目录
- 1. 执行摘要：2025年风力涡轮机维护工程
- 2. 2030年前市场预测：增长驱动因素与收入预测
- 3. 主要行业参与者与官方合作伙伴关系
- 4. 技术创新：机器人技术、人工智能与预测性维护
- 5. 不断演变的标准与合规：来自IEC和AWEA的最新动态
- 6. 离岸与在岸维护的挑战
- 7. 培训、技能与劳动力发展倡议
- 8. 案例研究：领先制造商的成功维护策略
- 9. 可持续性与循环经济方法
- 10. 未来展望：未来五年风力涡轮机维护的前景
- 来源与参考文献
1. 执行摘要：2025年风力涡轮机维护工程
2025年，风力涡轮机维护工程正在经历显著的转型，这一转型受到全球风能产能快速扩张、技术进步以及对运营效率日益关注的推动。风力发电行业全球装机容量已超过1000 GW，正在进行的项目预计在未来几年内将新增数百吉瓦的产能。随着风力涡轮机老化及新安装的复杂性增加，健全的维护策略的必要性从未如此重要。
2025年的主要趋势包括数字化、预测分析和状态监测系统的广泛采用。主要涡轮制造商如西门子歌美飒可再生能源和GE Vernova将先进的分析和远程诊断技术整合到其服务中，使故障检测提前，维修安排更为高效。这些发展减少了意外停机时间，改善了涡轮机的可用性，维护良好的站点现在的涡轮机可用性超过98%。
同时，行业正在向更长期的服务合同和基于绩效的维护转变。运营商和OEM正在通过多年协议进行更多合作，利用数据驱动的洞察来优化部件寿命和降低成本。特别是维斯塔斯扩大了其主动输出管理（AOM）服务组合，专注于通过量身定制的维护策略最大化能源输出和资产可靠性。
离岸风力维护面临着独特的挑战，主要来自恶劣的环境和物流复杂性。像Ørsted这样的行业领导者已经投资于自主检查技术，包括无人机和遥控车辆，以提高安全性并减少人工干预的需要。预计在未来几年，机器人和人工智能将在离岸作业中扮演越来越重要的角色。
风力涡轮机维护工程的前景特点是对劳动力技能、数字工具和自动化的持续投资。领先组织如WindEurope强调了制定标准化培训和安全协议以支持日益增长的全球劳动力的必要性。随着行业的发展，改善的可靠性、降低的生命周期成本和增强的可持续性将在2025年及以后推动维护创新。
2. 2030年前市场预测：增长驱动因素与收入预测
风力涡轮机维护工程市场预计在2030年前将实现显著增长，主要受到全球已安装风电容量快速扩张以及现有舰队逐渐老化的推动。根据主要行业参与者的预测，全球风电容量在2023年已超过1 TW，预计到2030年将几乎翻倍，从而加强对稳健维护工程服务的需求，以确保可靠性和运营效率（全球风能理事会）。
该上升趋势的主要推动因素包括现代风力涡轮机的复杂性和规模不断增加，目前离岸安装单位常常超过10 MW。向更大涡轮的转变引入了新的维护挑战，包括访问物流、特殊部件需求和复杂的状态监测系统（维斯塔斯）。随着这些涡轮的老化，对预测性维护、改造和部件升级的需求将激增，特别是对于2010年代安装的舰队，现在正进入关键的生命周期阶段。
最近在数字化和远程诊断方面的发展正在改变维护工程。主要原始设备制造商（OEM）如西门子歌美飒可再生能源和GE可再生能源在数字平台上进行了大量投资，利用物联网传感器、人工智能和实时分析来减少意外停机时间并优化服务间隔。预计这一趋势将加速，数字O&M解决方案将占据市场的更大份额，因为运营商寻求控制成本并最大化资产的正常运行时间。
风力涡轮机维护工程的收入预测非常强劲。例如，远景能源估计，运营与维护（O&M）部门到2030年可能超过250亿美元，工程服务将占该数字的重要份额。尤其是离岸部门，预计在2030年前将以超过8%的复合年增长率（CAGR）增长，反映出欧洲、亚洲和北美离岸风电场的扩张（Ørsted）。
- 亚太地区和欧洲将继续成为最大的市场，因持续的涡轮安装和翻新计划。
- 新的商业模式——如基于结果的维护合同和生命周期延长服务——正在出现，作为收入机会。
- 供应链约束和技术工程人员短缺可能会带来挑战，并影响地区增长率。
展望未来，风力涡轮机维护工程将受到自动化增加、更严格的监管要求和整个行业持续降低成本的推动。投资于先进工程解决方案和数字工具的公司将在这一不断演变的市场中占据增长的领先地位。
3. 主要行业参与者与官方合作伙伴关系
2025年，风力涡轮机维护工程的格局特点是主要涡轮制造商、专业服务提供商和战略合作关系的积极参与，旨在提高可靠性、减少停机时间并降低运营成本。主要参与者继续在数字化、预测分析和远程监控方面进行投资，以应对现代风电场规模和复杂性日益增长的挑战。
在原始设备制造商（OEM）中，西门子歌美飒可再生能源和GE Vernova（GE的可再生能源部门）处于前沿，都提供全面的运营与维护（O&M）服务。例如，西门子歌美飒在全球管理着超过130 GW的电力，并扩大了其数字服务组合，涵盖了对陆上和离岸资产的先进状态监测和诊断服务。而GE Vernova则利用其Predix平台进行预测性维护，整合人工智能驱动的分析以优化涡轮性能并预防故障。
另一个重要参与者是维斯塔斯风能系统，截至2025年，服务超过60,000台涡轮。维斯塔斯通过远程故障排查、基于无人机的检查和实时数据分析来增强其O&M服务，以减少意外维护并延长涡轮的使用寿命。该公司的“主动输出管理”服务协议受到了广泛欢迎，资产所有者优先考虑保证可用性和固定成本维护。
独立服务提供商（ISP）如SgurrEnergy和WindTechnics正与OEM和资产所有者合作，提供叶片修复、齿轮箱翻修和改造解决方案。这些合作关系特别适合老化舰队和多品牌风电场，在这些地方，需要跨不同涡轮模型的专业知识。
官方合作伙伴关系也正在成为应对劳动力和培训需求的重要方式。例如，全球风能组织（GWO）继续设定安全和技术培训标准，被主要OEM和ISP采用。到2025年，GWO与制造商和技术机构的合作项目正在扩大，以满足对熟练维护工程师的需求，特别是在离岸项目激增的情况下。
展望未来，未来几年将会加强技术提供商、OEM和独立运营商之间的合作。远程传感、机器人技术和基于人工智能的诊断的发展预计将进一步改变维护实践，行业联盟确保最佳实践和新能力迅速传播到各个部门。
4. 技术创新：机器人技术、人工智能与预测性维护
在2025年及以后的几年里，技术创新正在从根本上重塑风力涡轮机维护工程。机器人技术、人工智能（AI）和预测性维护技术的融合正在推动行业中运营效率、安全性和成本降低的显著改善。
机器人系统正在越来越多地投入用于风力涡轮机的检查和维修，特别是在叶片维护等具有挑战性的任务中。配备高分辨率摄像头和热传感器的无人机现已广泛用于详细检查，减少了风险较高的人工作业，并最小化了停机时间。例如，西门子歌美飒可再生能源在其服务操作中整合了自主无人机检查，利用AI算法分析图像以进行早期故障检测。同样，GE Vernova开发了能够进行现场近距离检查和小型维修的机器人爬虫，进一步自动化常规任务。
基于AI的预测性维护即将成为现代风力涡轮机管理的基石。通过利用来自涡轮传感器、SCADA系统和历史维护记录的数据，AI模型可以预测潜在的部件故障，使运营者能够安排预防性干预。维斯塔斯的基于云的监控平台正是这一趋势的例证，利用机器学习提供实时状态监测和可操作的维护建议。这些创新预计将使意外停机减少多达30%，并延长部件的使用寿命，为运营者节省显著成本。
数字双胞胎的采用——风力涡轮机的虚拟复制品——进一步增强了预测能力。通过模拟现实世界的操作条件和磨损模式，数字双胞胎使工程师能够远程测试维护策略并优化性能。国家可再生能源实验室（NREL）正在积极与行业合作伙伴合作，以完善风能领域的数字双胞胎方法，旨在到2020年代末实现行业的广泛采用。
展望未来，预计在接下来的几年中，人工智能、机器人和自动化的持续进步将加速，特别是随着离岸风电部署的规模扩大。行业领导者正在投资完全自主的维护机器人、远程诊断和先进分析平台。这些技术有望进一步降低成本，提高安全性，并支持风能在全球的可靠扩展。
5. 不断演变的标准与合规：来自IEC和AWEA的最新动态
风力涡轮机维护工程的格局正在经历标准和合规框架的重大演变，受国际电工委员会（IEC）和美国清洁电力协会（前称AWEA）等关键国际和国家机构的持续更新推动。到2025年，这些组织正在为协调实践和先进的安全协议奠定基础，反映出现代风能资产快速扩张和技术复杂性。
一个重要的发展是IEC 61400系列的持续完善，该系列规范风力涡轮机设计、测试和维护。最近的修订强调状态监测系统（CMS）、预测性维护策略和数字化，包括传感器集成和数据管理的要求，以预防故障并优化涡轮性能。IEC的维护工作组目前正在征求业界反馈，以便下一次修订，预计将涉及涡轮控制系统的网络安全措施和关于远程诊断的详细指导，回应数字双胞胎和基于AI的分析在维护操作中的日益采用。
在美国，美国清洁电力协会（ACP）已经更新了其运营与维护推荐实践（O&M RP）。2025年版优先考虑劳动力安全、根本原因故障分析和与国际标准的协调，以简化跨境项目管理。新增部分涉及寿命结束考虑和回收协议，反映出舰队的老化和可持续退役政策日益增强的压力。ACP还在推动采用标准化的维护事件报告格式，旨在促进行业范围的基准测试并改善透明度。
来自GE可再生能源和西门子歌美飒可再生能源的数据强调，遵循最新标准的预测性维护已经在过去两年中将意外停机时间减少了多达20%。这一成就得益于先进状态监测系统的整合，以及遵循IEC/ACP的相关新指南进行数据驱动的干预和远程检查。
展望未来，IEC和ACP预计将进一步使其指导方针与实时资产健康监测、可持续性要求以及日益增长的自动化影响保持一致。这些不断演变的标准正在塑造风能领域的采购、培训和投资策略，确保维护工程继续支撑可靠性和成本效益，随着全球风力舰队的扩展而持续发展。
6. 离岸与在岸维护的挑战
离岸和在岸风力涡轮机维护之间的差异带来了显著的工程挑战，随着全球风力舰队向更偏远和更艰难的环境扩展，许多挑战正在加剧。到2025年，运营商在两个领域均面临着对可靠性、成本控制和安全性的明显关注——然而，它们的维护需求仍然形成鲜明对比。
对于在岸风电场，维护通常在后勤上较为简单。地面接入使得例行检查、叶片清洁和部件更换可以使用标准车辆和起重机。然而，随着涡轮增大并位于地势更偏远和难以到达的地区（例如美国和亚洲的山地），停机时间和响应时间仍然可能成为关键问题。利用数字双胞胎和数据分析进行预测性维护的推动正在加速，像GE可再生能源这样的公司正在部署先进的传感器技术和基于AI的诊断，以最小化意外停机并降低生命周期成本。
相比之下，离岸风维护的主要特点是显著更高的运营和后勤障碍。到2025年，大多数离岸涡轮位于距离海岸较远的地方——通常超过40公里——这需要专用船只、直升机和高度培训的人员来完成维护任务。天气窗口对接入造成了严峻限制，北海和波罗的海地区由于强风和恶劣海况，经常遭受延误。据西门子歌美飒可再生能源透露，离岸干预成本可能是陆上的五倍，船舶租赁和人员转移占据了运营费用的相当大一部分。
离岸维护的一个关键挑战是部件的规模和复杂性。最新的离岸涡轮机容量超过15 MW，转子的直径超过220米。对这些巨型涡轮的服务需要下一代自升式船只和起重机，而这些设备的供应有限且需求量大，维斯塔斯报告称。此外，由于海洋环境恶劣，腐蚀管理是一个持续的斗争，要求使用坚固的涂层和定期检查。
展望未来，这两个领域都在大力投资自动化和机器人技术。远程控制的无人机和爬行机器人正在接受测试，用于检查叶片和塔架，特别是离岸，这是减小人员暴露的首要任务。根据像国家可再生能源实验室（NREL）这样的行业领导者的预测，状态监测系统和基于AI的预测性维护将在2027年前成为标准实践。这些创新旨在延长服务间隔、降低成本并提高在岸与离岸风电场的涡轮可用性。
7. 培训、技能与劳动力发展倡议
尤其在欧洲、北美和亚太地区，风能的快速增长推动了对风力涡轮机维护工程劳动力发展的重大投资。到2025年，全球风能行业支持超过140万个直接就业岗位，其中大量与运营与维护（O&M）相关。该行业预计每年需要数万名新技术人员，以满足在岸和离岸维护的需求，特别是随着装机容量在全球超过1000 GW（全球风能理事会）。
为了满足这一需求，领先制造商和运营商已经扩大了正式培训项目。西门子歌美飒可再生能源在欧洲、北美和亚洲设有专门的培训中心，提供安全、故障排除和高级诊断的沉浸式技术培训。同样，维斯塔斯风能系统为新老技术人员提供结构化学习路径，涵盖现代涡轮舰队所需的机械和数字技能。
认证框架正变得越来越标准化。全球风能组织（GWO）报告称，认证技术人员的增长率每年达到20%，这主要得益于其基础安全培训（BST）和基础技术培训（BTT）模块，这些模块现已被视为行业基准。截至2025年中期，全球已有超过170,000名技术人员获得GWO认证，反映出雇主对标准化资格的日益偏好。
数字化正在重塑培训和技能要求。维护工程师如今被期望能够解读SCADA数据，部署状态监测系统，并与数字双胞胎互动。像GE Vernova这样的公司正在将增强现实（AR）工具整合到技术人员培训中，实现远程支持、实时故障排除以及对新涡轮模型的持续升级。
- 与职业学院和大学的合作正在扩大，例如英国的EDF可再生能源与学院合作进行风力涡轮机维护工程学徒培训项目。
- 离岸风能的扩展，特别是在美国和亚洲，正在加速对专业离岸安全与救援培训的需求，这是区域法规和行业标准的要求。
展望未来几年，自动化和预测分析将进一步提高技能要求，强调数据素养和跨学科技术专长。该行业致力于劳动力发展的承诺预计将继续，重点放在多样性、安全和数字转型，以确保一支快速适应未来的维护劳动力。
8. 案例研究：领先制造商的成功维护策略
近年来，领先的风力涡轮机制造商和运营商实施了创新的维护策略，正在改变风力涡轮机维护工程。这些方法是基于降低停机时间、延长资产寿命和降低成本的需求，尤其是在舰队逐渐老化和离岸安装增加的情况下。
一个显著的例子是维斯塔斯，该公司在其全球舰队中部署了先进的状态监测和预测性维护。通过利用来自传感器和SCADA系统的实时数据，维斯塔斯能够检测到诸如齿轮箱和轴承等部件的异常，从而在重大故障发生前采取预防措施。这种数据驱动的方法导致了非计划停机时间的明显减少，并为运营商节省了显著成本，维斯塔斯报告称服务项目的平均涡轮机可用率超过98%。
同样，西门子歌美飒可再生能源在数字化和远程诊断方面进行了大量投资。他们的“远程诊断服务”平台使用机器学习分析来自全球超过10,000台涡轮的操作数据。2024年，西门子歌美飒报告称，这些服务使他们能够远程解决多达85%的涡轮警报，从而减少现场干预次数，提高了维护人员的安全性。
离岸风维护面临独特的挑战，这里也采取了创新策略。GE可再生能源实施了机器人和无人机用于离岸叶片检查，大幅减少了对绳索接入技术人员的需求。在2023至2024年的试验中，GE证明无人机检查将检查时间减少了超过60%，并提升了缺陷检测率，加快了维修并降低了整体成本。
另一个重要趋势是长期服务协议（LTSA）和协作维护模型的采用。诺德克斯集团提供灵活的服务合同，包括全范围的O&M和可用性保证，这些合同在2024年和2025年新启动的项目中被广泛采用。这些协议确保了优化的维护时间表并利用制造商的专业知识，为资产所有者提供更高的可靠性和可预测的成本。
展望未来，人工智能和自主检查技术的整合预计将进一步提高维护效率和涡轮机的正常运行时间，预计到2027年将实现。在行业领导者的案例研究中，成功的维护愈发被定义为以数字、数据驱动的策略、自动化和协作服务模型，这将为未来几年该行业的持续性能提高和成本降低奠定基础。
9. 可持续性与循环经济方法
到2025年，可持续性和循环经济原则正成为风力涡轮机维护工程的核心，随着行业与全球气候目标的对接，力求最大限度地减少生命周期影响。风力涡轮机的部件，特别是叶片，由于其复合材料，历史上在回收和生命周期结束时面临挑战。最近的进展正在重塑维护协议，强调修复、再利用和材料回收。
OEM和运营商越来越多地将修理技术和部件寿命延长作为可持续维护策略的优先考量。例如，西门子歌美飒可再生能源已承诺到2030年实现100%可回收的叶片，并于2023年推出了“可回收叶片”，该产品已进入批量生产。维护团队现在接受了专业的修复方法培训，以保持叶片的完整性并促进未来的回收，这与循环经济目标相一致。
被退役部件的回收和再利用也正在获得动力。GE Vernova与回收公司合作，将涡轮叶片加工成建筑材料和水泥原料，从而将数千吨废物从美国和欧洲的垃圾填埋场中转移出去。这些倡议直接影响维护规划，资产管理者评估部件的状态以优化翻新或回收的时机，而不是简单的更换。
数字化在实现循环经济方面发挥着关键作用。预测性维护技术和数字双胞胎（如维斯塔斯提供的技术）有助于监控资产健康、延长服务寿命并减少不必要的部件更换。这降低了材料消耗和废物，支持数据驱动的关于修复与更换的决策，兼顾环境和经济影响。
展望未来，监管压力和行业承诺预计将加速循环维护模型的采用。2024年启动的WindEurope循环经济行动计划呼吁在可持续设计、维护和生命周期解决方案方面进行行业范围的合作。在未来几年，将实施标准化的部件再利用和回收标准，结合先进材料和修复技术，预计将使风力涡轮机维护工程成为循环风力产业的基石。
10. 未来展望：未来五年风力涡轮机维护的前景
风能行业正在迅速演变，风力涡轮机的维护工程预计将在2025年及进入2030年代初发生显著转型。随着在岸和离岸涡轮机的装机基数不断增长，行业面临着越来越大的压力，要求优化可靠性、减少停机时间和管理生命周期成本。根据维斯塔斯的说法，世界上最大的风力涡轮机制造商，服务相关的收入现在占公司收入的重要部分，反映出更广泛的行业正在向基于性能的维护合同和数据驱动的资产管理转型。
一个最显著的趋势是先进数字技术的整合。涡轮制造商和运营商正在投资于由人工智能（AI）、机器学习和大数据分析驱动的预测性维护系统。这些技术利用来自涡轮SCADA系统、振动传感器和无人机检查的高频数据流，以在故障发生之前检测异常并预测故障。西门子歌美飒可再生能源报告称，远程诊断和基于AI的状态监测使其服务舰队意外维护事件减少了多达30%。
机器人和自主解决方案的使用也在加速。例如，GE Vernova正在试点用于叶片检查和前缘修复的机器人系统，特别是在离岸资产上，那里接入与安全至关重要。这些发展预计将提高技术人员的安全性，并减少服务时间和成本。此外，根据国家可再生能源实验室（NREL）的说明，先进材料和模块化涡轮组件的采用将使维修更加高效并延长部件寿命。
展望未来，未来五年将越来越强调可持续性和循环性在维护工程中的应用。这包括提高涡轮部件的可回收性、使用环保润滑剂，以及实施叶片和齿轮箱的生命周期结束策略。行业合作，如由爱尔兰风能主导，正在努力开发退役和翻新的标准化方法，以应对老化舰队的需求。
总体而言，风力涡轮机维护工程的前景以数字转型、自动化和可持续性为特征。预计这些转变不仅将提高运营效率和安全性，还将支持风能行业实现规模化提供可负担的清洁能源的整体目标。
来源与参考文献
