海上風電安裝船發展現狀及趨勢

相較於陸上，海（hǎi）上（shàng）的施工難度要高很多，風（fēng）電安裝（zhuāng）船作為海（hǎi）上風電的核心裝備，其重要性不言而喻。隨著海上風（fēng）電安裝（zhuāng）需求持續走高，海上風電安裝船行業同步熱鬧起來。近日，歐（ōu）洲散貨船巨頭Eneti宣布，將以（yǐ）數百萬股股票以及數千萬美元（yuán）現金的方式收購英國老牌風（fēng）電（diàn）安裝船（chuán）運營（yíng）商（shāng）Seajacks公司，交易一旦完成，Eneti有望（wàng）成為全球最大的海上風電安裝船運營商。

風電安裝（zhuāng）船分類及特點

海上風電場的建設中，風機（jī）及基（jī）礎的安裝需要有相應的運輸工具（jù）將其運送到風電場址，並配備適合的起重設備和定位設備。根據安裝船的（de）特點將海上風電安裝船分為起重船、坐底式風電安裝船、自升式風電安裝（zhuāng）船以及（jí）自航自升式風電安裝船四種類型。

1起重船（chuán）

起（qǐ）重船，又稱（chēng）浮吊，能夠配備用於各種水上作業（yè）的起重機（jī），可（kě）以是自航或非自航。其特點是可以進行運輸和（hé）安裝作業，受（shòu）水深限（xiàn）製較（jiào）小，過淺水區（qū）需要考（kǎo）慮吃水線，其他區域不需要考慮。具（jù）有自航能力的（de）起重船在不同風機位置間轉移速度較快，操縱性好（hǎo），並且使用費（fèi）率低，船源充足。其主要缺點是易受天氣和海麵條（tiáo）件的影響，施工工期難以把控。

圖1 起重船（chuán）

2坐底式風電安裝船

坐底式風（fēng）電安裝船，又稱非自升非自航式平台，依賴退潮的（de）壓力或壓載係統將（jiāng）船體坐壓在（zài）海底，再通過錨泊係統（tǒng）固定，最後進（jìn）行安裝船的吊裝和安（ān）裝工作。其主要優點是穩定性好。缺點是作業水（shuǐ）深的受（shòu）限，一般應用於極淺水域（yù），同（tóng）時轉移速度慢，船底的（de）強度需要特別重視。

圖2 坐底（dǐ）式風電安裝船

3自升式風電安（ān）裝船

自升式風電安裝船，一般配備4~8個樁腿（tuǐ），在施（shī）工現場將（jiāng）樁腿插入海底以固（gù）定平台，通過配備的液壓升降裝置調（diào）整安裝船船體，再（zài）利用配備的起重機進行風機的安裝。自升式風電安裝船沒有自航能力，甲板寬闊，便於裝載風機，作業穩定性較強，目（mù）前應用較為廣泛。但由於其沒有自航能力，隻能依靠拖船拖，機動性差，效率較低。

圖3 自升式風電安裝船（chuán）

4自航自升式風電安裝船（chuán）

自航自升式風電安裝船，兼備自升（shēng）式平台和浮式起（qǐ）重（chóng）船舶的優點，具備一定的（de）航速和操縱靈活性（xìng），可（kě）以一次性運載更（gèng）多風機，進行安（ān）裝和移位時速（sù）度較快，工作（zuò）效率高，是當前進行海上風電（diàn）安裝的（de）首選。

圖4 自航自（zì）升式風電安裝船

表1 主要風電安裝船類型對比

國內（nèi）外風電安裝（zhuāng）船的發展

歐洲作為海上風電產業的發源地，持續引領全球海上風電市場（chǎng）發展，而我國則是近些年來湧現（xiàn）出的新興市場代表。

1國外風電安裝船的發展

早期歐洲的海上風電安裝沒（méi）有專業的風電安裝船，都是使用海洋油氣工業（yè）或者是海上施工行業的船舶或（huò）平台，如起重船和非自航自升式平台。第一代風電安裝船（chuán）並非是某種獨立船型，多是通過載運貨物的工作駁船和（hé）起（qǐ）重船來聯合實施作業。第二代風電安裝船具有自升功能的駁船或（huò）平（píng）台，但不具（jù）有自（zì）航功能，例如MPI Offshore於2002年向我國山海關船廠訂造的“Mayflower Resolution”號(現名“MPI Resolution”)。該船設計以Gusto MSC的CJ50型自升式鑽井平台為母型，除了安裝塔架、機艙和葉片之外，還可以安裝（zhuāng）基礎，並能鋪設電（diàn）纜。根據作業海域的天氣情況和風電安裝船對天氣的適應（yīng）性，不同類型的風電安裝船每年的作業天（tiān）數差（chà）別很大。在歐洲地區，目前風電安裝船的全年作業天數平均約為180天左右，而能夠適（shì）應惡劣天氣（qì）的風電（diàn）安（ān）裝船全年作業天數（shù）可達260至（zhì）290天。為提高惡劣天氣下作業（yè）天數，以歐洲（zhōu）為代（dài）表的（de）船東開發了集升降、運輸、安（ān）裝等多種功（gōng）能於（yú）一體的第（dì）三代風（fēng）電安（ān）裝船，如（rú）2012年（nián）迪拜Lamprell船廠為Fred. Olsen Windcarrier公司建造的“Brave Tern”號風電安（ān）裝船，采用Gusto MSC NG-9000設計，甲板可運輸10台風（fēng）力發電機，采用800噸起重機（jī）進行海底安裝（zhuāng），專為北海作業設計（jì）。

據統計（jì），截至2020年，歐（ōu）洲共有風電安（ān）裝船22艘，1艘在建。此外，歐洲海上風電場施工還使用一些海上施工用的非自航自升式平台，以及海洋油氣工業中一些（xiē）高端（duān）的（de）、具備風電安裝功能的多功能自升式平台。

2國內風（fēng）電安裝船的發展

我國初期的海上風電安裝與歐洲海上風電場建設剛起步階段一樣，也是使用海上施工行業的船（chuán）舶或平（píng）台。但隨著國內海（hǎi）上風電場建設駛入快車道，近年來建造了一批專用的風電安裝船。

“華爾辰”號工程船采用雙體船設（shè）計（jì），是集風塔打樁（zhuāng）、風電設備（bèi）安裝於一體的（de）海上風電設備工程安裝施工船舶，總造價達人民幣3億元左右。船（chuán）長90米，船寬50米，型深6.8米。船體上配置83米高的主吊鉤平（píng）台，主（zhǔ）吊（diào）鉤平台安裝一台400噸、360度（dù）回轉（zhuǎn）的起重機，最大吊（diào）高（gāo）120米。2012年12月建造完工，隨後遠赴珠港澳大（dà）橋協助施工，是當時我國最大的風電安裝船。

圖5 華爾辰號

2018年5月，我（wǒ）國自主研發的（de）世界最大風電施（shī）工平台“龍源振華叁（sān）號”交付使用，船長100.8米，型寬43.2米，型深8.4米，起重能力2000噸（dūn），為全球最大，在此之前全球自升式風電安裝（zhuāng）平台的最大起重（chóng）能力為1500噸。該平台（tái）的單鉤（gōu）起重能力能達到1500噸，可實現（xiàn）大兆瓦海上風機基礎的空中翻（fān）身（shēn）。起重機（jī）起升高度120米，擁有（yǒu）全（quán）球最高的吊高高度，最大作業水深50米。該風電（diàn）施工（gōng）平台的成功（gōng）研製，標誌著（zhe）我國打破國外技術壟斷，實現大型風電安（ān）裝平台國產化，為我國加快發展海上風電產業提供（gòng）了裝（zhuāng）備支撐（chēng）。截至2020年，國內投入使用的風電安裝船共（gòng）22艘，在建7艘。

圖6 龍源振華叁（sān）號

目前市場上的風（fēng）電（diàn）安裝平台的起重能力（lì）主要為500噸至1000噸，其基本能夠滿足我國海上風電市（shì）場的主流（liú）產品——單機4MW的海上風電機組的組裝需求。為響應海上風電機組產品的變化趨勢，目前新建海上風電（diàn）安裝平台（tái）項目的起重能力主要為1000噸至1500噸，其中目前世（shì）界起重能力最大的2000噸（dūn）風電（diàn）安裝平台已交付使用，起重能力為2500噸的風電安裝平台已經開工建造。

未來發展趨勢

目前，歐洲與亞洲仍是（shì）全（quán）球海上風電主力市場（chǎng）。其中，英國、德國、中國、丹麥、比利時等（děng）國是海上風（fēng）電裝機（jī）量較大的（de）國家。

根據行業（yè）機構統計的在建項目數據（jù），預（yù）計到2030年，亞洲（zhōu）海上風電裝機量將達到126吉瓦，遠（yuǎn）高於歐洲國家目前計劃的78吉（jí）瓦（wǎ）。2050年亞洲海上風電裝機量將達到613吉瓦，歐（ōu）洲海（hǎi）上風（fēng）電裝機預計為215吉瓦，北美（měi）地（dì）區則（zé）為164吉瓦。據“世（shì）界能源報告”預測，要（yào）滿足計劃建設（shè）或在建海上風（fēng）電項目安（ān）裝需求，全球需要超過60艘（sōu）海上風電安裝船，總計投資需求高達（dá）140億美元。未來10年裏，全（quán）球很可能需要超過（guò）100艘海上風電安裝運維船隻。

然而，從目前的情況來看，全球海上風電安裝船（chuán）的在（zài）建或（huò）規劃產能卻不足以（yǐ）滿足海上風電裝機的增長目標（biāo）。據（jù）統（tǒng）計數據，截至2021年，全（quán）球（qiú）各國總計新訂購了16艘海上風電專用運維母船和海上風電安裝船（chuán），主要用於歐洲和亞洲市場。

為解決海上風電安裝船短缺難題，海上風電（diàn）施工承包商正“各顯神通”。今年（nián）7月，韓國電力公（gōng）司宣布特製了一艘新型海上（shàng）作業船，專門用於安裝5MW海上風（fēng）機。今年8月（yuè），我國正力海洋工程有限公司也宣布，成（chéng）功將半潛駁“正力（lì）潛1900”改造成為海上風電（diàn）安裝船，用於福（fú）建海上（shàng）風電項目安裝作業。

此前，行業研（yán）究機構睿谘得能源曾（céng）分析指出，海上風電安裝船市（shì）場的供不應（yīng）求很可（kě）能是推高未來海上風電開發項目成本的（de）一大關鍵因（yīn）素，甚至可能會限製（zhì）更新、更（gèng）大的（de）海上風機部署情況。那麽，全球能源低碳轉型趨勢明朗，市場發展（zhǎn）潛力巨（jù）大，海上風電安（ān）裝船為什麽還是不（bú）夠用呢？

業內人員分析認為，盡管海上風電產業的蓬勃發展為海上風電安（ān）裝船行業帶（dài）來了新的行業周期，但此（cǐ）前海上油（yóu）氣產業蓬勃發展期（qī）間快速擴張、卻又因油價波動引發的施（shī）工船閑置問題也是船舶行業的“前車之鑒”，海上作業船舶運營商也在考慮可能存在的潛在風險，“過度建設”的憂慮情緒（xù）正在船舶行業彌漫。

與此同時，海上風電產業主要由國家發展政策驅動，海上風電安（ān）裝船東尤（yóu）其需要注意各國之間的船隻運輸規定，在部分國家存在保護主義政策的情況下，海上風電安裝船的活動很可能受到限製。

另外，海（hǎi）上風電技術的快速更新迭代也成為了海上風電安裝船東的一大顧（gù）慮（lǜ）。“世界能源（yuán）報告”指出，到2025年（nián），全球海上風機單機容量將持續增長，海上風機的基座尺寸也將更（gèng）大，海上風電場也將進入更深更遠的海上區域，現存海上風電（diàn）安裝船隻（zhī）很（hěn）可能將失去用武之地。據悉，今年新增海上風（fēng）電安裝船訂單（dān）大多要求吊裝高度達180米以上、能夠安裝單機容量（liàng）達14MW及以上風機，而傳統的自升（shēng）式船卻不（bú）能安裝14MW及以上風機。未來海（hǎi）上風電安裝方式技術路線競爭市（shì）場尚不（bú）明朗，這也讓投資商更多地進入觀望階段。

對此，業內專家建議稱，新建海上風（fēng）電安裝船投（tóu）資（zī）巨大，船舶承包商（shāng）應仔細考慮和了解全球（qiú）各地區的船舶供需（xū）動態，更廣泛地了解不同國家海（hǎi）上（shàng）風電行業的細（xì）微差別，之後確定新的建造計劃。

從風電安裝船本身來看（kàn），也要加快進度研究更新安（ān）裝船以適應快速發（fā）展的風電建設，未來將在以下方麵進行創新：

逐（zhú）步向深水邁進。海上風電建設向深水區邁進是大勢所趨，從沿海的灘（tān）塗和淺水區（qū）向60m水深區域（yù）以至更深的區域（yù）都要考慮，促進海上風電安裝船（chuán）功能優化提升。

增強主吊能力。海上（shàng）風電安裝的一體化（huà）吊裝（zhuāng）作業（yè）可以節約成本並減少建設時間，這就需（xū）要主吊能力越來越大。一方麵海上風機功率的增大，使得風機的重量越來越大；另一方麵海（hǎi）上風電（diàn）安（ān）裝平台（tái）的吊裝（zhuāng）能力在逐步提升，2000t的主（zhǔ）吊能力的風電安裝船已經成為現實。

增大主（zhǔ）甲板可利（lì）用麵積。風電機組不斷大型化對風電安裝（zhuāng）船的甲（jiǎ）板麵積提出了更高的要求。並且，增大主甲板（bǎn）的可利用麵積使風電安裝船可以運輸（shū）更多風機，從而提高運輸效率（lǜ）和安裝效率（lǜ）。

提高主甲板承載能力。主甲板的承（chéng）載能力與海上風電安裝船的運輸效率和安全性密（mì）切相關。隨（suí）著風電機組的不斷大型化，提高主甲板的承載能力是現實所（suǒ）需。

完善風電安裝船的（de）功能。風（fēng）電建設日益趨向成熟和多樣（yàng），這就需要風電安裝船具有更多功能以滿足建設需（xū）求，要（yào）配備新的動力定位係統（tǒng），配（pèi）備各種（zhǒng）類型的風電設備和其他相關功能。

結語

未來，我國風電安裝船前景可期，市場（chǎng）需（xū）求空間大，產品創新發展（zhǎn）快。海上風電作為未來風電行業的重點發展方向，優點突出，風能條件好，環保（bǎo）可再生，市場潛力巨大，我國海上風電場規劃和建（jiàn）設規模正在不斷擴大，隨著國內外大批海上風電項目（mù）進入施工建設階段，巨大的市場空間必將帶動風電安裝船產業快速發展。

來源：千堯科技