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中国版特斯拉来自风电行业的一个「逆子」|创创锦囊

时间:  2024-04-14 08:34:45 |作者: 江南全站app
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  作为一个坚持不上市、坚持做与产业“无关”之事的智慧能源企业,远景从不按“理”出牌,每一步都走的出人意料,却又在短短八年,开创出一条风电新路。

  很难想象,中国企业最有机会成为“下一个特斯拉”的,不是造车新势力,也不是动力电池霸主,而是一匹从风电产业脱缰的野马。

  这家公司自诩为智慧能源企业,意在打破固有的能源体系和游戏规则。创始人张雷自知目标长远,因此给公司取名为“远景”。

  过去14年,它做的每一件事看似都跟产业“格格不入”,比如切入低风速市场,布局风电之外的数字化、动力电池、储能等“偏门”技术,并坚持不上市。

  但这个“另类”,竟然在短短8年时间内,做到了风电市场的国内第二,跑赢了多数老牌玩家,并开辟一条异于前辈们的道路。

  2021年10月,远景获得了春华资本6亿美元的战略融资,投资金额刷新了碳中和赛道的纪录。

  2007年,当远景在以“晚来者”的身份,将靶心对准风电市场时,正赶在主流玩家激烈角逐的阶段。

  彼时,金风、华锐等劲敌,在风能资源优质的“三北”地区拉开架势攻城略地,不少玩家开始打价格战。生不逢时的远景,既缺乏客户基础,资金实力又捉襟见肘。

  张雷是在而立之年,离开伦敦金融城,回到江苏江阴的老家带领10名“海归”创立的远景。但风电的热度,在当时远逊于光伏。这一领域又交叉了空气动力学、材料学、智能控制等多个学科的产业,技术门槛非常之高。

  早期的风机,效能低、质保率不足、后期运维繁琐,如果远景能找到改良传统风机,提升综合能力的方法,大概率能掌握安身立命之本。

  例如风电龙头维斯塔斯把传感器采集而来的数据,存储在风电场的数据采集器中,再利用互联网汇总到后台服务器,接入“超级计算机”做处理。基于风电大数据,维斯塔斯开发了一套从前期到后期运维的系统化管理方案,帮助客户提升投资期内的收益。

  中国风电事业的发展根基,主要是从外资风机厂商汲取技术和经验。新兴的智能化风机,在国内既是一座金矿,也是一片蛮荒之地。如果能在市场空白期,抢先研发出“新物种”,并把风电数据作为核心资产,势必对传统风机厂商形成降维打击。

  智能控制技术是远景最看重的。完美的控制管理系统一定是对风机了如指掌,然而大多数风机不能准确地识别风带来的影响,控制管理系统往往被风的随机性所欺骗,最典型的问题是风机载荷变大,但发电量没有增加。

  即便是国外技术领先的风机制造商,在当时也很难做到极致。核心问题出现在被控制对象动态特性的辨识和控制器设计方法上。

  为了攻克这一难题,远景自研了核心控制器,并结合流程工业常用的阶跃辨识方法,来识别风机的动态特性,建立风机在不同风况下的动态模型,然后根据控制目标来设计控制算法,整定控制参数,实现风机的全工况最优控制。

  2008年4月,承载了远景设计理念的首款智能风机77/1.5MW样机下线。

  下线仪式在生产车间里举行,团队现场演示了实际发电的全过程。当运营数据由投影仪投射到墙幕上,业内资深专家对远景掌握这一核心技术感到惊叹。

  经过实测,77/1.5MW样机的发电效率比传统风机提升了20%。这有赖于研发团队把先进的智能控制技术和Knowhow,转换成了200万条复杂的控制代码,相当于普通风机代码量的20倍。

  不久,样机在龙源启东发电厂满功率发电。远景也因此意外地发现了新大陆——风速低于6m/s的低风速市场。

  这片区域虽然占我国风能资源的60%以上,但风资源远不如“三北”地区优质,开发难见回报,因此一直被投资者遗弃。

  风机的发电效率得到提高之后,远景打破了低风速地区不具备开发价值的行业定论。市场对低风速区的态度,在2010年出现反转。

  一方面,“三北”地区陷入低质低价的恶性竞争,“裸泳者”华锐风电浮出海面后,促使风电行业亟待扭转“劣币驱逐良币”的问题;另一方面,随着“弃风限电”愈发恶化,多数风电投资项目把目光南下东移,在低风速地区跑马圈地。

  此时,远景已完成了1.5MW 87米风轮低风速智能风机的设计。整机在2011年1月运用在全国第一个低风速风场——安徽来安风场。凭借良好的运行工况,这台全球首款的低风速智能风机成为了远景的对外名片。

  尽管2011年远景的装机量只有有突出贡献的公司的十分之一,但某一些程度上,远景改变了行业的技术走向和开发方向。国家能源局有关人员也表示,低风速风机技术的出现,让这片风资源洼地成为中国风电开发的重点区域。

  在方兴未艾的低速市场中,远景赢得了慢慢的变多开发商的青睐。2012年,远景以54万千瓦的新增装机量,从行业第十四的位置攀升至第七位。两年之后,远景新增装机量超过200万千瓦,跃居中国第三、全球第八,人均创收是风电同行的3到5倍。

  在低风速市场占据一席之地,掌握了如何机组管理的经验之后,远景从设备商逐步转变为技术服务提供商,力求通过风电智能运维进入附加值更高的领域。

  理论上,一个风电项目从前期的宏观选址到后期的风场运维,都需要庞大数据的高性能计算,进而通过建立流体模型对选址进行科学决策。

  在电力市场高度发达的欧美国家,这些早已是风电整机商的增值服务,但彼时国内风电开发的思维尚未达到如此精细化的程度,严重依赖感觉而非数据。

  比如哪座山周围的风比较大,当地政府如果有意出让土地资源,业主就会联系电力设计院测风,收集一年的数据之后,再判断是否有投资价值,然后才进入风机采购环节。

  某大型发电集团的业务负责人曾看过歌美飒提供的风资源分布图,精确选址虽然确实很牛,但是他们不需要。

  对于业主来说,他们更关心能否顺利和地方政府签下风电场开发协议,更倾向使用收费较低的中小运维团队,而智能风电管理系统下的测风选址系统,毫无用武之地。

  不过张雷坚信,数字世界能够为物理世界找到出路。开发团队把几十款传统的风场设计做数据和功能上的整合,并运用超级计算机建立数字化的风电场模型,提高复杂算法的精确度,使得风电场的投资行为变得更可控、风险更小。

  他把“格林威治”形容为“在新能源大海中航行舵手的罗盘”,用以帮助新能源投资者识别风险,鉴别投资机会。

  从整机到运维再到智能化平台,这符合产业高质量发展规律。以中国风电产业当时的发展速度和规模来看,智能化风电时代并不遥远。远景看到了业主对于这方面的认识正在慢慢地提升,并以软件免费的策略杀入市场。

  远景是这样和客户介绍“格林威治”的:宏观选址规划只用32秒,高分辨率的流体仿线分钟内完成多机型混排……在专业技术人员的把控下,一整套风电场的设计过程在1小时内就能全部完成。而这套全生命周期的数字化解决方案,至少能提升风电场20%的投资收益。

  越是项目设计难度较大的区域,越能发挥“格林威治”的用武之地。例如远景首个重点项目——中广核300兆瓦低风速风电场,位于地形复杂的丘陵,在前期测试阶段,“格林威治”监测出48个机位的负切变问题,利用机组排布引擎,为其配置了两种适合的机型,规避了对发电量的负面影响和风机的安全隐患。

  这一切,都是基于智能风机采集了足够丰富的数据信息,利用了大数据分析和高性能计算技术。

  按照张雷的构想,风电设备和风电运营还不足以让远景称之为“智慧能源企业”。不久后,远景针对分布式光伏推出了“阿波罗”云平台,从资产的设计到资产的建设再到资产的管理,功能上与“格林威治”类似。

  其实在创业伊始,远景就把能源信息化、数字化作为目标。张雷在内部不止一次地强调数据和信息的重要性。

  安徽来安低风速风电场是远景和业主联合开发的首个项目,2011年正式并网发电。项目评估阶段,双方的骨干团队在现场对5GB的电脑数据分析了一个星期,才找到项目投资要重点关注的风险点。

  当时,中国每年新增上百个风电项目,存量资产已达数百个。按照纯手工的分析方式,显然不足以满足科学决策的要求。而行业又不具备对项目的深入分析技术和信息化条件,因此陷入了迷茫。

  相比风机运行数据,风资源数据的数量量级要大得多。远景认为,企业要做好风电资产管理,必须要把设备正常运行和自然环境的数据汇总处理,建立风电场的数值模式,进而实现高精度的资产运行水平评估。

  2011年,远景开发了风电场管理平台Wind OS™,这套基于物联网和云计算技术的系统,通过智能风机传感器的各项数据分析,让风场能量损失的黑洞清晰可见,并针对性地提升风电资产收益。

  2014年远景初出茅庐,就在国际市场与IBM、OSISoft PI、Instep等国际知名软件供应商展开较量。最终,凭借数字化的风电场智能“管家”Wind OS™,远景以极具优势的系统能力斩获美国大西洋电力风电场的订单。

  尽管IBM和维斯塔斯合作开发了Firestorm超级计算机,专门用于风电数据的计算和分析,不过Wind OS™在EBA管理模式(风电机组实际发电量和理论发电量的比值)更占优势。

  欧美风电场运营商也曾做过类似的产品规划,但由于计算模型的不确定性还无法顺利落地。而远景通过EBA框架,对风电场的实际运作情况展开评估,得到了美国新能源公司Pattern的青睐。通过大数据挖掘提升资产效益,远景帮助美国某风电场的EBA值提升至90%。

  一位互联网架构师仔细分析Wind OS™后认为,即便竞争对手可以抄袭,但前期没有经历大量的数据治理过程,不可能设计出让数据准确、稳定和可靠的算法。

  风电装机量跃升至市场第三后,2014年远景开始组建经营销售团队,跑遍大江南北,把服务送上门,抢占市场先机,以最快的速度把产品和服务推向市场。

  不仅如此,远景还在德国大手笔整合全球数字能源技术和市场资源,用实验室思维打通能源生产、传输、存储和消费体系的机制阻隔。

  2015年,远景在美国硅谷成立了专注于能源互联网相关领域的风投基金,投资了物联网数据安全服务商Vidder。此公司研发的网络安全体系结构,把网络攻击消灭在萌芽前。这笔投资被视为远景在能源互联网生态系统下,数据安全的重要落子。

  随后,远景收购了欧洲的第二大可再次生产的能源资产管理软件公司BazeField,投资全球领先的智能电网大数据公司Autogrid,通过资本整合的方式,让智慧能源的梦想成为近景。

  2016年,Wind OS™、格林威治和阿波罗接入的可再次生产的能源资产超过5000万千瓦,成为全世界最大的智慧能源管理企业。

  欧洲主流媒体曾称赞远景类似“能源领域的苹果”,不过对于背负“改变未来”如此宏大愿景的企业来说,远景才刚刚开始。

  和国内大多数储能厂商和新能源企业只提供电芯或只做集成不同,远景是目前新能源行业唯一能够在风电、储能、能源物联网领域掌握底层关键技术,同时横跨出行、能源管理、运营管理服务的新能源企业。

  2014年,风靡全球的特斯拉Model S进入中国市场,张雷是最早一批拥有者。他称此举意在体验和思考电动汽车与能源互联网的布局。

  从特斯拉在储能电池和能源消费方式的创新找到灵感,不仅是他对特斯拉创始人马斯克推崇备至,更在于两家公司有诸多相似之处——例如都在风光、能源网络、终端都有所布局,并且都不把自己视作制造类企业。

  当然,特斯拉偏向重资产的硬件投资和整合,远景则一直把软件作为重构可再次生产的能源的粘合剂,运用数以亿计的发电设备、充电网络和用电终端建立新能源生态系统。

  2015年,张雷频繁飞赴欧美发达国家,研究行业生态。而在大洋彼岸,特斯拉正在大规模展开电池技术的创新研究,随后与松下共同投资了50亿美元,用以建设锂电池工厂Gigafactory。

  通过量产降低电池成本,不仅帮助特斯拉把电动汽车变为经济日销品,还为新兴的储能市场开发做好准备。

  此时,张雷已经意识到,如果远景要让风电光伏变成全球主流能源,就需要具备自建储能的能力。

  在Gigafactory工厂开业的前夕,远景完成了对欧洲最大的储能公司Sonnen的战略控股权谈判。

  2016年,特斯拉的家庭储能电池Powerwall,凭借其风头正劲的电动汽车业务,卖出了1万套储能设备。而Sonnen以1.2万套的微弱优势,登顶全球最大户用电池产品销售商,成为了特斯拉最大的竞争对手。

  很多电力公司都向Sonnen抛来橄榄枝,但几乎都被拒绝了。Sonnen希望想把更多的精力用来面向户用市场,但远景是个例外,顺利地拿到了 D轮融资的份额,理由是“三观”相合。

  比如二者都相信,未来电力生产所带来的成本将几乎为零,新能源系统面临的挑战不是度电成本而是系统成本,因此就需要整合一个平台来降低系统成本。

  远景把Sonnen作为能源ECO中的一部分,通过远景的能源物联网平台EnOS™,在全球安装了数万台储能电池,用以连接、更精准的负荷预测和管理、更高效地响应电网侧调频、调峰需求,并快速延伸到新的业务领域。

  此外,远景还不露声色地投资了ChargePoint、Protectwise等能源企业,涵盖电动汽车、商业与家庭能源管理系统等领域,与储能体系相融合。

  不过,电芯才是储能系统的灵魂。2019年,远景完成了对日产汽车电池子公司AESC的全资收购,把电池制造纳入业务范畴内,成立了远景动力。这也是风电企业从未涉及的范畴。

  成立于2007年的AESC,是日产汽车旗下动力电池业务部门,长期隐蔽在电动汽车畅销车型日产聆风(Leaf)的光环之下,销量在2011年到2014年达到高峰。作为日产御用电池企业,AESC在2014年的市场占有率一度仅次于松下,排名全球第二。

  但由于两者深度捆绑的局限,AESC难以拓展外部客户,成本居高不下,2018年,AESC的电池出货量已退至全球第五。而日产在2016年就释放分拆出售AESC股权的消息,开始在全世界内寻找买家。

  在此之前,金沙江资本曾有意收购AESC,可因到期未筹足资金,收购计划最终折戟。这让远景捷足先登,成为了新的意向买家。

  远景斥资收购AESC的原因,一种原因是看重其安全性与生产的基本工艺;另一方面,外购电芯是“黑盒子”,无法为数字化技术创造价值。

  将AESC纳入麾下,不仅有利于远景自行设计电芯和化学体系,提高对应用场景的理解,同时这些经验可以转化为对储能电芯的技术方面的要求、成本控制以及电芯综合性能最优工况的评价中。

  张雷判断,光伏和风电的成本下降曲线将在电池行业重演。整个电池行业在未来每年以15%左右的速度下降成本。到2025年,远景AESC有望把电池的成本降到每千瓦时50美元的价格。

  和风电时代的发展路线类似,远景在动力电池领域也是以国际化的视野,参与全球动力电池市场的竞争中。如今,远景在中、日、美、英、法等国设有AESC生产基地,全球有超过60万乘用车安装了远景动力的高性能软包动力电池,且均未出现电池重大安全事故。

  仅在电芯制造层面,生产环节就有770个质量管控项目。为了让生产链条的数据可追溯、可跟踪,AESC生产的电芯有超过2000个数据采集点,安装到车辆后还能继续对电池的数据接着来进行监控和学习。假如慢慢的出现效率降低,系统会自动比对最初的生产数据分析原因,接着进行优化。

  电池的未来,不是简单的电化学,而是数字电化学。远景AESC的目标是跻身全球前三,并在全球市场占有率提高至20%。

  2021年10月,远景获得春华资本超过6亿美元的战略融资;2022年6月,红杉中国、GIC也为其注入了2.1亿美元A轮融资,这是目前受资本青睐的碳中和赛道中,融资金额最大的两笔交易。

  全球知名思想家与经济学家杰里米·里夫金(Jeremy Rifkin)曾和张雷同台对话过,他认为能源技术和网络技术的结合将引发第三次工业革命,而张雷和他创办的“另类”远景,将扮演关键的推动者角色。

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