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运维一次大于500万元:海上风电装备运维与技改后市场机遇与风险

北极星风力发电网  来源:球哥看风  作者:彩球  2022/1/10 10:48:11  我要投稿  

北极星风力发电网讯:2022年1月1日开始,中国海上风电进入平价时代(或者说次平价,广东有一点点短期的地方补贴),如果统计数据不出问题,到2021年年底,中国海上风电的装机容量(接下来3个月在内)即将突破25GW,如果按之前的5年质保期计算,接近3GW海上风电机组已经或即将出保,这对中国海上风电开发企业及海上风电装备企业迎来一次新的考验。

中国的海上风电从3MW到10MW,仅仅用了10年。2010年6月,上海东海大桥风电场的34台风电机组并网发电,为当时正在举行的上海世博会带去了清洁能源,成为上海这座国际化大都市一道亮丽的风景线。5年后,34台机组全部顺利出质保,于2015年12月进入后运维服务阶段,也就是说2015年中国海上风电的后市场时代开始。

就在昨天,1月6日,由龙源振华实施的国家能源集团旗下的风电场技改实施正式开始。这是目前国内媒体公开报道海上风电的后市场情况,从新闻的内容看,这是一次风电机组的技改动作,对于风电机组来说,只要是机电装备,在复杂的工况下运行,都会出现各种各样的运行故障,这个与机组本身的可靠性无关,再好的机组也会出现故障,何况中国的海上风电机组实践运行实践还很短。同时随着技术进步,机组在保内实施技术更新和改造,也是正常,但如果是保内的技术改造,对主机企业确实一次巨大考验。

1、海上风电机组保内故障成本:对主机装备企业是一次巨大考验

几年前,据行业专业人士介绍,一次海上风电机组的齿轮箱更换,其成本应该在400-500万元,按5%的故障率统计,一个200MW的海上风电场,大概率或有10MW单机类似故障,其成本1000万元。按7000元/kw的造价,20%的毛利,大约2.8亿元的毛利,质保期5年,其大部件的运维施工船费用将超过5000万元,消耗掉毛利的18%左右,而这仅仅是施工装备费用。即使费用大幅降低,未来这一块成本费用也将消耗掉利润的10%。

如果说上述故障属于个案,那么技改这个费用将会消耗掉大部分利润。系统性的吊装作业大部件(轮毂,机舱),这对海上风机的主机供应商面临一次生死考验。曾经的海上风电王者-VESTAS在2002年世界首座大型海上风电场-荷斯韦夫(HornsRev)出现批量故障,给当时的VESTAS上了一堂生动的海上风电装备风险课。

2、VESTAS的HORNSREV风电场故障:曾经海风一蹶不振

实际上,2002年7月投产,80台强大的荷斯韦夫矩阵中,13台当时投入运行的风机由于安全原因而停止运行,直到查明故障原因。接下来的一年半运行中,这80台机组同时运行的时间仅为半小时。统计表明,在这一年半时间中总计出勤维护约75000次,即每台风机每天维护2次。每当需要另一件扳手或者新电路板时,不得不要求另一架直升飞机送来。设备维护人员已习惯于乘坐在维修车辆中待命。

直到2003年8月,变压器开始出现技术故障,发电机也发生了故障,开发商Elsam同样决定予以全部更换。直到2004年春天,几乎所有的机舱都有可能发生故障,由于施工船的成本问题,放置于Tjaereborg陆上的全部80台风机和测试的机舱被运到岸上进行整改。同时,将风机叶片送回到制造工厂清洁,修复被雷电击坏之处。

根据合同,风机由Vestas负责为期5年的可靠性担保。对于发电机的缺陷和变压器绝缘的失效,Elsam认为存在技术问题,Vestas对其质量保证也表明了承担责任的态度,虽然变压器的问题已经解决,然而据称发电机失效是因为出厂时就存在的安装问题,并非设计缺陷。但都认同质量与制造问题是核心,为VESTAS第一次干海上交了不小的费用。

这一次,几乎快把VESTAS折腾到起点。此后VESTAS并未把海上风电作为主要市场领域,直到2013年,维斯塔斯与三菱重工联手成立专门生产海上风力发电设备的合资企业——MHI维斯塔斯海上风电公此。后,维斯塔斯一直与三菱重工维持着合作关系。2013年,维斯塔斯在陆上风车领域与美国通用电气公司并列世界第一,在海上风电领域则屈居于德国西门子公司之后,位居第二。

3、海上风电运维成本:下海装备企业需要高度重视

海上风电确实不一样。出于对海上安全、运维难度和运维成本的考虑,开发商对风机可靠性的重视被提到了前所未有的高度。

海上安全:据统计,全球2018年发生854起海上风电事故中,有70%是和海上作业(包括船只、海上平台、风机等)相关,由此可见将风机竖立在海中对人员和设备安全构成了多大的威胁!

运维难度:根据不完全统计,即使作业人员技术水平再高,一年之中仍有近一半的时间无法出海作业。如果更换大部件更是要出动大型海上作业平台,如果和第三方没有长期合作协议,那真是“一船难求”!

运维成本:根据目前行业普遍的估算,海上风电运维成本占整个生命LCOE的三分之一,如果风机不“靠谱”,动辄每天几十万、上百万的出船费,这个费用比例更会是噌噌往上涨,再有钱的开发商心里也会“飙血”!

众所周知,海上风电的风场受季风及寒潮双重影响,海况恶劣,作业窗口期少,近海和远海的海床地质条件南北不一,尽管目前施工的海工装备数量已经上来,但运维故障处理存在较大的不确定性,单次的出海施工意味着要付出比首次吊装施工更多的成本费用。

4、4MW到10MW开发速度太“疯狂”:海风主机企业要谨慎

中国的第一个海上风电场3MW到4MW,用了5年,而且还是走的技术引进的路线。但是从4MW到10MW,容量翻番却只用了4年,海上风电的风机迭代速度似乎是超常规的发展,这几天,行业统计了海上风电机组的研发最新进展,接下来可能还会超常规。大于10MW的机型研发计划和在研机型超过8款,最大容量16MW,明阳智能和中国海装预计今年下线。

技术进步带来的产品迭代提速无可争议,但技术创新的基础还需要落地,从中外海上风电发展的历程来看,风机容量越大,对整个风电产业的要求就越高,从设计,到部件制造,质量管控,可靠性,运维等都是一次考验,从这一点来看,国际海上风电巨头还是走的稳健开发路线,2-3年开发一代,包括西门子最新的14MW,也是2年后投入使用,尽管已有订单,但并不着急立即投产使用,GE的12MW亦然。

脚踏实地,稳健开发。海上风电对中国来说,还是一个有一定难度的蓝海市场,需要稳步推进开发,当然中国的海上风电是在国际巨头已经趟出了一条路子,我们好好学习,规避过去的风险,吸取教训,在风机的研发方面走更加科学稳健方式,否则会有很多企业将要拍死在历史的沙滩上。


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