Como a indústria eólica pode aproveitar a mudança de força de vendaval

The wind industry is starting to come to terms with the fact that it is no longer the “new” in “renewable.” It must now shift its emphasis from maximizing output to optimizing the value of equipment over the lifetimes of those assets.

Although wind has had plenty of wins thus far, industry players—equipment manufacturers, turbine owners, wind farm operators, service providers, and others—must now look to the long term and consider very different business models as the industry matures. Once a marginal contributor to the energy market, the wind industry is becoming a mainstream supplier of power in more and more regions worldwide. At the same time, the entire energy sector is being roiled by the growth of digital technologies and looming political factors.

To be fair, the wind industry has not needed to grow up until now. Companies ­rarely incurred severe consequences for their mistakes or miscalculations. Until ­recently, they were able to stick with safe choices rather than taking big risks for the chance of a bigger payoff. For example, operators could opt for older turbine types—a choice smiled upon by lenders—rather than selecting brand-new, ­unproven models.

Os participantes do setor desfrutaram deste jovem prolongado. Eles tiveram longas fases de desenvolvimento durante as quais os dados poderiam ser coletados, avaliados e revisados; Suas licenças de construção vieram com acesso a tarifas de alimentação confortáveis; Os contratos de fornecimento de turbinas tiveram garantias de desempenho dos fabricantes originais de equipamentos. As empresas eólicas também se beneficiaram de contratos de serviço de longa duração com níveis de disponibilidade garantidos-a promessa de que toda hora megawatt que poderia ser produzida seria paga, mesmo que, por exemplo, a conexão da grade não tivesse sido construída no prazo ou que a grade tenha sido sobrecarregada. Forças de mudança

Today, wind companies are increasingly facing conditions that will compel them to adapt more quickly and boldly than they have ever had to.

The Forces of Change

A indústria está sendo buffetada de todos os lados. Os modelos de leilão estão proliferando, deprimindo com sucesso os preços da energia e, ao mesmo tempo, mudam os riscos para os operadores. A maioria dos reguladores adotou leilões de uma forma ou de outra; Na Europa, em particular, é bem provável que os leilões se tornem obrigatórios. (Consulte “ultrapassando os reguladores.”)

At the same time, new entrants are capturing value with disruptive business models. (See Exhibit 1.) One day soon, industrial goods companies may be supplying generation and storage technology, and consumer goods suppliers may sell plug-and-play solutions for residential and off-grid energy needs. IT and data companies could step in to manage the interfaces between industry players, balancing demand and supply in a secure environment. The insurance industry could provide hedges. And blockchain cryptocurrencies may upend traditional business processes by streamlining payment flows between electricity producers, distributors, and consumers. Few of those changes were imagined, let alone felt, just a few years ago.

Throughout the industry, value is shifting from those manufacturing and installing the assets to those managing them—and to those managing the expanding volumes of operating and performance data. This shift applies as much to a single asset as it does to entire fleets of turbines and is as relevant for wind farm operators as it is for equipment manufacturers, asset owners, and independent service providers. The ways in which industry players respond will determine their operations and maintenance roles over the long term.

The big changes ahead will require wind energy executives to ask new questions of themselves and their colleagues. (See “Crucial Questions as Wind ­Energy Grows Up.”) Their answers will help them assess new risks and oppor­tunities and make it easier to envision very different business models for their ­industry. Specifically, they must confront the rising importance of scale as setup costs continue to climb. They will also need to consider new organizational models and new competencies, such as bundling demand into new power purchase agreements (PPAs), complementing wind farms with storage systems, assessing the ­optimal lifetime of wind assets, and managing new interfaces among departments and companies.

O BCG identificou quatro temas principais que informarão as decisões que os executivos do setor devem tomar em breve. Sob o modelo tradicional, a vida útil para ativos operacionais era mais uma função do esquema de suporte do que a vida útil do design do ativo. Investidores e acionistas viviam em casulos financeiros com pouca ou nenhuma exposição a riscos de mercado. E novas tecnologias, como análise de dados e a Internet das coisas, estão permitindo uma série de ferramentas e técnicas avançadas com as quais otimizar. Isso está acontecendo à medida que as renováveis ​​aumentam maiores nos mercados globais de energia-uma tendência que destaca as características espetaculares e demanda do setor, esvaziando os preços nas trocas de energia nos dias de vento e ensolarado e o envio de preços que aumentam a otimização de um valor de que um vitalício é o mesmo que a otimização do Wind Farms. A empresa deve ajustar o volume de produção para a demanda do mercado, sem certeza sobre quanto tempo a planta será competitiva. No caso de renováveis, porém, existem duas diferenças cruciais. Primeiro, a maioria dos custos para a geração são as despesas de capital inicial, diferentemente das despesas operacionais mais típicas em outras indústrias. Segundo, é provável que a mecânica de mercado mude porque o mercado somente de energia (no qual o pagamento é determinado pelas quilowatt-horas geradas) foi projetado para a geração convencional, uma forma que está claramente em declínio.

Maximizing Value Rather Than Output Over an Asset's Lifetime

Gone—or going, at least—are the days of fixed revenue streams per megawatt­-hour, when the primary metric was how much power you could produce and how quickly. Under the traditional model, the lifespan for operating assets was more a function of the support scheme than the asset’s design lifetime. ­Investors and shareholders lived in financial cocoons with little or no exposure to market risks.

Today the emphasis is shifting quickly from megawatt-hour numbers to revenue figures and asset lifetime value optimization as support schemes come to an end and more auction wins go to those players prepared from day one to live with very limited subsidies—or even none at all. And new technologies such as data analytics and the Internet of Things are enabling a host of advanced tools and techniques with which to optimize. This is happening as renewables make greater inroads into global energy markets—a trend that highlights the industry’s spiky supply-and-demand characteristics, deflating prices at the energy exchanges on windy and sunny days and sending prices soaring on windless, overcast days.

The concept of asset lifetime value optimization is much the same for a wind farm operator as it is for an industrial company building a new production plant; the company must tune production volume to market demand, without any ­certainty regarding how long the plant will be competitive. In the case of renewables, though, there are two crucial differences. First, the majority of the costs for gen­eration are upfront capital expenditures, unlike the operating expenses more ­typical in other industries. Second, the market mechanics are likely to change ­because the ­energy-only market (in which payment is determined by the ­kilowatt-hours ­generated) was designed for conventional generation, a form that is clearly on the decline.

À medida que as renováveis ​​variáveis ​​se tornam mais um fator nos mercados de energia, equilibrar a oferta e a demanda se torna cada vez mais importante. Um ponto de partida para as empresas eólicas é repensar a antiga definição de ativos. Hoje, os proprietários podem combinar energia de vento e fotovoltaica (PV) no mesmo local, com o PV gerando durante as tardes ensolaradas e o vento assumindo a noite. (Veja o Anexo 2.) Essas combinações de ativos podem não ter sido econômicas há dois ou três anos, mas provavelmente valem a pena revisitar em breve. Prevê -se que os custos solares caam 59% até 2025, enquanto os custos do vento devem cair apenas pela metade dessa taxa. o cliente. No mundo renovável, isso geralmente significa otimizar a capacidade da grade cara e se esforçar para que o perfil de geração corresponda ao perfil de demanda o mais próximo possível. Quatro gigawatts de turbinas eólicas serão combinadas com 2 gigawatts de PV, e um cabo Subsea DC entregará a energia aos centros populacionais em um país próximo. O projeto híbrido deve estar totalmente operacional até 2029.

The keys to optimizing any industrial process are finding the best way to manage the bottleneck and delivering a product that meets the needs of the customer. In the renewables world, that most often means optimizing expensive grid capacity and striving to have the generation profile match the demand profile as closely as possible.

One large wind OEM and its partners have optimization very much in mind with a blended wind and solar project they are developing in the southern hemisphere. Four gigawatts of wind turbines will be paired with 2 gigawatts of PV, and a subsea DC cable will deliver the power to population centers in a nearby nation. The hybrid project is due to be fully operational by 2029.

O conceito de valor máximo de vida útil inclui uma repensação da longevidade de um ativo. A maioria dos componentes da turbina eólica excede facilmente sua vida útil de design. As turbinas duram cerca de 25 anos antes de precisar de uma atualização, de acordo com pesquisas recentes do Imperial College, em Londres. É quase o mesmo que a vida útil das turbinas nas usinas de energia de gás natural. As perguntas devem refletir o que pode ser feito com a tecnologia mais recente - por exemplo, usando dados e análises para reconfigurar as turbinas para que possam lidar melhor com rajadas violentas do vento ou repensar suposições familiares sobre a relação entre a velocidade do vento e a energia gerada. outros. Os proprietários, por exemplo, terão que reconsiderar quanto tempo desejam manter seus ativos. Isso levanta outras questões: estou extraindo valor total usando dados do mundo real, o que é necessário para fazer lances competitivos vinculativos? (Esses lances diferem dos chamados lances de cassino, onde os vencedores de leilão garantem opções e somente mais tarde escolhem se devem ou não agir sobre eles.) Quais outros ativos devem fazer parte do meu portfólio e como eles mudarão minhas interações com meus clientes?

There are additional questions for industry executives: for example, whether owners have data on mean time between failures for all relevant components based on site characteristics and whether they’re using that data in their long-term service plans. The questions should reflect what can be done with newer technology—for example, using data and analytics to reconfigure turbines so they can better handle violent gusts of wind or to rethink familiar assumptions about the relationship ­between wind speed and power generated.

The viability of assets beyond the span of a support scheme raises big questions about the roles of all stakeholders—owners, operators, financiers, service pro­viders, and others. Owners, for example, will have to reconsider how long they want to hold on to their assets. This raises other questions: Am I extracting full value ­using real-world data, which is necessary to make binding competitive bids? (These bids differ from so-called casino bids, where auction winners secure ­options and only later choose whether or not to act on them.) Which other assets should be part of my portfolio, and how will they change my interactions with my customers?

Colaboração intra-indústria: uma rota mais certa para um valor mais alto

No novo mundo da otimização ao longo da vida, os operadores eólicos e os OEMs precisam parar de lutar e começar a colaborar. Uma mudança de foco para o gerenciamento vitalício dos ativos trará consigo tarefas mais operacionais, muitas das quais são adequadas ao compartilhamento entre os parceiros. Todos os tipos de modelos colaborativos estão em jogo no setor de produtos químicos, por exemplo, onde o valor das parcerias é amplamente reconhecido. Em uma era digital, esse valor é ampliado, mas poucas empresas eólicas consideraram novos modelos de cooperação, muito menos implementá -los. Isso ocorre porque essas empresas tendem a olhar primeiro para o lado contratual - as obrigações, responsabilidades, danos liquidados e assim por diante - em vez de começar com o caso de negócios ou porque estão assustados com a complexidade das interfaces. Em qualquer colaboração, os parceiros devem reconhecer e concordar com seus respectivos papéis. Os proprietários de ativos eólicos também precisam pensar no equilíbrio necessário entre as atividades comerciais que continuarão a fazer melhor internamente e aqueles que seriam melhor tratados por empresas de terceirização, subcontratados ou outros parceiros do setor. Por exemplo, se as técnicas de análise digital estiverem fora da experiência de um proprietário de ativos, que tipos de parceiros - e acordos de parceria - a empresa precisará para adicionar esses recursos? Para atividades de manutenção, deve haver um acordo sobre quem gerenciará o fornecimento de peças, cujo trabalho é monitorar todos os dados provenientes da caixa de câmbio da turbina, que treina os técnicos de serviço e muito mais. Não há respostas permanentes para essas perguntas: elas precisam ser revisitadas regularmente pela equipe executiva.

The complexities are real, of course. In any collaboration, the partners must ­acknowledge and agree upon their respective roles. Wind asset owners also need to think through the necessary balance between the business activities that they will continue to do best in-house and those that would be better handled by out­sourcing firms, subcontractors, or other industry partners. For instance, if digital ­analytics techniques are outside an asset owner’s expertise, what kinds of ­partners—and ­partnership arrangements—will the company need in order to add those­ capabilities? For servicing activities, there has to be agreement about who will ­manage parts supply, whose job it is to monitor all the data coming from the ­turbine ­gearbox, who trains the service techs, and more. There are no per­manent answers to such questions: they have to be revisited regularly by the ­executive team.

Muitos proprietários e operadores de ativos ainda acreditam que devem executar todas as tarefas de serviço. O pêndulo está se afastando dessa idéia, à medida que os custos para a construção de competências internos de serviços sobem e à medida que a escala se torna crucial. No passado, 1 a 2 gigawatts de capacidade instalada era considerada grande o suficiente para um operador criar habilidades de serviço internamente. Mas se essa capacidade incluir, digamos, dez tipos de turbinas espalhadas por quatro países, a equação parecerá muito diferente. Hoje, são necessárias 5 gigawatts ou mais normalmente para construir uma organização de serviços em escala. E à medida que os custos das ofertas de serviços OEM caem, é o argumento para a construção de uma equipe de serviço interna completa. Isso não sugere que todas as tarefas de serviço devem ser abandonadas ao OEM, por mais baixo que sejam de preço. É crucial lembrar que os contratos de serviço completo dos OEMs se concentram na saída da Megawatt; Os operadores precisam se concentrar no valor de cada megawatt e no valor contribuído pelas operações. (Consulte a Figura 3.) Para algumas tarefas, as empresas operacionais de ativos eólicos são adequados para lidar com o trabalho; Para muitos outros, as parcerias seriam muito mais eficazes. A indústria eólica deve adotar novas formas de colaboração, incluindo a alocação apropriada de todas as atividades de serviço e operação e um novo agrupamento dessas atividades, guiado pela matriz. TRAP

BCG has created a simple matrix to help industry players find the right partner for various tasks. (See Exhibit 3.) For some tasks, wind asset operating companies are well-suited to handle the work themselves; for many others, partnerships would be much more effective. The wind industry should embrace new forms of collaboration, including appropriate allocation of all service and operation activities and new bundling of those activities, guided by the matrix.

Using Merchant Risk to Escape the Commoditization Trap

Na maior parte do setor de energia, os mecanismos de financiamento são estruturados em torno da flutuação nos preços. O setor eólico, há muito acostumado ao apoio de acordos de preços regulamentados, resistiu a assumir o risco de comerciante inerente a esse financiamento baseado no mercado. Isso precisa mudar.

Um relatório recente focado na Europa ajuda a pintar uma imagem do novo cenário de risco. Até 2030, apenas 6% da capacidade eólica européia estará totalmente protegida contra os riscos de mercado por meio de esquemas de suporte, abaixo de 75% hoje. Segundo este relatório, 67% da capacidade até 2030 será parcialmente exposta aos mercados de energia, com 27% totalmente expostos. As companhias de seguros e as empresas de resseguro não têm apetite nem capacidade de cobrir o risco de comerciante. Assim, quando os esquemas de suporte começam a desaparecer, mais e mais proprietários de ativos de geração estão descobrindo novas maneiras de gerenciar riscos. Isso inclui obter uma melhor compreensão dos padrões futuros de demanda e precificação de eletricidade, otimização do tempo de serviço e reparos e executando turbinas com fatores de carga mais baixos e investindo em digitalização. Há pouco tempo, uma empresa de armazenamento instalou uma bateria de 100 megawatts em um parque eólico. Apenas duas semanas após a conclusão do trabalho, uma estação a carvão disparou. O parque eólico equipado com bateria não apenas manteve a grade local, mas também ganhou seu proprietário cerca de US $ 700.000 em dois dias. Os relatórios dizem que o parque eólico foi capaz de vender eletricidade a uma taxa muito alta por megawatt-hora por um mês, pagando quase nada para gerar eletricidade. A adição de armazenamento pode ser feita quando o ativo de geração for recém -encomendado ou posterior, como um retrofit. Esperamos ver muitas adaptações em um futuro próximo à medida que surgem soluções híbridas. Os três principais drivers para isso são: mais e mais ativos de geração terão sem esquemas de subsídios fixos (expostos ao risco de mercado); Ao mesmo tempo, a crescente penetração de renováveis ​​leva a mais e mais horas em que o preço de mercado da eletricidade está em zero ou abaixo; e os custos para a instalação do armazenamento da bateria estão caindo drasticamente. Na Europa, o ponto de equilíbrio para adicionar armazenamento como retrofit a um parque eólico é quando 5% a 10% da energia gerada é exposta a preços negativos de mercado. Esse limite diminuirá à medida que os preços da bateria caem, e é por isso que já é uma boa prática reservar algum espaço em um parque eólico para adaptar ou expandir o armazenamento.

One company’s experience in combining massive storage batteries with wind production offers an example of potential portfolio approaches to assets—and shows how wind players can mitigate their risks. Not long ago, a storage company installed a 100-megawatt battery at a wind farm. Just two weeks after work was completed, a coal-fired station tripped. The battery-equipped wind farm not only kept the local grid going, but it also earned its owner about $700,000 in two days. Reports say that the wind farm was able to sell electricity at a very high per-megawatt-hour rate for a month, while paying almost nothing to generate electricity.

Combining generation assets with storage units will become the norm. Adding storage can be done when the generation asset is newly commissioned or later, as a ­retrofit. We expect to see many retrofits in the near future as hybrid solutions emerge. The three main drivers for that are: more and more generation assets will be without fixed subsidy schemes (exposed to market risk); at the same time, the increasing penetration of renewables leads to more and more hours where the market price for electricity is at zero or below; and the costs for installing battery storage are ­falling dramatically. In Europe, the breakeven for adding storage as a retrofit to a wind farm is when 5% to 10% of the energy generated is exposed to negative ­market prices. This threshold will go down as battery prices tumble, which is why it is already good practice to reserve some space in a wind farm for retrofitting or ­expanding storage.

Abordado estrategicamente, o risco de comerciante pode ser bom para todo o setor de renováveis. O gerenciamento eficaz desse risco significa garantir que sejam necessários os megawatt-horas produzidos. O BCG espera uma rápida convergência de oferta e demanda, provocada pelos ajustes regulatórios e pela proliferação de medidores inteligentes e outras tecnologias inteligentes que tornam o monitoramento que se equilibra muito mais prático. Isso inclui veículos elétricos, nova tecnologia de armazenamento e acoplamento setorial, que é a integração de setores que consomem energia, como edifícios (para aquecimento e resfriamento) com o setor produtor de energia. Quando a oferta e a demanda são equilibradas, não há necessidade de reduzir a geração, e os preços da energia não cairão abaixo do custo de produção; A diferença entre o preço médio da energia e o preço médio da energia renovável diminuirá e os formuladores de políticas se sentirão confortáveis ​​com o papel crescente de renováveis ​​no mix de energia geral.

Esta transição será evidente no agrupamento da demanda do consumidor e no desenvolvimento de PPAs cada vez mais corporativos e industriais (C&I). Os EUA têm sido um precursor em tais acordos, com várias empresas da Fortune 500 assinando PPAs corporativas. Na Europa, os PPAs de C&I começaram a surgir nas nações nórdicas e na Holanda, e os PPAs híbridos estão sendo estruturados em Portugal e Espanha. Resta saber se os proprietários de ativos eólicos criarão essa capacidade para si ou se surgirão novos negócios intermediários. No entanto, o BCG acredita que as empresas líderes terão lições de outros setores. Os cursos de petróleo e gás há muito tempo dominaram a gestão de tais riscos. Não seria surpreendente ver o surgimento de verdadeiros majores nos setores eólicos e solares em um futuro próximo - compõe -se talvez dez vezes o tamanho dos jogadores renováveis ​​atuais e confortáveis ​​no mundo do comerciante. Como a exposição ao risco do comerciante é um fator muito maior hoje, o sucesso a longo prazo na energia eólica agora exige imaginação entre os tipos de ativos e as fronteiras nacionais-em escala. A empresa comprou recentemente os direitos a um enorme desenvolvimento solar na Austrália. (Com o sol durante todo o ano, o fator de carga esperado é de 23%.) A empresa ampliou ainda mais seu portfólio geográfico com a compra de um oleoduto de 2 Gigawatt nos EUA. Esses movimentos ilustram duas maneiras pelas quais os operadores eólicos podem gerenciar riscos: espalhando -o por diferentes tecnologias com diferentes perfis de geração e assumindo riscos calculados com investimentos em mercados selecionados, pois é difícil prever como - e com que rapidez - os mercados não se afastam dos esquemas de suporte. O BCG observa que muitos participantes da energia, como empresas de petróleo e gás, estão procurando estratégias de entrada atraentes e oportunidades para testar as águas no mercado de renováveis. Eles estão mais interessados ​​em energia eólica, porque o setor requer mais competência de engenharia. Os executivos dessas empresas normalmente dizem que desejam começar com pequenos projetos, onde podem cometer erros com segurança antes de lançar seus investimentos maiores. Alguns esperam obter retornos do setor desde o início.

Of course, not every industry player has the capacity or the skills to manage merchant risks. However, BCG believes that leading companies will take lessons from other industries. The oil and gas majors long ago mastered the management of such risks. It would not be surprising to see the emergence of true majors in the wind and solar sectors in the near future—companies perhaps ten times the size of current renewables players and comfortable in the merchant world.

A Marked Push Toward Bigger Bets

The mantra of “costs down, performance up” is necessary for lifetime optimization, but it’s no longer sufficient. Because merchant risk exposure is a far bigger factor today, long-term success in wind energy now calls for imagination across asset types and national borders—at scale.

A large European wind farm operator provides a good example. The company recently bought the rights to a huge solar development in Australia. (With sunshine year-round, the expected load factor is 23%.) The company has further widened its geographic portfolio with the purchase of a 2 gigawatt wind pipeline in the US. Those moves illustrate two ways that wind operators can manage risk: by spreading it across different technologies with different generation profiles and by taking on calculated risk with investments in selected markets, since it is hard to predict how—and how quickly—markets are moving away from support schemes.

But there’s another aspect to risk: not taking the right kinds of risks in the first place. BCG observes that many energy players, such as oil and gas companies, are looking for attractive entry strategies and opportunities to test the waters in the ­renewables market. They are most interested in wind power, because the sector ­requires more engineering competence. Executives at those companies typically say they want to start with small projects where they can safely make mistakes before rolling out their bigger investments. Some expect to get industry returns right from the start.

No entanto, o setor está se mudando para uma era de apostas maiores. Os recém-chegados que seguem uma abordagem de pé na água com algo tão pequeno quanto um parque eólico de 100 megawatts quase certamente concluirá que as renováveis ​​não são viáveis ​​para eles e que os retornos não atendem às suas necessidades. Desenvolver e operar diferentes tipos de ativos em escala em vários mercados exigem empresas multibilionárias e altos níveis de comprometimento. Atrasar esse compromisso só tornará mais desafiador entrar no mercado posteriormente. Esse será o caso se os executivos do setor agem ou não, porque muitas das forças de mudança são provenientes de fora do setor, como é definido hoje. Eles devem exercer imaginação, correr riscos maiores, flutuar novas idéias e aprender sobre áreas desconhecidas - a economia do PV, por exemplo. Não há tempo a desperdiçar; As mudanças que afetam a indústria estão chegando grossas e rápidas. Então, hoje é um bom dia para começar a fazer uma das perguntas mais importantes de todas: o que você precisa fazer agora, nesta semana, que ajudará a garantir seu sucesso no setor de renováveis ​​de amanhã? Diretor

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It’s clear that the wind industry will look very different in ten years—perhaps in as little as five years. That will be the case whether or not industry executives take action, because many of the forces of change are coming from outside of the industry as it is defined today.

If leaders expect to control their own destinies, they must make big new decisions very soon—about the lifetime optimization of wind assets and about which roles they will occupy and which they will outsource, subcontract, or take on with a partner. They must exercise imagination, take bigger risks, float new ideas, and learn about unfamiliar areas—the economics of PV, for example.

The four themes described above provide the means to start asking the questions that will inform those decisions. There’s no time to waste; the changes affecting the industry are coming thick and fast. So today is a good day to begin asking one of the most important questions of all: What do you need to do right now, this week, that will help ensure your success in tomorrow’s renewables sector?