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行业动态

全球火电企业将面临长期、非周期性行业变革

  全球火电企业将面临长期、非周期性行业变革,市场经营也将面临持续压力。据统计,自 2005 年以来,欧洲十大发电企业由化石燃料、核电或水力发电所构成的装机中,设备利用水平下降了 14%,每兆瓦装机容量的年营收实际降幅已经超过了 40%。
 
  从目前看,火电企业需要采取精细化运营和智能化运营等更有效的方法来维持企业生存并创造长期价值。
 
  在精细化运营方面,电力企业需要在事故应对、现场管理、停机时间管理、减少浪费等领域建立集成的、可持续的精益生产体系,该体系涵盖业务需求、操作改进、人员管理和性能治理等所有方面,有效提高运行效率。
 
  在智能化运营方面,电力企业需要运用智能化手段改善其价值链中的所有环节,为实现发电价值链上的效率的逐步改变,以及促进健康、安全和环境保护的改善提供了基础。据统计,通过建设新的监控中心等措施,电力生产商能够在五年内减少 50%的非计划停运,每年节省大约 300 万欧元。
 
  受行业重大变革影响,欧洲的传统发电企业一直如履薄冰。在过去 10 年间,受产能过剩导致的利用小时数和上网电价大幅下降影响,发电企业承受着巨大的市场竞争压力。自 2005 年以来,欧洲十大发电企业,自 2005 年以来,欧洲十大发电企业由化石燃料、核电或水力发电所构成的装机中,设备利用水平下降了 14%,每兆瓦装机容量的年营收实际降幅已经超过了 40%,同时,发电企业的股价表现不佳,信用评级也在下跌。许多其他地区的生产商也正面临相似的挑战。
 
  从目前看,造成发电企业业绩不佳的行业因素并不是一种短暂的周期性现象,而是行业面临全面转型的最初表现。在未来十年,预计将会看到一些无法盈利的发电厂以合并或关停的形式从竞争中被对手淘汰。
 
  不幸的是,到目前为止发电企业仍然没有找到应对目前状况的有效策略,许多企业只能通过大幅削减成本、在容量市场或备用市场中寻求机会来获得短期的缓解。
 
  发电企业甚至要求政府建立一套支付系统,实行容量电价来弥补他们的损失,但收效甚微。发电企业必须采用更多样的方法来维持企业生存并创造长期价值。尽管发电企业可能苦恼自己十年来一直承受着行业的压力,但其他行业的生产商很可能在几十年中都在面临着相似的竞争压力。这些公司通过使用一系列提高生产率的工具取得了远远超出传统的成本削减和整合带来的业绩提升,从而持续提高运营效率。他们的经验表明,发电企业也可以通过方法创新提高运行效率来获取优势。
 
  简而言之,发电企业需要果断采取行动提高长期生产率来维持企业生存。波士顿咨询公司(BCG)正在帮助领先的发电企业进行效率提升的项目前期部署,目前这些项目已经显示出巨大的潜力。根据经验,即使在削减了 35% 的成本之后,这些项目也可以实现每年 2%到 3%的效益增长。在未来的几年中,发电企业必须在所有运营领域都做出巨大的改变,使用全面的精益管理系统和所谓的 “能源发电 4.0”新型数字技术来适应成本的快速削减。
 
一、发电企业必须应对不断加剧的压力
 
  在十年衰退之前,欧洲的发电企业享有相对有利的市场条件。比如德国,在 1998 年之前,得益于区域垄断和成本关税,发电企业运营效率提升压力相对较小。但 1998 年电力市场化导致了上网电价的下降,随后是短暂的行业整合。2010 年,电力价格与大宗商品价格和二氧化碳排放证书的成本挂钩,虽然这两个因素对收益的影响逐步增大,但发电企业仍有盈利。
 
  自 2010 年以来,由于大宗商品价格和二氧化碳排放证书价格的下降,以及因为可再生能源上网电价优惠所带来的新能源发电能力的不断提高,火电价格大幅下降。此外,随着跨国界电力调度的拓展,跨区域电力输送能力不断增加。所有这些因素都在持续压低传统发电的利润率和利用率。
 
  虽然有一定地区性差别,但欧洲各地以及其他地区也出现了类似的影响。虽然可再生能源的增长势头强劲,但过去十年,欧洲十大生产商并没有大幅削减其常规机组的发电能录。尽管可用于销售的常规发电能量从 2005 年到 2015 年下降了 9%,但常规发电能力总体上增加了 7%。在这十年期间,设备利用率下降了 14%,经通胀因素调整后,每千兆瓦装机容量的年收入下降了 43%。
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图 1. 十年期间欧洲前十大发电企业设备利用水平下降了 14%(单位:TWh/GW)
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图 2. 十年期间火电机组单位装机容量收入下降超过 40%(单位:百万欧元/GW)
  为应对收入下滑,发电企业采取了许多计划来削减成本。这些措施包括大规模裁员、冻结工资,在某些情况下还包括机组封存或电厂关停。然而,短期成本削减并没有让投资者恢复对电力行业有潜力创造长期价值的信心。虽然市场已经从大衰退中复苏,但许多发电企业的股价仍在持续下跌。此外,评级机构下调了许多发电生产商的信用评级,并对它们的短期表现保持负面观望态度。截至 2016 年年中,标准普尔公司(Standard and Poor’s)在七年内下调欧洲公用事业公司评级的次数超过了升级次数。认识到可再生能源的发展会导致电力产能过剩的影响,标准普尔公司将公用事业公司的债务评级下调至 B 中,仅比不可投资项目高两个等级。
 
二、能效提升案例
 
  收入下降和股价下跌的明显趋势表明,发电企业必须从传统的成本削减计划中另寻他路。从其他行业的转型经验中可以得知,通过不断提高效率,可能成功应对几十年内的激烈竞争压力和价格下跌。
 
  美国的一般制造业就是一个典型的案例。为了应对来自国际竞争、新技术和全球经济危机的压力,在过去的 60 年里,该行业的劳动生产率平均每年增长约 3%。美国制造商通过应用自动化、数字化、专业化、商品的标准化和模块化等能效提升手段和专业化整合来达到规模经济效益,实现了不菲业绩。

  有人可能会说,一般制造业不能作为电力行业的典型参考案例,因为它的资本密集程度要低得多。但两大资本密集型行业(化工和钢铁)的经验也证实了一种观点,即发电企业可以通过一系列的能效提升手段,使生产率显著增长。在过去的 15 年中,欧洲化学工业的劳动生产率以每年超过 2%的速度增长。到 2000 年,化工行业通过专注于核心业务,剥离外围业务,实现了高度整合。在接下来的 10 年,面对中国的竞争和全球经济低迷,化工企业认识到,必须更深刻的思考如何提高经营效率。全厂优化、专业化和过程自动化都是驱动行业生产率增长的有效手段。在德国,钢铁行业在过去半个世纪里提高了大约三倍的生产率,经受住了几次危机的考验。钢铁制造商通过采用新技术和精益生产系统来促进持续改进,从而适应成本的快速削减。

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图 3. 德国钢铁行业劳动生产率持续提升(单位:吨/人)

  在未来长达几十年的竞争压力下,发电企业可以效仿上面所说的行业,通过采用新技术和精益生产系统来适应成本的快速削减。
 
三、精益管理系统推动可持续改进
 
  主要的发电企业正在采用一般制造业的精益管理原则,将计划、操作和维护的新方法引入到他们的组织中。虽然发电行业与一般制造业在某些方面有很大的不同,但精益原则可以用于实现可持续的改进。
 
  精益管理的关键在于关注与发电厂最相关得过程,比如稳态过程、标准化流程(尤其是维护)和项目管理(尤其是大型维护工作)。与传统的精益方法一样,精益原则在电厂运行中的应用应该针对不增加价值的“浪费”,比如让维护人员执行许多不必要的任务,导致关键任务不能快速执行,造成人员配置水平非必要性提高。而且,如果不按照进程进行不同的转换,可能会导致返工或其他资源效率低下。在发电企业应用精益原则可以带来持续性的改善,比如通过缩短停机时间和快速可靠的启动可以带来收入增长并持续降低可控成本。员工应该学习识别需要改进的领域,并通过系统的根源分析确定正确的实施措施。
 
  欧洲的一个主要公用事业公司已经认识到这个机会: 几年前,这个公用事业公司发起了一个大规模的、自上而下的计划来降低成本。这个计划目的是多层级的成本消减,每一次都可以达到更高的节约目标。该公司明白,要实现自上而下的计划之外的额外节省,它必须应用精益原则来提高领导能力,同时不断提高过程和团队的效率质量。
 
  在波士顿咨询公司(BCG)的支持下,这家公司在发电部门成功地应用了精益管理。以下几个例子可以说明其所获得的改进:
 
1.事故应对:为了减少维修部的成本和工作量,该公司设法减少需要维修组马上跟进的高优先等事故数量。在一个联合研讨会上,控制室和维修人员重新修订了各类事故的优先级,提高了优先级的一致性,将具有高优先级特征的事故减少了大约 50%,从而减少了紧急维护需求。事件报告的事后维护分析能够持续提高报告和系统的质量。
 
2.现场管理:为了改善现场管理,该公司引入了“团队委员会”作为结构化的绩效对话和高效会议的基础。委员会的职责包括安排任务清单、制定 KPI、确定重要联络人以及编写改进工作建议。这样的安排能够使日常会议更加明确,也提高了任务分配和责任的透明度。这一倡议导致了两个关键指标的改进:“平均修复时间”减少 20%,“故障间隔时间”增加 30%。
 
3.停机时间管理:该公司试图显著减少设备停机时间。维护团队使用结构化的问题解决方案来设计一种通过减少操作数量或增加操作协同性来优化每个维护过程的方法。该方法还包括为任务设置最优标准时间框架和定义控制例程,以便用结构化的方式处理偏差,例如分析停机发生的原因并将改变纳入后续计划。
 
4.减少浪费:这家公司还希望减少其物资登记部门的非必要运营。在故障修复车间,部门工作人员发现浪费,设计减少非增值活动的解决方案,并定义成本相关的 KPI。通过这些解决方案,增加了运营透明度,减少了工作量,避免了返工。除了改善沟通,这种快速见效的解决方案在部门成员中确立了一种积极肯干的态度,并树立了解决更复杂问题信心。
 
  要成功地采用精益管理,仅仅执行精益计划的选择是不够的。更多的是需要发电企业需要建立集成的、可持续的精益生产系统,该系统涵盖业务需求、操作改进、人员管理和性能治理的所有方面。企业首先应该确定其核心业务需求和目标,改进其业务的高优先级领域。为了实现这一转变,必须创建协作和具有激励性的企业文化并运用基于KPI的绩效管理来吸引和留住人才。
 
四、能源发电 4.0 彻底改变了电厂运作
 
  工业 4.0 技术(包括大数据、先进的机器人技术和 3D 打印等)正在全球范围内掀起一场变革,改善了其价值链中的所有环节。现在发电企业加入这场革命的时机已经成熟。能源发电 4.0 是一套技术杠杆,为实现发电价值链上的效率的逐步改变,以及促进健康、安全和环境保护的改善提供了基础。
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图 4 . 智慧运行推进能效提升
  一家国际发电企业为其欧洲和拉丁美洲的电厂建立了一个中央监控中心,展示了能源发电 4.0 创造价值的各种方式。该中心使发电企业能够远程监控设备性能并为全球 100 多台汽轮机定制维护策略。该中心还协助推广最佳做法。例如:
 
1.性能监控:性能监控应该以实时数据为基础,这样生产商就可以执行关键的操作,比如提高汽轮机的热效率。拥有执行此类操作的能力减少了发电企业对原始设备制造商(OEM)的依赖,同时允许生产商在内部构建大量特定技能和专有技术,减少燃料消耗和污染物排放来使成本降低。
 
2.运行条件监控:基于条件的监控应该分析传感器数据,这样可以更准确地预估组件的剩余寿命。有了更准确的估计,发电企业可以延长组件的使用寿命,从而降低维护成本。此外,企业可以改变事件优先等级来优化维护工作。通过定制维护策略和操作,企业可以根据其对工厂的实际价值和各种资产的状况来管理支出和活动。
 
  通过建设新的监控中心等措施,发电企业能够在五年内减少 50%的非计划停运,使每年节省大约 300 万欧元。
 
  还有许多其他的能源发电 4.0 的案例。例如,一些公用事业公司已经开始使用增强现实设备,将项目信息(如修理指令或设备操作数据)发送给工作人员。相比之下,使用 3D 打印来制造零件的做法还在测试阶段。例如,一个原始设备制造商(OEM)最近完成了使用 3D 打印生产的汽轮机叶片第一次全负荷运行试验。这类应用程序可能会将开发原型的前置时间减少 90%,并允许制造商根据客户需求提供定制的部件。
 
  能源发电 4.0 的使用可能会从根本上改变电厂员工的日常工作。要使这种潜在的影响成为现实,发电企业必须先了解其过程的当前状态和改进机会。然后企业就可以确定精益原则和能源发电 4.0 杠杆的最佳组合,然后抓住行业机遇。这种组合实施方案必须能够应对包括能力建设、系统培训、现有工作流程的持续改进、标准及文化变革等挑战。
 
五、投入运行
 
  为了能够快速评估组合实施方案的长期运行效率,发电企业应回答以下问题:
 
  是否全盘考虑了当前可用于提高业务效率的所有可行手段?
 
  我们最近使用的提效措施在多大程度上促进了效率的持续改进,而不仅仅只是作为一次性的成本节约?我们如何有效地为生产力持续增长打下坚实的基础?
 
  我们的员工是否已经准备好、愿意、能够自主地识别并妥善地解决日常工作中的效率低下问题? 我们是否对未来五到十年内,这份技术路线图可以提高从采购到销售的各个领域的效率达成统一共识?(来源:中国大唐集团科学技术研究院)

 

点击次数:  更新时间:2018-07-18  【打印此页】  【关闭