消费性产品往往希望消费者早买早享受,不过对于机器设备来说则是早用早故障,美国风力发电即将面临这样的定律,先前大力政策鼓励建造的风力发电机,如今开始逐渐老旧,如今美国风力发电机平均年龄已经超过 5 年,之后维护营运费用将大增,但反过来说,这也将是维修厂商的一大商机。
市调公司 IHS Markit 于 2017 年 11 月发表报告指出,北美风力发电机的平均年龄在 2015 年为 5.5 年,随着大量既有旧风机每年变老一岁,到 2020 年,平均年龄将提升到 7 年,到 2030 年则将达 14 年。IHS Markit 的报告资料收集自北美超过 300 个风力发电计划,年代自 1994 年至 2016 年,总计 2 万架风力发电机,来自 15 个不同的 OEM 厂商,共 3 万百万瓦(megawatt)发电容量,占北美市场约三分之一,营运时间 11.5 万架风机/年。
风力发电机的维修营运成本,通常在第一年最低,但只低一些些,因为新设备会有许多意料之外的故障与需因地制宜调整之处;第一年过去,虽然意外问题大多排除,但随着风机零组件长年运转逐渐损耗、老化,维修成本开始逐年提高;第 5 年之后维修成本显著提升,到第十年之后,许多风场的风机都需要更换齿轮箱。
前十年的维修成本,平均下来每年每百万瓦 4.2 万至 4.8 万美元。IHS Markit 估计兴建 5~10 年的风机,每年每百万瓦维修成本约为 4.5 万至 5 万美元,但十年之后预期会再增加,提高到每年 5 万至 6 万美元。预计北美风机维修费用每年达 30 亿至 40 亿美元,自 2015 到 2025 年,北美市场风机维修市场累积总计将达到 400 亿美元之谱。
朝着智慧化管理发展
美国与加拿大如今年龄超过 6 年的风力发电机有超过 5 万架,将近 10 万百万瓦发电容量。以加州为例,较早装设的风力发电机兴建年代早至 1980 年代,较晚兴建,规模较大的风机也每年逐渐老化,风机安装后就有超过 20 年的维修商机,到 2030 年时,美、加估计将有超过 7 万架老风机需要维修,这将使得风机维修成为一门庞大生意,许多相关产业都积极将触角伸进这块大市场,包括印度风能大厂 Suzlon、西门子歌美萨(Siemens Gamesa)、三菱维斯塔斯(MHI Vestas)以及其他各风机 OEM 大厂都已投入。
然而,风场营运商在庞大的维修费用压力下,也会有所打算,主要有两个方向,一是朝着智慧化管理发展,引进许多智慧化自动调控风机的解决方案,一方面让风机最有效率运转,也减少不必要的损耗,延长需要维修更换零件的时间,借此降低维修费用;另一方面,美国有许多老风机,当初采用旧型、较小机种,效益原本就不如如今主流新型较高大更有效率的风机,与其付出维修成本,还不如干脆换新。
美国能源资讯局(Energy Information Administration,EIA)统计,有 12% 美国风力发电机在 2000 年以前设置,这些风机由于当年的风机发电容量远比现在的风机小,所以仅占美国 2% 风力发电容量,这些风机也往往占据美国风力资源最好的风场,因为在当年风机发电效率不如现在的限制下,只有最好的风场才有经济效益,于是,合理的想法不是负担越来越高的维修费用,而是干脆原地重新插上新型风机,或是更换主要组件如扇叶与齿轮箱。以奇异(GE)而言,就已重插了 300 架旧换新的风机,这样做可提升风力发电能力达 25%,而且新风机还能再多运转 20 年。
目前美国风力发电产品税负抵减(PTC)的相关规定也对重插风机有利,只要风场 80% 资产是新设,就可符合 PTC 补贴标准,而换新风机显然很容易达成这个门槛。在维修费用、发电效能以及税负抵减的三方面推力与拉力下,重插风机也将成为一门大生意,据美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)估计,美国重插风机市场规模,至 2030 年将达每年 250 亿美元之谱。
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(首图来源:Flickr/allanjder CC BY 2.0)
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