受訪人：中國船舶工業(yè)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(wǎng)的最后數(shù)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(huán)節(jié)，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(yè)集團公司第七〇八研究所（下稱“七〇八所”），在海上風電發(fā)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(fā)與工程建設專用裝備研究開發(fā)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(fā)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(fā)設計，兩型安裝船用于江蘇如東潮間帶和淺水區(qū)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(wǎng)電價沒有明確，海上風電項目開發(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(fā)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(huán)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(fā)設計。其中，已交付12艘，包括“海龍興業(yè)”“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(fā)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。
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第四代安裝船，樁腿采用桁架式結構
Q：從技術角度看，目前我國海上風電安裝船整體發(fā)展水平如何?
A：隨著產業(yè)快速發(fā)展，我國海上風電安裝船經歷了三代技術更新，現(xiàn)在正在開發(fā)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(fā)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(yè)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(guī)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(yè)，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(fā)環(huán)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(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(fā)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(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(yè)發(fā)育比較成熟，其風電場規(guī)劃規(guī)模很大，先建設大型的海上風電母港，再進行風電場的開發(fā)建設。整機廠家負責將設備運輸至碼頭，由安裝企業(yè)到碼頭提貨進行安裝。工程采用EPC總承包方式，各環(huán)節(jié)能夠統(tǒng)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(fā)揮運輸?shù)淖饔谩＜又覈狈Υ笮秃Ｉ巷L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(fā)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(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)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(xiàn)有的船只數(shù)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(shù)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(shù)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(xiàn)有的安裝船數(shù)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(guī)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(guī)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(fā)展趨勢，在核心技術上，我國有哪些環(huán)節(jié)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(fā)制造的，這也推動了我國海上風電裝備技術的發(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，這與我國的基礎工業(yè)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(yè)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(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)展是緊隨風電機組技術的變化而變化的，包括漂浮式風電機組的發(fā)展。未來，海上風電場將向離岸更遠、水深更深、海況更復雜、規(guī)模更大、風電機組大型化的方向發(fā)展，而且隨著國家電價補貼的取消，機組的大型化會加速，現(xiàn)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(yè)要求。
七〇八所正在開發(fā)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(fā)揮海洋裝備設計技術的優(yōu)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(yè)的發(fā)展提供強有力的裝備支撐。
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