浅析风电行业如何应对巨变

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风电行业正迅速成为电力的主流供应者。随着技术的成熟,价值正在从风机和其他设备制造企业逐步转移到设备管理企业—以及风电站运营和性能数据管理企业。

改变的力量

风电行业正受到来自各方的冲击。政府支持计划即将结束;大多数监管机构都采取了拍卖模式,这样压低了能源的价格,让运营商面临更多的市场风险。更大的压力是,新进入者正在通过颠覆性的商业模式获取价值。

风电企业已经享受了很长一段时间的“机遇期”,但现在的情况要求它们迅速而大胆地适应新的挑战,并开始打造一个完全不同的长期愿景。波士顿咨询公司(BCG)已经确定了4个主要主题,它们将为行业高管做出的重要决策提供信息支持:将重点从最大产出转向最大价值;行业内合作的价值;商户风险情况下如何获益;更大的赌注情况下推进发展。

风电行业开始接受这样一个事实:它不再是“可再生能源”中的“新”能源。现在,它必须将发展重点从发电量最大化转向在资产生命周期内实现设备价值的最优化。

尽管到目前为止,风电已经取得了很多成绩,但随着行业的成熟,行业的参与者—设备制造商、风机所有者、风电站运营商、服务提供商和其他企业—现在必须着眼长远,考虑有别于以往的新商业模式。风电行业曾是能源市场的边际贡献者,但现在正成为全球越来越多地区的主流电力供应商。与此同时,整个能源行业正受到数字技术增长和隐现的政治因素的影响。

实事求是地说,风电行业直到现在才需要发展起来。公司很少因为他们的错误或误判而招致严重后果。直到最近,他们才能够坚持安全的选择,而不是冒着巨大的风险去追求更大的回报。例如,运营人员可以选择老式风机,而不是选择全新的、未经验证的型号。

业内人士享受了这段漫长的“青春”。他们有很长的开发阶段,在此期间可以收集、评估和审查数据;他们的施工许可附带享受舒适的上网电价;风机供应合同已得到原设备制造商的性能保证。风能公司也从长期运行的服务合同中受益,这些合同保证了可用性水平——承诺即使电网没有按时建成,或者电网过载,每生产一兆瓦时的电力也会得到补偿。

如今,风力发电公司面临的环境迫使它们比以往任何时候都更迅速、更大胆地进行调整。

该行业正受到各方的冲击。拍卖模式正在激增,成功地压低了能源价格,同时将风险转嫁给了运营商。大多数监管机构都采取了这种或那种形式的拍卖;特别是在欧洲,拍卖很可能成为强制性的。(参见侧栏“超越监管机构”)

超越监管机构

风能企业并不像他们想象的那样遥遥领先于监管机构。尽管监管机构通常行动不快是事实,但一些机构证明过去并非先例。

多年来,欧盟能源监管机构一直在稳步完善政策里程碑,其总体目标是为欧盟公民“提高能源的安全性、可负担性和可持续性”。现在,各方正齐心协力推动加快实现2020年、2030年和2050年的目标。例如,到2030年,欧洲监管机构将把可再生能源在该地区能源生产中的份额从27%提高至30%。对《能源效率指令》(Energy Efficiency Directive)的拟议修订,将使这些标准在欧盟内部具有约束力。

以下是这些变化可能产生的一些影响:燃煤电厂将不再因保持备用产能而获得补偿 (显然,资产所有者仍将获得生产能源的补偿);在经济上不会有反对(或支持)储能的偏见;取消固定的最低和最高价格将需要为可再生能源发电商提供新的支付方案。

与此同时,新进入者正通过颠覆性的商业模式获取价值。(见表1所示。)不久的将来,工业产品公司可能会提供发电和存储技术,消费品供应商可能会销售即插即用解决方案,以满足住宅和离网能源的需求。IT和数据公司可以介入,管理行业参与者之间的接口,在安全的环境中平衡需求和供应。保险业可以提供对冲。区块链加密货币可以通过简化电力生产商、分销商和消费者之间的支付流来颠覆传统的业务流程。仅仅在几年前,这些变化很少是想象出来的,更不用说感觉到了。

在整个行业中,价值正从制造和安装资产的企业,转向管理资产的企业——以及管理不断扩大的运营和业绩数据的企业。这种转变既适用于单个资产,也适用于整个风机机组,既适用于设备制造商、资产所有者和独立服务提供商,也适用于风电场运营商。行业参与者的响应方式将决定其长期的操作和维护角色。

未来的重大变化将要求风能高管们向自己和同事提出新的问题。(参见侧栏“风能发展的关键问题”。)他们的答案将帮助他们评估新的风险和机遇,并更容易为他们的行业设想出非常不同的商业模式。具体来说,随着安装成本的不断攀升,他们必须面对规模日益重要的问题。他们还需要考虑新的组织模型和新的能力,例如将需求捆绑到新的电力协议(PPAs)中,用储能系统补充风电场,评估风电场的最佳寿命,以及管理部门和公司之间的新接口。

波士顿咨询公司已经确定了四大主题,这些主题将为行业高管必须尽快做出的决策提供信息。

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在资产生命周期内将价值最大化而不是关注在发电量层面

每兆瓦时获得固定收入流的日子已经一去不复返了,或者说至少已经一去不复返了,那时的主要衡量标准是你能生产多少电力,以及发电速度有多快。在传统模型下,运营资产的寿命更多的是支持方案的功能,而不是资产的设计寿命。投资者和股东生活在金融“茧”中,很少或根本没有市场风险。

如今,重点正迅速从兆瓦时的数字转向营收数字和资产终身价值优化,因为支持计划即将结束,而那些从第一天起就准备接受非常有限的补贴(甚至根本没有补贴)的参与者将赢得更多拍卖。数据分析和物联网等新技术使许多先进的工具和技术得以优化。随着可再生能源越来越多地进入全球能源市场,这种情况正在发生。这一趋势突显了该行业的供需特征,即在有风和晴朗的日子里,能源交易所的价格会下跌,而在无风和阴天的时候,价格会飙升。 

随着风电发展,出现以下关键问题:

我们的成立是为了优化这些日益数字化的资产的服务吗?

我们能比其他人更好地优化能源生产创造的价值吗?

在支持计划期间和之后,我们是否有能力将生产优化转化为收入优化?

我们是这类风电场的合适的长期所有者,还是应该专门代表基础设施投资者进行运营?

考虑到需要协调和执行的活动的范畴,对于业务的每个方面,最佳合作方是谁?

我们必须在公司内部做这么多事情吗?

我们所做内务是因为关心所需接口的适当管理吗?

如果是,我们在管理这些接口方面比外包商做得好多少?

在我们指定和订购风机之后,如何从下一代风机的技术进步中受益?

我们能否在功率提升模式和寿命延长模式下切换风机?

两种模式的经济学原理是什么?我们应该在什么情况下应用每种模式?

资产生命周期价值优化的概念对于风电场运营商和新建工厂的工业公司都是一样的;公司必须根据市场需求调整产量,但不能确定工厂的竞争力能维持多久。然而,就可再生能源而言,有两个关键的区别。首先,发电的大部分成本是前期资本支出,与其他行业更为典型的运营支出不同。其次,市场机制可能会发生变化,因为纯能源市场(支付方式由发电量决定)是为传统发电而设计的,这种形式显然正在衰落。

随着可再生能源在能源市场中的作用越来越大,平衡供需变得越来越重要。风能公司的一个出发点是重新思考旧的资产定义。如今,业主可以在同一场址将风电和光伏发电(PV)结合起来,在光照充分的下午进行光伏发电,晚上则进行风力发电。(见表2。) 两三年前,这种资产组合可能并不经济,但或许值得很快重新审视。到2025年,光伏成本预计将下降59%,而风电成本预计仅下降约一半。

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优化任何工业流程的关键是找到管理瓶颈的最佳方法,并交付满足客户需求的产品。在可再生能源领域,这通常意味着优化昂贵的电网容量,努力使发电模式尽可能与需求模式匹配。

一家大型风力设备制造商及其合作伙伴对他们正在南半球开发的风能和太阳能混合项目非常关注。4吉瓦的风机将与2吉瓦的光伏发电机组相匹配,一条水下直流电缆将把电力输送到附近国家的人口中心。该混合项目预计在2029年全面投入运营。

最大生命周期价值概念包括重新考虑资产的寿命。大多数风机部件很容易超过其设计寿命。伦敦帝国理工学院(Imperial College in London)最近的一项研究显示,风机在需要升级之前可以使用25年左右。这和天然气发电厂涡轮机的寿命差不多。

对于行业高管还有其他问题:例如,所有者是否拥有基于站点特征的所有相关组件故障间隔平均时间的数据,以及他们是否在长期服务计划中使用这些数据。这些问题应该反映出利用新技术可以做些什么——例如,使用数据和分析技术来重新配置风机,使其能够更好地应对强风,或者重新思考人们熟悉的关于风速和发电量之间关系的假设。

资产在支持计划范围之外的生存能力对所有利益相关者(业主、运营商、融资者、服务商和其他人)的角色提出了重大问题。例如,业主将不得不重新考虑他们希望持有资产多长时间。这就引出了其他问题:我是否在使用真实数据提取全部价值,而这些数据是进行有约束力的竞争性投标所必需的?(这些竞价不同于所谓的赌场竞价,在赌场竞价中,竞拍者获得期权,然后再决定是否采取行动。)哪些其他资产应该是我的投资组合的一部分,它们将如何改变我与客户的交互?

行业内协作:实现更高价值的更确定路径

在生命周期优化的新世界里,风电运营商和设备制造商必须停止争斗,开始合作。将重点转向资产的终身管理将带来更多的操作任务,其中许多任务非常适合在合作伙伴之间共享。例如,在化工行业,各种合作模式都在发挥作用,伙伴关系的价值得到广泛承认。在数字时代,这种价值被放大了,然而很少有风能公司考虑过新的合作模式,更不用说实施了。这是因为这些公司倾向于先看合约—义务、责任、违约金等—而不是从业务案例开始,或者因为他们害怕接口的复杂性。

当然,复杂性是真实存在的。在任何合作中,合作伙伴必须承认并同意各自的角色。风电资产业主还需要在业务活动和外包公司、分包商或其他行业合作伙伴能够更好地处理的业务活动之间找到必要的平衡。例如,如果数字分析技术不在资产所有者的专业范围内,那么公司需要什么样的合作伙伴以及合作协议来添加这些功能呢?对于服务活动,必须就谁将管理部件供应、谁的工作是监视来自风机变速箱的所有数据、谁培训服务技术等等达成一致。这些问题没有固定的答案:执行团队必须定期对它们进行复查。

太多的资产所有者和运营商仍然认为他们应该自己完成所有的服务任务。随着构建内部服务能力的成本飙升以及规模变得至关重要,这一理念正被质疑。过去,1~2吉瓦的装机容量被认为足以让运营商在内部培养服务技能。但是如果这个容量包括,比如说,分布在四个国家的十种类型的风机,情况将会非常不同。如今,建设一个大规模的服务机构通常需要5吉瓦或更多。随着OEM服务成本的下降,建立一个成熟的内部服务团队变得更加困难。这并不是说所有的服务任务都应该交给OEM,不管它们的价格有多低。重要的是要记住OEM的全服务合同关注的是兆瓦输出;运营商需要关注每兆瓦的价值以及运营带来的价值。

波士顿咨询公司创建了一个简单的模型,帮助行业参与者为各种任务找到合适的合作伙伴。(见表3所示。)对一些任务,风电资产运营公司非常适合自己处理;对许多其他任务来说,伙伴关系将更加有效。风能行业应采用新的合作形式,包括在模型的指导下,对所有服务和运营活动进行适当分配,并对这些活动进行新的捆绑。

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利用商业风险来避免商品化陷阱

在大多数能源行业,融资机制是围绕价格波动构建的。长期以来习惯了监管定价协议支持的风电行业,一直拒绝承担这种市场化融资固有的商业风险。这种情况必须改变。

最近一份关注欧洲的报告描绘了一幅新的风险图景。到2030年,只有6%的欧洲风电将通过支持计划对抗市场风险,得到充分保护,低于目前的75%。根据这份报告,到2030年,67%的风电将部分归入电力市场,其中27%将完全归于电力市场。保险公司和再保险公司既没有意愿也没有能力承保商业风险。因此,随着支持计划开始消退,越来越多的发电资产所有者正在寻找管理风险的新方法。这些包括更好地了解未来的电力需求和定价模式,优化服务和维修的时间,以较低的负载系数运行风机,以及投资于数字化。

一家公司将大型储能电池与风力发电结合起来的经验为潜在的资产组合方法提供了一个例子,并展示了风电企业如何才能降低风险。不久前,一家储能公司在一个风电场安装了100兆瓦的电池。仅在工程完成两周后,一座燃煤发电站就发生了事故。这个配备电池的风电场不仅维持了当地电网的运转,还在两天内为业主赚了大约70万美元。有报道称,风电场可以在一个月内以非常高的每兆瓦时电价出售电力,而发电几乎不需要支付任何费用。

将发电厂与储能单元相结合将成为常态。可以在电厂新建时或之后添加储能,作为一种改进。随着混合解决方案的出现,我们期望在不久的将来看到诸多改造。这其中的三个主要驱动因素是:越来越多的发电厂将没有固定补贴计划(面临市场风险);与此同时,可再生能源的日益普及导致电力市场价格为零或低于零的时数越来越多;安装电池储能的成本也在急剧下降。在欧洲,对风电厂进行改造,增加储能的盈亏平衡点是当5%~10%的发电量在市场价格为负的情况下。随着储能电池价格暴跌,这一门槛将会降低,这就是为什么在风电场保留一些空间用于改造或扩大储能已经是一个很好的做法。

从战略上讲,商业风险对整个可再生能源行业都有好处。对这种风险的有效管理意味着确保在需要时发电。波士顿咨询公司预计,由于监管调整和智能电表及其它智能技术的普及,供需将迅速趋同。智能电表和其他智能技术使得监测供需平衡变得更加实际。这些包括电动汽车、新的储能技术和部门耦合,部门耦合是建筑(供热和制冷)等能源消耗部门与发电部门的集成。当供需平衡时,就不需要削减发电量,电价也不会低于生产成本;电力平均价格与可再生能源平均价格之间的差距将缩小,政策制定者将对可再生能源在整体能源结构中的作用稳步上升感到放心。

这种转变将明显体现在消费者需求的捆绑以及越来越多的用电企业和发电企业(C&I) 购电协议(PPAs)的发展上。美国是此类协议的先行者,一些500强企业签署了企业购电协议。在欧洲,C&I购电协议已经开始在北欧国家和荷兰出现,葡萄牙和西班牙正在构建混合购电协议。风电业主是否会为自己建立这种能力,或者是否会出现新的中介业务,还有待观察。

当然,并不是每个行业参与者都有能力或技能来管理商业风险。然而,BCG认为,领先企业将从其它行业吸取教训。石油和天然气巨头早就掌握了这些风险的管理。在不久的将来,风能和太阳能领域将出现真正的巨头,这并不奇怪——这些公司的规模可能是目前可再生能源公司的10倍,在商界中也很受欢迎。

一个更大的赌注

“降低成本,提高性能”这句箴言对于优化寿命周期来说是必要的,但这已经不够了。由于目前商业风险敞口是一个大得多的因素,风能领域的长期成功现在需要跨越资产类型和国界的想象力—规模上的想象力。

欧洲一家大型风电场运营商就是一个很好的例子。该公司最近购买了澳大利亚一个大型太阳能开发项目的权利。(全年日照,预期荷载系数为23%。)该公司还通过收购美国一条2吉瓦的风电通道,进一步扩大了其地域投资组合。这些举措说明了风电运营商管理风险的两种方式:一是将风险分散到不同发电类型的不同技术上,二是在选定的市场进行投资,承担经过计算的风险,因为很难预测市场将以何种方式以及以多快的速度脱离支持计划。

但风险还有另外一个方面:一开始就没有承担正确的风险。BCG观察到,许多能源企业,如石油和天然气公司,正在寻找有吸引力的进入策略和机会,以试探可再生能源市场。他们最感兴趣的是风力发电,因为该行业需要更多的工程能力。这些公司的高管通常会说,他们希望从可以安全犯错的小项目开始,然后再进行更大规模的投资。一些人希望从一开始就获得行业回报。

然而,该行业正进入一个押注更大的时代。新来者采用水到渠成的方式,建造一个100兆瓦的风电场,他们几乎肯定会得出这样的结论:可再生能源对他们来说是不可行的,回报也不符合他们的需求。在多个市场大规模开发和运营不同的资产类型需要数十亿美元的公司和高水平的承诺。推迟这一承诺只会增加以后进入市场的难度。 

很明显,风能产业在10年后将会发生翻天覆地的变化——也许仅仅在5年内。无论行业高管是否采取行动,情况都将如此,因为正如今天定义的那样,许多变革力量来自行业之外。

如果领导者希望掌控自己的命运,他们必须尽快做出重大的新决定——关于风力资产的寿命优化,关于他们将担任何种角色,以及他们将与合作伙伴外包、分包或承担何种角色。他们必须发挥想象力,冒更大的风险,提出新想法,学习不熟悉的领域——例如PV的经济学。

上面描述的四个主题提供了开始提问的方法,这些问题将为这些决策提供信息。没有时间浪费了,影响这个行业的变化越来越大。因此,今天是开始问一个最重要问题的好日子:本周,你现在需要做什么,才能确保你在未来的可再生能源领域取得成功?

翻译:ERR能研微讯研究团队

声明: 本文由入驻OFweek维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。
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