海上風(fēng)電安裝船的發(fā)展趨勢探討

　　【摘要】：在海上風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的當(dāng)下，風(fēng)電安裝船的需求持續(xù)增加，但在海上風(fēng)電項目施工成本，海上作業(yè)工期長度，海上作業(yè)環(huán)境條件等客觀因素的影響下，海上風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也受到重重制約。因此，在本文中，筆者將在詳細闡述海上風(fēng)電安裝船具體分類的基礎(chǔ)上，對全球范圍內(nèi)海上風(fēng)電安裝船的發(fā)展現(xiàn)狀進行概述，并展望預(yù)測其未來發(fā)展趨勢。

　　關(guān)鍵詞：風(fēng)電安裝船;海上風(fēng)電;發(fā)展趨勢

　　引言

　　隨著能源需求的日益增長，風(fēng)能這一可再生能源逐漸受到世界各國的充分關(guān)注。在此基礎(chǔ)上，海上風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)因其環(huán)保價值突出，風(fēng)能條件優(yōu)越而被充分關(guān)注。目前，海上風(fēng)力發(fā)電已由最初的商業(yè)化發(fā)展模式逐漸走向更寬廣的發(fā)展道路。而作為風(fēng)電場建設(shè)的重要組成部分，海上風(fēng)電安裝船的發(fā)展自然也擁有無窮的發(fā)展?jié)摿�和巨大的發(fā)展空間。

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　　1.海上風(fēng)電安裝船具體分類

　　海上安裝是海上風(fēng)電場開發(fā)建設(shè)的重要組成部分，相比于陸上風(fēng)機的安裝來說，海上施工的難度更大，工期時長也更長。而海上風(fēng)電場的安裝主要包括葉片安裝，機艙安裝，塔筒及附屬設(shè)施安裝等內(nèi)容。在安裝過程中，通過平甲板駁船裝載風(fēng)機部件，之后利用安裝船舶完成打樁和安裝是最普遍的安裝方式。按照現(xiàn)有的船型特點，海上風(fēng)電安裝船的具體分類包括以下幾種：

　　1.1坐底式風(fēng)電安裝船

　　此類風(fēng)電安裝船大多應(yīng)用于極淺水域或灘涂沿海，在安裝過程中，大多依靠壓載系統(tǒng)或潮水退去將船體坐在海底，再利用錨泊系統(tǒng)固定，之后便可以進行吊裝，安裝作業(yè)。此類風(fēng)電安裝船的穩(wěn)定性較為突出，但因其作業(yè)受到水深限制，同時對坐底水域的海床面平整度、淤泥層厚度有較高要求，所以移位速度相對較慢，如今使用率并不高。

　　1.2起重船

　　簡而言之就是安裝有起重機的浮動平臺，起重船又被稱為浮吊，主要分為自航和非自航兩種，目前，起重船在海上作業(yè)環(huán)節(jié)中已得到大量應(yīng)用。該平臺最突出的優(yōu)勢便是能保證風(fēng)電設(shè)備的穩(wěn)定運輸，擁有自航能力的起重船，操作效果較好，且能在不同風(fēng)機中實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)移。不過起重船的應(yīng)用普及率并不高，因為此類風(fēng)電安裝船極易受到天氣，海浪等客觀因素的影響，操控效果難以保證。

　　1.3自升式風(fēng)電安裝船

　　現(xiàn)有的海上風(fēng)電裝備大多配備4~6個樁腿，在安裝過程中，樁腿會被插入海底至持力層，以此來固定平臺，船體的升降將通過升降裝置完成。自升式風(fēng)電安裝船的甲板大多寬闊，且易于裝載風(fēng)機或者預(yù)拼葉輪。在安裝過程中，可通過平臺上配備的打樁機實現(xiàn)基礎(chǔ)打樁，此類風(fēng)電安裝船吊裝時穩(wěn)定性相對突出，但因其不具備自航能力，所以大多須由拖船拖航。在現(xiàn)場安裝過程中，船體安裝移位時間較長，操縱也相對不便。

　　1.4自航自升式風(fēng)電安裝船

　　隨著海上狀況愈加復(fù)雜，使用傳統(tǒng)船舶進行安裝已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的發(fā)展需求，因此，自航自升式風(fēng)電安裝船也應(yīng)運而生。相比其它類型的風(fēng)電安裝船來說，自航自升式風(fēng)電安裝船不僅船舶航速較快，船舶均配備DP3定位系統(tǒng)，其操縱也相對便利，且操控效果較好，此類風(fēng)電安裝船能在短時間內(nèi)完成多臺風(fēng)機的同時運輸，且其吊裝及打樁效果十分突出，移動速度也相對較快。在當(dāng)前技術(shù)環(huán)境背景下，自航自升式風(fēng)電安裝船是海上風(fēng)電安裝的不二首選。

　　2.海上風(fēng)電安裝船發(fā)展現(xiàn)狀

　　中國和歐洲是現(xiàn)有海上風(fēng)電商業(yè)開發(fā)項目的大本營，而作為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)起源地的歐洲更是海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)頭羊。不過，身為海上風(fēng)電市場的后起之秀，中國的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)也已進入高速發(fā)展階段。當(dāng)前全球在役的近50艘風(fēng)電安裝船中，被中國及歐洲海上風(fēng)電項目利用的安裝船已超過總數(shù)的90%。

　　截至2020年底，歐洲從事海上風(fēng)電安裝作業(yè)的風(fēng)電共計53艘，其中還有一艘風(fēng)電安裝船處于在建狀態(tài)，預(yù)計交付時間為2022年。而在歐洲海上風(fēng)電場施工建設(shè)中，現(xiàn)有的自航自升式風(fēng)電安裝船已無法滿足在建項目的施工需求，因此，部分非自航自升式平臺也被應(yīng)用到了具體施工中。

　　在歐洲地區(qū)，海上風(fēng)電項目基本由海洋工程公司和專業(yè)的海上風(fēng)電場安裝公司瓜分。對比專業(yè)海上風(fēng)電場安裝公司來說，海洋工程公司所設(shè)業(yè)務(wù)范圍更為廣泛，除普通的海洋工程建設(shè)安裝外，此類公司還提供打撈等服務(wù)，服務(wù)類型十分豐富。在已投產(chǎn)的海上風(fēng)電項目中，以丹麥A2SEA為首的專業(yè)海上風(fēng)電場安裝公司已牢牢占據(jù)市場主導(dǎo)地位。而就船隊情況來看，歐洲風(fēng)電安裝船的主要承包商也以英國Seajacks等4家公司為主。

　　作為海上風(fēng)電市場的后起之秀，我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已步入高速發(fā)展階段。而在我國海上風(fēng)電安裝發(fā)展初期，我們使用的也多為海上施工行業(yè)的平臺及船舶設(shè)施。但近年來，我國在吸取歐洲海上風(fēng)電場建設(shè)寶貴經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，大力投入風(fēng)電安裝船項目建設(shè)。目前，一批專用風(fēng)電安裝船也已建造完成。截至2020年底，我國在役使用的風(fēng)電安裝船數(shù)量總計超過40艘，在建風(fēng)電安裝船數(shù)量為7艘。在當(dāng)前形勢下，國內(nèi)海上風(fēng)電項目的承建主要由龍源振華，南通海艦以及中交三航局完成。2020年1月，上海振華重工為中交第三航務(wù)工程局有限公司打造的“三航風(fēng)和號”正式于南通基地交付，“三航風(fēng)和號”為國內(nèi)現(xiàn)有的最先進的1200t自升式風(fēng)電安裝船。

　　3.海上風(fēng)電安裝船的發(fā)展趨勢

　　3.1船型發(fā)展趨勢

　　就目前船型發(fā)展現(xiàn)狀來看，在海上風(fēng)電安裝船發(fā)展過程中，海上風(fēng)機單機功率將逐漸增大，海上風(fēng)電也將逐步涉足深水領(lǐng)域，海上風(fēng)電安裝船功能的完善及細化也必將引起各國高度重視。首先，隨著海上風(fēng)機單機功率的增加和風(fēng)電機組的成熟發(fā)展，風(fēng)電安裝船的甲板面積及載荷將不斷增加，安裝船的吊重吊高，具體定位及打樁能力也將穩(wěn)步提升。其次，在海上風(fēng)電建設(shè)涉足深水領(lǐng)域過程中，風(fēng)電安裝船的深水適應(yīng)力也將不斷增強。在漂浮式風(fēng)電機不斷發(fā)展成熟的基礎(chǔ)上，海上風(fēng)電安裝船，海上風(fēng)電安裝船也將適應(yīng)不同水深的應(yīng)用需求，更多新船型也將因此誕生。

　　3.2功能技術(shù)發(fā)展趨勢

　　隨著海上風(fēng)電安裝船的發(fā)展，其主吊能力將不斷增大，海上風(fēng)力發(fā)電機的功率也將得到大幅增加。目前，世界最大的10MW風(fēng)機已在福清興化灣風(fēng)電項目完成安裝，目前應(yīng)用率較高的海上風(fēng)電安裝平臺吊裝能力大多為800噸到1200噸，1600噸主吊能力的風(fēng)電安裝船也已被成功研發(fā)，而在風(fēng)電安裝船未來的發(fā)展道路上，其主吊能力也將不斷增強優(yōu)化。

　　此外，為了促進安裝效率的快速提升，海上風(fēng)電安裝船的風(fēng)機設(shè)備運輸能力必須得以提高，而這也代表主甲板面積不斷增大，也是未來海上風(fēng)電安裝船發(fā)展的一大趨勢之一，只有這樣海上發(fā)電的要求才能得以滿足。而在此基礎(chǔ)上，隨著風(fēng)電設(shè)備重量的增加和安裝能力的提升，主甲板的承載能力也必將到達新的高度。

　　最后，隨著海上風(fēng)電場技術(shù)的高速發(fā)展，海上風(fēng)電安裝船的功能也將不斷完善。當(dāng)前，部分先進風(fēng)電安裝船已安裝定位系統(tǒng)，打樁機功率也相對較大。而在未來的發(fā)展中，這些功能的完善將得到全面普及，風(fēng)電安裝船惡劣條件下的使用需求也將得到滿足。

　　3.3市場發(fā)展趨勢

　　目前，全球領(lǐng)域內(nèi)多個國家已逐漸意識到海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要性，因海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已受到各國高度重視，所以各國政府也開始積極助力推進海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的成熟和進步。隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展活力的持續(xù)高漲，各大海上風(fēng)電項目建設(shè)穩(wěn)步進行，產(chǎn)業(yè)也逐漸走向高速穩(wěn)定和全球化發(fā)展道路。在我國《關(guān)于海洋經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的實施意見》的要求下：未來5年，我國將不斷加大海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的資金投入，國家將提供1000億元融資額度，助力海上風(fēng)電等海洋經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)走上成熟發(fā)展道路。

　　2020年，全球海上風(fēng)電場新增裝機容量占全球新增風(fēng)電裝機總?cè)萘康?0%，而在世界風(fēng)能協(xié)會的預(yù)測下，這一比例將在未來幾年穩(wěn)步提升，直至2023年突破20%。而預(yù)測數(shù)據(jù)也充分表明，海上風(fēng)電市場擁有廣闊的發(fā)展空間，其市場發(fā)展?jié)摿κ�分可觀。目前，國內(nèi)外現(xiàn)有的海上風(fēng)電安裝船數(shù)量已難以適應(yīng)海上風(fēng)電在投項目施工建設(shè)的應(yīng)用需求。隨著海上風(fēng)電市場的蓬勃發(fā)展，在未來幾年內(nèi)，海上風(fēng)電安裝船的新建需求也將進一步增加。

　　結(jié)語

　　在環(huán)保問題日益嚴重的當(dāng)下，海上風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展能充分展現(xiàn)出風(fēng)能的優(yōu)勢，其環(huán)保價值也十分可觀。因此，海上風(fēng)力發(fā)電已逐漸適用于全球范圍內(nèi)，產(chǎn)業(yè)未來也勢必走上高速發(fā)展道路，而作為風(fēng)電場建設(shè)的關(guān)鍵性設(shè)備，海上風(fēng)力發(fā)電安裝船也已引起全球范圍內(nèi)各國家，各領(lǐng)域的重視。隨著科技的進步和時代的變化，海上風(fēng)電安裝船未來的發(fā)展必將迎來新的格局和突破。

　　參考文獻：

　　李卓. 海上風(fēng)電安裝船技術(shù)發(fā)展趨勢及突圍路徑[J]. 中國科技投資，2019，000(008)：110.

　　朱江.海上風(fēng)電安裝船發(fā)展探究[J].船舶物資與市場,2020(02):35-36.

　　作者：王曉鵬

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