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御“風”而上，風電發(fā)展大有可為

經(jīng)濟觀察報發(fā)布時間：2023-08-23 12:04:19

　　能源體系向凈零排放轉(zhuǎn)型，是踐行節(jié)能理念、實現(xiàn)雙碳目標的必經(jīng)之路。值此第11個全國低碳日之際，埃森哲攜風電行業(yè)最新洞察與實踐經(jīng)驗建言中國風電企業(yè)，以積極應對氣候變化，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，風能以其建設周期短、發(fā)電效率較高等優(yōu)勢異軍突起。自2009年起，中國風機新增裝機容量領(lǐng)跑全球。隨著“3060”目標的推進，中國風電行業(yè)正迎來前所未有的機遇。

　　迎風起航，中國風電市場前景廣袤

　　根據(jù)全球風能理事會(GWEC)統(tǒng)計，2022年全球風力發(fā)電裝機容量新增77.6GW。其中，中國新增陸上風電裝機容量44.7GW，海上風電裝機容量5.1GW，合計約占全球新增總量的64.2%。

　　未來三年，全球新增風電裝機容量將保持15%以上的復合增長率，突破375GW，中國風電新增裝機容量占全球比重預計將保持在50%以上，持續(xù)引領(lǐng)全球風電增長。

　　在國內(nèi)市場，隨著國家補貼的退出，陸上和海上風電分別從2021、2022年起逐步邁入平價上網(wǎng)時代。補貼政策調(diào)整對風電行業(yè)周期性的影響已逐步消除，棄風限裝、監(jiān)管緊縮等因素對風電行業(yè)發(fā)展的制約減弱，風電市場由政策驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲵?qū)動。

　　同時，風電消納矛盾在2019年之后得到有效緩解，通過市場機制引導新能源開發(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，風電棄風率維持歷史低位，2022年風電利用率達到96.8%1，風電行業(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)品設計、成本模型、質(zhì)量等多方面尋找優(yōu)化空間，適應平價產(chǎn)品的市場需求，擴大競爭優(yōu)勢。

　　風電經(jīng)濟優(yōu)勢凸顯

　　隨著技術(shù)進步和規(guī)模效應的不斷提升，風電的平準化度電成本持續(xù)下降。根據(jù)國際可再生能源署(IRENA)統(tǒng)計，2010年至2021年間，全球陸上風電平均度電成本從0.102美元/kWh降至0.033美元/kWh，海上風電度電成本從0.188美元/kWh降至0.075美元/kWh，降幅超過60%。

　　中國2022年陸上風電平均度電成本0.021美元/kWh，已基本實現(xiàn)火電發(fā)電側(cè)平價，海上風電平均度電成本0.045美元/kWh，正向平價快速邁進2。未來在技術(shù)創(chuàng)新、裝機規(guī)模擴大、全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化等多措并舉下，風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，風電行業(yè)新發(fā)展新風向

　　趨勢一：容量為王，單機大型化按下加速鍵

　　大容量單機更有利于提升風能資源和土地資源的利用效率，幫助風場開發(fā)商和運營商提高發(fā)電效率、降低維護成本及減少土地使用量，是未來風電行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。根據(jù)國際能源署(IEA)的分析，未來風機單機容量將不斷增加，預計2030年平均單機容量將達到15-20MW3。

　　趨勢二：多駕并驅(qū)，風機整裝技術(shù)持續(xù)進階

　　全球整機廠商現(xiàn)階段所采取的技術(shù)路線主要集中在雙饋機型，具有運輸維護成本低、供應鏈成熟等優(yōu)勢。隨著單機大型化、海上風電的逐步興起，直驅(qū)、半直驅(qū)機組正逐漸嶄露頭角。其在發(fā)電效率、可靠性、維護成本等方面更具優(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“風電+”場景：分散式風電不以遠距離輸電為目的，注重就近接入電網(wǎng)和當?shù)叵{需求。未來可通過“風電+”模式打造如社區(qū)風電和園區(qū)風電等多樣化應用場景，為當?shù)厣鐓^(qū)提供清潔能源，實現(xiàn)零碳制造。在政策支持下，分散式風電與鄉(xiāng)村振興等國家戰(zhàn)略相結(jié)合，獲得進一步發(fā)展。

　　海上風電向深遠海域進發(fā)：漂浮式風電為加速進軍深遠海域開辟了新前景。全球已有202.55MW的漂浮式風電項目投運，2023-2025年將有530MW漂浮式風電項目投運4。根據(jù)GWEC的預測，2026年將實現(xiàn)漂浮式風電的商業(yè)化。預計到2030年，漂浮式風電裝機規(guī)模將顯著增長，其中中國新增裝機容量將達400MW，占全球新增的6.4%。

　　趨勢四：多能互補，助力能源供應與消納穩(wěn)定

　　多能互補和風儲一體化：利用大型綜合能源基地風能、太陽能、水能、煤炭、天然氣等資源組合優(yōu)勢，推進“風光水火儲”多能互補和聯(lián)合外送。“風電+儲能”模式協(xié)助平滑電力輸出曲線，儲能設備輔助風電場調(diào)峰、減少棄風電量，實現(xiàn)電網(wǎng)負荷平衡和能源供應穩(wěn)定。

　　風電制氫：利用海上風電直接驅(qū)動電解過程產(chǎn)生綠色氫能，以分散式風電場搭配制氫、儲氫、加氫設施，打造氫能制造一體化產(chǎn)業(yè)鏈，解決當前氫氣提取高成本、高碳排的痛點，并服務于下游的運輸、工業(yè)制造等產(chǎn)業(yè)。

　　行穩(wěn)致遠，風電企業(yè)未來轉(zhuǎn)型舉措

　　面對風電發(fā)展加速期和前景廣闊的市場，風電企業(yè)需要為平價時代下的行業(yè)競爭做好準備。如何在風電市場化新階段快速搶占高地，成為風電企業(yè)的必修課。

　　埃森哲認為，風電企業(yè)可從“戰(zhàn)略規(guī)劃、資本投資項目管理、產(chǎn)品研發(fā)設計、資產(chǎn)運行維護、HSSE(健康、安全、安保、環(huán)境)、風電智能調(diào)度、智慧供應鏈、數(shù)字化技術(shù)賦能”八個方面布局進階之路，行穩(wěn)致遠。

　　01 戰(zhàn)略規(guī)劃

　　產(chǎn)業(yè)布局：通過完善風電產(chǎn)業(yè)鏈的布局，增強企業(yè)競爭力。例如風機整機廠商可向上游延伸進行關(guān)鍵零部件自產(chǎn)，減少對外部供應商的依賴，保證供應鏈的穩(wěn)定性。

　　后市場服務：存量風電逐步積累，催生出龐大的運維市場，風電企業(yè)需要重視資產(chǎn)運維，積極切入后市場服務，尋找新的盈利增長點。

　　02 資本投資項目管理

　　智能選址與規(guī)劃：應用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)收集和分析風資源、土地條件、環(huán)境影響等因素，結(jié)合無人機進行現(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，實現(xiàn)作業(yè)任務智能籌劃、機器代人賦能現(xiàn)場人員、工程進度狀態(tài)動態(tài)跟蹤。

　　項目管理控制塔：快速定位項目管理風險點、識別進度延期、成本超支、工程交付質(zhì)量的潛在風險因素。依托智能算法，形成實時工作管理糾偏、風險預控、動態(tài)指令、資源調(diào)度，為項目管理人員提供決策支撐。

　　03 產(chǎn)品研發(fā)設計

　　先進設計：應用更為領(lǐng)先的技術(shù)、材料及設計原則，改進產(chǎn)品可靠性及可持續(xù)性，例如設計基于擺動原理的無葉片風機替代傳統(tǒng)葉片式風機，降低環(huán)境噪音及鳥類死亡率。

　　數(shù)字孿生仿真：通過收集和分析實際風機的運行數(shù)據(jù)，建立風機的數(shù)字孿生模型，開展各種設計優(yōu)化和性能預測，例如改進葉片形狀、優(yōu)化發(fā)電機配置、調(diào)整控制策略等，提高風機可靠性。

　　04 資產(chǎn)運行維護

　　設備健康監(jiān)測分析：利用基于人工智能的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(AIoT)實時監(jiān)測設備的運行狀態(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、不同風機間的對標分析，識別出低效設備，及時進行整改，優(yōu)化運行績效。