如何在新的海上風(fēng)電發(fā)展競賽中勝出？

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，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電力存儲或補(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)合國氣候變化大會以來，大多數(shù)國家政府已啟動能源轉(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，到2040年，海上風(fēng)能的平準(zhǔn)化電度電成本（LCOE）將會急劇下降，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)，這種價格下降趨勢，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)計每年將增長約25GW，相對技術(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)蘇計劃（Next Generation EU recovery plan）的強(qiáng)力推動。

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)電仍然是一個新興市場，截止到2020年上半年，美國只有一個海上風(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6MW 海上風(fēng)機(jī)成為第二個海上風(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，也可方便對海上風(fēng)電進(jìn)行整合。此外，大型儲水儲能也可與海上風(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)建一個由風(fēng)電驅(qū)動的綠色氫能樞紐。

在技術(shù)方面，漂浮式解決方案可以釋放更多的優(yōu)勢。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（如釣魚、沿海航行和海上休閑活動）的沖突也更小。但是，漂浮式海上風(fēng)電也有幾個大挑戰(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)施以及更全面的測試和樣機(jī)演示時間（包括應(yīng)對變槳，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

海上風(fēng)電價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，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)電價值鏈中，對產(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EPC參與者的角色可能會演變?yōu)橐粩堊咏桓墩麄€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，就像延伸價值鏈一樣，可能會帶來風(fēng)機(jī)生產(chǎn)和物流的瓶頸。第一個問題是，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)商的制造能力和財務(wù)狀況還有一定的差距。同時，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），可能會導(dǎo)致相關(guān)船只的缺口，從而導(dǎo)致船只租用價格的上漲。

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，一系列的市場動態(tài)反應(yīng)出價值鏈存在的緊張關(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，第一要務(wù)是確定對您的目標(biāo)具有最高戰(zhàn)略價值的場址，還包括增長目標(biāo)、投資組合等。還需要考慮對本地因素的影響，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)人還需要掌握各個國家和地區(qū)的承包過程，包括不過高估計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)價格的差異也不大：中標(biāo)價格為44歐元/MWh，其他人的投標(biāo)價格也介于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特點(diǎn)，包括強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)化潛力和精益設(shè)計的靈活性等（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。加入一個戰(zhàn)略聯(lián)盟，對于運(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)的以價格為目標(biāo)降低成本的方法。

·縮短周期時間：方法是通過加速執(zhí)行報價文件投遞和招標(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，同時確保了供應(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，例如同時可服務(wù)于油氣平臺和風(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、市場動態(tài)、法規(guī)、機(jī)組停機(jī)時間、天氣預(yù)報以及運(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）與高級仿真（例如疲勞分析、檢查計劃和預(yù)測性維護(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)計并降低材料和安裝成本。

壓榨財務(wù)價值

最后，運(yùn)營商需要采用一種綜合的方法來優(yōu)化其財務(wù)價值。

價值池。在需求側(cè)響應(yīng)、儲能電池和分散式發(fā)電等因素的驅(qū)動下，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)鏈的各個部分都在涌現(xiàn)出新的價值池。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、虛擬存儲以及期權(quán)和衍生產(chǎn)品），從而推動投資組合優(yōu)化并提供增長機(jī)會。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)荷對電力資產(chǎn)（例如可再生能源、儲能和聯(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，對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，并增加頻率平衡來管理可再生能源發(fā)電的不可預(yù)測性。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)管理對于實(shí)現(xiàn)下述目標(biāo)至關(guān)重要：

實(shí)時合并大量數(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、置信度估計和可視化的分析模型）。

定義結(jié)果精度與計算速度之間的權(quán)衡。

確保獨(dú)立信息系統(tǒng)和功能之間的無縫交互。

定義多個性能模型與一個完整的集成模型（例如單個風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)電場和國家/地區(qū)級投資組合）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（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，各個玩家必須迅速定位并確定各種機(jī)會。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)和知識等，同時加快創(chuàng)新等。文化方面的適應(yīng)和協(xié)作框架對于成功同樣至關(guān)重要。CWEA

來源：Kearney

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