隨著海上風(fēng)電加速發(fā)展，風(fēng)電運(yùn)維船市場也在呈現(xiàn)快速增長趨勢。
據(jù)中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)(CWEA)數(shù)據(jù)顯示，2022年中國海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到3051萬千瓦，總裝機(jī)數(shù)量為5932臺。根據(jù)國際市場一艘運(yùn)維船最多對應(yīng)服務(wù)20臺風(fēng)電機(jī)組測算，中國海上風(fēng)電運(yùn)維船市場最基本的需求總量為300艘。
另據(jù)專業(yè)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，目前我國共有170余艘運(yùn)維船，除去備用與維修船只，平均每艘船必須服務(wù)40臺機(jī)組，照此推算，我國海上風(fēng)電運(yùn)維船數(shù)量還需翻倍，才能滿足當(dāng)下市場需求。
由于海上風(fēng)電運(yùn)維工作受天氣、海況、距離等多種因素影響，作為運(yùn)輸人員與設(shè)備前往海上風(fēng)電機(jī)組開展運(yùn)維工作的基本交通工具，運(yùn)維船之間的功能與性能差異明顯。隨著海上風(fēng)電開發(fā)趨勢的變化，風(fēng)電運(yùn)維船正不斷向更專業(yè)化的細(xì)分市場與功能領(lǐng)域發(fā)展，已歷經(jīng)三代演進(jìn)。
我國海上風(fēng)電開發(fā)始于長江三角洲海域，當(dāng)時(shí)項(xiàng)目離岸距離近、規(guī)模小，海上風(fēng)電運(yùn)維工作采用的是小型舢板船，通過手搖柴油機(jī)提供動(dòng)力，長度基本在10米左右，這可稱之為第一代風(fēng)電運(yùn)維船。隨著江蘇潮間帶風(fēng)電以及福建、廣東海灣內(nèi)風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā)，風(fēng)電運(yùn)維船逐漸變?yōu)橛山煌ㄍЩ驖O船改裝的單體運(yùn)維船，長度達(dá)到了20米，航速接近10節(jié)，可稱之為第二代風(fēng)電運(yùn)維船。
“初期的運(yùn)維船主要是運(yùn)輸少量運(yùn)維人員和簡單工具，對裝載能力、吊裝能力、舒適性和安全性要求不高，普通舢板船和單體船就能滿足需要，而且它們還有一個(gè)好處是吃水淺，在潮間帶或淺水區(qū)通行無阻。”一位資深的海上風(fēng)電項(xiàng)目運(yùn)維經(jīng)理告訴《風(fēng)能》：“以江蘇潮間帶海域?yàn)槔瑵q潮時(shí)我們開著船接近風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行運(yùn)維工作，退潮后船就會(huì)擱淺，直至下次漲潮才能開著船回去。”
這位項(xiàng)目經(jīng)理談到，單體運(yùn)維船采用側(cè)靠時(shí)，相當(dāng)于沒有動(dòng)力保持船體的穩(wěn)定性，隨著海浪變化，船晃動(dòng)得比較厲害，爬梯的運(yùn)維人員容易受到擠壓，發(fā)生安全事故。另外就是船舶過大，難于精細(xì)化控制，長期沖撞容易對風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響。近年來隨著海上風(fēng)電開發(fā)區(qū)域的變化，福建、廣東、山東等近海海域風(fēng)電裝機(jī)量快速增長，離岸越來越遠(yuǎn)，海水越來越深，對風(fēng)電運(yùn)維船提出了更專業(yè)化的要求。多家業(yè)主單位與第三方運(yùn)維公司，正在加緊投入被譽(yù)為第三代運(yùn)維船的雙體運(yùn)維船。
表1 運(yùn)維船類型與性能
“船舶在接近風(fēng)電機(jī)組時(shí)，不能像自由航行時(shí)一樣達(dá)到80%-90%的航速，而是以慢速甚至接近于零航速的狀態(tài)漂流至機(jī)組頂靠位置，以防止過大沖撞力對風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)造成影響。這種慢速接近的狀態(tài)使船舶操控性能很低，所以要求運(yùn)維船必須擁有較高的完整穩(wěn)性以確保船舶安全。”上述運(yùn)維經(jīng)理認(rèn)為。在這一性能上，雙體船的優(yōu)勢極為明顯。有數(shù)據(jù)顯示，單體船的完整穩(wěn)定衡準(zhǔn)數(shù)在1-2之間，雙體船則可達(dá)5-6。
這得益于雙體船的船身結(jié)構(gòu)，從水下看，就如同由兩條船通過一張船板拼起來一樣。而且它配置有兩臺發(fā)動(dòng)機(jī)，在船只頂靠機(jī)組時(shí)，能夠穩(wěn)定控制動(dòng)力輸出的方向與力度，更容易使動(dòng)力兩側(cè)達(dá)到平衡，避免失控撞擊機(jī)組。
雙體運(yùn)維船的另一項(xiàng)優(yōu)勢，是載貨甲板面積大，適航性與操縱性優(yōu)良。
從船型特點(diǎn)上看，雙體運(yùn)維船具備更大的甲板面積，從而可承載體積更大的物資，最重要的是，其具備更優(yōu)良的適航性與操縱性，能大幅提升海上項(xiàng)目運(yùn)維效率。
據(jù)公開信息顯示，不同類型的雙體運(yùn)維船性能有一定差異，普通鋼制的雙體運(yùn)維船航速大約在13節(jié)左右，適合離岸距離10-20海里內(nèi)的項(xiàng)目。鋁合金制的雙體船船體更輕、高效節(jié)能，船速可達(dá)16節(jié)，用于離岸20-30海里內(nèi)項(xiàng)目運(yùn)維，這是目前我國市場正被廣泛推廣應(yīng)用的專業(yè)運(yùn)維船。除此之外，還有一種高速雙體運(yùn)維船，航速能達(dá)到25節(jié)，用于離岸30海里以上項(xiàng)目運(yùn)維，能在較惡劣海況下進(jìn)行頂靠作業(yè)，不但可以當(dāng)做日常運(yùn)維船使用，也可以作為緊急故障處理的交通裝備。用速度更高的雙體運(yùn)維船能節(jié)省通達(dá)時(shí)間，運(yùn)維人員可以將更多時(shí)間用在運(yùn)維工作上。尤其是每年10月到次年2月的季風(fēng)季節(jié)風(fēng)浪較大，雙體船安全性能和頂靠作業(yè)能力更強(qiáng)，可以增加運(yùn)維窗口期。“在季風(fēng)季節(jié)比單體船的效率高60%。”上述運(yùn)維經(jīng)理坦言：“尤其是季風(fēng)季節(jié)風(fēng)速高，是一年中機(jī)組發(fā)電的高峰，如果故障不能得到及時(shí)處理，后面可能長達(dá)半個(gè)月無法出海維修，產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)損失。”
據(jù)了解，這種雙體運(yùn)維船的造船理念最早由福建海電運(yùn)維公司從歐洲引進(jìn)，并根據(jù)國內(nèi)對船舶結(jié)構(gòu)的規(guī)范進(jìn)行了國產(chǎn)化改進(jìn)。值得關(guān)注的是，該公司在運(yùn)營過程中逐步設(shè)計(jì)建造了5個(gè)系列適應(yīng)不同海況的23艘風(fēng)電運(yùn)維船，這使我國雙體運(yùn)維船市場在起步階段，就實(shí)現(xiàn)了高端化發(fā)展。隨著近些年的加速發(fā)展，目前我國雙體運(yùn)維船的整體市場占比約為30%，其中江蘇及其以北海域占比10%，浙江海域約為30%，福建及其以南海域約為50%。同等大小的雙體運(yùn)維船服務(wù)單價(jià)，根據(jù)性能不同是單體運(yùn)維船的1-3倍
。表2 截至2022年末我國已投運(yùn)的雙體運(yùn)維船
2021年10月21日，國家發(fā)改委、國家能源局等九部門聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》中，明確提出加快推動(dòng)海上風(fēng)電集群化開發(fā)，重點(diǎn)建設(shè)山東半島、長三角、閩南、粵東和北部灣五大千萬千瓦級海上風(fēng)電基地。不久前，有公開信息稱，我國深遠(yuǎn)海風(fēng)電開發(fā)管理的相關(guān)政策與規(guī)劃正在緊鑼密鼓的制定當(dāng)中。海上風(fēng)電大規(guī)模、集群化、遠(yuǎn)?；l(fā)展已成必然之勢，對風(fēng)電運(yùn)維船的需求有了進(jìn)一步變化。
未來的基地項(xiàng)目將會(huì)由數(shù)百臺機(jī)組組成，并且離岸距離達(dá)到數(shù)十海里，雙體運(yùn)維船不能在深遠(yuǎn)海海域停留過久，每當(dāng)有運(yùn)維任務(wù)都需要從碼頭出發(fā)，效率低，成本還高。“如果風(fēng)電場離岸距離達(dá)到80海里，運(yùn)維船航速20節(jié)，僅往返路途時(shí)間就需要8個(gè)小時(shí)，大大影響了運(yùn)維的工作時(shí)間。”上述海上項(xiàng)目運(yùn)維經(jīng)理認(rèn)為，運(yùn)維母船能填補(bǔ)這項(xiàng)市場空白。有資料顯示，運(yùn)維母船采用定位能力優(yōu)良的海工船型，具有很強(qiáng)的自持能力，可夠容納約60名人員離岸居住2個(gè)月之久，不需要經(jīng)常前往碼頭補(bǔ)給,長期在項(xiàng)目現(xiàn)場作業(yè)。并且其靠泊風(fēng)電機(jī)組旁后，可以利用船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)和補(bǔ)償懸梯運(yùn)送運(yùn)維人員，安全與穩(wěn)定性更強(qiáng)。專業(yè)機(jī)構(gòu)調(diào)研顯示，目前我國正建造或改造的運(yùn)維母船一共有五艘，其中兩艘是由PSV船(平臺供應(yīng)船)改造，三艘為全新建造，這里就包括福建海電運(yùn)維投建的國內(nèi)首艘多功能運(yùn)維母船。據(jù)了解，該船除具有人員通達(dá)與居住功能外，還可進(jìn)行海底電纜的鋪設(shè)、巡檢與維修。
對于海上風(fēng)電運(yùn)維工作而言，無論選擇哪一種運(yùn)輸方式或運(yùn)維船只，都意味著大量資金的投入。目前我國海上風(fēng)電運(yùn)維主體與陸上相似，分為三類：整機(jī)商服務(wù)團(tuán)隊(duì)、業(yè)主運(yùn)維團(tuán)隊(duì)、第三方運(yùn)維公司。其中，整機(jī)商的主要目標(biāo)市場與專業(yè)領(lǐng)域是機(jī)組研發(fā)與銷售，更多負(fù)責(zé)質(zhì)保期內(nèi)海上風(fēng)電機(jī)組運(yùn)維工作，其因此有較大比例對外采購船舶服務(wù)。對于業(yè)主而言，目前出質(zhì)保的海上風(fēng)電項(xiàng)目不多，自運(yùn)維的項(xiàng)目更少，在運(yùn)維船銷售市場中的投入占比也一般。而第三方運(yùn)維公司，則是運(yùn)維船市場中最活躍的一類主體，持有的運(yùn)維船數(shù)量占比最高。據(jù)了解，風(fēng)電運(yùn)維船的運(yùn)營專業(yè)性要求高，為保證船舶的投資效益，不僅需要配置經(jīng)驗(yàn)豐富的人員，還需要建立系統(tǒng)的船只管理體系和維護(hù)保養(yǎng)體系，才能有效降本。CWEA
