中国风电市场繁荣了多年，未来将调整方向、大步走向与传统能源同台竞技的平价上网时代。与巨大的累计容量市场、高速的新增市场相匹配的，是数百吉瓦的风机的运维服务业务。在以往被认为是“打包免费送”、“低附加值”的风电服务，潜力不容小觑，甚至会成为未来整机厂商的的盈利重点和竞争态势的分水岭。
在市场转变、企业转型的进程中，金风科技在运维服务领域，做了哪些创新和探索、未来将如何前进呢？
01
逐个突破海外风电服务市场
今年5月，金风科技宣布与巴西风电运营商Energimp签署了一份为期十年的运维管理服务协议，为Energimp旗下270兆瓦风力发电厂提供运维服务。同时，金风在巴西Mataraca项目完成首台非金风机组发电机更换工作并成功并网发电，还与业主就该项目签署了新的发电机供货和服务协议，金风科技将为其14个风电场提供223台风电机组的技术改造及运维服务。
这一成功案例说明，金风科技已对海外后服务市场迈出战略性步伐。近些年海外后服务市场的需求集中释放，Wood Mackenzie的《风电场运维的数字化技术》报告预测，全球陆上风电运维成本将于2019年达到近150亿美元。其中，57％（85亿美元）源于因部件故障而产生的非计划性维修成本[1]，包括但不仅限于备件成本、维修费用、停机损失、材料和设备运输时间、维修人员的响应时间等。
在这样的趋势下，海外的整机制造商也在调整思路。以Vestas为例，在整机制造商之间的竞争日趋激烈、风机价格持续下滑的背景下，Vestas去年的综合息税前利润率从2016年的13.9%下降到8.9%。但与此同时，去年其风电运维板块的息税前利润率从2016年的17.2%上升到25.2%[2]。
*美国得克萨斯州Rattlesnake风电场
不难看出，运维服务是一种高附加值、高技术含量的商业模式，可以为企业及投资者带来持续丰厚的回报。在金风科技的国际化拓展较为成熟的澳洲、北美区域，不同的商业模式均给运维业务带来契机。2018年，金风美国和税务投资人花旗银行、伯克希尔·哈撒韦能源公司合作了得克萨斯州Rattlesnake风电场项目，除供给风机以外，还以年度计费方式承包了所有的风电场运维和管理服务。这一类在PTC（Production Tax Credit，产品税）政策的驱动下加入新能源领域投资的税务投资人，几乎完全依靠整机制造商从事机组运维以实现收益率的最大化。这无疑给整机制造商提供了宽广的市场空间。
金风澳洲则利用多年积累下来的风电行业经验和属地化团队能力，全面参与风电场投资与开发、风机销售、运维服务环节，在投资开发的项目转让的过程中，百分之百地承接了运维服务业务。同时澳洲风电市场上也有很多资产投资机构，如保险、基金等，对他们而言，雇佣技术连贯性高、经验丰富的整机制造商从事运维是最具经济性的方式。
02
抓住中国快速崛起的风电运维服务浪潮
Wood Mackenzie认为，中国陆上风电运维市场的容量预计在未来10年内达到50亿美元[3]。其《2019年全球陆上风电运维趋势》报告预测，中国的运维市场价值将在2027年达到500万美元，年复合增长率高达9.9%（图1）。
截至目前，中国的累计风电并网容量188.9GW中，超过60GW容量、约7万台[4]的风机机组运营时间超过五年质保期，它们的关键零部件如叶片、齿轮箱、轴承、发动机、变流器等都会需要不同程度的维修、翻新和更换，成为运维服务收入的潜在主力。与此同时，中国风电近年内新增装机容量的增速加快，也给运维业务的持续发力提供了支撑。
图1：Wood Mackenzie《2019年全球陆上风电运维趋势》预测中国运维市场价值
数据显示，截至2018年底，金风科技后服务业务在手订单金额为人民币4.89亿，国内外后服务业务在运项目容量接近7GW。由于中国市场现存容量中既有直驱永磁机组也有传统双馈技术机组，金风科技已经储备了不同的技术能力以满足业主的需求。7GW的容量中，非金风机组后服务项目的在运容量占比33%[5]，显示出金风科技拿下更多运维服务市场份额的决心。
不仅是跨越地理边际和技术界限，在探索服务内容的纵深上，金风科技形成了与开发商签订定制化的混合型服务合同的思路。典型的客户需求涵盖了较为基础的技术改进及对老旧机组进行改造的需求，包括机组可靠性提升、提质增效，改善资产的经营状况。核心的需要是提升发电量以增加风电场收益。同理，建立自营运维团队的业主还需要搭建培训平台、提高自身团队的技术能力。较为深层的需求包括信息化进步的机会，如集中监控、高级应用、大数据平台，从而提升经营效率和智能化水平。
图2：优化版SES-A系列金风风电场智慧运维服务套餐
●：套餐中固定包含服务
○：套餐中自选服务，且服务价格固定
Δ：套餐中自选服务，且服务按实际发生需求定价
为帮助风电场运营模式和运营效益的双重升级，金风科技联合上游零部件供应商的实力和利用遍布全国的营销、服务、备件网络及覆盖全国及部分国家的维修网络，根据客户需求现状和反馈的问题，结合可规模商用产品，形成优化版SES-A系列金风风电场智慧运维服务套餐（图2），通过业主需求的多种搭配实现更合理高效的组合型服务。
03
较早响应客户对全寿命周期资产管理优化的需求
面对补贴坡退、2020年风电平价上网的目标，风电开发商在项目盈利能力方面的压力越来越大。出质保设备的体量庞大，无论是与整机制造商签订新的运维协议还是自主开发新团队，运维成本的增加无疑给开发商及投资者们带来了压力。作为LCOE乃至IRR的计算要素（图3），运营支出削减和项目盈利能力的维持成为关注的焦点。
图3:度电成本计算公式
随着风机采购成本的不断压缩，金风科技认为创新的风机技术带来的单机兆瓦数提升、发电量和效率提高、逐步优化的运维实践是辅助降低项目成本的关键。开发商也在积极探索与产业链的协同协作以达到降本增效目标，如通过合作方式做外包服务、风电场资产托管、大部件全国集团化维修集采模式、购买软件及数字化服务、绑定风机运维合同等。
在这种趋势下，到2027年，国内的风电运维容量378GW中，近半数将交到设备商的手中[6]（图4），这对整机制造商来说将是可预见的转型。开发商的需求不断释放，设备质量好、发电效率高、运维成本低的产品及服务将更具备竞争力，而低价竞标、使用非原厂配件等现象也将逐渐从市场上淡出。同理，在主要的欧洲风电国家如德国、西班牙、法国、英国，整机制造商在风机运维服务中均占据绝对性优势地位。
图4：Wood Mackenzie 《2019年全球陆上风电运维趋势》预测整机制造商运维服务市场份额
这与金风科技一直以来提出的成为全寿命周期资产管理解决方案提供者的目标是高度一致的。对零部件、风机设计与制造、风电场设计与开发（图5）、风电机组运行状态监测与维护、风电场资产管理与性能评估等流程进行统筹规划，已成为金风科技优化自身能力的阶段性目标。金风科技多年坚持对风电技术的自主研发和创新，开发风机机组更好的性能和更大的单机功率。这些持续进步的特质一旦与全寿命周期项目管理平台融合，风机运维成本将被大幅降低。通过差异化定位和精细化资源利用，风电的产业链各环节都可以取得相对合理的利润，同时服务提供商的高附加值商业路线也将快速在中国及国外市场铺开。
图5：GOLDFARM平台，风电场工程设计全局寻优示意图
04
深信数字化和智能化是未来运维服务的制胜之道
金风科技相信，伴随着开发商累计风电场资产的增加，机组变得大型化、智能化，传统低效的人工运维方式逐渐被取代，覆盖风电机组故障智能诊断和预警、风电智能运维、风电智能监控等功能的数字化产品和服务的需求也越来越将得到充分挖掘。
金风科技结合软件、服务、技改三大系列解决方案，构建安全高效、高质低成本的核心竞争力。智能化、数字化运维已经深入到运维服务全价值链，对物流、运输、人工调度、成本和风险管控、能效预测、资产管理、经济性运行均有智能化的运行管理能力。
卓有成效的首先是风电智能监控。通过风电场监控系统信息模型的建立，整合及快速搜集风电场的数据。即使是不同制造商的风电机组，也可以建立兼容的解决方案。同时开发风电场之间的通信协议及数据可视化展示平台。以此减少对风电场的监控带来的人力物力浪费，实现智能化、无人值守的数据监控。
图6：金风科技气象预报平台可实现全球任意经纬度未来7-15天逐15分钟滚动实时预报
其次是从数据收集中衍生出的风电智能运维模式。结合风电场群运行数据、气象数据（图6）、电网信息等物联网大数据平台，综合分析风电机组运行状态及工况条件，对机组运行参数进行实时调整，实现风电设备的高效、高可靠性运行。因此将数据分析范围覆盖风场从设计建设扩展到状态监测、故障诊断以及运营维护的全流程等方面，全方位减少风电场的建设成本、提升发电监测效率和整体运维成效。
第三是对风电机组故障智能的诊断和预警。当前在役风电场均配有监控与数据采集系统（SCADA），具备多年运行积累的历史数据；2010年以来，新增风电机组都配有振动状态监测系统（CMS）。结合机组主控制系统、SCADA数据和CMS数据，开展风电机组状态预测与故障诊断方法研究（图7），对风电机组进行健康状态监测、故障诊断、寿命评估及自动化处置。变风电机组“被动”维修为“主动”维修，提高风电运维效率，增加风电开发收益。
图7：CMS系统提取30万个振动数据的信息，建模识别异常振动模式并行化分析
为了应对未来服务市场大规模快速发展要求，金风科技正在利用自身多年积累下来的全产业链优势，多样化、多维度地结合风电运维团队的资本、人才、体系、管理平台，在海内外市场同时发力。
路漫漫其修远兮，中国风电运维服务的未来任重而道远。作为中国风电设备产业的领军企业，金风科技不仅在持续锤炼自身的硬实力，也正积极推动中国风电运维服务产业的综合软实力提升。金风科技和所有产业同仁都希望看到，在平价上网时代之时，未来风电运维产业的各主体将共同建立长期共生、各自分工、紧密合作的关系，搭建更为健康和一体化的风电行业产业链，助力中国风电行业步入下一个快速发展的新时期。
参考资料：
[1]Daniel Liu,Digital technology in wind power operations and maintenance, Wood Mackenzie Power & Renewables, 30 May 2019.
[2]Annual Report 2018, Vestas, 7 Feburary 2019.
[3]Daniel Liu,Global Onshore Wind Operations and Maintenance (O&M) Trends 2019, Wood Mackenzie Power & Renewables, 30 May 2019.
[4]《2014年中国风电装机容量统计》，中国可再生能源学会风能专业委员会，2015年3月.
[5]《金风科技2018年度业绩演示材料》，金风科技，2019年3月.
[6]Daniel Liu,Global Onshore Wind Operations and Maintenance (O&M) Trends 2019, Wood Mackenzie Power & Renewables, 30 May 2019.
