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如何在新的海上風(fēng)電發(fā)展競賽中勝出?

光伏們發(fā)布時(shí)間:2021-04-22 09:09:59

各種各樣的因素使得海上風(fēng)電行業(yè)成為增長最快的行業(yè)之一,雖然市場動(dòng)態(tài)顯示該行業(yè)具有一定的不確定性。在傳統(tǒng)玩家奉行積極增長戰(zhàn)略的同時(shí),新的進(jìn)入者正在準(zhǔn)備重塑行業(yè)格局。

受益于全球各國氣候雄心及環(huán)保目標(biāo),加之具有競爭力的成本以及巨大的市場潛力,海上風(fēng)電行業(yè)正在蓬勃發(fā)展。海上風(fēng)電作為一項(xiàng)具有較高容量系數(shù)(load factor)的可再生能源技術(shù),可以最大限度地減少對(duì)電力存儲(chǔ)或補(bǔ)充性可調(diào)度能源的需求。公共事業(yè)部門一直在與包括石油和天然氣公司在內(nèi)的新競爭者爭鋒,期望在新冠疫情危機(jī)后能更大力度推動(dòng)海上風(fēng)電的投資。

各國氣候雄心和發(fā)展目標(biāo)

自2015年聯(lián)合國氣候變化大會(huì)以來,大多數(shù)國家政府已啟動(dòng)能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,采取了多種脫碳方法。從全球歷史數(shù)據(jù)來看,目前海上風(fēng)電開發(fā)活動(dòng)大多發(fā)生在歐洲北海地區(qū),中國也為海上風(fēng)電設(shè)定了頗具雄心的發(fā)展目標(biāo)。但是到目前為止,美國的發(fā)展計(jì)劃完全不具野心,海上風(fēng)電發(fā)展緩慢。歐盟的目標(biāo)是到2050年安裝230GW~450GW的海上風(fēng)電裝機(jī)容量,中國則宣布在同一時(shí)期內(nèi)要安裝175GW的海上風(fēng)電。但同期美國的目標(biāo)只有85GW。盡管中國的海上風(fēng)電發(fā)展計(jì)劃尚未在能源轉(zhuǎn)型路線圖上清晰呈現(xiàn),但海上風(fēng)電可以幫助中國加快燃煤發(fā)電淘汰的速度,從而改善空氣質(zhì)量并確保能源安全。

競爭經(jīng)濟(jì)學(xué)——成本下降迅速

隨著成本的下降,海上風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)性正在逐步改善,不僅與化石燃料相比具有競爭力,與包括光伏(PV)和陸上風(fēng)電在內(nèi)的其他可再生能源技術(shù)相比,海上風(fēng)電同樣具有競爭力。隨著風(fēng)電機(jī)組朝大型化發(fā)展,目前已安裝的最大單機(jī)容量達(dá)到了12MW,維斯塔斯則已宣布生產(chǎn)15MW的風(fēng)機(jī),海上風(fēng)電的容量系數(shù)也已經(jīng)達(dá)到超過60%的新記錄,從而使海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在未來更具成本競爭力。

國際能源署(IEA)預(yù)測(cè),到2040年,海上風(fēng)能的平準(zhǔn)化電度電成本(LCOE)將會(huì)急劇下降,根據(jù)地理位置不同,可從 150歐元/MWh左右降至25歐元~45歐元/MWh。隨著無補(bǔ)貼風(fēng)電招標(biāo)的出現(xiàn),這種價(jià)格下降趨勢(shì),將帶來關(guān)鍵的變化(見圖1)。

巨大的海上風(fēng)能資源潛力

盡管海上風(fēng)電在過去的幾年出現(xiàn)了顯著增長(主要在歐洲和中國),但海上風(fēng)電的全球年發(fā)電量(2018年約68GWh,約占0.3%)和總裝機(jī)容量(2018年底約28GW,約0.4%)方面的相對(duì)份額仍然非常小。而全球范圍內(nèi)的海上風(fēng)能技術(shù)可開發(fā)潛力超過25000 GW。美國在近海和遠(yuǎn)海地區(qū)的技術(shù)可開發(fā)潛力超過10000 GW,擁有全球最大的海上風(fēng)能技術(shù)可開發(fā)潛力。

在接下來的20年中,全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量預(yù)計(jì)每年將增長約25GW,相對(duì)技術(shù)可開發(fā)潛力而言,這一數(shù)字還是非常有限。受新冠疫情大流行的影響,海上風(fēng)能顯示出強(qiáng)大的適應(yīng)力好韌性,預(yù)計(jì)到2021年歐洲和美國未來十年海上風(fēng)電的年度資本支出將趕上海上油氣的支出。

全球海上風(fēng)電市場動(dòng)態(tài)為行業(yè)帶來新的壓力

雖然海上風(fēng)電具有誘人的增長前景,但也在四個(gè)方面帶來了復(fù)雜性和挑戰(zhàn):

1、地區(qū)特色各異,戰(zhàn)略也不統(tǒng)一

海上風(fēng)電的發(fā)展受到各地市場因素不同的影響,各國也因此采取了不同的方法來促進(jìn)可再生能源的增長:

能源安全。這是促使歐盟發(fā)展海上風(fēng)電的一項(xiàng)主要推動(dòng)因素,但美國并不關(guān)心能源安全,因此雖然美國具有全球最大的海上風(fēng)能資源,美國海上風(fēng)電發(fā)展卻非常緩慢。歐盟各國具有堅(jiān)定承諾和明確的野心,制定了包括“綠色協(xié)議”(Green Deal)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)性支持政策,并受到下一代歐盟復(fù)蘇計(jì)劃(Next Generation EU recovery plan)的強(qiáng)力推動(dòng)。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制造能力。歐盟已建立了強(qiáng)大的風(fēng)機(jī)制造能力,并已在北海部署了領(lǐng)先的能力。但在美國,海上風(fēng)電仍然是一個(gè)新興市場,截止到2020年上半年,美國只有一個(gè)海上風(fēng)電場,裝機(jī)容量只有區(qū)區(qū)30MW。2020年下半年,美國在CVOW項(xiàng)目安裝了兩臺(tái)6MW 海上風(fēng)機(jī)成為第二個(gè)海上風(fēng)電場。盡管具備巨大的海上風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)潛力,也有基本的支持機(jī)制等基本要素,但美國海上風(fēng)電的全面發(fā)展價(jià)值鏈遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn),尚需要結(jié)構(gòu)化支持。在中國,海上風(fēng)電應(yīng)受益于集中管理,適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施,潛在的巨大風(fēng)機(jī)制造能力和物流能力,這意味著在中國開發(fā)海上風(fēng)電,合同的程序短,收到政府的支持,也沒有公眾接受度等問題。

電網(wǎng)靈活性和監(jiān)管問題。這些領(lǐng)域也可能會(huì)增加額外的復(fù)雜性,需要增加一些整合能力,例如電網(wǎng)連接技術(shù)、投標(biāo)流程和合同、考核機(jī)制以及對(duì)連接成本的支持機(jī)制等。即使某些國家已經(jīng)完成了整合能力,比如歐洲電網(wǎng)已經(jīng)很好地進(jìn)行了整合,可為海上風(fēng)電整合提供額外的能力。但美國的各大電網(wǎng)各自為政,處理大量間歇性電力的能力非常有限。中國的電網(wǎng)已經(jīng)很成熟,也可方便對(duì)海上風(fēng)電進(jìn)行整合。此外,大型儲(chǔ)水儲(chǔ)能也可與海上風(fēng)電完美結(jié)合。

2、規(guī)模更大,也更復(fù)雜

2020年全球風(fēng)電場規(guī)模發(fā)生了巨大的跳變,與過去幾年相比,2020年最大的單一風(fēng)電場裝機(jī)規(guī)模增加了一倍(見圖2,從600MW增加到1.2GW)。此外,與其他技術(shù)的混合(hybridization)對(duì)于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可行性同樣至關(guān)重要。比如新的招標(biāo)開始出現(xiàn)海上風(fēng)能與綠色氫能(電解)的結(jié)合。例如,2020年7月,殼牌和Eneco贏得了一次新的招標(biāo),將創(chuàng)建一個(gè)由風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的綠色氫能樞紐。

在技術(shù)方面,漂浮式解決方案可以釋放更多的優(yōu)勢(shì)。漂浮式風(fēng)電可釋放更大的海上風(fēng)能資源技術(shù)潛力(海上風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)潛力的72%在深海),可以獲得更好的風(fēng)況,從而獲得更高的容量系數(shù)。此外,漂浮式海上風(fēng)電離海岸線更遠(yuǎn),老百姓接受起來更容易,與其他海上活動(dòng)(如釣魚、沿海航行和海上休閑活動(dòng))的沖突也更小。但是,漂浮式海上風(fēng)電也有幾個(gè)大挑戰(zhàn),包括居高不下的前期成本,以及更長的項(xiàng)目周期,安裝風(fēng)機(jī)所需的基礎(chǔ)設(shè)施以及更全面的測(cè)試和樣機(jī)演示時(shí)間(包括應(yīng)對(duì)變槳,抵抗惡劣天氣條件以及處理海纜的復(fù)雜性等 )另外,漂浮式海上風(fēng)電解決方案的設(shè)計(jì)仍處于早期階段。

不斷加劇的競爭,以及關(guān)鍵參與者的戰(zhàn)略行動(dòng)

海上風(fēng)電價(jià)值鏈上變得越來越擁擠,新的玩家越來越多。在傳統(tǒng)玩家追求激進(jìn)的增長速度以保持領(lǐng)先地位的同時(shí),更強(qiáng)勁的新進(jìn)入者期待重塑海上風(fēng)電格局。2020年全球各地越來越多國家和行業(yè)、企業(yè)確定了其凈零目標(biāo),這對(duì)石油和天然氣行業(yè)沖擊巨大,自Equinor開始,為了支持各自企業(yè)的凈零排放目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),幾大石油和天然氣運(yùn)營商也開始就過去幾年推出的幾項(xiàng)海上風(fēng)電倡議進(jìn)行溝通(見圖3)。

在項(xiàng)目開發(fā)方面,傳統(tǒng)的油氣服務(wù)商及EPC參與方正在利用其豐富的海上能力開始向海上風(fēng)電多元化發(fā)展(見圖4)。傳統(tǒng)上,油氣EPC只是作為海上特定項(xiàng)目活動(dòng)的分包商,很少參與海上風(fēng)能項(xiàng)目,例如,它們只提供小型風(fēng)電場基礎(chǔ)的安裝。但現(xiàn)在,這些EPC也參與到海上風(fēng)電價(jià)值鏈中,對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行重新定位,可提供更大更復(fù)雜的項(xiàng)目服務(wù)——從大型風(fēng)電場的分包合同,到為特定項(xiàng)目提供工程、采購、建設(shè)和安裝的服務(wù),轉(zhuǎn)身為EPCI角色。將來,一個(gè)EPC參與者的角色可能會(huì)演變?yōu)橐粩堊咏桓墩麄€(gè)風(fēng)電場,所謂的交鑰匙(turnkey)工程。目前為止,只在亞洲存在這樣的先例。

潛在的供應(yīng)鏈瓶頸

充分發(fā)揮海上風(fēng)電的潛能,就像延伸價(jià)值鏈一樣,可能會(huì)帶來風(fēng)機(jī)生產(chǎn)和物流的瓶頸。第一個(gè)問題是,全球風(fēng)電整機(jī)制造商(OEMs)是否有能力擴(kuò)大生產(chǎn)以滿足不斷發(fā)展的需求。在過去的幾年中,全球整機(jī)廠商海上風(fēng)電裝機(jī)年新增裝機(jī)容量不到5GW,但到2030年,需求將增長到每年20至30GW(見圖5)。這和目前全球的整機(jī)商的制造能力和財(cái)務(wù)狀況還有一定的差距。同時(shí),不斷增長的海上風(fēng)電物流需求(如近海船舶,運(yùn)輸和安裝船等),可能會(huì)導(dǎo)致相關(guān)船只的缺口,從而導(dǎo)致船只租用價(jià)格的上漲。

如何在新的海上風(fēng)電發(fā)展競賽中勝出?

正如上面所說的,海上風(fēng)電可能是某些地區(qū)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模增長的強(qiáng)大候選者。但是,一系列的市場動(dòng)態(tài)反應(yīng)出價(jià)值鏈存在的緊張關(guān)系,并產(chǎn)生了可能影響到項(xiàng)目總體結(jié)果的潛在瓶頸。要想在新的海上風(fēng)電發(fā)展競賽中取得成功,需要采取系統(tǒng)和協(xié)作的方法。

首先,選擇好戰(zhàn)場

要想贏得戰(zhàn)爭,第一要?jiǎng)?wù)是確定對(duì)您的目標(biāo)具有最高戰(zhàn)略價(jià)值的場址,還包括增長目標(biāo)、投資組合等。還需要考慮對(duì)本地因素的影響,例如并網(wǎng)技術(shù)、招標(biāo)過程和合同、考核機(jī)制、支持機(jī)制和運(yùn)營時(shí)間以及法規(guī),例如通過《城市規(guī)劃法》授權(quán)可建造超過12MW的風(fēng)電機(jī)組等。

投標(biāo)人還需要掌握各個(gè)國家和地區(qū)的承包過程,包括不過高估計(jì)各種前提條件和差異化因素,這樣方可贏得競標(biāo)。海上風(fēng)電的競爭無疑越來越激烈。例如,在敦刻爾克風(fēng)電場投標(biāo)過程中,排名前五位的投標(biāo)人的投標(biāo)得分非常接近,投標(biāo)價(jià)格的差異也不大:中標(biāo)價(jià)格為44歐元/MWh,其他人的投標(biāo)價(jià)格也介于47.5歐元和51歐元/MWh之間。

簡化風(fēng)電場交付模式

想要建設(shè)更大、更復(fù)雜的風(fēng)電場,則需要擺脫傳統(tǒng)的“主仆”項(xiàng)目開發(fā)方法,因?yàn)檫@種傳統(tǒng)方法使得很多交互都處于孤立狀態(tài)。采用協(xié)同設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法,可以顯著降低成本,并快速推向市場。通過從其他行業(yè)(例如汽車、航空航天、國防及電子行業(yè))汲取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),海上行業(yè)可以釋放出巨大的價(jià)值。盡管傳統(tǒng)的石油和天然氣行業(yè)也一直在努力做到這一點(diǎn),但海上風(fēng)電具有成功所需的各個(gè)特點(diǎn),包括強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)化潛力和精益設(shè)計(jì)的靈活性等(因海上風(fēng)電不受那么多舊的規(guī)范制約)。

創(chuàng)造全新的交付方式還需要采用新的業(yè)務(wù)模型和新的工作方式。加入一個(gè)戰(zhàn)略聯(lián)盟,對(duì)于運(yùn)營商、整機(jī)商和EPC廠商而言都是雙贏的,可以應(yīng)付下面的問題:

·改善項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性:一起尋求解決成本問題,共同承擔(dān)全部成本從而降低成本,這有別于傳統(tǒng)的以價(jià)格為目標(biāo)降低成本的方法。

·縮短周期時(shí)間:方法是通過加速執(zhí)行報(bào)價(jià)文件投遞和招標(biāo)流程的過程

·實(shí)現(xiàn)協(xié)同:通過提前與承包商合作制定詳細(xì)的解決方案,與承包商發(fā)展技術(shù)協(xié)同效應(yīng)。

在能力可能受到限制的環(huán)境中,加入戰(zhàn)略聯(lián)盟還提供了確保材料和服務(wù)的機(jī)會(huì),同時(shí)確保了供應(yīng)商有確定的收入。石油和天然氣玩家(包括運(yùn)營商和EPC)也可以利用其豐富的海上經(jīng)驗(yàn)。包括重新利用現(xiàn)有資產(chǎn),提高員工技能,滿足新的跨業(yè)務(wù)組合需求等,例如同時(shí)可服務(wù)于油氣平臺(tái)和風(fēng)力發(fā)電場的多用途船只,同樣也包括人才管理,在油氣項(xiàng)目和海上風(fēng)電項(xiàng)目之間進(jìn)行資源的共享。

實(shí)現(xiàn)卓越運(yùn)營

運(yùn)營商需要評(píng)估并挖掘風(fēng)電場的真正潛力。降低成本的壓力越來越大,并且無補(bǔ)貼招標(biāo)成為新的規(guī)范,因此,卓越的運(yùn)營能力對(duì)于最大程度地提高利潤至關(guān)重要。必須考慮到更多因素(例如收入、備件成本、市場動(dòng)態(tài)、法規(guī)、機(jī)組停機(jī)時(shí)間、天氣預(yù)報(bào)以及運(yùn)維成本等)來優(yōu)化收入和利潤,這其中,智能化運(yùn)營必不可少。通過先進(jìn)的分析,精確預(yù)測(cè)成本和收入,從而為決策提供依據(jù)并優(yōu)化盈利能力。

預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù),可以在故障維修和預(yù)防成本之間取得適當(dāng)?shù)钠胶?,從而減少總支出,提高可用性和可靠性。

數(shù)字孿生技術(shù),可以通過將操作和物理輸入(例如檢查信息和機(jī)械特性)與高級(jí)仿真(例如疲勞分析、檢查計(jì)劃和預(yù)測(cè)性維護(hù))相結(jié)合,從而延長資產(chǎn)的使用壽命。此外,在工程階段使用數(shù)字孿生技術(shù),可以優(yōu)化設(shè)計(jì)并降低材料和安裝成本。

壓榨財(cái)務(wù)價(jià)值

最后,運(yùn)營商需要采用一種綜合的方法來優(yōu)化其財(cái)務(wù)價(jià)值。

價(jià)值池。在需求側(cè)響應(yīng)、儲(chǔ)能電池和分散式發(fā)電等因素的驅(qū)動(dòng)下,采購、貿(mào)易和生產(chǎn)之間的界限變得越來越模糊。產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)部分都在涌現(xiàn)出新的價(jià)值池。合同和物理的靈活性可滿足供需雙方并平衡電網(wǎng)(例如容量合同、虛擬存儲(chǔ)以及期權(quán)和衍生產(chǎn)品),從而推動(dòng)投資組合優(yōu)化并提供增長機(jī)會(huì)。運(yùn)行模型需要進(jìn)行調(diào)整,以允許按位置、最小和最大負(fù)荷以及可控負(fù)荷對(duì)電力資產(chǎn)(例如可再生能源、儲(chǔ)能和聯(lián)合循環(huán)燃?xì)獍l(fā)電)進(jìn)行綜合控制和消耗。

做決策。隨著可再生能源的增長,電力市場變得越來越受天氣驅(qū)動(dòng),對(duì)靈活性的需求也越來越向更短期發(fā)展。因此,決策的速度和質(zhì)量對(duì)于確保電力資產(chǎn)和用戶之間的平穩(wěn)匹配至關(guān)重要,例如對(duì)資產(chǎn)和用戶進(jìn)行調(diào)度和重新調(diào)度,可避免成本的不平衡并抓住市場機(jī)會(huì),并增加頻率平衡來管理可再生能源發(fā)電的不可預(yù)測(cè)性。為了支持高質(zhì)量和高效的決策,信息系統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)管理對(duì)于實(shí)現(xiàn)下述目標(biāo)至關(guān)重要:

實(shí)時(shí)合并大量數(shù)據(jù)。

開發(fā)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析以進(jìn)行優(yōu)化(具有準(zhǔn)確信號(hào)、置信度估計(jì)和可視化的分析模型)。

定義結(jié)果精度與計(jì)算速度之間的權(quán)衡。

確保獨(dú)立信息系統(tǒng)和功能之間的無縫交互。

定義多個(gè)性能模型與一個(gè)完整的集成模型(例如單個(gè)風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)電場和國家/地區(qū)級(jí)投資組合)之間的權(quán)衡。

促進(jìn)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)交換。

為海上風(fēng)電競賽做好準(zhǔn)備

往大里思考,并迅速行動(dòng)(Think big and act fast)

建設(shè)超過1GW的大型風(fēng)電場,從而獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì),是未來海上風(fēng)電場成本競爭的新標(biāo)準(zhǔn)。所有的玩家都在往前發(fā)展。為了在競爭中不至于落伍,各個(gè)玩家必須迅速定位并確定各種機(jī)會(huì)。具體從哪兒開始,取決于玩家的成熟度。無論如何,加速學(xué)習(xí)曲線很重要。對(duì)于新進(jìn)入者,這可能意味著需要從較小的角色或較小的范圍開始,然后迅速過渡到更大、更復(fù)雜的角色。

選好合作伙伴,加強(qiáng)協(xié)作

要想獲勝,需要與戰(zhàn)略聯(lián)盟一起努力,并加強(qiáng)全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)作。這有助于確保交付能力的建設(shè),如風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)、安裝等,并發(fā)展出行業(yè)最優(yōu)秀的各種技能,包括海上風(fēng)電相關(guān)技術(shù)和知識(shí)等,同時(shí)加快創(chuàng)新等。文化方面的適應(yīng)和協(xié)作框架對(duì)于成功同樣至關(guān)重要。CWEA

來源:Kearney

/energy/article/?/a/offshore-wind-the-new-gold-rush

https://iveybusinessjournal.com/unlocking-the-potential-of-digital-supply-chains/

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