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運維一次大于500萬元:海上風(fēng)電裝備運維與技改后市場機遇與風(fēng)險

2022年1月1日開始,中國海上風(fēng)電進(jìn)入平價時代(或者說次平價,廣東有一點點短期的地方補貼),如果統(tǒng)計數(shù)據(jù)不出問題,到2021年年底,中國海上風(fēng)電的裝機容量(接下來3個月在內(nèi))即將突破25GW,如果按之前的5年質(zhì)保期計算,接近3GW海上風(fēng)電機組已經(jīng)或即將出保,這對中國海上風(fēng)電開發(fā)企業(yè)及海上風(fēng)電裝備企業(yè)迎來一次新的考驗。

中國的海上風(fēng)電從3MW到10MW,僅僅用了10年。2010年6月,上海東海大橋風(fēng)電場的34臺風(fēng)電機組并網(wǎng)發(fā)電,為當(dāng)時正在舉行的上海世博會帶去了清潔能源,成為上海這座國際化大都市一道亮麗的風(fēng)景線。5年后,34臺機組全部順利出質(zhì)保,于2015年12月進(jìn)入后運維服務(wù)階段,也就是說2015年中國海上風(fēng)電的后市場時代開始。

就在昨天,1月6日,由龍源振華實施的國家能源集團(tuán)旗下的風(fēng)電場技改實施正式開始。這是目前國內(nèi)媒體公開報道海上風(fēng)電的后市場情況,從新聞的內(nèi)容看,這是一次風(fēng)電機組的技改動作,對于風(fēng)電機組來說,只要是機電裝備,在復(fù)雜的工況下運行,都會出現(xiàn)各種各樣的運行故障,這個與機組本身的可靠性無關(guān),再好的機組也會出現(xiàn)故障,何況中國的海上風(fēng)電機組實踐運行實踐還很短。同時隨著技術(shù)進(jìn)步,機組在保內(nèi)實施技術(shù)更新和改造,也是正常,但如果是保內(nèi)的技術(shù)改造,對主機企業(yè)確實一次巨大考驗。

1、海上風(fēng)電機組保內(nèi)故障成本:對主機裝備企業(yè)是一次巨大考驗

幾年前,據(jù)行業(yè)專業(yè)人士介紹,一次海上風(fēng)電機組的齒輪箱更換,其成本應(yīng)該在400-500萬元,按5%的故障率統(tǒng)計,一個200MW的海上風(fēng)電場,大概率或有10MW單機類似故障,其成本1000萬元。按7000元/kw的造價,20%的毛利,大約2.8億元的毛利,質(zhì)保期5年,其大部件的運維施工船費用將超過5000萬元,消耗掉毛利的18%左右,而這僅僅是施工裝備費用。即使費用大幅降低,未來這一塊成本費用也將消耗掉利潤的10%。

如果說上述故障屬于個案,那么技改這個費用將會消耗掉大部分利潤。系統(tǒng)性的吊裝作業(yè)大部件(輪轂,機艙),這對海上風(fēng)機的主機供應(yīng)商面臨一次生死考驗。曾經(jīng)的海上風(fēng)電王者-VESTAS在2002年世界首座大型海上風(fēng)電場-荷斯韋夫(HornsRev)出現(xiàn)批量故障,給當(dāng)時的VESTAS上了一堂生動的海上風(fēng)電裝備風(fēng)險課。

2、VESTAS的HORNSREV風(fēng)電場故障:曾經(jīng)海風(fēng)一蹶不振

實際上,2002年7月投產(chǎn),80臺強大的荷斯韋夫矩陣中,13臺當(dāng)時投入運行的風(fēng)機由于安全原因而停止運行,直到查明故障原因。接下來的一年半運行中,這80臺機組同時運行的時間僅為半小時。統(tǒng)計表明,在這一年半時間中總計出勤維護(hù)約75000次,即每臺風(fēng)機每天維護(hù)2次。每當(dāng)需要另一件扳手或者新電路板時,不得不要求另一架直升飛機送來。設(shè)備維護(hù)人員已習(xí)慣于乘坐在維修車輛中待命。

直到2003年8月,變壓器開始出現(xiàn)技術(shù)故障,發(fā)電機也發(fā)生了故障,開發(fā)商Elsam同樣決定予以全部更換。直到2004年春天,幾乎所有的機艙都有可能發(fā)生故障,由于施工船的成本問題,放置于Tjaereborg陸上的全部80臺風(fēng)機和測試的機艙被運到岸上進(jìn)行整改。同時,將風(fēng)機葉片送回到制造工廠清潔,修復(fù)被雷電擊壞之處。

根據(jù)合同,風(fēng)機由Vestas負(fù)責(zé)為期5年的可靠性擔(dān)保。對于發(fā)電機的缺陷和變壓器絕緣的失效,Elsam認(rèn)為存在技術(shù)問題,Vestas對其質(zhì)量保證也表明了承擔(dān)責(zé)任的態(tài)度,雖然變壓器的問題已經(jīng)解決,然而據(jù)稱發(fā)電機失效是因為出廠時就存在的安裝問題,并非設(shè)計缺陷。但都認(rèn)同質(zhì)量與制造問題是核心,為VESTAS第一次干海上交了不小的費用。

這一次,幾乎快把VESTAS折騰到起點。此后VESTAS并未把海上風(fēng)電作為主要市場領(lǐng)域,直到2013年,維斯塔斯與三菱重工聯(lián)手成立專門生產(chǎn)海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的合資企業(yè)——MHI維斯塔斯海上風(fēng)電公此。后,維斯塔斯一直與三菱重工維持著合作關(guān)系。2013年,維斯塔斯在陸上風(fēng)車領(lǐng)域與美國通用電氣公司并列世界第一,在海上風(fēng)電領(lǐng)域則屈居于德國西門子公司之后,位居第二。

3、海上風(fēng)電運維成本:下海裝備企業(yè)需要高度重視

海上風(fēng)電確實不一樣。出于對海上安全、運維難度和運維成本的考慮,開發(fā)商對風(fēng)機可靠性的重視被提到了前所未有的高度。

海上安全:據(jù)統(tǒng)計,全球2018年發(fā)生854起海上風(fēng)電事故中,有70%是和海上作業(yè)(包括船只、海上平臺、風(fēng)機等)相關(guān),由此可見將風(fēng)機豎立在海中對人員和設(shè)備安全構(gòu)成了多大的威脅!

運維難度:根據(jù)不完全統(tǒng)計,即使作業(yè)人員技術(shù)水平再高,一年之中仍有近一半的時間無法出海作業(yè)。如果更換大部件更是要出動大型海上作業(yè)平臺,如果和第三方?jīng)]有長期合作協(xié)議,那真是“一船難求”!

運維成本:根據(jù)目前行業(yè)普遍的估算,海上風(fēng)電運維成本占整個生命LCOE的三分之一,如果風(fēng)機不“靠譜”,動輒每天幾十萬、上百萬的出船費,這個費用比例更會是噌噌往上漲,再有錢的開發(fā)商心里也會“飆血”!

眾所周知,海上風(fēng)電的風(fēng)場受季風(fēng)及寒潮雙重影響,海況惡劣,作業(yè)窗口期少,近海和遠(yuǎn)海的海床地質(zhì)條件南北不一,盡管目前施工的海工裝備數(shù)量已經(jīng)上來,但運維故障處理存在較大的不確定性,單次的出海施工意味著要付出比首次吊裝施工更多的成本費用。

4、4MW到10MW開發(fā)速度太“瘋狂”:海風(fēng)主機企業(yè)要謹(jǐn)慎

中國的第一個海上風(fēng)電場3MW到4MW,用了5年,而且還是走的技術(shù)引進(jìn)的路線。但是從4MW到10MW,容量翻番卻只用了4年,海上風(fēng)電的風(fēng)機迭代速度似乎是超常規(guī)的發(fā)展,這幾天,行業(yè)統(tǒng)計了海上風(fēng)電機組的研發(fā)最新進(jìn)展,接下來可能還會超常規(guī)。大于10MW的機型研發(fā)計劃和在研機型超過8款,最大容量16MW,明陽智能和中國海裝預(yù)計今年下線。

技術(shù)進(jìn)步帶來的產(chǎn)品迭代提速無可爭議,但技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)還需要落地,從中外海上風(fēng)電發(fā)展的歷程來看,風(fēng)機容量越大,對整個風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的要求就越高,從設(shè)計,到部件制造,質(zhì)量管控,可靠性,運維等都是一次考驗,從這一點來看,國際海上風(fēng)電巨頭還是走的穩(wěn)健開發(fā)路線,2-3年開發(fā)一代,包括西門子最新的14MW,也是2年后投入使用,盡管已有訂單,但并不著急立即投產(chǎn)使用,GE的12MW亦然。

腳踏實地,穩(wěn)健開發(fā)。海上風(fēng)電對中國來說,還是一個有一定難度的藍(lán)海市場,需要穩(wěn)步推進(jìn)開發(fā),當(dāng)然中國的海上風(fēng)電是在國際巨頭已經(jīng)趟出了一條路子,我們好好學(xué)習(xí),規(guī)避過去的風(fēng)險,吸取教訓(xùn),在風(fēng)機的研發(fā)方面走更加科學(xué)穩(wěn)健方式,否則會有很多企業(yè)將要拍死在歷史的沙灘上。

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