中國海上風(fēng)電運(yùn)維困境何解？

2018年，我國海上風(fēng)電新增裝機(jī)約180萬千瓦，同比增長50％，累計(jì)裝機(jī)達(dá)到460萬千瓦，裝機(jī)少于英國、德國，位列全球第三。目前還有多個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目在開工建設(shè)，到2020年建設(shè)及建成項(xiàng)目超過800萬千瓦?！讹L(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中“開發(fā)建設(shè)1000萬千瓦、建成500萬千瓦”的目標(biāo)可以較好地實(shí)現(xiàn)。

目前，我國海上風(fēng)電開發(fā)正處于由近海到遠(yuǎn)海、由淺水到深水、由起步到規(guī)?；_發(fā)的關(guān)鍵階段，海上運(yùn)維能力已得到大幅提升。隨著海上風(fēng)電數(shù)量的增加，同時(shí)在“競價(jià)上網(wǎng)”的背景下，海上運(yùn)維仍遇到不少困難。

現(xiàn)狀與困難

國內(nèi)海上風(fēng)電項(xiàng)目運(yùn)行周期大多為25年，運(yùn)維的主要模式為前5年由整機(jī)廠商提供質(zhì)保服務(wù)，出保后20年風(fēng)場開發(fā)商會(huì)請新的服務(wù)商提供運(yùn)維服務(wù)，運(yùn)維服務(wù)商包括整機(jī)廠商、專業(yè)運(yùn)維公司、開發(fā)商工程團(tuán)隊(duì)等。

海上風(fēng)電整體運(yùn)行維護(hù)成本較高，是陸上風(fēng)電的2倍以上，這一方面是海上風(fēng)電特殊環(huán)境影響（如高鹽霧高濕度對設(shè)備的影響，天氣因素對維修窗口期的影響），另一方面也受到機(jī)組可靠性尚未充分驗(yàn)證、運(yùn)維團(tuán)隊(duì)專業(yè)性還需提升、遠(yuǎn)程故障診斷和預(yù)警能力還不健全等因素影響。

從運(yùn)行業(yè)績來看，國內(nèi)部分海上機(jī)組還沒有經(jīng)過充分的驗(yàn)證。由于項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)較少，海上風(fēng)電機(jī)組在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造階段對全生命周期成本、特殊海洋環(huán)境條件（如涂層和防腐）的適應(yīng)性設(shè)計(jì)等方面因素考慮不足，同時(shí)海上風(fēng)機(jī)樣機(jī)也缺少長時(shí)間運(yùn)行的驗(yàn)證，在風(fēng)場投入運(yùn)行后故障較多，增加了運(yùn)維成本。

當(dāng)前海上項(xiàng)目施工及運(yùn)維，缺乏有效的、具備可操作性的規(guī)范。開發(fā)商、施工單位、設(shè)計(jì)院、整機(jī)廠商等都按照各自的理解進(jìn)行項(xiàng)目施工運(yùn)維，造成接口不清晰、行為不一致，給項(xiàng)目的后續(xù)運(yùn)維增加了難度。同時(shí)，海上運(yùn)維人員缺乏有效的技能培訓(xùn)和海上標(biāo)準(zhǔn)文件指導(dǎo)，導(dǎo)致其專業(yè)素質(zhì)和管理能力欠缺，機(jī)組維修周期過長造成發(fā)電量損失，影響項(xiàng)目發(fā)電收益。

此外，大部件更換成本巨大。無論是在海上風(fēng)電相對成熟的歐洲，還是快速發(fā)展的中國，因?yàn)榇蟛考?yīng)鏈可靠性低，甚至整機(jī)設(shè)計(jì)的缺陷，導(dǎo)致大部件需要在海上進(jìn)行更換。除了大部件本身的成本外，還要考慮大型吊裝船施工手續(xù)及費(fèi)用、海上運(yùn)輸費(fèi)用、養(yǎng)殖戶補(bǔ)償，以及天氣窗口因素等，甚至長時(shí)間停機(jī)造成的發(fā)電量損失等，都增加了海上風(fēng)電的運(yùn)營成本。

當(dāng)前，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。雖然開發(fā)商、整機(jī)廠商以及部分關(guān)鍵部件生產(chǎn)商都逐步開始建立故障診斷和遠(yuǎn)程預(yù)警能力，但受限于海上風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)積累、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫的匱乏等原因，當(dāng)前體系和水平尚不足以支撐海上運(yùn)維成本的大幅降低。

管理經(jīng)驗(yàn)及應(yīng)對措施

基于以上的現(xiàn)實(shí)困境，可以從以下方面來提升海上風(fēng)電的運(yùn)維能力，從而降低海上風(fēng)電項(xiàng)目運(yùn)維成本。

1、選用經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的海上機(jī)組

很多新推出的海上產(chǎn)品，在并網(wǎng)前兩年不會(huì)有問題，但隨后在很多細(xì)節(jié)上，比如涂層、防腐、大部件可靠性等問題上逐漸暴露；經(jīng)過長期運(yùn)行驗(yàn)證過的海上機(jī)組才能具有高可靠性。

2、整機(jī)廠商應(yīng)建立全面的質(zhì)量管理體系

需建立供應(yīng)鏈質(zhì)量管理體系、運(yùn)維質(zhì)量管理體系以及整機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造等質(zhì)量管理體系。在風(fēng)場發(fā)現(xiàn)的問題，要通過成熟可靠的管理體系，進(jìn)行徹底的根本原因分析，從源頭和設(shè)計(jì)上進(jìn)行解決，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速迭代更新。

3、設(shè)立運(yùn)維作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

通過總結(jié)海上運(yùn)維實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，建立一整套行業(yè)統(tǒng)一的海上運(yùn)維作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對海上項(xiàng)目施工及運(yùn)維作業(yè)的安全（如出海作業(yè)人員資質(zhì)、培訓(xùn)要求，海上人員交通船的資質(zhì)準(zhǔn)入、硬件配置、出海條件等）、技術(shù)（如驗(yàn)收規(guī)范、海上防腐、電氣防護(hù)）、質(zhì)量要求進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定。

4、系統(tǒng)培訓(xùn)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)

建設(shè)具備成熟的海上EHS規(guī)范以及運(yùn)維技能培訓(xùn)的海上風(fēng)電培訓(xùn)中心，為海上開發(fā)商、整機(jī)廠商及零部件供應(yīng)商、安裝公司、監(jiān)理、第三方運(yùn)維公司等所有海上運(yùn)維人員提供培訓(xùn)，帶動(dòng)中國整個(gè)海上風(fēng)電運(yùn)維能力的提升和改進(jìn)。同時(shí)，在每一個(gè)海上項(xiàng)目實(shí)施前，開發(fā)商、監(jiān)理、安裝公司全體作業(yè)人員應(yīng)接受至少3輪的安裝、調(diào)試、運(yùn)維的作業(yè)技術(shù)交底及技能、安全培訓(xùn)。

5、推廣“一站式”大部件更換服務(wù)

通過狀態(tài)監(jiān)測的振動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，對關(guān)鍵部件早期故障進(jìn)行預(yù)警；開展大部件故障空中維修、更換工藝的研發(fā)，降低運(yùn)維成本；整合安全、船舶、工藝技術(shù)、工裝工具、物料、人員等要素，提供一站式大部件更換服務(wù)，增加發(fā)電收入，降低運(yùn)維周期。

6、依托數(shù)據(jù)中心建設(shè)現(xiàn)場故障預(yù)警診斷能力，實(shí)現(xiàn)智慧運(yùn)維

通過多數(shù)據(jù)源的風(fēng)電運(yùn)維大數(shù)據(jù)的采集、分析和計(jì)算（包括SCADA 數(shù)據(jù)、風(fēng)功率預(yù)測數(shù)據(jù)、狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、預(yù)防性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以及歷史維護(hù)記錄、異常運(yùn)行記錄、故障檢修記錄、缺陷記錄等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)），實(shí)現(xiàn)專家知識(shí)庫的積累和工單推送，實(shí)現(xiàn)各類故障預(yù)警、智能診斷和壽命預(yù)測等功能，指導(dǎo)運(yùn)維人員進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，也方便運(yùn)維相關(guān)方對整個(gè)風(fēng)場的運(yùn)行業(yè)績進(jìn)行有效評估，優(yōu)化運(yùn)維策略。

未來趨勢

隨著我國海上風(fēng)電建設(shè)規(guī)模的增加，海上運(yùn)維市場也將不斷增長，運(yùn)維能力、運(yùn)維規(guī)模、運(yùn)維模式都會(huì)有很大的增長，運(yùn)維成本也將逐步降低，為海上風(fēng)電“平價(jià)上網(wǎng)”發(fā)揮重要的作用。

海上風(fēng)電行業(yè)將會(huì)愈加關(guān)注全生命周期整體解決方案。除了關(guān)注質(zhì)保期內(nèi)的風(fēng)機(jī)運(yùn)維，整機(jī)廠商和開發(fā)商也越來越重視海上風(fēng)電全生命周期的運(yùn)維解決方案。從歐洲的發(fā)展趨勢看，整機(jī)廠商與開發(fā)商簽訂“5＋N”的長期運(yùn)維協(xié)議，即將5年質(zhì)保期后的運(yùn)維繼續(xù)交由整機(jī)廠商，保證風(fēng)場運(yùn)行穩(wěn)定和發(fā)電效率。

同時(shí)，海上風(fēng)電場達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命后，一般有三種選擇方案一是更換部分設(shè)備進(jìn)行壽命延長從而繼續(xù)發(fā)電；二是風(fēng)場設(shè)施全部更換，用新的單機(jī)容量更大的機(jī)組替換舊的設(shè)施；三是完全退役。未來行業(yè)將從項(xiàng)目的規(guī)模和類型、離岸距離、風(fēng)資源、法規(guī)政策、電價(jià)、運(yùn)營成本、盈利能力評估以及原有基礎(chǔ)設(shè)施可以重復(fù)使用的程度等因素綜合考慮判斷何種方案。

深遠(yuǎn)海運(yùn)維模式和裝備能力提升將是下一階段發(fā)展重點(diǎn)。海上風(fēng)電將向更遠(yuǎn)、更深的海域發(fā)展，將有更多的深遠(yuǎn)海運(yùn)維模式和裝備出現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)維效率的最大化。如基于“服務(wù)作業(yè)母船（SOV）”的深遠(yuǎn)海運(yùn)維方案，實(shí)現(xiàn)50～60名運(yùn)維工程師長時(shí)間同時(shí)在海上進(jìn)行作業(yè)、住宿、生活，并且提供移動(dòng)倉儲(chǔ)服務(wù)，確保工具、物料滿足運(yùn)維需求。

同時(shí)，未來會(huì)有更多的專業(yè)化、智能化海上運(yùn)維裝備研制推出，從而實(shí)現(xiàn)海上運(yùn)維的降本增效。如空中維修更換大部件的工裝工具、水下檢測機(jī)器人、無人機(jī)智能巡檢、波浪補(bǔ)償棧橋、海上換油裝備等。

海上風(fēng)電運(yùn)維市場將是由整機(jī)廠商、風(fēng)場開發(fā)商自有運(yùn)維公司、專業(yè)運(yùn)維公司共同參與。質(zhì)量、技術(shù)、供應(yīng)鏈因素和海上風(fēng)機(jī)集群式規(guī)模效應(yīng)（依托蘇閩粵形成“供應(yīng)鏈－制造－運(yùn)維”三類基地協(xié)同），將使得整機(jī)廠商在海上運(yùn)維領(lǐng)域優(yōu)勢凸顯。

長遠(yuǎn)來看，未來海上風(fēng)電運(yùn)維將仍以整機(jī)廠商為主；但開發(fā)商成立專門的運(yùn)維公司（或者與整機(jī)廠商合資運(yùn)營），也會(huì)占據(jù)一定的市場份額。專業(yè)運(yùn)維公司運(yùn)維憑借在某一專項(xiàng)技術(shù)細(xì)分領(lǐng)域的優(yōu)勢，將是未來海上運(yùn)維生態(tài)圈的重要補(bǔ)充。

未來，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。海上運(yùn)維因出海窗口期的原因，存在人員工時(shí)浪費(fèi)、停機(jī)時(shí)間過長等情形。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)，確定有效的運(yùn)維流程，使運(yùn)維管理標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)，通過智慧運(yùn)維管理平臺(tái)，形成故障預(yù)警、智能診斷、運(yùn)維策略優(yōu)化、解決方案和備件庫存控制的“一站式”運(yùn)維服務(wù)，實(shí)現(xiàn)效益增值。

作者金孝龍、周衛(wèi)星