承包商可以是项目的开发商和/或是SPC的参与者。

不管业主协同ROT承包商采用何种结构模式,项目总要从一个阶段顺利过渡到下一个阶段,技改和提前运行以及维护的风险由ROT承包商或SPC承担。

从根本上讲,业主接管的是一个性能指标达到预定参数且可靠性和利用率均有提高的技改后的电厂。

5 案例

宜曼维德(Emmenweid)电厂位于瑞士卢塞恩附近的KleineEmme河上。由一家半公半私的CKW公司拥有。该公司对这座径流式电站进行运行、送电和销售。

电厂于1933年投入运行。l台水轮机,额定功率94lkW,发电机额定容量900kVA,年发电量约5MWh/年。设备基本上是原装的,主要修复工作仅仅是在1967年重绕了发电机定子和更换了电气控制设备。水权使用期限截止到2023年。CKW2000年底发售水轮机调速器更新工程服务标书,此标还包括利用ROT模式改造电站。ROT框架协议在2001年1月签订,它包括一个5年的运行期和维修合同。

在同CKW的合作中,实施了详尽莳技术审验和工况研究,以确定设备部件的实际寿命。发电量和故障数据从1933年开始分析,以统计确认设备部件的危险性(稳定性)系数。分析丁1990年到2000年的发电量数据。

针对部件更换程度的不同,制订了5个技改方案,包括“维持原状”基本方案。方案的最低成本分析和敏感性分析表明:尽管水轮机转轮的危险系数并未高于其他部件的系数,但任何故障的机会成本相当高;尽管设备故障引起的停工期每年平均11.7%(1029h),但水轮机转轮故障可能引起2~3月的停工期用于拆卸和维修工作。

与CKW编制的ROT第l阶段可行性研究比较,最低成本分析结果显示用现行的水轮机和发电机一体机完全更换老化的设备,到许可经营权终止时自由现金流量的净现值将提高45.1%。这一方案还开发了新机组的效率,机组能在低流量下运行(仅相当于]00kW)(由于低流量时的过大振动,现在的装置在250kW时自动断开)。

作为投资的回报,CKW还对项目进行了土建结构的更新改造。结果,总投资追加到了140万美元。到2023年,资本利润率町达13.5%。

目前,签订了EPC合同以执行技改计划,确保至2023年及以后CKW从发电中得到可靠盈利。

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