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供应链互补:拓展中英新能源合作新空间

气候变化和能源转型是关乎人类共同利益的全球性议题。2021 年秋,联合国气候变化大会(COP26)期间,中英领导人达成共识:合作实现向碳中和型能源结构转型是两国双边关系重中之重。发展可再生能源有利于减少气候变化和污染对人口、经济的不利影响,提高能源安全保障。

过去十年来,英中两国政府共同支持广泛的政策和市场合作,支持绿色金融合作,促进创新市场机制的知识共享。这包括英国的差价合约 (CfD) 竞争性拍卖、竞争性电力市场设计和监管、碳交易和可再生能源激励计划。还共同推动了多个技术领域的项目并进行了深入讨论,包括:深海固定和浮动海上风电项目的安装、运营和维护;储能设计与部署;跨省HVDC(高压、直流)输电;制氢;碳捕获利用和储存(CCUS)项目;智能电网和电网灵活性。

可再生能源大规模发展是中国实现碳中和目标的重要途径。近年来,中国能源市场发展迎来新的变化,也出现了一些影响电网稳定和电力消纳等亟待解决的问题,而这些新变化与新问题恰恰蕴藏了更多的市场机会。中英两国基于产业链互补的特性,未来合作空间可期。

 供应链互补:拓展中英新能源合作新空间

新变化

截至2021年底,中国可再生能源发电装机达到10.63亿千瓦,占总发电装机容量的44.8%,常规水电、抽水蓄能、风电、太阳能发电、生物质发电等装机容量均居世界第一。越来越多的可再生能源并入电网给电网的稳定带来新的挑战,旧的电力系统已经不能满足要求,构建新型电力系统成为必然趋势。

在电网端,不仅需要引入需求侧管理与储能技术,更要突出新能源的主体地位并引入支撑技术体系。以新能源接入逐步增加为目标的新型电力系统,其电网调节能力显著增强,电网也在由集中为主向集中与分散并重转型。

构建新型电力系统,在坚持集中式与分布式共同发展,提高电网对高比例可再生能源的消纳和调控能力的同时,也要大力发展局域电网、智能微网等新的技术手段,推动风能、太阳能就地就近消纳利用。摆脱对传统的大电网、大电厂模式的依赖,推动电网的低碳化、数字化发展。

经历了十余年的高速发展后,中国风电市场也面临老旧风机如何处置的问题。虽然风机的设计寿命通常是20年,但是运行到15年左右,其经济性就已经大大降低,是让其提前退役,还是对其改造升级,是摆在开发商面前的一道难题。

2021年12月,国家能源局发布《风电场改造升级和退役管理办法》意见稿,鼓励并网运行超过15年的风电场开展改造升级和退役。毫无疑问,对于老旧风电机组,退役替换的成本较高。如果可以采用“机组增效”的方式改造老旧风机,也不失为一条好的路径,诸如通过以叶片增效、激光雷达校正、YADA偏航控制等方式进行技改,最终实现延长风机寿命且提高发电量。

陆上风电老机组的替换和改造,从另一侧面反映出陆上风电资源开发潜力逐渐减小,风电的发展必须进行新的开疆拓土。在全球,海上风电产业正准备迎来快速发展的全新时代,能源危机和俄乌冲突让各国政府更 加认识到能源安全的重要性,从而进一步上调了海上风电的发展目标。与此同时,产业正面对着越来越严重的成本压力和供应链危机。

在中国,众多成熟的开发商瞄准了海上风电发展机遇,可是对于刚刚起步的海上风电来说,面临各种复杂的问题。特别值得一提的是,海缆敷设技术及方案的成熟与否对一个海上风电场项目来说,无论从投资的经济性还是风电场的可靠性和稳定性来看,都具有巨大的影响。

作为海上风电场电能输送通道,其安全可靠运行对海上风电场的安全运行至关重要。由于海缆被敷设在环境极其恶劣的海底,在运行中除了受到潮汐、波浪、冲刷及地震等自然条件的作用外,还受到海底物质的摩擦、有害气体侵蚀、人类海洋活动的影响。因而,对其提出了更高的技术和安全性的要求。

海底电缆不仅对防水、耐腐蚀、及其他不可控外力碰撞等特殊性能要求很高,还要有较高的电气绝缘性能和安全可靠性 ,否则一旦出现故障,会对海上风电机组发电量造成巨大的经济损失。

因而,对于电缆的安全保护也是海上风电开发中的重中之重。英国是世界上海上风电起步较早的国家,2000年12月,其第一台海上风力涡轮机在诺森伯兰海岸附近安装。从那时起,一直在探索海上风电领域的技术创新。英国更被全球风能委员会认可为开发海上浮动风能的先驱。因而,在当下,面对中国新能源开发亟待解决的新问题,中英合作的机会再次被放大。

新机会

长期耕耘于可再生能源领域的英国,近年来在技术创新上涌现出一批“隐形冠军”企业——它们通常专注于某一个领域,靠创新性技术获得业界大量市场份额。而在行业之外,它们的名字却鲜为人知。

总部位于英国的 Octopus Energy 是一家初创公司,是一家新型的电力供应商。据介绍,现在活跃于 9 个国家,该公司通过自创的能源管理平台帮助客户实现远程智能控制,从而创造更多的利润。

户用光伏和储能设备在英国的大量涌现,催生了新的电力供应与售卖的商业模式。Octopus Energy以 Uber 为模型的机制管理电网的供需 。Octopus Energy服务的客户安装4 kWp 的太阳能电池板,并配有储能电池,他可以帮助客户选择售卖电的时机,实现比以固定电价计算的相同电池板高出 50% 的收入。此外,他还将客户的一个个分布式的电站与亚马逊 Alexa、IFTTT 或智能电动汽车充电相交互。

在英国,平均每平方英里有 6 个 Octopus Energy 客户,因而客户可以将自家生产的能源出售给邻居,从而实现大规模的点对点能源交易。因此, Octopus Energy 的客户都将受益于更便宜的电价和更低的传输成本。

虽然客户是分散的发电商,但不妨碍这家2015年才成立的公司已经成为英国第五大能源供应商,拥有超过300万客户。Octopus Energy这类公司的出现,通过平台来帮助实现寻找最佳的买卖时机的同时,也提升了电网的灵活能力。

对于陆上风电的升级改造市场,来自英国的Anakata 团队看到了新的机会,他们提供陆上风力涡轮机升级包等技术帮助客户提高投资回报率。他们还试图与风电场所有者和资产管理者合作以提高叶片性能,对于运行中的涡轮机,Anakata更专注于整个叶片的性能,目的是提供更高的回报、更低的能源成本和对环境的积极影响,采用诸如 3D 叶片尖端助推器、运行涡轮机的空气动力学红外分析以及前沿保护和噪声抑制装置。此外,还与涡轮机和叶片原始设备制造商合作,为陆上和海上涡轮机的新叶片改进叶片设计和模块化工厂装配解决方案。

此外,更多的英国公司更是看好中国的海上风电市场。英国Tekmar能源公司在2008年首次研发出保护系统以来已为全世界超过106个海上风电项目提供了9000多套电缆保护系统,占有欧洲80%的市场份额。而这家公司也在中国海上风电市场中拿到了订单,据其介绍,已将把这一技术带入中国海上风电的18个项目。Tekmar能源公司提供TekLink机械闩锁CPS技术,以保护该项目的海底阵列电缆,这些电缆从海床穿过动态区域过渡到顶部悬挂位置。 

来自英国的科学和工程咨询公司——JBA咨询也试图参与中国海上风电市场,并已开发出其战略和运营规划软件系统 ——ForeCoast Marine 。这款创新软件用于设计、优化和管理海上风电项目,帮助用户降低海上风电场的风险,最大限度地提高其性能,提升盈利能力。该ForeCoast Marine 可用于支持选址和设计布局,评估海底许可证投标的 CAPEX 和 OPEX 估算,设计和优化建设及运维策略以及管理日常运营计划,考量天气、物流、船舶和人员可用性。

显而易见的是,越来越多的英国公司进入中国市场,因为两国之间拥有互补的供应链。英国国际贸易部中国可再生能源贸易与投资主管Chris Hay对《能源》杂志表示,中国是制造业的领先者,拥有世界领先的一级公司。英国是先驱和创新者,拥有令人印象深刻的研究驱动型大学,以及擅长将新技术商业化的二级和三级供应链公司。这些不同模式之间的合作可以支持两国的可持续发展目标。

“展望未来,我很高兴看到在电网上部署可再生能源的新机制,以及更多英国最令人兴奋和创新的技术在中国市场上推出。目前,中国市场上有很多来自英国公司的产品,未来还会有更多。”

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