海上風電安裝船發展現狀及趨勢

相較於陸上（shàng），海上的施工難度要高很（hěn）多，風電安裝（zhuāng）船作為海上風電的核心裝（zhuāng）備，其重要性不言而喻。隨（suí）著海上風電安裝需求持續走高，海上風電安裝船行業同步熱鬧起來。近（jìn）日，歐洲散貨船巨頭Eneti宣布，將以數百萬股股票以及數千萬美元現金的方式收購英國老牌風電安裝船運營商Seajacks公司（sī），交易一旦完成，Eneti有望（wàng）成為全球最（zuì）大的海上風電安裝船運營商。

風電安（ān）裝船（chuán）分（fèn）類及特點

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

1起重（chóng）船

起重船，又稱浮吊，能（néng）夠配備用於各種水上作業的起重機，可以是（shì）自航或非自航。其（qí）特點是可以進行運輸和安裝作業，受水（shuǐ）深限製較小，過淺水區需要考（kǎo）慮吃水（shuǐ）線（xiàn），其他區（qū）域不需要考慮。具有自航能力的起重船在不同風機位置間轉移速度較快，操縱性好，並且使用費率低，船源充足。其（qí）主（zhǔ）要缺點是易受天氣和海麵條件的影響，施工工（gōng）期（qī）難以（yǐ）把控（kòng）。

圖1 起重船

2坐（zuò）底式風電（diàn）安裝船

坐底式風電安裝船，又（yòu）稱非自升非自航式平台（tái），依賴退潮的壓力或壓載係統將船體坐壓在海（hǎi）底，再通過錨（máo）泊（bó）係統固定（dìng），最後進（jìn）行安裝船的吊裝和安裝工作。其主要優點是穩定性好。缺點是作業水深的受限，一般應用於極淺水域，同時轉移速度慢，船底的強度需要特別重視（shì）。

圖2 坐底式風電（diàn）安（ān）裝船

3自升式風電安裝船（chuán）

自升式風電安（ān）裝船，一般配備4~8個樁腿，在施工現場將樁腿插入（rù）海底以固定平台，通過配備（bèi）的液壓升降裝置調整安裝船（chuán）船體，再（zài）利用配備的起重機進行風機的安裝（zhuāng）。自升式風電安（ān）裝船沒有自航能力，甲板寬（kuān）闊，便於（yú）裝載風機，作業穩定性較強，目前（qián）應用較（jiào）為廣（guǎng）泛。但由於其沒（méi）有自航能力，隻能依靠拖船拖，機動性差，效率較（jiào）低。

圖3 自升式風電安裝船

4自航自升式風電安裝船

自航自升式風電安裝（zhuāng）船（chuán），兼備自升式平台和浮式起重船舶的優點，具備一定的（de）航（háng）速和操縱靈活性，可以一次性運載更多風（fēng）機，進行安裝和移位時速度較快（kuài），工作效率高，是當（dāng）前進行海上（shàng）風電安裝的首（shǒu）選（xuǎn）。

圖4 自航自升式風電（diàn）安裝船

表1 主要風電安裝船類型對比

國內外（wài）風電安裝船的發展

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

1國（guó）外風電安裝船的發展

早（zǎo）期歐洲的海上（shàng）風電安裝沒有專業的風電安裝船，都（dōu）是使用海洋（yáng）油氣工業或者是海（hǎi）上施工行業的船舶或平台，如起重船和非自（zì）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起（qǐ）重船來聯合（hé）實施作業（yè）。第二代（dài）風電安裝船具有自升功能的駁船或平台，但不具有自航功能（néng），例如MPI Offshore於2002年向我國山海關船廠訂造的“Mayflower Resolution”號（hào）(現名“MPI Resolution”)。該船設計以Gusto MSC的CJ50型自升式（shì）鑽井平台為母型，除了安裝（zhuāng）塔架、機艙和（hé）葉片之外，還可以安裝基礎，並能鋪設（shè）電纜。根據作業海域的天氣情況和風電安裝船（chuán）對天氣（qì）的適應性，不（bú）同（tóng）類型的風電安裝船每年的作業天數差別很大。在歐洲地區（qū），目前風電安裝船（chuán）的全年作業天數平均約為180天左右，而能夠適應惡劣天氣的風電（diàn）安裝船全年作業天數可達260至290天。為提高惡劣天氣下作業天數（shù），以（yǐ）歐洲為代表的船東開發了集升降、運（yùn）輸、安裝（zhuāng）等多種功能於（yú）一體的第三代風（fēng）電安裝船（chuán），如2012年迪拜（bài）Lamprell船（chuán）廠為Fred. Olsen Windcarrier公司建造的“Brave Tern”號風（fēng）電安裝船，采用Gusto MSC NG-9000設計，甲板可運輸10台風力（lì）發電機，采用（yòng）800噸起重機進行海底安裝，專為北海作業設計（jì）。

據統計，截至2020年，歐洲共有風電安裝船22艘，1艘（sōu）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（jí）海洋油氣工業中一些高端的、具備風電安裝功能的多功能自（zì）升式平台。

2國（guó）內風電安裝船的發展

我國初期的海上風電安裝與歐（ōu）洲海上風電（diàn）場建設剛起步階段一樣，也是使用海上施工行業的（de）船舶（bó）或平台。但（dàn）隨著國內海上風電場建設（shè）駛入快車道，近年來建造了一批專用的風電安裝船（chuán）。

“華爾辰”號工（gōng）程船（chuán）采用雙體船設（shè）計，是集風塔打樁、風電設備安（ān）裝於一體（tǐ）的海上風電設備工程安裝施工船舶，總（zǒng）造價達人民幣3億元左（zuǒ）右（yòu）。船長90米，船寬50米，型深6.8米。船體上配置83米（mǐ）高的主吊鉤平台，主吊鉤平台（tái）安（ān）裝一台400噸、360度回轉的起重機，最大吊高120米。2012年12月建造完工，隨後（hòu）遠（yuǎn）赴珠（zhū）港（gǎng）澳大橋協助施工（gōng），是當時我國最大的風（fēng）電安裝船。

圖5 華爾辰號

2018年5月，我國自主研發的（de）世界最大（dà）風電施工平台“龍源振華叁號”交付使用，船長100.8米，型寬43.2米，型深8.4米，起重（chóng）能力2000噸，為全球最大，在此之前（qián）全球自升式風電（diàn）安裝平台的最大（dà）起重能力為（wéi）1500噸。該平台的單鉤起重能力能達（dá）到1500噸，可實現大兆瓦（wǎ）海上風機基礎的空中翻（fān）身。起重機（jī）起升高度120米，擁有全球（qiú）最高的吊高高度，最大作業水深50米。該風電施工平台的（de）成功研製，標誌著我國打破國外技術（shù）壟斷，實現大型風電安（ān）裝平台國（guó）產化，為我國加快發展海上風電產業提供了裝備支（zhī）撐。截至2020年，國內投入使（shǐ）用的風電安裝船共22艘，在建7艘。

圖6 龍源振華（huá）叁號

目前市（shì）場（chǎng）上（shàng）的風電安裝平台的起（qǐ）重能（néng）力主要為500噸至1000噸，其基本能夠滿足我國海上風電市場的主流產品——單機4MW的海上風（fēng）電機組的組裝需求。為響應海上風電機組產（chǎn）品（pǐn）的變化趨勢，目前新建（jiàn）海上風電安裝平台項目的起重能力主要為（wéi）1000噸至1500噸，其中目前世界起重能力最大的2000噸風電安裝平台已交付使用，起重能力為2500噸的風電安裝平台已（yǐ）經開工建造。

未來發展趨（qū）勢

目前，歐（ōu）洲與亞洲仍是全球海上風電（diàn）主（zhǔ）力市場。其中，英國、德國、中國、丹麥、比利時等國是海上風電裝機量較大的國家。

根據行業機構統計的在建項目數據，預計到2030年，亞洲海上（shàng）風電裝機量（liàng）將達到126吉瓦，遠高於歐洲國家目前計劃的（de）78吉瓦。2050年亞洲海上風電裝（zhuāng）機量將達到613吉瓦，歐洲海上風電裝機預計為215吉瓦，北美（měi）地區則為164吉瓦。據“世界能源報告”預測，要滿足計劃建設或在建海上風電項目安裝需求，全球需要超過（guò）60艘海上風電安裝船，總計投資需求高（gāo）達（dá）140億美元。未（wèi）來10年裏，全球很可能（néng）需要超過100艘海上風（fēng）電安裝運維船隻。

然（rán）而，從目前的情況（kuàng）來看，全球海上風電安裝船的在建或規劃產能卻不足以滿足海上風電裝機的增長目標。據統計數據，截至2021年，全球各國總計新訂購了16艘海上風電專用運維母船和海上風電安裝船，主要用於歐洲和亞洲市場。

為解決（jué）海上風電安裝船短缺難題，海上風電施工承包商正“各顯（xiǎn）神通”。今年7月，韓國電（diàn）力公司（sī）宣（xuān）布特製了一艘新型海上作業船（chuán），專門（mén）用於安裝5MW海上風機。今年8月（yuè），我國正力海洋工程（chéng）有限公（gōng）司也宣布，成功將半潛駁（bó）“正力潛1900”改造成為海上風電（diàn）安裝船，用於福建海上風電項目（mù）安裝作業（yè）。

此前，行業研究機構睿谘得能（néng）源曾分析指出，海上風電安裝船（chuán）市場（chǎng）的供不（bú）應求很可（kě）能（néng）是推高未來海上風電（diàn）開發項目成本的一大關鍵（jiàn）因素，甚至可能會限製更新、更大的海上風機部署情況。那麽，全球（qiú）能源低碳轉型趨勢明朗，市場發展潛力巨大，海（hǎi）上風電安裝船為什麽還是不夠用呢？

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裝（zhuāng）船行業（yè）帶來（lái）了新的行業周期，但此前海上（shàng）油氣（qì）產業蓬勃發展（zhǎn）期（qī）間快速擴（kuò）張、卻又因油價波動引發的施工船閑置問題也是船舶行業的“前（qián）車之鑒”，海上作業船舶運營商也在考慮可能存在的（de）潛在風險（xiǎn），“過度建（jiàn）設”的憂慮情緒正在船舶行業彌（mí）漫。

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

另外，海上風（fēng）電技術的快（kuài）速更（gèng）新迭代也成為了海上風電安裝船東的一大顧慮（lǜ）。“世界（jiè）能源報告”指出，到2025年（nián），全（quán）球海上風（fēng）機（jī）單機容量將持續增長，海上風機的基（jī）座尺寸（cùn）也（yě）將更大，海上（shàng）風電場（chǎng）也將進入更深更遠的海上區域，現存海（hǎi）上風（fēng）電安裝船隻很可能將失去用武之地（dì）。據悉，今年新增海上風電（diàn）安裝（zhuāng）船訂單大多要（yào）求吊裝高度達180米以上、能夠安裝單機容量達14MW及以上（shàng）風機，而傳統的自升式船卻不（bú）能安裝14MW及以上（shàng）風機。未來（lái）海上風電安裝（zhuāng）方式技術路線競（jìng）爭市場尚不明朗，這也讓投資商更多地進入觀望階段。

對此，業內專家建議稱（chēng），新（xīn）建海上風電安裝船投資巨大，船舶承包商應仔細考慮和了解全球各地區的船（chuán）舶供需動（dòng）態，更廣泛地了解不同國家海上風電行業的細微差別，之後確定新的建造計劃。

從風電安裝（zhuāng）船本身來看，也要加快（kuài）進（jìn）度（dù）研究更新安裝船（chuán）以適應快速發展的風電建設，未來將在以下方麵進行創新：

逐步向深水邁進（jìn）。海（hǎi）上風電建設向深水區邁進是大勢所趨（qū），從沿海（hǎi）的灘塗和淺水區向60m水深區域以至（zhì）更深的區域都要考慮，促進海上風電安裝船功能優（yōu）化提升。

增強主吊能力。海上風電（diàn）安（ān）裝的一體化吊裝作業可（kě）以節約成本並減少建設時間，這就需要（yào）主吊（diào）能力越來越大。一方麵海上風機功率的增大，使得風機的重（chóng）量越來越大（dà）；另一方（fāng）麵海上風電安裝平台的（de）吊（diào）裝（zhuāng）能（néng）力（lì）在逐步提升（shēng），2000t的主吊能力的風電安裝船已經成為現實。

增（zēng）大主甲（jiǎ）板可（kě）利用麵積。風電機組不斷大型（xíng）化對風電安裝船的甲板麵積（jī）提出了更高的要求。並且，增大主（zhǔ）甲板的可利用麵積使風電安裝船可以運輸更（gèng）多風機，從而提高運輸效率和安裝（zhuāng）效率。

提高主甲板承載能力。主（zhǔ）甲板的承載能力（lì）與海上風電安裝船的運輸效率和安（ān）全性密切相關。隨著風電機組的不斷大型化，提高主甲板的承（chéng）載能力是現實所需。

完善風電安裝船的功能。風電建（jiàn）設日益（yì）趨向成（chéng）熟和多樣，這就需要風電安裝船具有更多功能以滿足建設需求，要配備新（xīn）的動（dòng）力定（dìng）位係統，配備各種類型（xíng）的風電設備和其他相（xiàng）關功能。

結語（yǔ）

未來，我國風電安裝船前景可期，市場需求空間大，產品創新發展快。海上風電作為未來風電行業的重點發展方向，優點突出，風（fēng）能條件好，環保可再生（shēng），市場（chǎng）潛力巨大，我國海上（shàng）風電場規劃和（hé）建設規模正在不（bú）斷擴大，隨著（zhe）國內外大批海上風電項目進入施工建（jiàn）設（shè）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