思考
风能是一种资源丰富、高效和清洁的能源能量来源.清洁能源委员会报告称,2019年,澳大利亚风力发电场生产了该国35%的清洁能源。同年安装的风能超过830兆瓦时,是有史以来最多的一年风电场的发展.
来源:清洁能源委员会, 2019年
虽然新的风力发电场正在拔地而起,但第一代大型风力涡轮机几乎就要停产了。它们的设计寿命通常为20年,但根据不同的场地条件,它们的使用寿命可以达到25年,甚至30年。电厂电天平的设计寿命往往在25年以上。
因此,第一代风力发电场的所有者和运营商现在必须决定什么对他们老化的结构是最好的,是退役,是重新供电,还是延长它们的使用寿命。运营商在决策时必须在社区期望、土地所有者要求、规划许可、财务回报、机会成本、环境因素和设备使用寿命之间找到平衡。
在某些方面,老化的风电场技术的退役是一个未知的领域,因为终末期经验的例子有限。
随着风力涡轮机的使用寿命接近尾声,它们无法产生同样多的电力,因为它们需要更多的维护,因此增加了停机时间和维修成本。然而,如果这些资产的能力得到扩展,它们在技术上可能能够运行更长时间。
一般来说,在澳大利亚,业主有责任让该场地退役,因为《开发批准》中包含了明确的条款,规定了对场地退役和修复的期望。
通过观察国际上第一代风力发电场的退役过程,经验教训可以应用到澳大利亚的站点,减少运营和维护是至关重要的,简化资产管理也是如此。
为现有的风力发电场充电(用更新的、功率更大的型号替换旧的涡轮机)是岸上风力发电场的流行选择。就风能资源和电网接入而言,许多在澳大利亚开发的早期站点仍然是该国最好的站点。
虽然澳大利亚有许多潜在的风力发电场的地点,实际上寻找地点良好的电网接入变得越来越困难.这使得充电成为一个有吸引力的选择。此外,与风电场是一项新发展的社区相比,生活在风电场附近的社区可能更支持风电场。
我们现在关注的因素,告知现有风力涡轮机的寿命延长和平衡的工厂,因为它们接近退休年龄。
长期以来,人们普遍认为,在新风力发电场条件不利的国家,人们对延长寿命的兴趣增加了。然而,随着风力发电场所有者获得更先进的技术和数字分析评估,一个新的视角正在出现。在那些新风力发电场与寿命延长一样有利的国家,投资回报可能仍然是可以实现的。
Aurecon与客户合作,根据特定风力发电场的历史运行数据和预期的未来表现创建模型,为澳大利亚风力发电场的寿命延长决策提供依据。
然而,一个障碍是缺乏15年以上风电场设备的深入数字数据。在未来,关于涡轮机性能的更详细的数字数据将会存在,但第一代风电场的寿命延长计算将会受到更多的限制。
有可能使用数据驱动的方法通过创建资产的数字双胞胎.尽管对风能行业来说这是一个相对较新的系统,但这是一个连接物理基础设施和数字环境的数字资产模型的响应系统。
在副本世界中进行实时场景评估提供了巨大的好处,没有风险,同时在维度上是准确的。
数字化场景规划有助于更好地理解操作约束、资产性能和维护需求。
一个相关的数字进化是向数字线程的移动。从产品定义的最初步骤,一直到资产管理,数字线程统一了传统上被孤立的资产的数字记录。
我们需要进行彻底而复杂的开发资产管理全面涵盖风力发电场生命周期后期的战略——而不仅仅是根据合同进行运营和维护、风险管理非常有效的早期阶段。
任何风电场的寿命延长都需要通过有效的运营、维护和翻新来实现。业主,甚至是风力涡轮机供应商,都开始以更复杂的方式思考终身资产管理策略,以实现项目长期价值最大化。
在这一领域中,彻底的尽职调查和现实的假设对于在不断增加的可能寿命范围内开发可行的业务案例至关重要。
风电场寿命到期的一个关键考虑因素是,这些资产能延伸到什么程度。有时做决定很容易,选择也很直接。
然而,对大多数人来说,它是非常复杂的,有很多环境、社会、技术和金融因素。任何技术工程评估的一部分都是考虑风险因素:
任何扩大风力发电场运营的决定都需要得到成本/效益分析的支持。
此外,新风能技术在规模和容量上都使第一代风力发电场相形见绌。因此,生命终结计算的一部分是风力差异的机会成本发电如果新设备和基础设施的安装不利于现有风力涡轮机的寿命延长。
前面提到的数字双胞胎可以与电力市场模型一起使用,作为双边数字平台的一部分。该平台将允许供需无缝评估,一个风力发电场的价值单位是一个“生命延长行动”.
这样的操作分为两部分:可能操作的描述和与执行该操作相关的计算派生的寿命预测。该预测指出,如果采取了该措施,那么在特定条件下运行的特定涡轮机的寿命将在计算过的成本平衡下延长特定的、计算过的时间。
一旦价值明确,运营商就可以对资产的财务生命周期做出决策。
由于第一代和第二代(及以上)风力涡轮机和平衡工厂接近退休年龄,有一个完整的产业需要围绕它发展,回收和再利用废物。尽管在这一领域进行了大量的研究和开发,但它还不是行业主流,但它也不是面临复合材料回收问题的唯一行业。
来源:欧洲风能技术与创新平台, 2019年9月
由于问题日益严重,欧盟最近支持对风能行业的复合材料回收的研究。各国应发展当地回收风力涡轮机部件的能力,以符合社区的期望,即生产清洁和绿色电力的设备也应以同样的方式结束其寿命。
世界各地都在利用风能,澳大利亚就是其中之一29个国家的装机容量超过1000兆瓦.这是一个在技术方面持续增长和进步的领域,能量捕获和传输.
风能作为一种可再生能源,有着无穷无尽的好处。它为我们的家庭和企业提供了至关重要的服务,稳定了电网,并为全面可靠的电力供应做出了贡献。
这就是为什么,作为一个国家,我们应该继续支持和投资风能的未来。获得风力发电场的寿命延长或重新供电的方法是一个重要的部分。如果我们这样做,我们将看到一个可持续和经济上可行的风能部门,在未来几十年为我们的世界提供动力。
卡特里娜Swalwell是Aurecon能源业务的前技术总监。她是一名高级风力工程师,致力于经济和环境可持续性可再生能源的未来.卡特里娜在领导跨领域团队方面有着丰富的经验,为澳大利亚传统的和可再生能源市场.
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