能源體系向凈零排放轉(zhuǎn)型，是踐行節(jié)能理念、實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的必經(jīng)之路。值此第11個全國低碳日之際，埃森哲攜風(fēng)電行業(yè)最新洞察與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)建言中國風(fēng)電企業(yè)，以積極應(yīng)對氣候變化，推動綠色低碳發(fā)展。
在諸多綠色、清潔、可持續(xù)的能源形式中，風(fēng)能以其建設(shè)周期短、發(fā)電效率較高等優(yōu)勢異軍突起。自2009年起，中國風(fēng)機(jī)新增裝機(jī)容量領(lǐng)跑全球。隨著“3060”目標(biāo)的推進(jìn)，中國風(fēng)電行業(yè)正迎來前所未有的機(jī)遇。
迎風(fēng)起航，中國風(fēng)電市場前景廣袤
根據(jù)全球風(fēng)能理事會(GWEC)統(tǒng)計，2022年全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量新增77.6GW。其中，中國新增陸上風(fēng)電裝機(jī)容量44.7GW，海上風(fēng)電裝機(jī)容量5.1GW，合計約占全球新增總量的64.2%。
未來三年，全球新增風(fēng)電裝機(jī)容量將保持15%以上的復(fù)合增長率，突破375GW，中國風(fēng)電新增裝機(jī)容量占全球比重預(yù)計將保持在50%以上，持續(xù)引領(lǐng)全球風(fēng)電增長。
在國內(nèi)市場，隨著國家補(bǔ)貼的退出，陸上和海上風(fēng)電分別從2021、2022年起逐步邁入平價上網(wǎng)時代。補(bǔ)貼政策調(diào)整對風(fēng)電行業(yè)周期性的影響已逐步消除，棄風(fēng)限裝、監(jiān)管緊縮等因素對風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的制約減弱，風(fēng)電市場由政策驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲵?qū)動。
同時，風(fēng)電消納矛盾在2019年之后得到有效緩解，通過市場機(jī)制引導(dǎo)新能源開發(fā)布局優(yōu)化、持續(xù)深挖大電網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)潛力等手段，風(fēng)電棄風(fēng)率維持歷史低位，2022年風(fēng)電利用率達(dá)到96.8%1，風(fēng)電行業(yè)從周期性增長穩(wěn)步邁向成長性增長。
平價、競價市場的來臨，對企業(yè)自身能力也提出了更高的要求，需要在產(chǎn)品設(shè)計、成本模型、質(zhì)量等多方面尋找優(yōu)化空間，適應(yīng)平價產(chǎn)品的市場需求，擴(kuò)大競爭優(yōu)勢。
風(fēng)電經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢凸顯
隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)的不斷提升，風(fēng)電的平準(zhǔn)化度電成本持續(xù)下降。根據(jù)國際可再生能源署(IRENA)統(tǒng)計，2010年至2021年間，全球陸上風(fēng)電平均度電成本從0.102美元/kWh降至0.033美元/kWh，海上風(fēng)電度電成本從0.188美元/kWh降至0.075美元/kWh，降幅超過60%。
中國2022年陸上風(fēng)電平均度電成本0.021美元/kWh，已基本實(shí)現(xiàn)火電發(fā)電側(cè)平價，海上風(fēng)電平均度電成本0.045美元/kWh，正向平價快速邁進(jìn)2。未來在技術(shù)創(chuàng)新、裝機(jī)規(guī)模擴(kuò)大、全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化等多措并舉下，風(fēng)電度電成本有望繼續(xù)下降，在可再生能源中的成本優(yōu)勢更為凸顯。
未來之勢，風(fēng)電行業(yè)新發(fā)展新風(fēng)向
趨勢一：容量為王，單機(jī)大型化按下加速鍵
大容量單機(jī)更有利于提升風(fēng)能資源和土地資源的利用效率，幫助風(fēng)場開發(fā)商和運(yùn)營商提高發(fā)電效率、降低維護(hù)成本及減少土地使用量，是未來風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。根據(jù)國際能源署(IEA)的分析，未來風(fēng)機(jī)單機(jī)容量將不斷增加，預(yù)計2030年平均單機(jī)容量將達(dá)到15-20MW3。
趨勢二：多駕并驅(qū)，風(fēng)機(jī)整裝技術(shù)持續(xù)進(jìn)階
全球整機(jī)廠商現(xiàn)階段所采取的技術(shù)路線主要集中在雙饋機(jī)型，具有運(yùn)輸維護(hù)成本低、供應(yīng)鏈成熟等優(yōu)勢。隨著單機(jī)大型化、海上風(fēng)電的逐步興起，直驅(qū)、半直驅(qū)機(jī)組正逐漸嶄露頭角。其在發(fā)電效率、可靠性、維護(hù)成本等方面更具優(yōu)勢，具備更廣闊的發(fā)展空間。
趨勢三：海陸兩棲，新興模式成未來生力軍
陸上分散式“風(fēng)電+”場景：分散式風(fēng)電不以遠(yuǎn)距離輸電為目的，注重就近接入電網(wǎng)和當(dāng)?shù)叵{需求。未來可通過“風(fēng)電+”模式打造如社區(qū)風(fēng)電和園區(qū)風(fēng)電等多樣化應(yīng)用場景，為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)提供清潔能源，實(shí)現(xiàn)零碳制造。在政策支持下，分散式風(fēng)電與鄉(xiāng)村振興等國家戰(zhàn)略相結(jié)合，獲得進(jìn)一步發(fā)展。
海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海域進(jìn)發(fā)：漂浮式風(fēng)電為加速進(jìn)軍深遠(yuǎn)海域開辟了新前景。全球已有202.55MW的漂浮式風(fēng)電項(xiàng)目投運(yùn)，2023-2025年將有530MW漂浮式風(fēng)電項(xiàng)目投運(yùn)4。根據(jù)GWEC的預(yù)測，2026年將實(shí)現(xiàn)漂浮式風(fēng)電的商業(yè)化。預(yù)計到2030年，漂浮式風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模將顯著增長，其中中國新增裝機(jī)容量將達(dá)400MW，占全球新增的6.4%。
趨勢四：多能互補(bǔ)，助力能源供應(yīng)與消納穩(wěn)定
多能互補(bǔ)和風(fēng)儲一體化：利用大型綜合能源基地風(fēng)能、太陽能、水能、煤炭、天然氣等資源組合優(yōu)勢，推進(jìn)“風(fēng)光水火儲”多能互補(bǔ)和聯(lián)合外送。“風(fēng)電+儲能”模式協(xié)助平滑電力輸出曲線，儲能設(shè)備輔助風(fēng)電場調(diào)峰、減少棄風(fēng)電量，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷平衡和能源供應(yīng)穩(wěn)定。
風(fēng)電制氫：利用海上風(fēng)電直接驅(qū)動電解過程產(chǎn)生綠色氫能，以分散式風(fēng)電場搭配制氫、儲氫、加氫設(shè)施，打造氫能制造一體化產(chǎn)業(yè)鏈，解決當(dāng)前氫氣提取高成本、高碳排的痛點(diǎn)，并服務(wù)于下游的運(yùn)輸、工業(yè)制造等產(chǎn)業(yè)。
行穩(wěn)致遠(yuǎn)，風(fēng)電企業(yè)未來轉(zhuǎn)型舉措
面對風(fēng)電發(fā)展加速期和前景廣闊的市場，風(fēng)電企業(yè)需要為平價時代下的行業(yè)競爭做好準(zhǔn)備。如何在風(fēng)電市場化新階段快速搶占高地，成為風(fēng)電企業(yè)的必修課。
埃森哲認(rèn)為，風(fēng)電企業(yè)可從“戰(zhàn)略規(guī)劃、資本投資項(xiàng)目管理、產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、資產(chǎn)運(yùn)行維護(hù)、HSSE(健康、安全、安保、環(huán)境)、風(fēng)電智能調(diào)度、智慧供應(yīng)鏈、數(shù)字化技術(shù)賦能”八個方面布局進(jìn)階之路，行穩(wěn)致遠(yuǎn)。
01 戰(zhàn)略規(guī)劃
產(chǎn)業(yè)布局：通過完善風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的布局，增強(qiáng)企業(yè)競爭力。例如風(fēng)機(jī)整機(jī)廠商可向上游延伸進(jìn)行關(guān)鍵零部件自產(chǎn)，減少對外部供應(yīng)商的依賴，保證供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性。
后市場服務(wù)：存量風(fēng)電逐步積累，催生出龐大的運(yùn)維市場，風(fēng)電企業(yè)需要重視資產(chǎn)運(yùn)維，積極切入后市場服務(wù)，尋找新的盈利增長點(diǎn)。
02 資本投資項(xiàng)目管理
智能選址與規(guī)劃：應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)收集和分析風(fēng)資源、土地條件、環(huán)境影響等因素，結(jié)合無人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場勘察，根據(jù)現(xiàn)場條件智能評估和篩選，自動推薦設(shè)計方案。
互聯(lián)現(xiàn)場管理：數(shù)字工人結(jié)合工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，打造數(shù)字化互聯(lián)現(xiàn)場管理，實(shí)現(xiàn)作業(yè)任務(wù)智能籌劃、機(jī)器代人賦能現(xiàn)場人員、工程進(jìn)度狀態(tài)動態(tài)跟蹤。
項(xiàng)目管理控制塔：快速定位項(xiàng)目管理風(fēng)險點(diǎn)、識別進(jìn)度延期、成本超支、工程交付質(zhì)量的潛在風(fēng)險因素。依托智能算法，形成實(shí)時工作管理糾偏、風(fēng)險預(yù)控、動態(tài)指令、資源調(diào)度，為項(xiàng)目管理人員提供決策支撐。
03 產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計
先進(jìn)設(shè)計：應(yīng)用更為領(lǐng)先的技術(shù)、材料及設(shè)計原則，改進(jìn)產(chǎn)品可靠性及可持續(xù)性，例如設(shè)計基于擺動原理的無葉片風(fēng)機(jī)替代傳統(tǒng)葉片式風(fēng)機(jī)，降低環(huán)境噪音及鳥類死亡率。
數(shù)字孿生仿真：通過收集和分析實(shí)際風(fēng)機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，建立風(fēng)機(jī)的數(shù)字孿生模型，開展各種設(shè)計優(yōu)化和性能預(yù)測，例如改進(jìn)葉片形狀、優(yōu)化發(fā)電機(jī)配置、調(diào)整控制策略等，提高風(fēng)機(jī)可靠性。
04 資產(chǎn)運(yùn)行維護(hù)
設(shè)備健康監(jiān)測分析：利用基于人工智能的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(AIoT)實(shí)時監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、溫度、振動、電流等參數(shù)，及時感知核心大部件亞健康狀態(tài)，結(jié)合不同場站、不同風(fēng)機(jī)間的對標(biāo)分析，識別出低效設(shè)備，及時進(jìn)行整改，優(yōu)化運(yùn)行績效。
設(shè)備預(yù)測性維護(hù)：通過分析預(yù)測風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部件變化趨勢、產(chǎn)品壽命和潛在風(fēng)險，對零部件庫存、運(yùn)輸和更換開展主動管理，搶占維修窗口期，減少風(fēng)機(jī)停機(jī)、倒塔等損失。
05 HSSE(健康、安全、安保、環(huán)境)
數(shù)智化HSSE監(jiān)控：應(yīng)用視頻監(jiān)控、車輛定位、人員定位、電子圍欄等技術(shù)手段對現(xiàn)場人員、設(shè)備進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，突破風(fēng)電場站地理位置、設(shè)備通信等限制，消除各類風(fēng)險事故隱患。
環(huán)境影響評估：利用地理網(wǎng)格、影像解析等技術(shù)，對環(huán)境數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，智能測算風(fēng)場對周邊環(huán)境的影響，模擬水質(zhì)、噪聲、廢棄物、生物多樣性等環(huán)境指標(biāo)。
06 風(fēng)電智能調(diào)度
風(fēng)電發(fā)電量預(yù)測：綜合考慮季節(jié)、天氣變化、溫度及相似日出力和發(fā)電歷史的出力，預(yù)測短、中、長期發(fā)電功率，提高風(fēng)電可調(diào)度性。
柔性能源調(diào)度：通過實(shí)時監(jiān)測風(fēng)電場的運(yùn)行狀態(tài)和電網(wǎng)負(fù)荷情況，合理調(diào)整風(fēng)機(jī)的運(yùn)行模式和功率輸出，實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。
07 智慧供應(yīng)鏈
規(guī)?；少彛宏P(guān)鍵零部件(軸承、葉片等)可采用集采方式，與供應(yīng)商建立長期合作關(guān)系，提升采購的議價能力，降低采購成本。
供應(yīng)鏈控制塔：監(jiān)控和指導(dǎo)整個端到端供應(yīng)鏈的活動，作為供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)的指揮中心，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈全流程信息實(shí)時可見、智能分析、自動執(zhí)行。
08 數(shù)字技術(shù)賦能
人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、AR/VR、5G等數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展，成為了風(fēng)電企業(yè)轉(zhuǎn)型的強(qiáng)大助力，通過將數(shù)字化、智能化解決方案嵌入核心業(yè)務(wù)及全產(chǎn)業(yè)鏈，更有效支撐企業(yè)運(yùn)營管理優(yōu)化。
風(fēng)能作為新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，風(fēng)電企業(yè)的進(jìn)階之路絕非單兵作戰(zhàn)，應(yīng)當(dāng)從被動適應(yīng)向主動支撐電網(wǎng)轉(zhuǎn)變，以轉(zhuǎn)型應(yīng)對變化、以創(chuàng)新開拓新局，為未來蘊(yùn)育新機(jī)，解鎖可持續(xù)新價值。
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