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        【风能杂志】竞价时代,度电成本最优从何而来
        2018年10月15日

          竞价新业态下,度电成本成为评判解决方案优劣的核心指标,而支撑这一切的则是企业的综合实力。深耕风电领域二十年的金风科技对此有着深刻理解和丰富实践,这家企业正依托自身优势引领行业的最优度电成本探索之路。

          2018年9月16日,北京,随着一声发令枪响,2018北京马拉松正式开赛。期间,媒体聚焦的自然少不了精彩赛事和各路八卦。然而这其中,一家风电企业——金风科技又一次见诸报端。

          早在2017年,金风科技就曾向北京马拉松官方赞助绿色电力证书,使其成为全国首个100%使用绿色电力的马拉松赛事。2018年,金风科技联合国家可再生能源信息管理中心推出“2018北京马拉松纪念版绿色电力证书”,证书持有者也因此被称为“北马绿电侠”。

          此举被金风科技视为推动绿色电力普及和应用的有益探索。“可再生能源的发展和普及是值得一代人甚至几代人为之奋斗的事业。我们期待更多马拉松爱好者成为绿色跑者,加入北马‘绿电侠’阵营,支持使用绿电,共同携手,让白云蓝天永驻。”金风科技董事长助理兼市场总监侯玉菡表示。

          目前,考虑到补贴加速退坡、消费者更关注电价而非电力来源等因素,成本依然是影响绿色电力普及的关键。特别是随着竞价上网政策的落地,全生命周期视角下的平准化度电成本(LCOE)将成为衡量风电市场竞争力的“标尺”。金风科技一直据此打磨自己的产品和服务,并在为众多风电应用场景提供度电成本最优解决方案方面,积累了丰富实践经验。

          不可否认的是,对于竞价,金风科技已准备好了。

          竞价促使行业回归度电成本

          2018年5月18日,国家能源局印发《关于2018年度风电建设管理有关要求的通知》(下称《通知》),并随文下发《风电项目竞争配置指导方案(试行)》,提出从《通知》发布之日起,尚未印发2018年度风电建设方案的省份新增集中式陆上风电项目和未确定投资主体的海上风电项目应全部通过竞争方式配置与确定上网电价。从2019年起,各省份新增核准的集中式陆上风电项目和海上风电项目应全部通过竞争方式配置与确定上网电价。

          一个新阶段就此开启。

          金风科技董事兼执行副总裁曹志刚认为,竞价上网带来的最直接影响是,促使风电行业真正回归到围绕度电成本组织开发工作。“此前存在可期的固定电价,实际上是在确保基本利润的基础上让各家企业展开竞争。所以,行业更关注直接投资成本。而在竞价的情况下,上网电价完全由竞争的方式确定,不断接近企业的收益底线,将令开发商面临‘贴地飞行’的局面,因此,必须从全生命周期的角度来考察收益和成本。”

          由于度电成本与项目开发的各个层面相关联,要规避其中的风险,选择优质的合作伙伴(尤其是整机商)展开更为紧密的合作,将变得至关重要。有观点认为,整机商的财务与经营状态、技术创新实力、服务保障能力等直接决定着其能否按计划交付设备、实施相关技术保障,甚至在出现质量问题时进行有效解决。

          对于金风科技而言,这些变化与其说是挑战,倒不如是新一轮开拓市场的良机。作为风电行业的“领跑者”,这家企业在上述能力建设方面的成果有目共睹,市场的高认可度是最好的佐证。据彭博新能源财经(BNEF)统计,2017年,金风科技在国内新增装机市场的占有率达27.6%,连续7年蝉联国内第一;在全球新增装机市场也获得11%的份额,连续3年位列全球前三。截至2018年6月30日,金风科技在手外部订单量合计1750万千瓦,再创历史新高。

          还有一个外界常常忽略的事实是,金风科技是最早在国内风电行业推广度电成本理念的企业,这也让其对度电成本有更深刻的理解。

          金风科技市场与产品规划总监孟庆顺向《风能》杂志记者表示,度电成本最优实际上是一个平衡点,能够兼顾各方利益,调动积极性。“金风科技产品构架都是围绕这条主线来设计规划的,并针对不同应用场景形成多种成熟的定制化应用方案。”

          由此释放的信号是,金风科技不仅十分清楚实现度电成本最优的痛点所在,更可有效予以化解。“我们虽然不敢说已找到实现度电成本最优的答案,但至少在这条路上,走在了行业前列。”金风科技总裁王海波表示。

          正是源于这份自信,金风科技在今年7月发布了业内首个“竞价上网/大基地建设”路线图,将项目开发进一步划分为规划阶段与资产运营两个阶段。在规划阶段,建议开发商应更着重做好优选资源、高收益机组匹配、细化设计前置等环节;在资产运营阶段,则可做好精细化运维、电网友好、风险管理等工作。

          “按照竞价的要求,路线图重新梳理了风电项目开发的各个环节。”孟庆顺说,“金风科技既希望以此为开发商提供指导建议,同时更想引起行业对风险控制的重视。”

          风电设备的价格与质量命题

          在度电成本中,无论是降低项目的初始投资和运营成本,还是提高发电量,都与风电机组的性能休戚相关,这意味着机组选型会对能否实现度电成本最优产生深远影响。

          “此前,受价格战的影响,整机市场中时常出现‘劣币驱逐良币’的乱象。随着竞价政策落地,尤其是在原材料价格出现上涨的当下,要降低度电成本,单纯追求价格的做法必须彻底扭转。”曹志刚说。

          这与中国可再生能源学会风能专业委员会(CWEA)秘书长秦海岩的观点不谋而合:开发商应更重视全生命周期的度电成本,选择风电机组时不能再一味压低设备采购价格,要考虑风电机组的发电效率。“增加10%的发电量,比降低10%的价格更有效益。”

          近些年,在各种因素的推动下,风电机组价格快速下降。业内人士指出,面对压力,部分整机企业采取赔本赚吆喝以及粗制滥造以降本的做法,既扰乱了市场秩序,也给设备投运后的表现埋下巨大隐患。对此,金风科技则始终坚持质量底线不松懈,不断推动质量进步。

          “装备制造业的本质就是做好产品,为客户创造价值。”王海波强调,“金风科技始终秉持从事风电行业的初心,绝不会为眼前利益损害行业长远发展。”

          在王海波看来,金风科技的机组价格或许不是市场上最低的,但一定是质量有保障的,“均按照全生命周期保持最佳性能的标准而设计”。

          显然,这句话是有现实依据的。目前,金风科技全球机组的MTBF(平均故障间隔时间)已超过4700小时,而且指标还在持续稳定提升。

          不久前,中国电力企业联合会发布的《2017年度全国风电场生产运行统计指标对标结果》显示,2017年,全国310个获奖项目中,金风科技占80个,占比1/4。其中5A项目21个,4A项目21个,3A项目38个。获奖机型覆盖了金风科技的750kW、1.5MW、2.0MW、2.5MW、3.0MW等主流机型。从近三年的评选结果看,这家企业的获奖数量及占比始终保持行业第一。在所有申报项目中,金风科技机组的平均可利用率达到99.5%。

          用好数字化工具提升发电量

          作为未来电价和投资收益的重要参数,关于如何计算度电成本,业内有一个简易公式:

          由此可见,“度电成本最低不等于机组设备价格最低”。而要想实现度电成本最优,提升发电量、降低建设成本和运维成本才是关键举措。

          目前,从FreeMeso到GoldFarm,金风科技在风电项目规划设计的各个阶段为应对竞价上网已实现数字化风电场智慧平台。这些平台运用金风科技的全球地形地貌数据库、数千座测风塔数据资料以及PB级别中尺度气象数据,整合金风科技独有的算法模块实现竞价上网时代最优的风电场设计。

          其中,金风科技自主开发的中尺度气象数值模拟技术、激光雷达测风技术、无人机3D高精度建模技术、AI地物快速识别技术、开源CFD流体模拟技术等,使平台实现快速评估风能资源,识别风险点,形成最佳的工程设计方案、自动优化排布风电机组等,大大缩短设计周期。这些也使得风电场设计更直观,准确性更高,通过风电场建模分析和优化迭代,进而降低建设成本和提升发电量,大大降低风电场度电成本。

          

          在风电场运营阶段,如何实现新建项目的经济性最优?如何使已投运项目的收益持续增值并实现环境友好?这是摆在风电场开发商面前的几个难题。金风科技的智能风电机组技术产品——EFarm激光雷达智能控制技术和能巢(POWERNESTTM)可以为此提供解决方案。

          EFarm激光雷达智能控制技术利用激光雷达测风传感提前并精准地感知来流的信息,提前、主动、最优地匹配风的变化,有效降低机组关键部位载荷5%~10%,提升机组发电性能、降低项目投资、增加项目收益。

          能巢系统能够实现风电场端全场协同控制,为新建风电场提供数字化、智慧化解决方案。同时,它也可为已投运风电场提供性能提升的解决方案平台,实现风电场的场级寻优、环境友好(场级噪声控制和光影控制)、健康管理。

          数据显示,能巢系统可提升风电场高达4%的发电量,减少高达80小时运维服务时间,并提升机组可靠性,减少超过72小时的停机时间。

          在风电场运营阶段,如何实现新建项目的经济性最优?如何使已投运项目的收益持续增值并实现环境友好?这是摆在风电场开发商面前的几个难题。金风科技的智能风电机组技术产品——EFarm激光雷达智能控制技术和能巢(POWERNESTTM)可以为此提供解决方案。

          EFarm激光雷达智能控制技术利用激光雷达测风传感提前并精准地感知来流的信息,提前、主动、最优地匹配风的变化,有效降低机组关键部位载荷5%~10%,提升机组发电性能、降低项目投资、增加项目收益。

          

          能巢(POWERNESTTM)系统能够实现风电场端全场协同控制,为新建风电场提供数字化、智慧化解决方案。同时,它也可为已投运风电场提供性能提升的解决方案平台,实现风电场的场级寻优、环境友好(场级噪声控制和光影控制)、健康管理。

          数据显示,能巢系统可提升风电场高达4%的发电量,减少高达80小时运维服务时间,并提升机组可靠性,减少超过72小时的停机时间。

          从源头上层层优化建设成本

          金风科技的项目建设管理能力有多强?我们或许可以从这家企业在88小时内完成一座40万千瓦风电项目的并网工作中管窥一二。

          某种意义上来说,风电场工程建设管理更多考验的是企业的协调组织和风险管控能力。开工前,企业就必须全面梳理建设全过程,并制定各个环节的细致管理方案,以此对施工期实施精细化管理。

          在这一背景下,金风科技的数字化工程建设管理系统——BIM 7D动态可视化平台应运而生。

          BIM(建筑信息化模型),是一种应用于工程设计、建造、运维等项目全生命周期管理的创新技术,可提升工作效率、提高工作质量、降低工程成本、缩短工程周期,普遍提升行业生产力,广泛应用于工程建设行业。

          在此基础上,金风科技结合风电场建设的特点和管理需求,对BIM进行深度二次开发,在保留原有三维建模功能的同时,增加进度、造价、质量、安全四个维度,打造出BIM7D动态可视化平台。

          借助这套系统,施工前可制订精准的进度计划,精细的成本计划,完善的质量、安全计划等,减少工程施工期间的各项变更。值得强调的是,该平台将三维数字模型与现场实际施工项目进度计划、造价成本数据相互关联,实现三维虚拟建造,使造价与设计同时完成,能够有效降低施工成本。

          在施工阶段,BIM 7D动态可视化平台可精细化管理生产进度,实现现场进度校核,对进度进行偏差调整,保证工期;同时通过质量、安全点预先布控与实时提醒,还可以降低隐患的发生概率及隐患带来的时间与经济成本损失。与传统的工程管理相比,利用BIM7D的动态可视化管理,一个5万千瓦风电场的施工期平均将缩短30天。

          当然,一个好风电项目建设规划要产生好的实际效果,还有赖于企业的执行力,交付能力是其中一个需要重点考量的因素。

          “设备制造商的交付计划、产能布局、生产管理与运输能力都可能对其交付能力产生重要影响。”一名熟悉整机交付的人士坦言,“这里某一个环节如果做不到位,那么短时间、大批量、高质量的产品交付就可能出现问题,从而影响项目既定计划,推高相关成本。”

          金风科技依托其快速的全产业链整体响应、完善的生产设施与供应链布局、高度智能化的制造体系以及庞大的物流与运输网络,形成了强大的交付能力,能够在全国范围内实现高效、精准交付。比如,仅机舱叶轮的生产与总装工序,该公司就在西北、西南、华北、华东、东北、华中、华南等地区布局了十余个工厂。这些厂区不仅实施标准化管理,同时还实现了自动化、信息化、智能化。在物流方面,金风科技已与超过30家承运商展开合作,可动用的长途运输车辆达到我国风电行业全部车辆的70%。对于山地地区的叶片运输,金风科技储备了充足的150米级别及以下风轮直径机型叶片山地倒运车,保证在多种复杂地形条件下的运输需求都能得到满足。

          在施工过程中,金风科技也引入多项创新性工艺,如单叶片吊装、小平台吊装等,加快吊装速度、减少征地面积、降低费用。

          近些年,为了降低工程造价,实现集约化开发,大容量机组成为行业研发的一个重点方向。金风科技也相继推出GW2.XMW、GW3.0MW(S)、GW6.XMW等机型,搭载其定制化的新型钢混塔架、长叶片等产品方案,可以显著减少征地、征海面积和施工成本,提升机组的环境适应能力和发电性能,从而提高项目开发的整体经济性。

          这里提到的钢混塔架是金风科技自主研发的新型塔架技术,具有大幅减少用钢量、高频率低振幅、无运输限制、使用寿命长、技术成熟稳定等优点,可以提高机组的发电量、降低运输难度和征地费用。

          据悉,由于这种塔架结构的自重较大,有利于整体结构抗倾覆作用,占地较少,并且可将箱变直接置于塔筒内部,有效节省了基础、箱变的征地费用。同时,混凝塔架的结构耐久性、舒适度明显优于全钢塔架,具有良好防水、防火、防风沙性能,适用范围更广。

          “钢混塔架涉及整机设计、结构设计、生产模具设计、现场施工设计等诸多环节,不仅是一款创新型塔架产品那么简单。”金风科技相关负责人表示。

          从细节处为运营期降本增效

          要实现度电成本最优,行业必须充分认识到风电项目资产运营阶段的管理价值,这是多位金风科技高管在接受本刊记者采访时反复呼吁的一点。

          前述负责人告诉记者,“长期以来,机组投运几年后就会出质保,再加上开发商通常以内部收益率测算项目的经济性,导致这部分价值未能得到充分体现。”

          一个本应得到重视的环节却长期被忽视,由此带来的风险是显而易见的。风电机组运行期的发电量决定着项目收益,运营支出则是项目整体成本的重要构成,这两方面均是在度电成本中占据较大权重的因子。

          据金风科技相关人士透露,基于对运营阶段价值的深刻理解,该公司目前正联合一些开发商通过共享、金融、股权等方式创新运维模式,共同推动全生命周期运维成本的降低。

          低运维成本背后,是金风科技雄厚的运维服务实力,这首先源于产品技术路线的优良“基因”:机组采用直驱永磁技术,取消齿轮箱及高速联轴器设计,提升传动效率和可靠性,降低设备造价。加之金风科技严密的质量管控体系,可确保机组投运后保持稳定、高效运行,相应降低后期维护费用。

          然而,金风科技并不满足于此,其借助技术和管理手段布局了一套高效的运维体系,通过对人、财、物的合理调配,提高响应速度。这在金风科技设立的多级服务网络中可见一斑。

          金风科技在总装基地和风电项目现场之间搭建起4级服务网络,包括九大服务片区、4个一级备件库、14个二级备件库、百余个三级备件库,服务能力辐射全国,可快速响应项目运维需求。

          当下,数字化时代为风电企业全面优化运维体系、提升服务效率创造了无限可能。

          “未来的运维一定是基于数字化的、基于区域共享的、基于集中采购的、基于运维平台的。”有业内人士指出。

          基于这样的判断,金风科技开启了智慧运营2.0模式,主要包括“智慧大脑—SOAMTM”和基于共享运维中心的“高效前台”,从提高发电量、降低人工成本以及实现预防性维护等方面入手对风电场进行精益化运营。

          基于这样的判断,金风科技开启了智慧运营2.0模式,主要包括“智慧大脑——SOAMTM”和基于共享运维中心的“高效前台”,从提高发电量、降低人工成本以及实现预防性维护等方面入手对风电场进行精益化运营。

          在智能运营系统的支撑下,金风科技组建共享运维服务中心,通过属地化的资源匹配和组织完善,赋能运维团队实现区域共享服务。

          据金风科技运维业务相关负责人介绍,借助智慧运营系统,金风科技的运维人员不必常驻风电场,可根据实际需要灵活安排工作。同时,依据预防性维护计划,对物资、车辆及工具做出合理调配。目前,中心辐射半径达50~200公里,可负责50万~200万千瓦项目的运维服务。“我们的80%常规备件可做到24小时内到场,大部件5~7天到场。”

          “机组提质增效,很考验企业实力,金风科技可为客户提供一整套发电量提升、技改优化等方案。”他补充道。

          在金风科技看来,资产运营管理的对象并不仅限于风电机组,而是涵盖设备投运后的方方面面。

          比如,为了提升风电场的项目能效水平,金风科技开发出一整套风电场节能解决方案,实现从能源计量到能耗全部可视化,并针对能耗核心,提出解决方案。

          “实现度电成本最优是一项系统工程,企业既要有宏观视野,从全生命周期角度关注效益提升和成本下降,更应着眼细节,做好每个关键点。金风科技将持续精益每个技术和管理细节,与行业一同围绕实现度电成本最优不断提升风电的市场竞争力,让全社会用上可靠、可负担、可持续的清洁能源。”王海波强调。

          对于金风科技而言,步子一旦迈出,就没有任何理由再停下来。在竞价推动下,行业还需进行更多跨界创新,比如金融服务创新。而在这些方面,金风科技早已迈出探索的脚步,这也让金风科技的未来有了更多想象。

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