受訪人：中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七〇八研究所副總工程師 費(fèi)龍
在海上風(fēng)電即將迎來平價上網(wǎng)的最后數(shù)月，各項(xiàng)目建設(shè)也進(jìn)入沖刺階段。對此，中船集團(tuán)七〇八所副總工程師費(fèi)龍表示，針對海上風(fēng)電安裝環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動安裝運(yùn)輸一體化。同時需加強(qiáng)管理，做好風(fēng)險防范。
Q：中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七〇八研究所（下稱“七〇八所”），在海上風(fēng)電發(fā)展的不同階段參與了哪些項(xiàng)目?
A：七〇八所成立于1950年，是一家艦船與海洋裝備總體設(shè)計(jì)研究單位，設(shè)有專門從事海洋開發(fā)與工程建設(shè)專用裝備研究開發(fā)的“海洋工程及工程船研究設(shè)計(jì)部”。在海上風(fēng)電領(lǐng)域，主要參與安裝船、布纜船、地質(zhì)勘探平臺的開發(fā)設(shè)計(jì)。
建設(shè)海上風(fēng)電場，裝備必須先行。2009年，我國海上風(fēng)電起步，七〇八所承擔(dān)了350噸坐底式海上風(fēng)電安裝船“海洋36”和250噸自升式海上風(fēng)電安裝船“海洋38”的開發(fā)設(shè)計(jì)，兩型安裝船用于江蘇如東潮間帶和淺水區(qū)域風(fēng)電場示范工程的建設(shè)。其造價相對便宜，約1億元左右。海上工程風(fēng)險大，成本高。由于這一時期上網(wǎng)電價沒有明確，海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)節(jié)奏放緩。
隨著2014年電價政策落地，暫緩的裝備建設(shè)開始啟動。2015年，七〇八所承接了800噸自升式海上風(fēng)電安裝船“精銦01”和1000噸自升式海上風(fēng)電安裝船“福船三峽”“大橋福船”的開發(fā)設(shè)計(jì)。第二代海上風(fēng)電安裝船大部分采用錨泊定位、非自航式，適用于水深40米左右的海域。起重機(jī)采用繞樁回轉(zhuǎn)式，升降裝置采用液壓環(huán)梁插銷型式。總造價在3億元左右。
2017年，海上風(fēng)電場建設(shè)加快，海上風(fēng)電安裝船需求猛增，安裝船也進(jìn)入第三代，不再需要拋錨，而是依靠船的推進(jìn)器進(jìn)行定位，安裝效率大大提高，起重機(jī)的吊重達(dá)到1200噸，適用于水深50米的海域，造價達(dá)到6億元左右。
至2020年年底，七〇八所共承接了19艘海上風(fēng)電安裝船的開發(fā)設(shè)計(jì)。其中，已交付12艘，包括“海龍興業(yè)”“振江”“海電運(yùn)維801”“華祥龍”等。2021年將交付3艘，為“海洋68”“海洋79”“群力”。目前，七〇八所正在開發(fā)第四代安裝船，有4個設(shè)計(jì)訂單，均按60米以上水深、12MW風(fēng)電機(jī)組安裝要求設(shè)計(jì)，起重能力為1000～3000噸。前三代安裝平臺樁腿都采用圓柱形，第四代樁腿采用桁架式結(jié)構(gòu)。這種樁腿重量輕、風(fēng)浪流外載荷小。升降裝置采用齒輪、齒條型式，升降速度快、安裝效率高。
此外，七〇八所還參與設(shè)計(jì)了“啟帆9號”和“海牧16”等多艘布纜船與勘探平臺。
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第四代安裝船，樁腿采用桁架式結(jié)構(gòu)
Q：從技術(shù)角度看，目前我國海上風(fēng)電安裝船整體發(fā)展水平如何?
A：隨著產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，我國海上風(fēng)電安裝船經(jīng)歷了三代技術(shù)更新，現(xiàn)在正在開發(fā)第四代。
從海上風(fēng)電安裝船技術(shù)應(yīng)用時間上來說，我國與歐洲相差10年左右。目前，歐洲海上風(fēng)電安裝船的樁腿基本上以桁架式為主，而我國剛開始設(shè)計(jì)此類樁腿的安裝船。隨著風(fēng)電場向深遠(yuǎn)海發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量不斷增大，海上風(fēng)電安裝船船型也隨之演進(jìn)。
在造船技術(shù)上，我國與國外差距并不大。世界上第一艘海上風(fēng)電安裝船“五月花”，就是由中國船舶集團(tuán)山海關(guān)船廠為英國五月花能源公司建造的。因?yàn)闅W洲造船業(yè)已經(jīng)處于衰退階段，中國、韓國和日本是世界上主要的造船市場。我國的造船能力居首，但相較于日本、韓國，我國在生產(chǎn)管理的精細(xì)化、信息化、規(guī)范化等方面還有待提高。國內(nèi)一些引入精細(xì)化管理的造船企業(yè)，例如江南、外高橋、揚(yáng)子江、南通中遠(yuǎn)等，在國內(nèi)造船界是比較成功的。
Q：我國海上風(fēng)電項(xiàng)目的開發(fā)環(huán)境，對安裝船的設(shè)計(jì)提出哪些特殊的要求?
A：我國海上風(fēng)電項(xiàng)目的開發(fā)環(huán)境與歐洲不太一樣。首先是淤泥層厚，部分海域的插樁深度達(dá)20多米，由于入土比較深，對拔樁要求也比較高。歐洲海上風(fēng)電項(xiàng)目的開發(fā)條件比較好，基礎(chǔ)深度一般不到10米。
其次，我國東南沿海受臺風(fēng)影響很大，平臺的作業(yè)窗口期短。采用同一類型平臺，在歐洲海域每年可以安裝50～90臺風(fēng)電機(jī)組，而在我國只能安裝20～30臺。對安裝船的設(shè)計(jì)來說，要增加抗臺能力，就需增加平臺重量，成本也會大幅提升。此外，我國有些海上風(fēng)電場位于地震帶附近，在設(shè)計(jì)和建造時都需更加謹(jǐn)慎。
Q：與歐洲較為成熟的海上風(fēng)電市場相比，目前我國海上風(fēng)電的建設(shè)階段存在哪些不足?
A：歐洲海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)育比較成熟，其風(fēng)電場規(guī)劃規(guī)模很大，先建設(shè)大型的海上風(fēng)電母港，再進(jìn)行風(fēng)電場的開發(fā)建設(shè)。整機(jī)廠家負(fù)責(zé)將設(shè)備運(yùn)輸至碼頭，由安裝企業(yè)到碼頭提貨進(jìn)行安裝。工程采用EPC總承包方式，各環(huán)節(jié)能夠統(tǒng)一調(diào)配，緊密合作。
目前，我國海上風(fēng)電機(jī)組的安裝與運(yùn)輸主體是分離的，早期海上風(fēng)電安裝船大部分都是非自航的，必須用船將風(fēng)電機(jī)組運(yùn)到機(jī)位點(diǎn)，這部分工作需由整機(jī)商來承擔(dān)。雖然我國已經(jīng)有自航式安裝船交付，但由于用船緊張，運(yùn)輸任務(wù)多由其他船只完成，自航式安裝船并沒有真正發(fā)揮運(yùn)輸?shù)淖饔谩＜又覈狈Υ笮秃Ｉ巷L(fēng)電專用碼頭，運(yùn)輸船易受天氣干擾，影響安裝進(jìn)度，且存在一定的安全風(fēng)險。風(fēng)電機(jī)組從車間運(yùn)到碼頭，再送到機(jī)位點(diǎn)安裝，涉及整機(jī)商、開發(fā)商，以及包括碼頭、運(yùn)輸船和安裝在內(nèi)的單位，責(zé)任主體過多，造成銜接不順暢，容易出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象。
Q：近期，海上風(fēng)電安裝船的月租賃價格高達(dá)上千萬元，您認(rèn)為是由哪些因素造成的？會帶來哪些不利影響？以現(xiàn)有的船只數(shù)量測算，2021年大約能完成多少裝機(jī)容量?
A：安裝船的租賃價格飆升，主要是由“搶裝”帶來的，保電價是其中的關(guān)鍵因素。一臺5MW的風(fēng)電機(jī)組，按照年利用小時數(shù)3000計(jì)算，若每千瓦時補(bǔ)貼0.1元，機(jī)組運(yùn)行20年就能多出3000萬元的收入，這與租船費(fèi)用相比仍是有利可圖的。
目前，我國安裝船的數(shù)量還不能滿足市場需求。2020年受疫情影響，到當(dāng)年5月才開工，壓縮了安裝時間，使得平價前的安裝施工更加集中。一艘船每年大約能安裝30臺風(fēng)電機(jī)組，以現(xiàn)有的安裝船數(shù)量計(jì)算，預(yù)計(jì)今年將完成500萬千瓦的裝機(jī)容量，但也很有可能會超過該值。
“搶裝”加劇了海上風(fēng)電安裝市場的緊張程度，造成資源緊缺，價格高漲，操作不規(guī)范，存在一定的安全隱患。事實(shí)上，海上安裝施工是非常高端的技術(shù)，對操作設(shè)備的精準(zhǔn)度、人員的素質(zhì)、安全要求很高。操作人員要對平臺有充分了解，針對風(fēng)險，做出完備的防范預(yù)案，才有可能做到萬無一失。因此，施工要嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行，對人員安全意識的教育、培訓(xùn)要跟得上。
Q：未來，自升式是海上風(fēng)電安裝平臺的發(fā)展趨勢，在核心技術(shù)上，我國有哪些環(huán)節(jié)有待加強(qiáng)?
A：我國海上風(fēng)電安裝船技術(shù)基礎(chǔ)較好，主要滿足于國內(nèi)市場，技術(shù)與國外的差距不大。目前，安裝船上的兩大核心設(shè)備——起重機(jī)和升降裝置都是國內(nèi)自主開發(fā)制造的，這也推動了我國海上風(fēng)電裝備技術(shù)的發(fā)展。不少企業(yè)承接了國外船東的訂單，用以滿足國際市場。
與歐洲相比，我國部分制造材料有所欠缺，這與我國的基礎(chǔ)工業(yè)有一定關(guān)系。如第四代安裝船所用的厚度為210毫米的齒條板，由于前期投入高，產(chǎn)量需求不大，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)意愿不強(qiáng)，還需要依靠進(jìn)口。
海上風(fēng)電安裝平臺的升降裝置設(shè)計(jì)要求比海上石油鉆井平臺更高。海上石油鉆井平臺按每年升降5次，運(yùn)行25年，共125次的壽命進(jìn)行設(shè)計(jì)即可。而海上風(fēng)電安裝船每年要升降100次，運(yùn)行25年，設(shè)計(jì)壽命需達(dá)到2500次。
Q：未來，全球海上風(fēng)電安裝船技術(shù)發(fā)展路線將呈現(xiàn)哪些趨勢？七〇八所對此做出了怎樣的規(guī)劃布局?
A：安裝船的發(fā)展是緊隨風(fēng)電機(jī)組技術(shù)的變化而變化的，包括漂浮式風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展。未來，海上風(fēng)電場將向離岸更遠(yuǎn)、水深更深、海況更復(fù)雜、規(guī)模更大、風(fēng)電機(jī)組大型化的方向發(fā)展，而且隨著國家電價補(bǔ)貼的取消，機(jī)組的大型化會加速，現(xiàn)有的海上風(fēng)電安裝船將很難勝任此類安裝工作。因此，海上風(fēng)電安裝船應(yīng)滿足更遠(yuǎn)、更深、更大的作業(yè)要求。
七〇八所正在開發(fā)第四代集運(yùn)輸與安裝于一體的高效海上風(fēng)電安裝船，適應(yīng)即將到來的海上風(fēng)電平價時代的市場需求。七〇八所將發(fā)揮海洋裝備設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)勢，為海上風(fēng)電場建設(shè)單位、船東提供施工能力強(qiáng)、安全可靠、高效的安裝船，為我國海上風(fēng)電綠色能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的裝備支撐。
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