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    費龍:海上風電安裝需加強管理防范風險

    2021-06-09 16:57:05
    來源:《風能》雜志 編輯: 國際船舶網 我有話要說

    受訪人:中國船舶工業集團公司第七〇八研究所副總工程師 費龍

    在海上風電即將迎來平價上網的最后數月,各項目建設也進入沖刺階段。對此,中船集團七〇八所副總工程師費龍表示,針對海上風電安裝環節,應加強基礎設施建設,推動安裝運輸一體化。同時需加強管理,做好風險防范。

    Q:中國船舶工業集團公司第七〇八研究所(下稱“七〇八所”),在海上風電發展的不同階段參與了哪些項目?

    A:七〇八所成立于1950年,是一家艦船與海洋裝備總體設計研究單位,設有專門從事海洋開發與工程建設專用裝備研究開發的“海洋工程及工程船研究設計部”。在海上風電領域,主要參與安裝船、布纜船、地質勘探平臺的開發設計。

    建設海上風電場,裝備必須先行。2009年,我國海上風電起步,七〇八所承擔了350噸坐底式海上風電安裝船“海洋36”和250噸自升式海上風電安裝船“海洋38”的開發設計,兩型安裝船用于江蘇如東潮間帶和淺水區域風電場示范工程的建設。其造價相對便宜,約1億元左右。海上工程風險大,成本高。由于這一時期上網電價沒有明確,海上風電項目開發節奏放緩。

    隨著2014年電價政策落地,暫緩的裝備建設開始啟動。2015年,七〇八所承接了800噸自升式海上風電安裝船“精銦01”和1000噸自升式海上風電安裝船“福船三峽”“大橋福船”的開發設計。第二代海上風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。起重機采用繞樁回轉式,升降裝置采用液壓環梁插銷型式?傇靸r在3億元左右。

    2017年,海上風電場建設加快,海上風電安裝船需求猛增,安裝船也進入第三代,不再需要拋錨,而是依靠船的推進器進行定位,安裝效率大大提高,起重機的吊重達到1200噸,適用于水深50米的海域,造價達到6億元左右。

    至2020年年底,七〇八所共承接了19艘海上風電安裝船的開發設計。其中,已交付12艘,包括“海龍興業”“振江”“海電運維801”“華祥龍”等。2021年將交付3艘,為“海洋68”“海洋79”“群力”。目前,七〇八所正在開發第四代安裝船,有4個設計訂單,均按60米以上水深、12MW風電機組安裝要求設計,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構。這種樁腿重量輕、風浪流外載荷小。升降裝置采用齒輪、齒條型式,升降速度快、安裝效率高。

    此外,七〇八所還參與設計了“啟帆9號”和“海牧16”等多艘布纜船與勘探平臺。

    Q:從技術角度看,目前我國海上風電安裝船整體發展水平如何?

    A:隨著產業快速發展,我國海上風電安裝船經歷了三代技術更新,現在正在開發第四代。

    從海上風電安裝船技術應用時間上來說,我國與歐洲相差10年左右。目前,歐洲海上風電安裝船的樁腿基本上以桁架式為主,而我國剛開始設計此類樁腿的安裝船。隨著風電場向深遠海發展,風電機組單機容量不斷增大,海上風電安裝船船型也隨之演進。

    在造船技術上,我國與國外差距并不大。世界上第一艘海上風電安裝船“五月花”,就是由中國船舶集團山海關船廠為英國五月花能源公司建造的。因為歐洲造船業已經處于衰退階段,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,我國在生產管理的精細化、信息化、規范化等方面還有待提高。國內一些引入精細化管理的造船企業,例如江南、外高橋、揚子江、南通中遠等,在國內造船界是比較成功的。

    Q:我國海上風電項目的開發環境,對安裝船的設計提出哪些特殊的要求?

    A:我國海上風電項目的開發環境與歐洲不太一樣。首先是淤泥層厚,部分海域的插樁深度達20多米,由于入土比較深,對拔樁要求也比較高。歐洲海上風電項目的開發條件比較好,基礎深度一般不到10米。

    其次,我國東南沿海受臺風影響很大,平臺的作業窗口期短。采用同一類型平臺,在歐洲海域每年可以安裝50~90臺風電機組,而在我國只能安裝20~30臺。對安裝船的設計來說,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,我國有些海上風電場位于地震帶附近,在設計和建造時都需更加謹慎。

    Q:與歐洲較為成熟的海上風電市場相比,目前我國海上風電的建設階段存在哪些不足?

    A:歐洲海上風電產業發育比較成熟,其風電場規劃規模很大,先建設大型的海上風電母港,再進行風電場的開發建設。整機廠家負責將設備運輸至碼頭,由安裝企業到碼頭提貨進行安裝。工程采用EPC總承包方式,各環節能夠統一調配,緊密合作。

    目前,我國海上風電機組的安裝與運輸主體是分離的,早期海上風電安裝船大部分都是非自航的,必須用船將風電機組運到機位點,這部分工作需由整機商來承擔。雖然我國已經有自航式安裝船交付,但由于用船緊張,運輸任務多由其他船只完成,自航式安裝船并沒有真正發揮運輸的作用。加之我國缺乏大型海上風電專用碼頭,運輸船易受天氣干擾,影響安裝進度,且存在一定的安全風險。風電機組從車間運到碼頭,再送到機位點安裝,涉及整機商、開發商,以及包括碼頭、運輸船和安裝在內的單位,責任主體過多,造成銜接不順暢,容易出現脫節現象。

    Q:近期,海上風電安裝船的月租賃價格高達上千萬元,您認為是由哪些因素造成的?會帶來哪些不利影響?以現有的船只數量測算,2021年大約能完成多少裝機容量?

    A:安裝船的租賃價格飆升,主要是由“搶裝”帶來的,保電價是其中的關鍵因素。一臺5MW的風電機組,按照年利用小時數3000計算,若每千瓦時補貼0.1元,機組運行20年就能多出3000萬元的收入,這與租船費用相比仍是有利可圖的。

    目前,我國安裝船的數量還不能滿足市場需求。2020年受疫情影響,到當年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臺風電機組,以現有的安裝船數量計算,預計今年將完成500萬千瓦的裝機容量,但也很有可能會超過該值。

    “搶裝”加劇了海上風電安裝市場的緊張程度,造成資源緊缺,價格高漲,操作不規范,存在一定的安全隱患。事實上,海上安裝施工是非常高端的技術,對操作設備的精準度、人員的素質、安全要求很高。操作人員要對平臺有充分了解,針對風險,做出完備的防范預案,才有可能做到萬無一失。因此,施工要嚴格按規范進行,對人員安全意識的教育、培訓要跟得上。

    Q:未來,自升式是海上風電安裝平臺的發展趨勢,在核心技術上,我國有哪些環節有待加強?

    A:我國海上風電安裝船技術基礎較好,主要滿足于國內市場,技術與國外的差距不大。目前,安裝船上的兩大核心設備——起重機和升降裝置都是國內自主開發制造的,這也推動了我國海上風電裝備技術的發展。不少企業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,這與我國的基礎工業有一定關系。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,產量需求不大,國內企業生產意愿不強,還需要依靠進口。

    海上風電安裝平臺的升降裝置設計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,運行25年,共125次的壽命進行設計即可。而海上風電安裝船每年要升降100次,運行25年,設計壽命需達到2500次。

    Q:未來,全球海上風電安裝船技術發展路線將呈現哪些趨勢?七〇八所對此做出了怎樣的規劃布局?

    A:安裝船的發展是緊隨風電機組技術的變化而變化的,包括漂浮式風電機組的發展。未來,海上風電場將向離岸更遠、水深更深、海況更復雜、規模更大、風電機組大型化的方向發展,而且隨著國家電價補貼的取消,機組的大型化會加速,現有的海上風電安裝船將很難勝任此類安裝工作。因此,海上風電安裝船應滿足更遠、更深、更大的作業要求。

    七〇八所正在開發第四代集運輸與安裝于一體的高效海上風電安裝船,適應即將到來的海上風電平價時代的市場需求。七〇八所將發揮海洋裝備設計技術的優勢,為海上風電場建設單位、船東提供施工能力強、安全可靠、高效的安裝船,為我國海上風電綠色能源產業的發展提供強有力的裝備支撐。

     

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