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市场需求进入爆发期 海上风电运维仍面临挑战

发布时间:2019-08-22????来源:今日头条

风从海上来,海洋正在成为风电产业新的“角斗场”。发展海上风电也将成为我国能源结构转型的重要战略支撑。

近年来,我国海上风电装机规模增长迅速,截至2018年年底,我国累计核准的海上风电装机总容量超过了6000万千瓦,成为全球海上风电装机增长最快的国家。随着近几年,国内海上风电正步入规模化开发阶段,将极大地推动能源结构的转型。

据《中国风电后市场发展报告2018》数据显示,2019-2021年中国风电运维后市场的总体容量逐年递增,预计分别为2019年250亿元,2020年275亿元,2021年300亿元。与此同时,伴随着海上风电规模的逐年拓展,海上风电运维需求快速增长。金风科技、上海电气、东方 电气、明阳智能等一大批风电企业纷纷开始加大布局海上风电市场。

有分析指出,我国海上风电正成为全球海上风电发展的新动力,而海上风电对我国能源转型的支撑作用也将越来越显着。我国海上风电储量大,5—50米水深、70米高度的海上风电可开发资源约5亿千瓦(水电约6.6亿千瓦)。与陆上相比,海上风速高15%—40%,年运行小时数达4000以上,能多发50%—70%的电能。

中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩表示,据预测,到2050年,全球风电装机规模将达到约60亿千瓦,其中海上风电约为10亿千瓦。

国务院发展研究中心企业研究所研究员周健奇认为,我国发展海上风电具有资源和市场优势。首先,我国海域广阔,海上风能丰富,但陆上风能资源不均衡,大部分地区是低风速区域。从总量来看,我国风能资源是丰富的。但如果从结构来看,丰富的风能资源主要分布在西北、东北、华北地区,其中又以内蒙古、新疆、甘肃为主。其他大部分地区是平均风速在3-5m/s的低风速区域。其次,我国电力消费保持了较快增速,但陆上风能丰富的地区远离电力主消费地,存在消纳难的问题。海上风电可以解决陆上风电面临的“产”与“消”的矛盾。

国家标准填补空白

虽然我国海上风电发展迅速,但不能忽视的是,我国海上风电起步较晚,基本都位于滩涂、浅水区域,存在各自为政、无序发展的现象。因此业内一直呼吁出台一个标准,以规范其发展。

中国工程院院士刘吉臻曾坦言,海上风电现在多位于近海,后续随着规模增大和向远海发展,将涉及海上组网和输送等问题。而由于海上风电处于分散式、独立式发展状况,没有统一规划,这将对未来健康持续发展带来严重影响。

日前,由中国能建规划设计集团广东院主编的国家标准《海上风力发电场设计标准》正式出版发行,并将于2019年10月1日起实施。作为首部海上风力发电场国家标准,该标准达到了国际先进水平,并填补了我国海上风力发电场设计标准的空白。

这一国家标准的发布,将更好地指导我国海上风电场设计工作,对促进我国海上风电场工程设计规范化、标准化,充分发挥海上风电能效,保障海上风电安全运行,具有重要意义。

新疆金风科技股份有限公司执行副总裁曹志刚指出,海上风电发展初期阶段先行建立完整标准体系,有利于统一市场标尺和要求,避免企业少走弯路。“新标准在电力、海洋、港口工程等其他航标和欧洲技术规范方面,针对打破不符合中国风电实际状况的问题,通过理论和实践相结合,建立起适应中国海上风电特点的行业标准,更具有里程碑意义,实现了行业创新和提升。”曹志刚说。

据悉,该标准共分18章,主要技术内容包括基础资料,风能资源,电力系统,总体设计,风电机组选型、布置及发电量计算,电气,建筑与结构,给排水,供暖、通风和空气调节,辅助及附属设施,施工组织设计,消防与救生,信息系统,环境保护与水土保持,劳动安全与工业卫生等方面。

据了解,在相关标准和政策制定方面,目前无论是英国、德国、丹麦等传统市场,还是众多新兴市场,都制定了雄心勃勃的中远期规划,预示着未来一段时间全球海上风电装机规模将保持高速增长。随着技术进步,深远海域将得到充分开发,势必将进一步拓展海上风电发展空间。

而相关政策带来的利好已经在行业内显现。根据多家企业发布的2019年半年度报告,风电产业链上的不少企业今年上半年营业收入同比明显上涨,布局海上风电的企业净利润更是出现了大幅增长。此外,得益于利好政策,有分析指出2021年前我国海上风电建设将形成一波“抢装潮”。

运维市场面临挑战

由于全球海上风电产业逐步扩展,海上风能正逐渐向世界主流能源迈进。放眼未来,海上风电市场前景广阔,海上风电运维及风险管控将成为整个海上风电发展的重中之重。

据业内人士介绍,海上风电运维是海上风电产业中的关键一环。国内海上风电项目运行周期大多为25年,海上风机的维护模式仍以定期维护和故障检修的“被动式运维”为主。

相较于陆上风电,海上风电整体运行维护成本较高,一方面是海上风电特殊环境影响(如高盐雾高湿度对设备的影响,天气因素对维修窗口期的影响),另一方面也受到机组可靠性尚未充分验证、运维团队专业性还需提升、远程故障诊断和预警能力还不健全等。

目前,我国海上风电开发正处于由近海到远海、由浅水到深水、由起步到规模化开发的关键阶段,海上运维能力已得到大幅提升。随着海上风电数量的增加,同时在“竞价上网”的背景下,海上运维仍面临两个难题。一是机组故障率高,维修工作量大。国内尝试建造的海上风电项目,使用国产机组大多为陆上机组经适应海上环境改造而成,缺乏足够试验经验,使用的风机在复杂恶劣的海上环境下,故障率居高不下。二是运维作业受潮汐影响明显,存在较多的大风、团雾、雷雨天气,又有大幅浅滩,通达困难,交通设备选择困难,海上维护作业有效时间短,安全风险大且缺乏大型维修装备。

据了解,海上风电开发有其特殊性,具有广阔的开发利用空间,同时海上风电机组又具有分布范围广、管理层面多、维护难度大等特点。相较于陆地而言,涉及海洋的管理实施难度较大,海洋水文、气象环境更为复杂,季风、台风等海洋气候交替,海水对于风电设备的侵蚀等,加之水上交通与人力限制,大大压缩海上风电日常维护与管理有效作业时间,遇特殊气象条件(如大雾、台风)更会直接影响海上运行与维护工作的开展。

此外,在维护的过程中,需要运用大量的运输船舶、起重船舶以及专用工程设备,维护价格居高不下。海洋天气、环境变化莫测,很多时候甚至出现无功而返的情况。海上风电设备维护效率较低,外加各种不确定因素的影响,导致设备故障率上升。据相关数据显示,海上风电平台运行维护费用,相较于陆地风电设备运行维护费用高2-4倍。

对于海上风电来说,后期运营维护费用占到成本的一半以上,远远超过机组设备成本。海上风机的后期运维费用比较高,因为其地理位置造成交通成本、运维成本和停机的成本比较高。一旦出现故障,维修部件到后,还要等待适合的天气才能作业。

需要强调的是,我国风电市场目前存在重开发轻维护的现象。产品后续产业链的延伸则略显滞后,比如海上风电领域,在产品质量与开发技术创新上,都属于国际领先产水平,而后期海上风电管理、运维技术却无法及时与前期的先进性保持一致,为此反而增加了后期的管理、维护风险与成本。

另据了解,海上风电行业受技术渠道制约性仍然存在,如运行与维护过程,所涉及的领域繁多,核心技术自主化能力不足,大量的设备仍需依赖于供应商的技术,造成海上风电建设中不确定因素增加,投资风险增大。因此有必要形成有机、全面协调机制,促进自身运行维护能力提升。

据介绍,海上风电运维过程中,运维船是不可或缺的工具之一。运维船是海上风电场施工、运行和维护的重要交通运维工具。而国内的运维船大多以改装租借的渔船与交通船为主,安全性、速度、装卸载能力等相对于专业运维专业运维船来说都较差。

正如业内人士所言,提高海上风力发电机组设备运行和维修水平,降低事故突发率,提升海上风电发电效率和效益成为当前迫切需要解决的问题。

随着我国海上风电建设规模的增加,海上运维市场也将不断增长。目前,很多做海上风电运维的企业都已经意识到这些问题,都在加紧研发,相信未来会有更多的专业化、智能化海上运维装备研制推出,从而实现海上风电运维的降本增效。

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