運(yùn)維一次大於500萬元:海上(shàng)風電裝備(bèi)運維與技改後市場(chǎng)機遇與風險
2022年1月1日開始,中國海上風電進入平價(jià)時代(或者說次平價,廣東有一點點短(duǎn)期的地方(fāng)補貼),如果統計數據不出問題,到2021年年底,中國海上風電的裝機容量(接下來3個月在內)即將突破25GW,如果按之前(qián)的5年質保期計算,接近3GW海上風電機組已經或即將出保,這對中國(guó)海上風電開發企業及海上風電裝備企業迎來一次新的考驗。
中國的海上風(fēng)電從3MW到(dào)10MW,僅(jǐn)僅用了10年。2010年6月,上海東海大橋風電場的34台風電機組並網發(fā)電,為當時(shí)正在舉行的上海世博會帶去了清潔能源,成為上海(hǎi)這座國際化大都市一道亮麗的風景線。5年後,34台機組全(quán)部(bù)順利出(chū)質保,於2015年12月進(jìn)入後運維服務階段,也就是說2015年中國(guó)海上風電的後市(shì)場時代開始。
就在昨天,1月6日,由(yóu)龍源振華實施的國(guó)家能源集團旗下的風電場技改實施正(zhèng)式開始。這是目前(qián)國內媒(méi)體公開報道海上風電的後市場情況(kuàng),從(cóng)新(xīn)聞的內容看,這是(shì)一次風電機組的技改動作(zuò),對於風電機組來說,隻要是機電裝(zhuāng)備,在複雜的工況下運行,都會出現(xiàn)各種各樣的運(yùn)行故障,這個與(yǔ)機組本身的可靠性無關,再好的機(jī)組(zǔ)也會(huì)出現故障,何況中國的(de)海上(shàng)風電機組實踐運行實踐(jiàn)還很短。同時隨著技術進步,機組在保(bǎo)內實施技(jì)術更新和改造(zào),也是正常,但如(rú)果是保內的技術改造,對主機企業確實一次巨大(dà)考驗。
1、海上風電機(jī)組保內故障成本:對主機裝備企(qǐ)業是一(yī)次巨大考驗
幾年前,據行業專業人士介紹,一(yī)次海上風電機組的齒輪箱更換,其成本(běn)應該在400-500萬元,按5%的故障率統計,一個200MW的海上(shàng)風電場,大概率或有10MW單機類似故障,其成本1000萬元。按(àn)7000元/kw的造(zào)價,20%的毛利,大(dà)約2.8億元的毛利,質保期5年,其大部件的運維施工(gōng)船費用將超過5000萬元,消耗(hào)掉毛利(lì)的18%左右,而這僅僅是施(shī)工裝備費用。即使費用大幅降低,未來(lái)這一塊成本費(fèi)用也(yě)將消耗掉利(lì)潤的10%。
如果說上述故(gù)障屬於個案,那麽技改這個費用將會消(xiāo)耗掉大部分利潤。係統性的吊裝作業大部件(輪(lún)轂,機艙),這對海上風機的主機供(gòng)應商麵臨一次生(shēng)死考驗。曾經的海上風電王者-VESTAS在2002年世界(jiè)首座大型海上風電場-荷斯韋夫(HornsRev)出現(xiàn)批量故障,給(gěi)當時的VESTAS上了(le)一堂(táng)生動的海上風電裝備風險課。
2、VESTAS的(de)HORNSREV風電(diàn)場故障:曾經海(hǎi)風一蹶(juě)不振(zhèn)
實(shí)際上,2002年7月投產,80台強大(dà)的荷斯韋夫矩陣中,13台當時投入運行的風機由於安全原因而停止運行,直到查明故障原因。接(jiē)下來的一年(nián)半運行中,這80台機組同時運行的時間僅為半小(xiǎo)時。統計表明(míng),在這一年(nián)半時間中總計出勤維護約75000次,即每台(tái)風機每天維護2次。每當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。設備維護人(rén)員已習(xí)慣於乘坐在維修車輛中(zhōng)待命。
直到2003年8月,變壓器開(kāi)始出現技術故障,發電機也發(fā)生了故障,開發商Elsam同樣決定予以全部更換。直到(dào)2004年春天,幾乎所有的機艙都有可能發生故(gù)障,由(yóu)於施工船(chuán)的成本問題,放置於(yú)Tjaereborg陸上的全部80台風機(jī)和測試的(de)機艙被運到岸(àn)上進行整改。同時,將風機葉片(piàn)送回到製造工廠(chǎng)清潔,修複被雷電(diàn)擊壞(huài)之處。
根據合同,風機由Vestas負責(zé)為期5年的可(kě)靠性擔保。對於發電機的(de)缺陷(xiàn)和變壓器絕(jué)緣的失效,Elsam認為存在技術問題,Vestas對其質量保(bǎo)證也表(biǎo)明了承擔責任(rèn)的(de)態度,雖然(rán)變壓器的問題已經解決,然而據稱發電機失效是因為出廠時(shí)就存在的安裝問題,並非設計缺陷。但都認同質量與製造問(wèn)題是核心,為VESTAS第一次幹海上交了不小的費用。
這一次,幾乎快把VESTAS折騰到起點。此後VESTAS並未把海(hǎi)上風(fēng)電作為(wéi)主(zhǔ)要市場領域,直到2013年,維斯塔斯與三菱重工聯手(shǒu)成立專門生產海(hǎi)上風力發電設備的合資企業——MHI維斯塔斯海(hǎi)上風電公此(cǐ)。後,維斯塔(tǎ)斯一直與三菱重工維持著合作關(guān)係。2013年,維(wéi)斯塔斯在陸(lù)上風(fēng)車領域與美(měi)國通用電氣公司並列世(shì)界第一,在(zài)海上風電領域則屈(qū)居於德國西門子公司之後,位居(jū)第二。
3、海上風電運維成本:下海裝備企業需要高度重視
海(hǎi)上(shàng)風電確實不一樣。出於對海上安全、運維難度和運(yùn)維成本的考(kǎo)慮,開發商對風機可靠性的重視被提到了前所未有的高度。
海(hǎi)上安全:據統計,全(quán)球2018年發生854起海上風電事故中,有(yǒu)70%是和(hé)海上作業(包括船隻(zhī)、海上(shàng)平台(tái)、風機等(děng))相關,由此(cǐ)可見將風機豎(shù)立在海中對人員和設備(bèi)安全構成了多(duō)大的威脅!
運維難度:根據不完全統計,即使作業人員技術水平再高,一年之中仍有近一半(bàn)的時間無法出海作業。如果(guǒ)更換大部件更是要出(chū)動大型海上作業平台,如果和第三方沒有長期合作協(xié)議,那真是“一船難(nán)求”!
運維成本:根據目前行(háng)業普遍的(de)估(gū)算,海上風電運維成本占整個生命LCOE的三分(fèn)之一,如果風機不“靠(kào)譜”,動(dòng)輒每天幾十萬、上百萬的出船費(fèi),這個費用比例更會是噌噌往上漲,再(zài)有錢的開發商心裏也會“飆血”!
眾所周知,海上風電的風場受季風及寒(hán)潮雙重影響,海況惡劣,作業窗口期少,近(jìn)海和遠海的海床地質條件南北不一,盡管目前(qián)施工的海工裝備數量已經上(shàng)來,但運維故障處理存在較大的不確定性,單次的出海施工(gōng)意味著要付出比(bǐ)首次吊裝施工更多的成本費用。
4、4MW到10MW開發速度太“瘋狂”:海風主機企業要謹慎
中國的第一個海上風電場3MW到4MW,用了5年,而且還是走(zǒu)的技術引進的路線。但是從4MW到10MW,容(róng)量翻番(fān)卻隻用了4年,海上風電的風機迭代速度似乎是超常規的(de)發展,這幾天,行(háng)業(yè)統計了海上風電機組的研發最新進展,接下來可能還會超常規。大於10MW的機(jī)型(xíng)研發計劃和在(zài)研機型超(chāo)過8款,最大容量16MW,明陽智能(néng)和中國海裝預計今年下線(xiàn)。
技術進步帶來的產品迭代(dài)提速無可爭議,但技術創新的基礎還需要落地,從中外海上風電發展(zhǎn)的曆程來看,風(fēng)機容量越(yuè)大(dà),對整個風電產業的要求就越高,從設計,到部件製造,質量管控,可(kě)靠性,運(yùn)維等都是一次(cì)考驗(yàn),從這一(yī)點(diǎn)來看,國際海上風電巨頭(tóu)還是走的穩健開發路線(xiàn),2-3年(nián)開發一代,包括西門子最新的14MW,也是2年後投入使用(yòng),盡管已(yǐ)有訂單,但並不(bú)著急立即投產使用,GE的12MW亦然。
腳踏實(shí)地,穩健開發。海上風(fēng)電對中國來說,還是(shì)一個有一定難度(dù)的藍海市場,需要穩(wěn)步推進開發,當然中國的(de)海上風(fēng)電是在國際巨頭(tóu)已經(jīng)趟出了一條路子,我們好好學習,規避過去的風險,吸取教訓,在風機的研發方麵走更加科學穩健(jiàn)方式(shì),否則(zé)會有很多企業將要拍死在曆史的(de)沙灘上。