海上風電安裝船的發展趨勢探討

　　【摘要】：在海上風力發電產業高速發展的當下，風電安裝船的需求持續增加，但在海上風電項目施工成本，海上作業工期長度，海上作業環境條件等客觀因素的影響下，海上風力發電產業的發展也受到重重制約。因此，在本文中，筆者將在詳細闡述海上風電安裝船具體分類的基礎上，對全球范圍內海上風電安裝船的發展現狀進行概述，并展望預測其未來發展趨勢。

　　關鍵詞：風電安裝船;海上風電;發展趨勢

　　引言

　　隨著能源需求的日益增長，風能這一可再生能源逐漸受到世界各國的充分關注。在此基礎上，海上風力發電產業因其環保價值突出，風能條件優越而被充分關注。目前，海上風力發電已由最初的商業化發展模式逐漸走向更寬廣的發展道路。而作為風電場建設的重要組成部分，海上風電安裝船的發展自然也擁有無窮的發展潛力和巨大的發展空間。

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　　1.海上風電安裝船具體分類

　　海上安裝是海上風電場開發建設的重要組成部分，相比于陸上風機的安裝來說，海上施工的難度更大，工期時長也更長。而海上風電場的安裝主要包括葉片安裝，機艙安裝，塔筒及附屬設施安裝等內容。在安裝過程中，通過平甲板駁船裝載風機部件，之后利用安裝船舶完成打樁和安裝是最普遍的安裝方式。按照現有的船型特點，海上風電安裝船的具體分類包括以下幾種：

　　1.1坐底式風電安裝船

　　此類風電安裝船大多應用于極淺水域或灘涂沿海，在安裝過程中，大多依靠壓載系統或潮水退去將船體坐在海底，再利用錨泊系統固定，之后便可以進行吊裝，安裝作業。此類風電安裝船的穩定性較為突出，但因其作業受到水深限制，同時對坐底水域的海床面平整度、淤泥層厚度有較高要求，所以移位速度相對較慢，如今使用率并不高。

　　1.2起重船

　　簡而言之就是安裝有起重機的浮動平臺，起重船又被稱為浮吊，主要分為自航和非自航兩種，目前，起重船在海上作業環節中已得到大量應用。該平臺最突出的優勢便是能保證風電設備的穩定運輸，擁有自航能力的起重船，操作效果較好，且能在不同風機中實現快速轉移。不過起重船的應用普及率并不高，因為此類風電安裝船極易受到天氣，海浪等客觀因素的影響，操控效果難以保證。

　　1.3自升式風電安裝船

　　現有的海上風電裝備大多配備4~6個樁腿，在安裝過程中，樁腿會被插入海底至持力層，以此來固定平臺，船體的升降將通過升降裝置完成。自升式風電安裝船的甲板大多寬闊，且易于裝載風機或者預拼葉輪。在安裝過程中，可通過平臺上配備的打樁機實現基礎打樁，此類風電安裝船吊裝時穩定性相對突出，但因其不具備自航能力，所以大多須由拖船拖航。在現場安裝過程中，船體安裝移位時間較長，操縱也相對不便。

　　1.4自航自升式風電安裝船

　　隨著海上狀況愈加復雜，使用傳統船舶進行安裝已經無法滿足當前的發展需求，因此，自航自升式風電安裝船也應運而生。相比其它類型的風電安裝船來說，自航自升式風電安裝船不僅船舶航速較快，船舶均配備DP3定位系統，其操縱也相對便利，且操控效果較好，此類風電安裝船能在短時間內完成多臺風機的同時運輸，且其吊裝及打樁效果十分突出，移動速度也相對較快。在當前技術環境背景下，自航自升式風電安裝船是海上風電安裝的不二首選。

　　2.海上風電安裝船發展現狀

　　中國和歐洲是現有海上風電商業開發項目的大本營，而作為風電產業起源地的歐洲更是海上風電產業發展的領頭羊。不過，身為海上風電市場的后起之秀，中國的海上風電產業也已進入高速發展階段。當前全球在役的近50艘風電安裝船中，被中國及歐洲海上風電項目利用的安裝船已超過總數的90%。

　　截至2020年底，歐洲從事海上風電安裝作業的風電共計53艘，其中還有一艘風電安裝船處于在建狀態，預計交付時間為2022年。而在歐洲海上風電場施工建設中，現有的自航自升式風電安裝船已無法滿足在建項目的施工需求，因此，部分非自航自升式平臺也被應用到了具體施工中。

　　在歐洲地區，海上風電項目基本由海洋工程公司和專業的海上風電場安裝公司瓜分。對比專業海上風電場安裝公司來說，海洋工程公司所設業務范圍更為廣泛，除普通的海洋工程建設安裝外，此類公司還提供打撈等服務，服務類型十分豐富。在已投產的海上風電項目中，以丹麥A2SEA為首的專業海上風電場安裝公司已牢牢占據市場主導地位。而就船隊情況來看，歐洲風電安裝船的主要承包商也以英國Seajacks等4家公司為主。

　　作為海上風電市場的后起之秀，我國海上風電產業已步入高速發展階段。而在我國海上風電安裝發展初期，我們使用的也多為海上施工行業的平臺及船舶設施。但近年來，我國在吸取歐洲海上風電場建設寶貴經驗的基礎上，大力投入風電安裝船項目建設。目前，一批專用風電安裝船也已建造完成。截至2020年底，我國在役使用的風電安裝船數量總計超過40艘，在建風電安裝船數量為7艘。在當前形勢下，國內海上風電項目的承建主要由龍源振華，南通海艦以及中交三航局完成。2020年1月，上海振華重工為中交第三航務工程局有限公司打造的“三航風和號”正式于南通基地交付，“三航風和號”為國內現有的最先進的1200t自升式風電安裝船。

　　3.海上風電安裝船的發展趨勢

　　3.1船型發展趨勢

　　就目前船型發展現狀來看，在海上風電安裝船發展過程中，海上風機單機功率將逐漸增大，海上風電也將逐步涉足深水領域，海上風電安裝船功能的完善及細化也必將引起各國高度重視。首先，隨著海上風機單機功率的增加和風電機組的成熟發展，風電安裝船的甲板面積及載荷將不斷增加，安裝船的吊重吊高，具體定位及打樁能力也將穩步提升。其次，在海上風電建設涉足深水領域過程中，風電安裝船的深水適應力也將不斷增強。在漂浮式風電機不斷發展成熟的基礎上，海上風電安裝船，海上風電安裝船也將適應不同水深的應用需求，更多新船型也將因此誕生。

　　3.2功能技術發展趨勢

　　隨著海上風電安裝船的發展，其主吊能力將不斷增大，海上風力發電機的功率也將得到大幅增加。目前，世界最大的10MW風機已在福清興化灣風電項目完成安裝，目前應用率較高的海上風電安裝平臺吊裝能力大多為800噸到1200噸，1600噸主吊能力的風電安裝船也已被成功研發，而在風電安裝船未來的發展道路上，其主吊能力也將不斷增強優化。

　　此外，為了促進安裝效率的快速提升，海上風電安裝船的風機設備運輸能力必須得以提高，而這也代表主甲板面積不斷增大，也是未來海上風電安裝船發展的一大趨勢之一，只有這樣海上發電的要求才能得以滿足。而在此基礎上，隨著風電設備重量的增加和安裝能力的提升，主甲板的承載能力也必將到達新的高度。

　　最后，隨著海上風電場技術的高速發展，海上風電安裝船的功能也將不斷完善。當前，部分先進風電安裝船已安裝定位系統，打樁機功率也相對較大。而在未來的發展中，這些功能的完善將得到全面普及，風電安裝船惡劣條件下的使用需求也將得到滿足。

　　3.3市場發展趨勢

　　目前，全球領域內多個國家已逐漸意識到海上風電產業發展的必要性，因海上風電產業已受到各國高度重視，所以各國政府也開始積極助力推進海上風電產業的成熟和進步。隨著產業發展活力的持續高漲，各大海上風電項目建設穩步進行，產業也逐漸走向高速穩定和全球化發展道路。在我國《關于海洋經濟高質量發展的實施意見》的要求下：未來5年，我國將不斷加大海上風電產業發展的資金投入，國家將提供1000億元融資額度，助力海上風電等海洋經濟產業走上成熟發展道路。

　　2020年，全球海上風電場新增裝機容量占全球新增風電裝機總容量的10%，而在世界風能協會的預測下，這一比例將在未來幾年穩步提升，直至2023年突破20%。而預測數據也充分表明，海上風電市場擁有廣闊的發展空間，其市場發展潛力十分可觀。目前，國內外現有的海上風電安裝船數量已難以適應海上風電在投項目施工建設的應用需求。隨著海上風電市場的蓬勃發展，在未來幾年內，海上風電安裝船的新建需求也將進一步增加。

　　結語

　　在環保問題日益嚴重的當下，海上風力發電產業的高速發展能充分展現出風能的優勢，其環保價值也十分可觀。因此，海上風力發電已逐漸適用于全球范圍內，產業未來也勢必走上高速發展道路，而作為風電場建設的關鍵性設備，海上風力發電安裝船也已引起全球范圍內各國家，各領域的重視。隨著科技的進步和時代的變化，海上風電安裝船未來的發展必將迎來新的格局和突破。

　　參考文獻：

　　李卓. 海上風電安裝船技術發展趨勢及突圍路徑[J]. 中國科技投資，2019，000(008)：110.

　　朱江.海上風電安裝船發展探究[J].船舶物資與市場,2020(02):35-36.

　　作者：王曉鵬

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