1.1.1 2024-2028年中國(guó)風(fēng)電運(yùn)維行業(yè)影響因素分析

一、風(fēng)電行業(yè)帶動(dòng)運(yùn)維產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展

風(fēng)電產(chǎn)業(yè)是可循環(huán)新能源產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，對(duì)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。我國(guó)已將風(fēng)電產(chǎn)業(yè)列為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，在產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)和市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)的雙重作用下，全國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，已經(jīng)成為全國(guó)為數(shù)不多可參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)并取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)。

我國(guó)雖為風(fēng)電大國(guó)，但由于風(fēng)機(jī)運(yùn)行問(wèn)題較多且風(fēng)機(jī)質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題，風(fēng)力運(yùn)維成本居高不下一直是我國(guó)風(fēng)電發(fā)展市場(chǎng)面臨的挑戰(zhàn)。隨著近年來(lái)一大批風(fēng)機(jī)超出質(zhì)保期，運(yùn)維市場(chǎng)需求日益迫切，風(fēng)機(jī)出質(zhì)保期后維修維護(hù)業(yè)務(wù)需求逐漸增大。

此外，“雙碳”目標(biāo)下，風(fēng)電正處在快速發(fā)展階段。根據(jù)“十四五”規(guī)劃，每年新增裝機(jī)5,000萬(wàn)千瓦以上，這也為風(fēng)電運(yùn)維市場(chǎng)迎來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，而且風(fēng)電運(yùn)維能夠有效實(shí)現(xiàn)風(fēng)電企業(yè)的降本增效，將“雙碳”目標(biāo)進(jìn)行到底。隨著風(fēng)力發(fā)電成本的降低，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模較快提升，帶來(lái)了越來(lái)越旺盛的運(yùn)維服務(wù)需求。

二、海上風(fēng)電運(yùn)維創(chuàng)新發(fā)展

（一）海上風(fēng)電機(jī)組監(jiān)測(cè)和分析技術(shù)

海上風(fēng)電的智能監(jiān)測(cè)包括水下智能監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)疲勞和損傷監(jiān)測(cè)、海纜監(jiān)測(cè)以及基礎(chǔ)沖刷監(jiān)測(cè)等。智能分析技術(shù)涵蓋氣象預(yù)報(bào)和預(yù)警系統(tǒng)，窗口期管理系統(tǒng)，船舶、航路、人員管理系統(tǒng)以及海上安防系統(tǒng)等。在線監(jiān)測(cè)技術(shù)通過(guò)多種通信介質(zhì)，實(shí)時(shí)傳輸并可視化觀測(cè)數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)處理提供便利。水下智能監(jiān)測(cè)借助水下機(jī)器人，有針對(duì)性地對(duì)目標(biāo)機(jī)組水下部分進(jìn)行檢視，可直觀地監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)的整體狀態(tài)。對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的疲勞和損傷監(jiān)測(cè)，通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力、位移、振動(dòng)以及腐蝕狀況等數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具體的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布點(diǎn)位置可依據(jù)風(fēng)電場(chǎng)具體的運(yùn)維和安全評(píng)估要求選取。海洋環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)通過(guò)傳感器和高速傳輸技術(shù)實(shí)時(shí)獲取項(xiàng)目海域數(shù)據(jù)，包含波浪數(shù)據(jù)、風(fēng)數(shù)據(jù)、海流數(shù)據(jù)和溫鹽數(shù)據(jù)等，為海上風(fēng)電運(yùn)維積累背景參數(shù)資料。海纜監(jiān)測(cè)通�；�于光纖和局部放電的電纜在線監(jiān)測(cè)方法，對(duì)海底電纜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行安全監(jiān)控。

海域監(jiān)測(cè)通過(guò)對(duì)海底電纜周圍海域過(guò)往船舶進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，從而減少船舶錨泊引起的電纜破壞�；�礎(chǔ)沖刷監(jiān)測(cè)通過(guò)數(shù)據(jù)采集設(shè)備獲得沖刷深度等參數(shù)，可與支撐結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合，為海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)提供更高的安全保障。

（二）新型風(fēng)電運(yùn)維船

目前全球共投入使用400余艘風(fēng)電運(yùn)維船，新型海上風(fēng)電運(yùn)維船尺寸更大，可搭載更多儀器設(shè)備和零部件，具有良好的乘坐舒適性，航速更快，人員轉(zhuǎn)移的安全性更高，抗風(fēng)浪能力更強(qiáng)。專業(yè)的風(fēng)電運(yùn)維船有多種類型，特制的船頭不僅可供運(yùn)維人員從風(fēng)機(jī)底部爬梯登陸，還可降低船體的搖晃。

根據(jù)我國(guó)不同海域海上風(fēng)電項(xiàng)目的特點(diǎn)，有針對(duì)性地選擇不同形式的運(yùn)維船。江蘇沿海項(xiàng)目多坐落于潮汐帶水域，作業(yè)水位0-20m，風(fēng)速3m/s-7m/s，波高0.5m-4.6m，已建成風(fēng)場(chǎng)離岸距離3km-50km，波浪平均周期3.1s，此海域適合采用雙體船、小水線面雙體船以及居住船等。福建、廣東以及浙江沿海海域海況復(fù)雜多變，島礁、暗礁多，涌浪大，水流急，風(fēng)浪大，水深10m-50m，年平均風(fēng)速8.0m/s，平均波高2.0m，已建成風(fēng)場(chǎng)離岸距離3km-30km，此海域項(xiàng)目離岸較近，可選用抗風(fēng)浪能力強(qiáng)、航速快的小水線面雙體船、表面效應(yīng)船和小水線面三體船等。渤海和北黃海區(qū)域的海況優(yōu)于多風(fēng)的福建以及處于潮汐帶的江蘇沿海，但該海域冬季會(huì)出現(xiàn)海冰，運(yùn)維船舶需在艏部增設(shè)B級(jí)冰區(qū)加強(qiáng)的破冰裝置，并增加保暖防凍設(shè)備。

除常規(guī)的運(yùn)維船外，運(yùn)維母船是新的發(fā)展趨勢(shì)，典型的母船可供超過(guò)40人居住，可運(yùn)載零部件，自持力超過(guò)1個(gè)月，具備優(yōu)良的靠泊性能，搭載波浪補(bǔ)償懸梯及動(dòng)力定位系統(tǒng)。但其造價(jià)和運(yùn)營(yíng)成本較高，目前應(yīng)用相對(duì)較少。

三、海上風(fēng)電運(yùn)維面臨挑戰(zhàn)

（一）海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可靠性尚未充分驗(yàn)證，故障率高

我國(guó)國(guó)內(nèi)已并網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的海上風(fēng)電場(chǎng)，使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大多為陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組經(jīng)適應(yīng)海上環(huán)境改造而成，從運(yùn)行業(yè)績(jī)來(lái)看，機(jī)組運(yùn)行試驗(yàn)周期較短，還沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分的試驗(yàn)和驗(yàn)證。并且，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造階段對(duì)全生命周期成本、特殊海洋環(huán)境條件（如涂層和防腐）的適應(yīng)性設(shè)計(jì)等方面因素考慮不足，又使用在復(fù)雜惡劣的海上環(huán)境，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障率居高不下，運(yùn)維工作量高，增加了運(yùn)維成本。并且，業(yè)主基于對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)投資成本的考量，加上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主機(jī)廠商相互間的競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一樣，采購(gòu)中標(biāo)價(jià)格不斷下降，由此必然導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)配置的降低和大量使用廉價(jià)質(zhì)平的部件，從而降低了風(fēng)機(jī)整機(jī)的可靠性。

（二）海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)維尚無(wú)可操作性強(qiáng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)專業(yè)性還需提升

目前，我國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)、驗(yàn)收和運(yùn)維，均缺乏現(xiàn)行有效的、具備可操作性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。開(kāi)發(fā)商、施工單位、設(shè)計(jì)院、整機(jī)廠商等都按照各自的理解進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)、驗(yàn)收和運(yùn)維，銜接不清、驗(yàn)收粗糙，給項(xiàng)目的后續(xù)運(yùn)維增加了難度。

海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)維人員缺乏維護(hù)經(jīng)驗(yàn)、缺少有效的技能培訓(xùn)和運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)文件的指導(dǎo)，導(dǎo)致其專業(yè)素質(zhì)較低、維護(hù)管理能力欠缺，造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組維修周期過(guò)長(zhǎng)、發(fā)電量損失較多，直接影響風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電收益。

目前，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)維基本照搬陸上力發(fā)電機(jī)組運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，采取周期性計(jì)劃?rùn)z修為主、突發(fā)性故障檢修為輔的運(yùn)維模式：即力發(fā)電機(jī)組運(yùn)維人員根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書指定的定檢周期對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行計(jì)劃性保養(yǎng)和測(cè)試，若風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)臨時(shí)故障，運(yùn)行人員則通知運(yùn)維人員前往現(xiàn)場(chǎng)處理。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)電力行業(yè)都是實(shí)行為主的檢修體制，預(yù)防性計(jì)劃?rùn)z修對(duì)缺陷消除、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行起到了有效的促進(jìn)作用，但也有明顯的弊端，主要表現(xiàn)在維修過(guò)度、欠維修及盲目維修等。

（三）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程故障診斷和預(yù)警能力不健全，檢修環(huán)境差，檢修難度大

當(dāng)前，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的維護(hù)模式仍以定期維護(hù)和故障檢修的“被動(dòng)式運(yùn)維”為主。雖然風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)商、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組廠商以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組部分關(guān)鍵大部件生產(chǎn)商都逐步開(kāi)始建立故障診斷和遠(yuǎn)程預(yù)警能力，但受限于海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行、故障數(shù)據(jù)積累匱乏等原因，當(dāng)前的故障診斷和遠(yuǎn)程預(yù)警體系和水平尚不足以支撐海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)維成本的大幅降低。

海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)維作業(yè)受潮汐影響明顯，既有臺(tái)風(fēng)等惡劣工況，還存在較多的大風(fēng)、團(tuán)霧、雷雨天氣，又有大幅淺灘，遠(yuǎn)海通達(dá)困難，交通設(shè)備選擇困難，海上維護(hù)作業(yè)有效時(shí)間短，安全風(fēng)險(xiǎn)大且缺乏大型海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組維護(hù)裝備。

由于海上交通因天氣海況，存在極大的不確定因素，往往因?yàn)橐粋�(gè)空開(kāi)斷開(kāi)，導(dǎo)致海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組停機(jī)連續(xù)停機(jī)的情況常常發(fā)生。如果單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組報(bào)故障，運(yùn)維人員前往處理故障，會(huì)導(dǎo)致來(lái)回交通成本巨大，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的效益產(chǎn)生極大的影響。此外，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的大部件更換成本巨大，無(wú)論是在海上風(fēng)電相對(duì)成熟的歐洲，還是快速發(fā)展的中國(guó)，因?yàn)榇蟛考�供�?yīng)鏈可靠性低，甚至整機(jī)設(shè)計(jì)的缺陷，導(dǎo)致大部件需要在海上進(jìn)行更換。海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大部件的更換，除了大部件本身的成本外，還要考慮大型吊裝船施工的手續(xù)及費(fèi)用、海上運(yùn)輸費(fèi)用、養(yǎng)殖戶補(bǔ)償以及天氣窗口因素等，加上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期停機(jī)造成的發(fā)電量損失，都增加了海上風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)成本、降低了風(fēng)電場(chǎng)的收益。

1.1.2 2024-2028年中國(guó)風(fēng)電運(yùn)維行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

2022年，我國(guó)風(fēng)電運(yùn)維行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約達(dá)到394億元；2023年，我國(guó)風(fēng)電運(yùn)維行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約達(dá)到435億元。

我們預(yù)計(jì)，2024年我國(guó)風(fēng)電運(yùn)維行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到435億元，未來(lái)五年（2024-2028）年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為10.56%，2028年將達(dá)到650億元。

圖表　中投顧問(wèn)對(duì)2024-2028年中國(guó)風(fēng)電運(yùn)維行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)來(lái)源：中投產(chǎn)業(yè)研究院