风电发展步履不停，无人机是否能为风电运维翻盘?

       当前，随着预防全球变暖已经成为全球共识，利用清洁能源替代化石能源的“能源革命”也已经在全球范围内加速普及，各国都在加速布局新能源领域以便更快、更好地完成能源转型。风电作为清洁能源的重要组成部分，以其分布范围广、技术与产业化程度高的特性，成为全球新能源领域中增长最快行业。根据全球风能协会GWEC公布的数据显示，全球风电新增装机容量2020年便达到93GW，相对于2019年增长了52.96%。

       就在产业快速发展的同时，一些问题也逐渐显现。众所周知，风电建设是一个“随风而落”的工程项目。由于高塔座加上长扇叶可触及更高空的稳定风力，为了充分利用风能，风力发电塔正往塔座越来越高、扇叶越来越长的方向发展。我国拥有全亚洲最高的风电塔，位于平顶山鲁阳风电场，高达170米，叶轮直径长达155米。面对这类大型风电塔，如何安全高效运维往往成为产业痛点。

　　风机故障带来的损失是极高的，有时遇到发电机、齿轮箱等核心部件损坏，可能需要厂家重新生产，耽搁一两个月的时间，每天最多可能损失8万度电的收入。然而，传统的风电运维模式必须通过吊篮、蜘蛛人、望远镜等等人工直接参与的模式进行运维。由于风电塔塔座高、扇叶长致使风电塔在传统人工运维的场景下充满危险，在查找问题的过程中，维修人员会面临坠落、触电的风险。像上文提到的我国170米亚洲最高风电塔，虽然电梯可以直达150米的高处，但剩下的20米仍需要工作人员手脚并用爬上去，工作安全依然不容小觑。

　　鉴于“安全隐患”的影响，传统风电运维模式对正在高速发展的风电行业带来了更为深远的发展隐忧。“由于工作环境危险，现在已经没有年轻人愿意进入风电运维领域了。”没有年轻人进入，这已经成为业界对于风电维修主要靠人的传统风电运维模式未来发展的判断共识。为了不让风电运维成为风电行业发展的“绊脚石”，影响我国碳中和的发展目标，利用技术和产品来替代人力，发展新的运维模式，成为行业关注的重点。

　　如何能够在减少人工实地参与的同时，完成对风电塔的巡检以及维修，在风电大规模发展的当下成为风电产业进一步优化自身发展的关键。对此，不少业内人士将寻找解决方案的目光投向了“无人机”领域。

　　近年来，随着卫星定位系统的成熟、电子与无线电控制技术的改进，商用无人机行业进入快速发展阶段。由于无人机具有高空灵活且不受地形限制的优点，在巡逻、巡检等领域有着广泛的应用，也让该领域的智能化与高效化得到了提升。如今的专业化无人机已经从最初的短时间、非连续以及需要人为干预的场景，转化到连续、非人工干预的应用场景之中。针对风电塔建设所在地一般远离市区，环境条件比较艰苦，不适宜维护人员长期驻扎，维护成本相对较高的特性。无人机对风电的巡检，较强的契合了场景需求，解决了风电运维的痛点。

　　当下在风电产业规模的快速发展的进程下，资本市场也发现无人机对风电发展带来的推动作用。就在今年5月，一家以无人机技术为核心，以风电智能巡检及风电后运维为主要市场的技术研发公司SkySpecs完成8000万美元D轮融资，投资方有包括高盛、Statkraft Ventures等全球知名投资机构。据了解，SkySpecs使用自主研发的软硬件解决方案，可通过无人机从高空监测涡轮风机叶片的健康状况。该公司负责人表示，目前北美约45%的风机叶片受到SkySpecs检测维护。

　　海外的发展尚且如此，国内的发展更是不可小觑。目前，我国是全球最大的风电市场，年新增装机、累计装机均位列世界第一。根据国家能源局发布的数据显示，2021年全国风电并网装机容量突破3亿千瓦，在役风电机组数量超15.5万台，较2016年底实现翻番。巨大的风电装机容量，提振了风电运维市场的发展潜力。前瞻数据研究院在《中国风电运维市场前瞻与商业模式创新分析报告》中，预测2025年中国风电运维市场将超过300亿元。

　　随着在役风电存量规模逐步扩大，为了保障风电持续稳定运行。2021年12月，国家能源局出台《风电场改造升级和退役管理办法》为风电场的运维、技改升级将为我国风电运维市场提供了巨大的机遇和政策支持。如同，SkySpecs在北美地区的发展，中国也需要无人机在风电运维领域的产业化应用案例。

　　在市场需求与政策导向的共同驱动下，我国也出现一批针对风电运维的无人机公司。而在这些公司中，扩博智能以其“软件+硬件”的风机叶片巡检模式，成为行业关注的重点。针对风机叶片维护曾经危险的蜘蛛人作业方式，扩博智能提出以人工智能技术为基础，完整的风机叶片智能运维解决方案——通过无人机对风机叶片进行自动拍摄检查，并搭建完整的后台系统对于无人机拍摄画面进行智能分析，为风力企业提供有关风机叶片健康状况的数据报告，高效保障风电企业的运行。

　　据悉，扩博智能已申请并获得150余项知识产权项目。截至2021年7月，扩博智能已服务500+个风场，商业交付14000+台风机，安全飞行时间达到10000+小时。目前扩博智能的相关服务已经在中国、北美、欧洲、东南亚等国家和地区落地，在我国近 3000 个风场里，扩博智能已服务超过 500 个风场，覆盖率已达到 20%，海外覆盖近 30 个国家，50 多个风场。其中，与欧洲最大的风电集团之一西门子歌美飒和风电运维商GEV达成深度战略合作，以创新科技推动全球风机叶片运维市场数字化升级。

　　当前在全球无人机风电运维领域，除了美国SkySpecs，侧重于海上风电设施、石油管道的巡检的英国公司Cyberhawk和Sky-Futures，国内有专攻无人机电力巡线的中飞艾维，从自动机场切入泛巡检领域的复亚智能等等。因为工业巡检的场景很多，提供自动化巡检服务的企业目前主要还在细耕场景化应用以及细分市场教育的阶段，整个市场依然处于开拓的“蓝海”时期。

　　相关数据统计显示，到2050年，风电在全球新能源领域占比将达到26%，而随着风机越来越庞大、使用年限越来越长，风机后运维难度也越来越大。尤其是对于我国，风机后运维市场潜力巨大，通过数字化新的能源服务手段介入进行后运维风机全生命周期管理迫在眉睫。通过利用包括无人机在内的数字化运维新模式，将从根本上解决我国风电发展的“痛点”，助力实现碳达峰、碳中和目标，构建低碳、安全高效的能源体系。