引言
海上風(fēng)電運(yùn)維行業(yè)作為海上風(fēng)電后市場,發(fā)展?jié)摿Υ?,預(yù)計(jì)“十四五”期末我國運(yùn)維市場總規(guī)模達(dá)110億元/年,“十五五”期末將迎來海上風(fēng)電運(yùn)維潮,市場總規(guī)模預(yù)計(jì)超240億元/年。
但國內(nèi)多數(shù)風(fēng)場暫未進(jìn)入運(yùn)維期,行業(yè)發(fā)展未成體系,運(yùn)維存在痛、難點(diǎn)。要想搶抓運(yùn)維市場機(jī)遇,必須解決突出問題,洞察行業(yè)發(fā)展趨勢,在細(xì)分領(lǐng)域下,打造核心競爭能力,才能實(shí)現(xiàn)降本增效,促進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展。
行業(yè)痛點(diǎn)
(一)安全問題突出
當(dāng)前我國的海上風(fēng)電項(xiàng)目分布在東南沿海地帶,海洋環(huán)境惡劣,如鹽堿海浪的侵蝕腐蝕、臺(tái)風(fēng)的肆意破壞等,風(fēng)機(jī)被破壞的概率提升,維修的難度也加大。運(yùn)維操作人員在復(fù)雜的環(huán)境中高空作業(yè),強(qiáng)大的風(fēng)力使得作業(yè)人員承受巨大壓力,存在高空跌落的風(fēng)險(xiǎn);風(fēng)電設(shè)施具有帶電的特性,不當(dāng)?shù)牟僮饕矔?huì)造成觸電事故;運(yùn)維船舶目前專業(yè)化程度不夠,很多船舶屬于傳統(tǒng)船舶,在海上強(qiáng)風(fēng)浪區(qū)抗波性差且停泊能力不足,造成海上運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn),也是造成事故的難點(diǎn)之一。
海上風(fēng)電運(yùn)維包括內(nèi)容龐雜,涉及多種行業(yè)領(lǐng)域,如海洋工程、船舶、電力、風(fēng)力檢測等,對于運(yùn)維人員的技術(shù)能力、專業(yè)素養(yǎng)、安全救援能力有較高要求。目前整個(gè)運(yùn)維行業(yè)操作標(biāo)準(zhǔn)不一,人員素質(zhì)不齊,安全管理體系不夠健全和完善。未來海上風(fēng)電深水領(lǐng)域發(fā)展,面臨更惡劣的運(yùn)維條件和更嚴(yán)峻的運(yùn)維挑戰(zhàn),安全運(yùn)維會(huì)成為行業(yè)發(fā)展的非常重要和突出的問題。
(二)運(yùn)維效率低下
海上風(fēng)電的運(yùn)維作業(yè)受臺(tái)風(fēng)、潮汐、團(tuán)霧、雷雨等惡劣天氣影響,同時(shí)作業(yè)地帶會(huì)存在大幅淺灘,且潮間帶各潮汐影響明顯,作業(yè)通達(dá)性存在難題,交通設(shè)備選擇困難,所以海上維護(hù)作業(yè)的有效時(shí)間有明顯的窗口期限制,受制于多種因素,且我國海上風(fēng)電運(yùn)維還處于發(fā)展粗放階段,精細(xì)化程度不夠,所以存在效率低的問題,維修不及時(shí)就會(huì)造成發(fā)電量的損失。
海上風(fēng)電運(yùn)維效率不足的具體原因如下:(1)檢修模式以計(jì)劃為主存在滯后性。海上風(fēng)電運(yùn)維實(shí)際操作中仍主要采用和陸上風(fēng)電一樣計(jì)劃檢修為主、故障檢修為輔,這種計(jì)劃性檢修為主的檢修體制會(huì)產(chǎn)生故障發(fā)現(xiàn)滯后導(dǎo)致維修不及時(shí);(2)運(yùn)維數(shù)字化程度不夠,雖然近幾年隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)應(yīng)用于致力于做到狀態(tài)監(jiān)測并提前預(yù)警,但仍然存在海上風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)孤島、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫匱乏的問題;(3)交通工具的可及性不夠?qū)е麓翱谄诟鼮橛邢?,歐洲專業(yè)運(yùn)維船舶的使用已較為普遍,我國還屬于初級發(fā)展階段,非專業(yè)船舶耐波性、可載性難以支撐運(yùn)維計(jì)劃的有效執(zhí)行。
(三)運(yùn)維成本高企
海上風(fēng)電運(yùn)維成本是陸上風(fēng)電的2-3倍,根據(jù)國際可再生能源署公布的最新數(shù)據(jù),運(yùn)維費(fèi)用包含固定部分和可變部分,占到總投資約20%-25%,僅次于風(fēng)電機(jī)組采購成本,運(yùn)維成本的降低對于降低海上風(fēng)電項(xiàng)目LCOE具有重要影響。海上風(fēng)電運(yùn)維成本包括大部件更換、船舶運(yùn)維、備品備件和其他管理成本,修理費(fèi)用占維護(hù)成本約50%,船舶運(yùn)維占比達(dá)20%。
具體運(yùn)維成本高的原因如下:(1)機(jī)組故障率高導(dǎo)致維修費(fèi)用高,風(fēng)電設(shè)備易受鹽霧、臺(tái)風(fēng)、海浪、雷電等惡劣條件影響,風(fēng)電機(jī)組部件容易失效導(dǎo)致維修工作量大;(2)海上風(fēng)電運(yùn)維需要船舶實(shí)現(xiàn),且不同的情形配置不同類型的船舶,船舶的應(yīng)用要求投入成本或者租賃成本;(3)海上風(fēng)機(jī)的維護(hù)模式仍以定期維護(hù)和故障檢修的“被動(dòng)式運(yùn)維”為主,缺乏有效的故障診斷和遠(yuǎn)程預(yù)警能力,會(huì)造成維護(hù)成本高、電量損失大等突出問題,影響項(xiàng)目發(fā)電收益。
(四)專業(yè)人員不足
海上風(fēng)電運(yùn)維操作具有一定的技術(shù)門檻,需要具備較高素質(zhì)的風(fēng)機(jī)專業(yè)維護(hù)人員,對風(fēng)機(jī)狀態(tài)能夠準(zhǔn)確掌握,能夠判斷不同風(fēng)機(jī)的不同故障,對故障數(shù)據(jù)熟悉和識(shí)別,同時(shí)施工人員還要熟悉掌握設(shè)備維修和部件更換技能,按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施操作。
而我國目前缺乏專業(yè)的海上風(fēng)電運(yùn)維團(tuán)隊(duì),海上風(fēng)電運(yùn)維基本參考陸上風(fēng)電的經(jīng)驗(yàn),操作人員專業(yè)素質(zhì)和維護(hù)管理能力不高,工作效率不夠、維修周期長。此外由于整個(gè)行業(yè)的參與者各自為陣缺乏統(tǒng)一的操作標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)培訓(xùn),專業(yè)人才的培育速度跟不上行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)增速度和發(fā)展需求。
發(fā)展趨勢
(一)標(biāo)準(zhǔn)逐步規(guī)范
我國海上風(fēng)電的運(yùn)維還處于粗放式階段,但隨著行業(yè)規(guī)模的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化管理是必然的趨勢。一是在安全政策方面,目前國家能源局和山東、江蘇、福建等地方政府都已出臺(tái)相關(guān)的條例,在責(zé)任界定、運(yùn)維人員管理、運(yùn)維船舶管理等方面有所明確,未來會(huì)全行業(yè)逐步規(guī)范和要求提升。
二是在行業(yè)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面,行業(yè)需要總結(jié)現(xiàn)有運(yùn)維實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),建立一整套行業(yè)統(tǒng)一的運(yùn)維作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,對技術(shù)(如驗(yàn)收規(guī)范、海上防腐、電氣防護(hù))、供應(yīng)鏈的質(zhì)量、人員培訓(xùn)要求進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定。作業(yè)流程的標(biāo)準(zhǔn)化可以提高整個(gè)行業(yè)的運(yùn)作效率和質(zhì)量,企業(yè)按照規(guī)則細(xì)化標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)操作指導(dǎo)性文件按步驟處理,有效提高作業(yè)的規(guī)范性、安全性和效率,形成標(biāo)準(zhǔn)化帶來的競爭實(shí)力。
(二)專業(yè)船舶需求增大
為提高運(yùn)維效率、降低運(yùn)維成本,需要鎖定專業(yè)化的船舶資源,能夠具備根據(jù)項(xiàng)目條件組合不同類型的專業(yè)化船舶裝備的能力,提出最合適的針對性方案,最大限度縮短及降低大部件更換、船舶運(yùn)維時(shí)間和成本,所以專業(yè)船舶資產(chǎn)的配置是提高風(fēng)電場經(jīng)濟(jì)效益的有效保障。
目前市場上單體運(yùn)維船應(yīng)用普遍,其難以滿足抗風(fēng)浪、防撞擊、海上施救等安全作業(yè)要求,耐波性好、可載性強(qiáng)、航速快、靠泊能力強(qiáng)、安全系數(shù)高的專業(yè)運(yùn)維船舶資源極為稀缺。同時(shí),國內(nèi)海上風(fēng)電市場迅速發(fā)展的增量和巨大的存量,無疑催生出龐大的風(fēng)電運(yùn)維市場,結(jié)合海上風(fēng)場向更深、更遠(yuǎn)、更大規(guī)模的方向發(fā)展趨勢,未來市場對專業(yè)船舶的裝備需求將不斷擴(kuò)大。
(三)智慧運(yùn)維提升精準(zhǔn)度
海上風(fēng)電行業(yè)將從粗放型向精益化運(yùn)維方式的轉(zhuǎn)變,精益化管理的核心在于通過對運(yùn)維現(xiàn)狀的有效分析減少各種形式的浪費(fèi),包括運(yùn)維成本的浪費(fèi)、運(yùn)維時(shí)間的浪費(fèi)和備品備件的過剩或短缺。
智慧運(yùn)維的主要功能體現(xiàn)在三方面,一是通過監(jiān)測設(shè)備、數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)場的狀態(tài)監(jiān)控、搭建智慧運(yùn)維管理平臺(tái)做到提前預(yù)警,能夠盡早發(fā)現(xiàn)故障,減少造成大部件更換的可能;二是能夠根據(jù)風(fēng)場條件及運(yùn)營現(xiàn)狀提供科學(xué)、定制的運(yùn)維策略,通過運(yùn)維模型的搭建做好資源配置和策略優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)降本增效;三是通過智慧運(yùn)維系統(tǒng)在備件管理、人員管理、流程管理更為精細(xì)化,對于風(fēng)電機(jī)組檔案、設(shè)備信息、人員管理信息、氣象信息進(jìn)行智能化管理,提升運(yùn)維操作和執(zhí)行的規(guī)范程度。
(四)綜合運(yùn)維服務(wù)商競爭力突出
開發(fā)商、整機(jī)廠商和第三方運(yùn)維商等大批企業(yè)進(jìn)入海上運(yùn)維新藍(lán)海,各自都在擅長領(lǐng)域提供服務(wù)并嘗試提供多樣性的解決方案,但都各有所長各自為陣。整機(jī)廠商是運(yùn)維商中技術(shù)含量最高的,但也只能針對各自風(fēng)機(jī)特點(diǎn)推出定制化機(jī)組運(yùn)維服務(wù),而對于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)及塔筒腐蝕、變形、振動(dòng)、沖刷情況等采取定期檢測修補(bǔ)的方式,導(dǎo)致風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)病害在出現(xiàn)早期癥狀時(shí)被忽視,后期引發(fā)連鎖反應(yīng)造成嚴(yán)重的災(zāi)難性后果。
隨著海上風(fēng)電裝機(jī)量的快速增長以及在運(yùn)行風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)受海水沖刷時(shí)間的增加,未來風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)穩(wěn)定性等問題將進(jìn)一步放大,導(dǎo)致運(yùn)維成本增加。目前海上風(fēng)電開發(fā)逐步走向平電價(jià)時(shí)代,運(yùn)維服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高,開展基于無人裝備的海上風(fēng)電水上、水下檢測技術(shù)研發(fā)及試驗(yàn),提供安全高效服務(wù),具備定制化、一體化綜合服務(wù)能力的運(yùn)維商將會(huì)在行業(yè)不斷更迭發(fā)展中占據(jù)市場引領(lǐng)地位。
綜上分析:海上風(fēng)電運(yùn)維行業(yè)痛點(diǎn)明顯,痛點(diǎn)來源一為作業(yè)環(huán)境具有難度系數(shù)和特殊性,顯現(xiàn)為應(yīng)急操作難、安全風(fēng)險(xiǎn)大、天氣因素導(dǎo)致響應(yīng)效率低等諸多難題;二為行業(yè)規(guī)模還未完全顯現(xiàn),所以發(fā)展還處于初級粗放階段,缺乏高效、專業(yè)、智能的途徑來解決操作環(huán)境特殊帶來的天然問題,最終體現(xiàn)為效率低和成本高企,直接關(guān)系到整個(gè)海上風(fēng)電全生命周期的收益和良性發(fā)展。
針對我國海上風(fēng)電運(yùn)維目前發(fā)展階段面臨的痛點(diǎn),再參考?xì)W洲海上風(fēng)電運(yùn)維的經(jīng)驗(yàn),可以總結(jié)出發(fā)展的趨勢為提升行業(yè)的規(guī)范程度和標(biāo)準(zhǔn)水平、用數(shù)字化智能化手段來提升精準(zhǔn)程度和效率、用專業(yè)裝備來解決可達(dá)性難題,而且面對行業(yè)參與者眾多、各自為陣、散雜亂帶來成本高企的格局下,具備較強(qiáng)統(tǒng)籌能力的綜合運(yùn)維商會(huì)具備領(lǐng)先的競爭優(yōu)勢。