全球火電企業(yè)將面臨長期、非周期性行業(yè)變革，市場經(jīng)營也將面臨持續(xù)壓力。據(jù)統(tǒng)計，自 2005 年以來，歐洲十大發(fā)電企業(yè)，自 2005 年以來，歐洲十大發(fā)電企業(yè)由化石燃料、核電或水力發(fā)電所構(gòu)成的裝機(jī)中，設(shè)備利用水平下降了 14%，每兆瓦裝機(jī)容量的年營收實際降幅已經(jīng)超過了 40%。
從目前看，火電企業(yè)需要采取精細(xì)化運(yùn)營和智能化運(yùn)營等更有效的方法來維持企業(yè)生存并創(chuàng)造長期價值。
在精細(xì)化運(yùn)營方面，電力企業(yè)需要在事故應(yīng)對、現(xiàn)場管理、停機(jī)時間管理、減少浪費(fèi)等領(lǐng)域建立集成的、可持續(xù)的精益生產(chǎn)體系，該體系涵蓋業(yè)務(wù)需求、操作改進(jìn)、人員管理和性能治理等所有方面，有效提高運(yùn)行效率。
在智能化運(yùn)營方面，電力企業(yè)需要運(yùn)用智能化手段改善其價值鏈中的所有環(huán)節(jié)，為實現(xiàn)發(fā)電價值鏈上的效率的逐步改變，以及促進(jìn)健康、安全和環(huán)境保護(hù)的改善提供了基礎(chǔ)。據(jù)統(tǒng)計，通過建設(shè)新的監(jiān)控中心等措施，電力生產(chǎn)商能夠在五年內(nèi)減少 50%的非計劃停運(yùn)，每年節(jié)省大約 300 萬歐元。
受行業(yè)重大變革影響，歐洲的傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)一直如履薄冰。在過去 10 年間，受產(chǎn)能過剩導(dǎo)致的利用小時數(shù)和上網(wǎng)電價大幅下降影響，發(fā)電企業(yè)承受著巨大的市場競爭壓力。自 2005 年以來，歐洲十大發(fā)電企業(yè)，自 2005 年以來，歐洲十大發(fā)電企業(yè)由化石燃料、核電或水力發(fā)電所構(gòu)成的裝機(jī)中，設(shè)備利用水平下降了 14%，每兆瓦裝機(jī)容量的年營收實際降幅已經(jīng)超過了 40%，同時，發(fā)電企業(yè)的股價表現(xiàn)不佳，信用評級也在下跌。許多其他地區(qū)的生產(chǎn)商也正面臨相似的挑戰(zhàn)。
從目前看，造成發(fā)電企業(yè)業(yè)績不佳的行業(yè)因素并不是一種短暫的周期性現(xiàn)象，而是行業(yè)面臨全面轉(zhuǎn)型的最初表現(xiàn)。在未來十年，預(yù)計將會看到一些無法盈利的發(fā)電廠以合并或關(guān)停的形式從競爭中被對手淘汰。
不幸的是，到目前為止發(fā)電企業(yè)仍然沒有找到應(yīng)對目前狀況的有效策略，許多企業(yè)只能通過大幅削減成本、在容量市場或備用市場中尋求機(jī)會來獲得短期的緩解。
發(fā)電企業(yè)甚至要求政府建立一套支付系統(tǒng)，實行容量電價來彌補(bǔ)他們的損失，但收效甚微。發(fā)電企業(yè)必須采用更多樣的方法來維持企業(yè)生存并創(chuàng)造長期價值。盡管發(fā)電企業(yè)可能苦惱自己十年來一直承受著行業(yè)的壓力，但其他行業(yè)的生產(chǎn)商很可能在幾十年中都在面臨著相似的競爭壓力。這些公司通過使用一系列提高生產(chǎn)率的工具取得了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)的成本削減和整合帶來的業(yè)績提升，從而持續(xù)提高運(yùn)營效率。他們的經(jīng)驗表明，發(fā)電企業(yè)也可以通過方法創(chuàng)新提高運(yùn)行效率來獲取優(yōu)勢。
簡而言之，發(fā)電企業(yè)需要果斷采取行動提高長期生產(chǎn)率來維持企業(yè)生存。波士頓咨詢公司（BCG）正在幫助領(lǐng)先的發(fā)電企業(yè)進(jìn)行效率提升的項目前期部署，目前這些項目已經(jīng)顯示出巨大的潛力。根據(jù)經(jīng)驗，即使在削減了 35% 的成本之后，這些項目也可以實現(xiàn)每年 2%到 3%的效益增長。在未來的幾年中，發(fā)電企業(yè)必須在所有運(yùn)營領(lǐng)域都做出巨大的改變，使用全面的精益管理系統(tǒng)和所謂的 “能源發(fā)電 4.0”新型數(shù)字技術(shù)來適應(yīng)成本的快速削減。
一、發(fā)電企業(yè)必須應(yīng)對不斷加劇的壓力
在十年衰退之前，歐洲的發(fā)電企業(yè)享有相對有利的市場條件。比如德國，在 1998 年之前，得益于區(qū)域壟斷和成本關(guān)稅，發(fā)電企業(yè)運(yùn)營效率提升壓力相對較小。但 1998 年電力市場化導(dǎo)致了上網(wǎng)電價的下降，隨后是短暫的行業(yè)整合。2010 年，電力價格與大宗商品價格和二氧化碳排放證書的成本掛鉤，雖然這兩個因素對收益的影響逐步增大，但發(fā)電企業(yè)仍有盈利。
自 2010 年以來，由于大宗商品價格和二氧化碳排放證書價格的下降，以及因為可再生能源上網(wǎng)電價優(yōu)惠所帶來的新能源發(fā)電能力的不斷提高，火電價格大幅下降。此外，隨著跨國界電力調(diào)度的拓展，跨區(qū)域電力輸送能力不斷增加。所有這些因素都在持續(xù)壓低傳統(tǒng)發(fā)電的利潤率和利用率。
雖然有一定地區(qū)性差別，但歐洲各地以及其他地區(qū)也出現(xiàn)了類似的影響。雖然可再生能源的增長勢頭強(qiáng)勁，但過去十年，歐洲十大生產(chǎn)商并沒有大幅削減其常規(guī)機(jī)組的發(fā)電能錄。盡管可用于銷售的常規(guī)發(fā)電能量從 2005 年到 2015 年下降了 9%，但常規(guī)發(fā)電能力總體上增加了 7%。在這十年期間，設(shè)備利用率下降了 14%，經(jīng)通脹因素調(diào)整后，每千兆瓦裝機(jī)容量的年收入下降了 43%。
圖 1. 十年期間歐洲前十大發(fā)電企業(yè)設(shè)備利用水平下降了 14%（單位：TWh/GW）
圖 2. 十年期間火電機(jī)組單位裝機(jī)容量收入下降超過 40%（單位：百萬歐元/GW）
為應(yīng)對收入下滑，發(fā)電企業(yè)采取了許多計劃來削減成本。這些措施包括大規(guī)模裁員、凍結(jié)工資，在某些情況下還包括機(jī)組封存或電廠關(guān)停。然而，短期成本削減并沒有讓投資者恢復(fù)對電力行業(yè)有潛力創(chuàng)造長期價值的信心。雖然市場已經(jīng)從大衰退中復(fù)蘇，但許多發(fā)電企業(yè)的股價仍在持續(xù)下跌。此外，評級機(jī)構(gòu)下調(diào)了許多發(fā)電生產(chǎn)商的信用評級，并對它們的短期表現(xiàn)保持負(fù)面觀望態(tài)度。截至 2016 年年中，標(biāo)準(zhǔn)普爾公司（Standard and Poor’s）在七年內(nèi)下調(diào)歐洲公用事業(yè)公司評級的次數(shù)超過了升級次數(shù)。認(rèn)識到可再生能源的發(fā)展會導(dǎo)致電力產(chǎn)能過剩的影響，標(biāo)準(zhǔn)普爾公司將公用事業(yè)公司的債務(wù)評級下調(diào)至 B 中，僅比不可投資項目高兩個等級。
二、能效提升案例
收入下降和股價下跌的明顯趨勢表明，發(fā)電企業(yè)必須從傳統(tǒng)的成本削減計劃中另尋他路。從其他行業(yè)的轉(zhuǎn)型經(jīng)驗中可以得知，通過不斷提高效率，可能成功應(yīng)對幾十年內(nèi)的激烈競爭壓力和價格下跌。
美國的一般制造業(yè)就是一個典型的案例。為了應(yīng)對來自國際競爭、新技術(shù)和全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)的壓力，在過去的 60 年里，該行業(yè)的勞動生產(chǎn)率平均每年增長約 3%。美國制造商通過應(yīng)用自動化、數(shù)字化、專業(yè)化、商品的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化等能效提升手段和專業(yè)化整合來達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)了不菲業(yè)績。
有人可能會說，一般制造業(yè)不能作為電力行業(yè)的典型參考案例，因為它的資本密集程度要低得多。但兩大資本密集型行業(yè)（化工和鋼鐵）的經(jīng)驗也證實了一種觀點(diǎn)，即發(fā)電企業(yè)可以通過一系列的能效提升手段，使生產(chǎn)率顯著增長。在過去的 15 年中，歐洲化學(xué)工業(yè)的勞動生產(chǎn)率以每年超過 2%的速度增長。到 2000 年，化工行業(yè)通過專注于核心業(yè)務(wù)，剝離外圍業(yè)務(wù)，實現(xiàn)了高度整合。在接下來的 10 年，面對中國的競爭和全球經(jīng)濟(jì)低迷，化工企業(yè)認(rèn)識到，必須更深刻的思考如何提高經(jīng)營效率。全廠優(yōu)化、專業(yè)化和過程自動化都是驅(qū)動行業(yè)生產(chǎn)率增長的有效手段。在德國，鋼鐵行業(yè)在過去半個世紀(jì)里提高了大約三倍的生產(chǎn)率，經(jīng)受住了幾次危機(jī)的考驗。鋼鐵制造商通過采用新技術(shù)和精益生產(chǎn)系統(tǒng)來促進(jìn)持續(xù)改進(jìn)，從而適應(yīng)成本的快速削減。
圖 3. 德國鋼鐵行業(yè)勞動生產(chǎn)率持續(xù)提升（單位：噸/人）
在未來長達(dá)幾十年的競爭壓力下，發(fā)電企業(yè)可以效仿上面所說的行業(yè)，通過采用新技術(shù)和精益生產(chǎn)系統(tǒng)來適應(yīng)成本的快速削減。
三、精益管理系統(tǒng)推動可持續(xù)改進(jìn)
主要的發(fā)電企業(yè)正在采用一般制造業(yè)的精益管理原則，將計劃、操作和維護(hù)的新方法引入到他們的組織中。雖然發(fā)電行業(yè)與一般制造業(yè)在某些方面有很大的不同，但精益原則可以用于實現(xiàn)可持續(xù)的改進(jìn)。
精益管理的關(guān)鍵在于關(guān)注與發(fā)電廠最相關(guān)得過程，比如穩(wěn)態(tài)過程、標(biāo)準(zhǔn)化流程(尤其是維護(hù))和項目管理(尤其是大型維護(hù)工作)。與傳統(tǒng)的精益方法一樣，精益原則在電廠運(yùn)行中的應(yīng)用應(yīng)該針對不增加價值的“浪費(fèi)”，比如讓維護(hù)人員執(zhí)行許多不必要的任務(wù)，導(dǎo)致關(guān)鍵任務(wù)不能快速執(zhí)行，造成人員配置水平非必要性提高。而且，如果不按照進(jìn)程進(jìn)行不同的轉(zhuǎn)換，可能會導(dǎo)致返工或其他資源效率低下。在發(fā)電企業(yè)應(yīng)用精益原則可以帶來持續(xù)性的改善，比如通過縮短停機(jī)時間和快速可靠的啟動可以帶來收入增長并持續(xù)降低可控成本。員工應(yīng)該學(xué)習(xí)識別需要改進(jìn)的領(lǐng)域，并通過系統(tǒng)的根源分析確定正確的實施措施。
歐洲的一個主要公用事業(yè)公司已經(jīng)認(rèn)識到這個機(jī)會: 幾年前，這個公用事業(yè)公司發(fā)起了一個大規(guī)模的、自上而下的計劃來降低成本。這個計劃目的是多層級的成本消減，每一次都可以達(dá)到更高的節(jié)約目標(biāo)。該公司明白，要實現(xiàn)自上而下的計劃之外的額外節(jié)省，它必須應(yīng)用精益原則來提高領(lǐng)導(dǎo)能力，同時不斷提高過程和團(tuán)隊的效率質(zhì)量。
在波士頓咨詢公司（BCG）的支持下，這家公司在發(fā)電部門成功地應(yīng)用了精益管理。以下幾個例子可以說明其所獲得的改進(jìn):
1.事故應(yīng)對：為了減少維修部的成本和工作量，該公司設(shè)法減少需要維修組馬上跟進(jìn)的高優(yōu)先等事故數(shù)量。在一個聯(lián)合研討會上，控制室和維修人員重新修訂了各類事故的優(yōu)先級，提高了優(yōu)先級的一致性，將具有高優(yōu)先級特征的事故減少了大約 50%，從而減少了緊急維護(hù)需求。事件報告的事后維護(hù)分析能夠持續(xù)提高報告和系統(tǒng)的質(zhì)量。
2.現(xiàn)場管理：為了改善現(xiàn)場管理，該公司引入了“團(tuán)隊委員會”作為結(jié)構(gòu)化的績效對話和高效會議的基礎(chǔ)。委員會的職責(zé)包括安排任務(wù)清單、制定 KPI、確定重要聯(lián)絡(luò)人以及編寫改進(jìn)工作建議。這樣的安排能夠使日常會議更加明確，也提高了任務(wù)分配和責(zé)任的透明度。這一倡議導(dǎo)致了兩個關(guān)鍵指標(biāo)的改進(jìn)：“平均修復(fù)時間”減少 20%，“故障間隔時間”增加 30%。
3.停機(jī)時間管理：該公司試圖顯著減少設(shè)備停機(jī)時間。維護(hù)團(tuán)隊使用結(jié)構(gòu)化的問題解決方案來設(shè)計一種通過減少操作數(shù)量或增加操作協(xié)同性來優(yōu)化每個維護(hù)過程的方法。該方法還包括為任務(wù)設(shè)置最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)時間框架和定義控制例程，以便用結(jié)構(gòu)化的方式處理偏差，例如分析停機(jī)發(fā)生的原因并將改變納入后續(xù)計劃。
4.減少浪費(fèi)：這家公司還希望減少其物資登記部門的非必要運(yùn)營。在故障修復(fù)車間，部門工作人員發(fā)現(xiàn)浪費(fèi)，設(shè)計減少非增值活動的解決方案，并定義成本相關(guān)的 KPI。通過這些解決方案，增加了運(yùn)營透明度，減少了工作量，避免了返工。除了改善溝通，這種快速見效的解決方案在部門成員中確立了一種積極肯干的態(tài)度，并樹立了解決更復(fù)雜問題信心。
要成功地采用精益管理，僅僅執(zhí)行精益計劃的選擇是不夠的。更多的是需要發(fā)電企業(yè)需要建立集成的、可持續(xù)的精益生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)涵蓋業(yè)務(wù)需求、操作改進(jìn)、人員管理和性能治理的所有方面。企業(yè)首先應(yīng)該確定其核心業(yè)務(wù)需求和目標(biāo)，改進(jìn)其業(yè)務(wù)的高優(yōu)先級領(lǐng)域。為了實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，必須創(chuàng)建協(xié)作和具有激勵性的企業(yè)文化并運(yùn)用基于KPI的績效管理來吸引和留住人才。
四、能源發(fā)電 4.0 徹底改變了電廠運(yùn)作
工業(yè) 4.0 技術(shù)（包括大數(shù)據(jù)、先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)和 3D 打印等）正在全球范圍內(nèi)掀起一場變革，改善了其價值鏈中的所有環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在發(fā)電企業(yè)加入這場革命的時機(jī)已經(jīng)成熟。能源發(fā)電 4.0 是一套技術(shù)杠桿，為實現(xiàn)發(fā)電價值鏈上的效率的逐步改變，以及促進(jìn)健康、安全和環(huán)境保護(hù)的改善提供了基礎(chǔ)。
圖 4 . 智慧運(yùn)行推進(jìn)能效提升
一家國際發(fā)電企業(yè)為其歐洲和拉丁美洲的電廠建立了一個中央監(jiān)控中心，展示了能源發(fā)電 4.0 創(chuàng)造價值的各種方式。該中心使發(fā)電企業(yè)能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備性能并為全球 100 多臺汽輪機(jī)定制維護(hù)策略。該中心還協(xié)助推廣最佳做法。例如:
1.性能監(jiān)控：性能監(jiān)控應(yīng)該以實時數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，這樣生產(chǎn)商就可以執(zhí)行關(guān)鍵的操作，比如提高汽輪機(jī)的熱效率。擁有執(zhí)行此類操作的能力減少了發(fā)電企業(yè)對原始設(shè)備制造商(OEM)的依賴，同時允許生產(chǎn)商在內(nèi)部構(gòu)建大量特定技能和專有技術(shù)，減少燃料消耗和污染物排放來使成本降低。
2.運(yùn)行條件監(jiān)控：基于條件的監(jiān)控應(yīng)該分析傳感器數(shù)據(jù)，這樣可以更準(zhǔn)確地預(yù)估組件的剩余壽命。有了更準(zhǔn)確的估計，發(fā)電企業(yè)可以延長組件的使用壽命，從而降低維護(hù)成本。此外，企業(yè)可以改變事件優(yōu)先等級來優(yōu)化維護(hù)工作。通過定制維護(hù)策略和操作，企業(yè)可以根據(jù)其對工廠的實際價值和各種資產(chǎn)的狀況來管理支出和活動。
通過建設(shè)新的監(jiān)控中心等措施，發(fā)電企業(yè)能夠在五年內(nèi)減少 50%的非計劃停運(yùn)，使每年節(jié)省大約 300 萬歐元。
還有許多其他的能源發(fā)電 4.0 的案例。例如，一些公用事業(yè)公司已經(jīng)開始使用增強(qiáng)現(xiàn)實設(shè)備，將項目信息(如修理指令或設(shè)備操作數(shù)據(jù))發(fā)送給工作人員。相比之下，使用 3D 打印來制造零件的做法還在測試階段。例如，一個原始設(shè)備制造商(OEM)最近完成了使用 3D 打印生產(chǎn)的汽輪機(jī)葉片第一次全負(fù)荷運(yùn)行試驗。這類應(yīng)用程序可能會將開發(fā)原型的前置時間減少 90%，并允許制造商根據(jù)客戶需求提供定制的部件。
能源發(fā)電 4.0 的使用可能會從根本上改變電廠員工的日常工作。要使這種潛在的影響成為現(xiàn)實，發(fā)電企業(yè)必須先了解其過程的當(dāng)前狀態(tài)和改進(jìn)機(jī)會。然后企業(yè)就可以確定精益原則和能源發(fā)電 4.0 杠桿的最佳組合，然后抓住行業(yè)機(jī)遇。這種組合實施方案必須能夠應(yīng)對包括能力建設(shè)、系統(tǒng)培訓(xùn)、現(xiàn)有工作流程的持續(xù)改進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)及文化變革等挑戰(zhàn)。
五、投入運(yùn)行
為了能夠快速評估組合實施方案的長期運(yùn)行效率，發(fā)電企業(yè)應(yīng)回答以下問題:
是否全盤考慮了當(dāng)前可用于提高業(yè)務(wù)效率的所有可行手段?
我們最近使用的提效措施在多大程度上促進(jìn)了效率的持續(xù)改進(jìn)，而不僅僅只是作為一次性的成本節(jié)約？我們?nèi)绾斡行У貫樯a(chǎn)力持續(xù)增長打下堅實的基礎(chǔ)?
我們的員工是否已經(jīng)準(zhǔn)備好、愿意、能夠自主地識別并妥善地解決日常工作中的效率低下問題? 我們是否對未來五到十年內(nèi)，這份技術(shù)路線圖可以提高從采購到銷售的各個領(lǐng)域的效率達(dá)成統(tǒng)一共識?（信息來源:中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院）
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