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行業動態

全球火電企業將麵臨長期、非周期性行業變革

  全球火電企業將麵臨長期、非周期性行業變革,市場經營也將麵臨持續壓力。據統計,自 2005 年以來,歐洲十大發電企業由化石燃料、核電或水力發電所構成的裝機中,設備利用水平下降了 14%,每兆瓦裝機容量的年營收實際降幅已經超過了 40%。
 
  從目前看,火電企業需要采取精細化運營和智能化運營等更有效的方法來維持企業生存並創造長期價值。
 
  在精細化運營方麵,電力企業需要在事故應對、現場管理、停機時間管理、減少浪費等領域建立集成的、可持續的精益生產體係,該體係涵蓋業務需求、操作改進、人員管理和性能治理等所有方麵,有效提高運行效率。
 
  在智能化運營方麵,電力企業需要運用智能化手段改善其價值鏈中的所有環節,為實現發電價值鏈上的效率的逐步改變,以及促進健康、安全和環境保護的改善提供了基礎。據統計,通過建設新的監控中心等措施,電力生產商能夠在五年內減少 50%的非計劃停運,每年節省大約 300 萬歐元。
 
  受行業重大變革影響,歐洲的傳統發電企業一直如履薄冰。在過去 10 年間,受產能過剩導致的利用小時數和上網電價大幅下降影響,發電企業承受著巨大的市場競爭壓力。自 2005 年以來,歐洲十大發電企業,自 2005 年以來,歐洲十大發電企業由化石燃料、核電或水力發電所構成的裝機中,設備利用水平下降了 14%,每兆瓦裝機容量的年營收實際降幅已經超過了 40%,同時,發電企業的股價表現不佳,信用評級也在下跌。許多其他地區的生產商也正麵臨相似的挑戰。
 
  從目前看,造成發電企業業績不佳的行業因素並不是一種短暫的周期性現象,而是行業麵臨全麵轉型的最初表現。在未來十年,預計將會看到一些無法盈利的發電廠以合並或關停的形式從競爭中被對手淘汰。
 
  不幸的是,到目前為止發電企業仍然沒有找到應對目前狀況的有效策略,許多企業隻能通過大幅削減成本、在容量市場或備用市場中尋求機會來獲得短期的緩解。
 
  發電企業甚至要求政府建立一套支付係統,實行容量電價來彌補他們的損失,但收效甚微。發電企業必須采用更多樣的方法來維持企業生存並創造長期價值。盡管發電企業可能苦惱自己十年來一直承受著行業的壓力,但其他行業的生產商很可能在幾十年中都在麵臨著相似的競爭壓力。這些公司通過使用一係列提高生產率的工具取得了遠遠超出傳統的成本削減和整合帶來的業績提升,從而持續提高運營效率。他們的經驗表明,發電企業也可以通過方法創新提高運行效率來獲取優勢。
 
  簡而言之,發電企業需要果斷采取行動提高長期生產率來維持企業生存。波士頓谘詢公司(BCG)正在幫助領先的發電企業進行效率提升的項目前期部署,目前這些項目已經顯示出巨大的潛力。根據經驗,即使在削減了 35% 的成本之後,這些項目也可以實現每年 2%到 3%的效益增長。在未來的幾年中,發電企業必須在所有運營領域都做出巨大的改變,使用全麵的精益管理係統和所謂的 “能源發電 4.0”新型數字技術來適應成本的快速削減。
 
一、發電企業必須應對不斷加劇的壓力
 
  在十年衰退之前,歐洲的發電企業享有相對有利的市場條件。比如德國,在 1998 年之前,得益於區域壟斷和成本關稅,發電企業運營效率提升壓力相對較小。但 1998 年電力市場化導致了上網電價的下降,隨後是短暫的行業整合。2010 年,電力價格與大宗商品價格和二氧化碳排放證書的成本掛鉤,雖然這兩個因素對收益的影響逐步增大,但發電企業仍有盈利。
 
  自 2010 年以來,由於大宗商品價格和二氧化碳排放證書價格的下降,以及因為可再生能源上網電價優惠所帶來的新能源發電能力的不斷提高,火電價格大幅下降。此外,隨著跨國界電力調度的拓展,跨區域電力輸送能力不斷增加。所有這些因素都在持續壓低傳統發電的利潤率和利用率。
 
  雖然有一定地區性差別,但歐洲各地以及其他地區也出現了類似的影響。雖然可再生能源的增長勢頭強勁,但過去十年,歐洲十大生產商並沒有大幅削減其常規機組的發電能錄。盡管可用於銷售的常規發電能量從 2005 年到 2015 年下降了 9%,但常規發電能力總體上增加了 7%。在這十年期間,設備利用率下降了 14%,經通脹因素調整後,每千兆瓦裝機容量的年收入下降了 43%。
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圖 1. 十年期間歐洲前十大發電企業設備利用水平下降了 14%(單位:TWh/GW)
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圖 2. 十年期間火電機組單位裝機容量收入下降超過 40%(單位:百萬歐元/GW)
  為應對收入下滑,發電企業采取了許多計劃來削減成本。這些措施包括大規模裁員、凍結工資,在某些情況下還包括機組封存或電廠關停。然而,短期成本削減並沒有讓投資者恢複對電力行業有潛力創造長期價值的信心。雖然市場已經從大衰退中複蘇,但許多發電企業的股價仍在持續下跌。此外,評級機構下調了許多發電生產商的信用評級,並對它們的短期表現保持負麵觀望態度。截至 2016 年年中,標準普爾公司(Standard and Poor’s)在七年內下調歐洲公用事業公司評級的次數超過了升級次數。認識到可再生能源的發展會導致電力產能過剩的影響,標準普爾公司將公用事業公司的債務評級下調至 B 中,僅比不可投資項目高兩個等級。
 
二、能效提升案例
 
  收入下降和股價下跌的明顯趨勢表明,發電企業必須從傳統的成本削減計劃中另尋他路。從其他行業的轉型經驗中可以得知,通過不斷提高效率,可能成功應對幾十年內的激烈競爭壓力和價格下跌。
 
  美國的一般製造業就是一個典型的案例。為了應對來自國際競爭、新技術和全球經濟危機的壓力,在過去的 60 年裏,該行業的勞動生產率平均每年增長約 3%。美國製造商通過應用自動化、數字化、專業化、商品的標準化和模塊化等能效提升手段和專業化整合來達到規模經濟效益,實現了不菲業績。

  有人可能會說,一般製造業不能作為電力行業的典型參考案例,因為它的資本密集程度要低得多。但兩大資本密集型行業(化工和鋼鐵)的經驗也證實了一種觀點,即發電企業可以通過一係列的能效提升手段,使生產率顯著增長。在過去的 15 年中,歐洲化學工業的勞動生產率以每年超過 2%的速度增長。到 2000 年,化工行業通過專注於核心業務,剝離外圍業務,實現了高度整合。在接下來的 10 年,麵對中國的競爭和全球經濟低迷,化工企業認識到,必須更深刻的思考如何提高經營效率。全廠優化、專業化和過程自動化都是驅動行業生產率增長的有效手段。在德國,鋼鐵行業在過去半個世紀裏提高了大約三倍的生產率,經受住了幾次危機的考驗。鋼鐵製造商通過采用新技術和精益生產係統來促進持續改進,從而適應成本的快速削減。

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圖 3. 德國鋼鐵行業勞動生產率持續提升(單位:噸/人)

  在未來長達幾十年的競爭壓力下,發電企業可以效仿上麵所說的行業,通過采用新技術和精益生產係統來適應成本的快速削減。
 
三、精益管理係統推動可持續改進
 
  主要的發電企業正在采用一般製造業的精益管理原則,將計劃、操作和維護的新方法引入到他們的組織中。雖然發電行業與一般製造業在某些方麵有很大的不同,但精益原則可以用於實現可持續的改進。
 
  精益管理的關鍵在於關注與發電廠最相關得過程,比如穩態過程、標準化流程(尤其是維護)和項目管理(尤其是大型維護工作)。與傳統的精益方法一樣,精益原則在電廠運行中的應用應該針對不增加價值的“浪費”,比如讓維護人員執行許多不必要的任務,導致關鍵任務不能快速執行,造成人員配置水平非必要性提高。而且,如果不按照進程進行不同的轉換,可能會導致返工或其他資源效率低下。在發電企業應用精益原則可以帶來持續性的改善,比如通過縮短停機時間和快速可靠的啟動可以帶來收入增長並持續降低可控成本。員工應該學習識別需要改進的領域,並通過係統的根源分析確定正確的實施措施。
 
  歐洲的一個主要公用事業公司已經認識到這個機會: 幾年前,這個公用事業公司發起了一個大規模的、自上而下的計劃來降低成本。這個計劃目的是多層級的成本消減,每一次都可以達到更高的節約目標。該公司明白,要實現自上而下的計劃之外的額外節省,它必須應用精益原則來提高領導能力,同時不斷提高過程和團隊的效率質量。
 
  在波士頓谘詢公司(BCG)的支持下,這家公司在發電部門成功地應用了精益管理。以下幾個例子可以說明其所獲得的改進:
 
1.事故應對:為了減少維修部的成本和工作量,該公司設法減少需要維修組馬上跟進的高優先等事故數量。在一個聯合研討會上,控製室和維修人員重新修訂了各類事故的優先級,提高了優先級的一致性,將具有高優先級特征的事故減少了大約 50%,從而減少了緊急維護需求。事件報告的事後維護分析能夠持續提高報告和係統的質量。
 
2.現場管理:為了改善現場管理,該公司引入了“團隊委員會”作為結構化的績效對話和高效會議的基礎。委員會的職責包括安排任務清單、製定 KPI、確定重要聯絡人以及編寫改進工作建議。這樣的安排能夠使日常會議更加明確,也提高了任務分配和責任的透明度。這一倡議導致了兩個關鍵指標的改進:“平均修複時間”減少 20%,“故障間隔時間”增加 30%。
 
3.停機時間管理:該公司試圖顯著減少設備停機時間。維護團隊使用結構化的問題解決方案來設計一種通過減少操作數量或增加操作協同性來優化每個維護過程的方法。該方法還包括為任務設置最優標準時間框架和定義控製例程,以便用結構化的方式處理偏差,例如分析停機發生的原因並將改變納入後續計劃。
 
4.減少浪費:這家公司還希望減少其物資登記部門的非必要運營。在故障修複車間,部門工作人員發現浪費,設計減少非增值活動的解決方案,並定義成本相關的 KPI。通過這些解決方案,增加了運營透明度,減少了工作量,避免了返工。除了改善溝通,這種快速見效的解決方案在部門成員中確立了一種積極肯幹的態度,並樹立了解決更複雜問題信心。
 
  要成功地采用精益管理,僅僅執行精益計劃的選擇是不夠的。更多的是需要發電企業需要建立集成的、可持續的精益生產係統,該係統涵蓋業務需求、操作改進、人員管理和性能治理的所有方麵。企業首先應該確定其核心業務需求和目標,改進其業務的高優先級領域。為了實現這一轉變,必須創建協作和具有激勵性的企業文化並運用基於KPI的績效管理來吸引和留住人才。
 
四、能源發電 4.0 徹底改變了電廠運作
 
  工業 4.0 技術(包括大數據、先進的機器人技術和 3D 打印等)正在全球範圍內掀起一場變革,改善了其價值鏈中的所有環節。現在發電企業加入這場革命的時機已經成熟。能源發電 4.0 是一套技術杠杆,為實現發電價值鏈上的效率的逐步改變,以及促進健康、安全和環境保護的改善提供了基礎。
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圖 4 . 智慧運行推進能效提升
  一家國際發電企業為其歐洲和拉丁美洲的電廠建立了一個中央監控中心,展示了能源發電 4.0 創造價值的各種方式。該中心使發電企業能夠遠程監控設備性能並為全球 100 多台汽輪機定製維護策略。該中心還協助推廣最佳做法。例如:
 
1.性能監控:性能監控應該以實時數據為基礎,這樣生產商就可以執行關鍵的操作,比如提高汽輪機的熱效率。擁有執行此類操作的能力減少了發電企業對原始設備製造商(OEM)的依賴,同時允許生產商在內部構建大量特定技能和專有技術,減少燃料消耗和汙染物排放來使成本降低。
 
2.運行條件監控:基於條件的監控應該分析傳感器數據,這樣可以更準確地預估組件的剩餘壽命。有了更準確的估計,發電企業可以延長組件的使用壽命,從而降低維護成本。此外,企業可以改變事件優先等級來優化維護工作。通過定製維護策略和操作,企業可以根據其對工廠的實際價值和各種資產的狀況來管理支出和活動。
 
  通過建設新的監控中心等措施,發電企業能夠在五年內減少 50%的非計劃停運,使每年節省大約 300 萬歐元。
 
  還有許多其他的能源發電 4.0 的案例。例如,一些公用事業公司已經開始使用增強現實設備,將項目信息(如修理指令或設備操作數據)發送給工作人員。相比之下,使用 3D 打印來製造零件的做法還在測試階段。例如,一個原始設備製造商(OEM)最近完成了使用 3D 打印生產的汽輪機葉片第一次全負荷運行試驗。這類應用程序可能會將開發原型的前置時間減少 90%,並允許製造商根據客戶需求提供定製的部件。
 
  能源發電 4.0 的使用可能會從根本上改變電廠員工的日常工作。要使這種潛在的影響成為現實,發電企業必須先了解其過程的當前狀態和改進機會。然後企業就可以確定精益原則和能源發電 4.0 杠杆的最佳組合,然後抓住行業機遇。這種組合實施方案必須能夠應對包括能力建設、係統培訓、現有工作流程的持續改進、標準及文化變革等挑戰。
 
五、投入運行
 
  為了能夠快速評估組合實施方案的長期運行效率,發電企業應回答以下問題:
 
  是否全盤考慮了當前可用於提高業務效率的所有可行手段?
 
  梦之城国际最近使用的提效措施在多大程度上促進了效率的持續改進,而不僅僅隻是作為一次性的成本節約?梦之城国际如何有效地為生產力持續增長打下堅實的基礎?
 
  梦之城国际的員工是否已經準備好、願意、能夠自主地識別並妥善地解決日常工作中的效率低下問題? 梦之城国际是否對未來五到十年內,這份技術路線圖可以提高從采購到銷售的各個領域的效率達成統一共識?(來源:中國大唐集團科學技術研究院)

 

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