市場需求進入爆發(fā)期 海上風(fēng)電運維仍面臨挑戰(zhàn)

風(fēng)從海上來，海洋正在成為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)新的“角斗場”。發(fā)展海上風(fēng)電也將成為我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略支撐。

近年來，我國海上風(fēng)電裝機規(guī)模增長迅速，截至2018年年底，我國累計核準(zhǔn)的海上風(fēng)電裝機總?cè)萘砍^了6000萬千瓦，成為全球海上風(fēng)電裝機增長最快的國家。隨著近幾年，國內(nèi)海上風(fēng)電正步入規(guī)?；_發(fā)階段，將極大地推動能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。

據(jù)《中國風(fēng)電后市場發(fā)展報告2018》數(shù)據(jù)顯示，2019-2021年中國風(fēng)電運維后市場的總體容量逐年遞增，預(yù)計分別為2019年250億元，2020年275億元，2021年300億元。與此同時，伴隨著海上風(fēng)電規(guī)模的逐年拓展，海上風(fēng)電運維需求快速增長。金風(fēng)科技、上海電氣、東方 電氣、明陽智能等一大批風(fēng)電企業(yè)紛紛開始加大布局海上風(fēng)電市場。

有分析指出，我國海上風(fēng)電正成為全球海上風(fēng)電發(fā)展的新動力，而海上風(fēng)電對我國能源轉(zhuǎn)型的支撐作用也將越來越顯著。我國海上風(fēng)電儲量大，5—50米水深、70米高度的海上風(fēng)電可開發(fā)資源約5億千瓦(水電約6.6億千瓦)。與陸上相比，海上風(fēng)速高15%—40%，年運行小時數(shù)達4000以上，能多發(fā)50%—70%的電能。

中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長秦海巖表示，據(jù)預(yù)測，到2050年，全球風(fēng)電裝機規(guī)模將達到約60億千瓦，其中海上風(fēng)電約為10億千瓦。

國務(wù)院發(fā)展研究中心企業(yè)研究所研究員周健奇認(rèn)為，我國發(fā)展海上風(fēng)電具有資源和市場優(yōu)勢。首先，我國海域廣闊，海上風(fēng)能豐富，但陸上風(fēng)能資源不均衡，大部分地區(qū)是低風(fēng)速區(qū)域。從總量來看，我國風(fēng)能資源是豐富的。但如果從結(jié)構(gòu)來看，豐富的風(fēng)能資源主要分布在西北、東北、華北地區(qū)，其中又以內(nèi)蒙古、新疆、甘肅為主。其他大部分地區(qū)是平均風(fēng)速在3-5m/s的低風(fēng)速區(qū)域。其次，我國電力消費保持了較快增速，但陸上風(fēng)能豐富的地區(qū)遠(yuǎn)離電力主消費地，存在消納難的問題。海上風(fēng)電可以解決陸上風(fēng)電面臨的“產(chǎn)”與“消”的矛盾。

國家標(biāo)準(zhǔn)填補空白

雖然我國海上風(fēng)電發(fā)展迅速，但不能忽視的是，我國海上風(fēng)電起步較晚，基本都位于灘涂、淺水區(qū)域，存在各自為政、無序發(fā)展的現(xiàn)象。因此業(yè)內(nèi)一直呼吁出臺一個標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范其發(fā)展。

中國工程院院士劉吉臻曾坦言，海上風(fēng)電現(xiàn)在多位于近海，后續(xù)隨著規(guī)模增大和向遠(yuǎn)海發(fā)展，將涉及海上組網(wǎng)和輸送等問題。而由于海上風(fēng)電處于分散式、獨立式發(fā)展?fàn)顩r，沒有統(tǒng)一規(guī)劃，這將對未來健康持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)重影響。

日前，由中國能建規(guī)劃設(shè)計集團廣東院主編的國家標(biāo)準(zhǔn)《海上風(fēng)力發(fā)電場設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》正式出版發(fā)行，并將于2019年10月1日起實施。作為首部海上風(fēng)力發(fā)電場國家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)達到了國際先進水平，并填補了我國海上風(fēng)力發(fā)電場設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的空白。

這一國家標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，將更好地指導(dǎo)我國海上風(fēng)電場設(shè)計工作，對促進我國海上風(fēng)電場工程設(shè)計規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，充分發(fā)揮海上風(fēng)電能效，保障海上風(fēng)電安全運行，具有重要意義。

新疆金風(fēng)科技股份有限公司執(zhí)行副總裁曹志剛指出，海上風(fēng)電發(fā)展初期階段先行建立完整標(biāo)準(zhǔn)體系，有利于統(tǒng)一市場標(biāo)尺和要求，避免企業(yè)少走彎路。“新標(biāo)準(zhǔn)在電力、海洋、港口工程等其他航標(biāo)和歐洲技術(shù)規(guī)范方面，針對打破不符合中國風(fēng)電實際狀況的問題，通過理論和實踐相結(jié)合，建立起適應(yīng)中國海上風(fēng)電特點的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，更具有里程碑意義，實現(xiàn)了行業(yè)創(chuàng)新和提升。”曹志剛說。

據(jù)悉，該標(biāo)準(zhǔn)共分18章，主要技術(shù)內(nèi)容包括基礎(chǔ)資料，風(fēng)能資源，電力系統(tǒng)，總體設(shè)計，風(fēng)電機組選型、布置及發(fā)電量計算，電氣，建筑與結(jié)構(gòu)，給排水，供暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)，輔助及附屬設(shè)施，施工組織設(shè)計，消防與救生，信息系統(tǒng)，環(huán)境保護與水土保持，勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生等方面。

據(jù)了解，在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和政策制定方面，目前無論是英國、德國、丹麥等傳統(tǒng)市場，還是眾多新興市場，都制定了雄心勃勃的中遠(yuǎn)期規(guī)劃，預(yù)示著未來一段時間全球海上風(fēng)電裝機規(guī)模將保持高速增長。隨著技術(shù)進步，深遠(yuǎn)海域?qū)⒌玫匠浞珠_發(fā)，勢必將進一步拓展海上風(fēng)電發(fā)展空間。

而相關(guān)政策帶來的利好已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)顯現(xiàn)。根據(jù)多家企業(yè)發(fā)布的2019年半年度報告，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈上的不少企業(yè)今年上半年營業(yè)收入同比明顯上漲，布局海上風(fēng)電的企業(yè)凈利潤更是出現(xiàn)了大幅增長。此外，得益于利好政策，有分析指出2021年前我國海上風(fēng)電建設(shè)將形成一波“搶裝潮”。

運維市場面臨挑戰(zhàn)

由于全球海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)逐步擴展，海上風(fēng)能正逐漸向世界主流能源邁進。放眼未來，海上風(fēng)電市場前景廣闊，海上風(fēng)電運維及風(fēng)險管控將成為整個海上風(fēng)電發(fā)展的重中之重。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，海上風(fēng)電運維是海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵一環(huán)。國內(nèi)海上風(fēng)電項目運行周期大多為25年，海上風(fēng)機的維護模式仍以定期維護和故障檢修的“被動式運維”為主。

相較于陸上風(fēng)電，海上風(fēng)電整體運行維護成本較高，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)，另一方面也受到機組可靠性尚未充分驗證、運維團隊專業(yè)性還需提升、遠(yuǎn)程故障診斷和預(yù)警能力還不健全等。

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)模化開發(fā)的關(guān)鍵階段，海上運維能力已得到大幅提升。隨著海上風(fēng)電數(shù)量的增加，同時在“競價上網(wǎng)”的背景下，海上運維仍面臨兩個難題。一是機組故障率高，維修工作量大。國內(nèi)嘗試建造的海上風(fēng)電項目，使用國產(chǎn)機組大多為陸上機組經(jīng)適應(yīng)海上環(huán)境改造而成，缺乏足夠試驗經(jīng)驗，使用的風(fēng)機在復(fù)雜惡劣的海上環(huán)境下，故障率居高不下。二是運維作業(yè)受潮汐影響明顯，存在較多的大風(fēng)、團霧、雷雨天氣，又有大幅淺灘，通達困難，交通設(shè)備選擇困難，海上維護作業(yè)有效時間短，安全風(fēng)險大且缺乏大型維修裝備。

據(jù)了解，海上風(fēng)電開發(fā)有其特殊性，具有廣闊的開發(fā)利用空間，同時海上風(fēng)電機組又具有分布范圍廣、管理層面多、維護難度大等特點。相較于陸地而言，涉及海洋的管理實施難度較大，海洋水文、氣象環(huán)境更為復(fù)雜，季風(fēng)、臺風(fēng)等海洋氣候交替，海水對于風(fēng)電設(shè)備的侵蝕等，加之水上交通與人力限制，大大壓縮海上風(fēng)電日常維護與管理有效作業(yè)時間，遇特殊氣象條件(如大霧、臺風(fēng))更會直接影響海上運行與維護工作的開展。

此外，在維護的過程中，需要運用大量的運輸船舶、起重船舶以及專用工程設(shè)備，維護價格居高不下。海洋天氣、環(huán)境變化莫測，很多時候甚至出現(xiàn)無功而返的情況。海上風(fēng)電設(shè)備維護效率較低，外加各種不確定因素的影響，導(dǎo)致設(shè)備故障率上升。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，海上風(fēng)電平臺運行維護費用，相較于陸地風(fēng)電設(shè)備運行維護費用高2-4倍。

對于海上風(fēng)電來說，后期運營維護費用占到成本的一半以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過機組設(shè)備成本。海上風(fēng)機的后期運維費用比較高，因為其地理位置造成交通成本、運維成本和停機的成本比較高。一旦出現(xiàn)故障，維修部件到后，還要等待適合的天氣才能作業(yè)。

需要強調(diào)的是，我國風(fēng)電市場目前存在重開發(fā)輕維護的現(xiàn)象。產(chǎn)品后續(xù)產(chǎn)業(yè)鏈的延伸則略顯滯后，比如海上風(fēng)電領(lǐng)域，在產(chǎn)品質(zhì)量與開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新上，都屬于國際領(lǐng)先產(chǎn)水平，而后期海上風(fēng)電管理、運維技術(shù)卻無法及時與前期的先進性保持一致，為此反而增加了后期的管理、維護風(fēng)險與成本。

另據(jù)了解，海上風(fēng)電行業(yè)受技術(shù)渠道制約性仍然存在，如運行與維護過程，所涉及的領(lǐng)域繁多，核心技術(shù)自主化能力不足，大量的設(shè)備仍需依賴于供應(yīng)商的技術(shù)，造成海上風(fēng)電建設(shè)中不確定因素增加，投資風(fēng)險增大。因此有必要形成有機、全面協(xié)調(diào)機制，促進自身運行維護能力提升。

據(jù)介紹，海上風(fēng)電運維過程中，運維船是不可或缺的工具之一。運維船是海上風(fēng)電場施工、運行和維護的重要交通運維工具。而國內(nèi)的運維船大多以改裝租借的漁船與交通船為主，安全性、速度、裝卸載能力等相對于專業(yè)運維專業(yè)運維船來說都較差。

正如業(yè)內(nèi)人士所言，提高海上風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備運行和維修水平，降低事故突發(fā)率，提升海上風(fēng)電發(fā)電效率和效益成為當(dāng)前迫切需要解決的問題。

隨著我國海上風(fēng)電建設(shè)規(guī)模的增加，海上運維市場也將不斷增長。目前，很多做海上風(fēng)電運維的企業(yè)都已經(jīng)意識到這些問題，都在加緊研發(fā)，相信未來會有更多的專業(yè)化、智能化海上運維裝備研制推出，從而實現(xiàn)海上風(fēng)電運維的降本增效。