2023年5月8日,海上風(fēng)電船舶前沿技術(shù)研討會(huì)在廣東省汕頭市舉行。大會(huì)由中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)(CWEA)主辦,汕頭市風(fēng)能協(xié)會(huì)承辦,中鐵大橋局集團(tuán)有限公司、大金重工股份有限公司協(xié)辦,并得到中交第三航務(wù)工程局有限公司與3M的大力支持。汕頭擁有優(yōu)異的風(fēng)能稟賦、豐富的場(chǎng)址資源、良好的區(qū)位優(yōu)勢(shì),正通過加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同,打造汕頭國(guó)際風(fēng)電創(chuàng)新港。其中,不僅包括全球首個(gè)在一個(gè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)聚集從風(fēng)電整機(jī)與關(guān)鍵零部件,到檢驗(yàn)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室和大型科研裝置等完整產(chǎn)業(yè)鏈的“四個(gè)一體化”的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群,也在建設(shè)面向全球的海上風(fēng)電裝備及服務(wù)出口、運(yùn)維、施工建設(shè)基地的風(fēng)電母港和海工裝備制造產(chǎn)業(yè)園,打造國(guó)字號(hào)工程施工企業(yè)和船隊(duì)。此次會(huì)議在汕頭舉行,引起了全球風(fēng)電行業(yè)的廣泛關(guān)注。來自中國(guó)、挪威、荷蘭等國(guó)家政府部門代表,以及國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電開發(fā)企業(yè)、海上風(fēng)電工程技術(shù)科研機(jī)構(gòu)、海上風(fēng)電施工與運(yùn)維龍頭企業(yè)、船舶設(shè)計(jì)與建造企業(yè)的嘉賓參加了此次會(huì)議。
專業(yè)的海上風(fēng)電施工裝備對(duì)我國(guó)海上風(fēng)電未來高質(zhì)量發(fā)展起到?jīng)Q定性作用。面向未來,我們要站在更高更廣闊的技術(shù)前沿,用安全、先進(jìn)、高效、經(jīng)濟(jì)、綠色的方式破解我國(guó)海上風(fēng)電施工運(yùn)維裝備的瓶頸問題。為充分討論上述問題,會(huì)議進(jìn)入“遠(yuǎn)航之帆:海上風(fēng)電工程船舶前沿技術(shù)”環(huán)節(jié)。
該環(huán)節(jié)分為三部分展開,中國(guó)華能集團(tuán)有限公司新能源事業(yè)部副主任張曉朝 ,主持了其中的第一部分“筑基——海上風(fēng)電基礎(chǔ)施工及安裝”。
中國(guó)船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)信息部主任鄭一銘 ,做了引導(dǎo)發(fā)言。他用詳實(shí)的數(shù)據(jù)分析了我國(guó)海上風(fēng)電裝備發(fā)展情況及未來趨勢(shì)。
鄭一銘表示,我國(guó)是名副其實(shí)的造船大國(guó),國(guó)際市場(chǎng)份額連續(xù)13年位居世界第一,并且進(jìn)入了高質(zhì)量發(fā)展的快車道,龍頭企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng)。海上工程裝備自2014年出現(xiàn)斷崖式下降后,2020年開始呈現(xiàn)回升狀態(tài),最主要的動(dòng)力源自海上風(fēng)電的貢獻(xiàn)。2022年全球風(fēng)電安裝船訂單26艘,中國(guó)船東訂單為21艘;全球風(fēng)電運(yùn)維船訂單24艘。風(fēng)電機(jī)組不斷的增大,對(duì)安裝船的要求逐步提高。自升式、超高四樁腿、更大起重能力的繞樁式起重機(jī)和動(dòng)力定位系統(tǒng)的新一代海上風(fēng)電安裝船將成為風(fēng)電安裝的首選;未來,安裝作業(yè)將由浮式起重船、改進(jìn)升級(jí)式浮式起重機(jī)、坐底式風(fēng)電安裝船,向大型、多功能的自航自升式風(fēng)電安裝船方向發(fā)展。綠色化是必然的發(fā)展趨勢(shì),風(fēng)電安裝船將逐步從單一的燃油向雙燃料動(dòng)力技術(shù)轉(zhuǎn)變。超過60米水深條件下,浮式風(fēng)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性可能會(huì)更好。隨著GW級(jí)遠(yuǎn)海風(fēng)電場(chǎng)和15MW級(jí)以上大容量風(fēng)電機(jī)組的落地,市場(chǎng)對(duì)新一代大型特種風(fēng)電船舶的需求越來越明顯,開始帶動(dòng)風(fēng)電船舶進(jìn)入上升周期。
大金重工股份有限公司航運(yùn)事業(yè)部總經(jīng)理沈章 ,分享了大金重工打造國(guó)際化海上物流體系及特種船舶海上風(fēng)電設(shè)備的專業(yè)運(yùn)輸經(jīng)驗(yàn)。他表示,根據(jù)世界風(fēng)能協(xié)會(huì)預(yù)測(cè),2022-2030年,全球海上風(fēng)電將新增260GW。大金重工是第一家出口歐洲超大型單樁的亞洲企業(yè)。汕頭將成為大金重工又一出海母港。為了配合全球化布局,大金重工著力搭建配套的全球化物流體系,目前一期2-4艘超長(zhǎng)甲板運(yùn)輸船已經(jīng)開始制造,預(yù)計(jì)明年投用。此外,還將打造綠色新能源船LNG(液化天然氣),進(jìn)一步提高海上風(fēng)電大型管樁類產(chǎn)品運(yùn)輸能力。同時(shí),大金重工將承接包括運(yùn)輸在內(nèi)的一站式服務(wù),確保船舶的適航性、適貨性、環(huán)保性,為打造大金國(guó)際物流奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
上海打撈局新能源事業(yè)部常務(wù)副部長(zhǎng)王金龍 ,將演講的內(nèi)容聚焦于如何結(jié)合新裝備新工藝提高海上風(fēng)電基礎(chǔ)施工效率。上海打撈局從基礎(chǔ)施工、機(jī)組安裝、海纜敷設(shè),到升壓站的安裝,再到調(diào)試運(yùn)維,都有全產(chǎn)業(yè)鏈的船舶支持。主力裝備有“創(chuàng)力號(hào)”、“威力號(hào)”“深達(dá)輪”“柯力號(hào)”“大力號(hào)”等,針對(duì)海上風(fēng)電的作業(yè)場(chǎng)景對(duì)海洋工程現(xiàn)有工器具進(jìn)行了優(yōu)化,例如液壓翻樁器、內(nèi)張器、液壓夾樁器,外張器、送樁器等,此外還有自行研發(fā)的電纜埋設(shè)機(jī)/海管挖溝機(jī)。通過幾年的風(fēng)電工程施工,上海打撈局培養(yǎng)了一支長(zhǎng)足的作業(yè)施工團(tuán)隊(duì)。目前“創(chuàng)力號(hào)”在青州一二施工,基礎(chǔ)沉樁可以穩(wěn)定地保持在30個(gè)小時(shí)以內(nèi),導(dǎo)管架吊裝5小時(shí)以內(nèi),最優(yōu)時(shí)做到3小時(shí);“威力號(hào)”由于船型小一些,沉樁可以控制在2天,導(dǎo)管架吊裝半天。
對(duì)施工企業(yè)來講,我們只能“向效率要生存”。船舶主尺度要不斷增大,提高抗涌浪能力,主作業(yè)船的吊機(jī)也要具備海工吊理念,在變幅和空鉤時(shí)都要具有高速的操作性能。同時(shí),第一批作業(yè)和吊機(jī)操作要配合起來,切實(shí)提高功效。
金風(fēng)科技海上業(yè)務(wù)單元海上服務(wù)事業(yè)部副經(jīng)理、金風(fēng)海洋設(shè)備資產(chǎn)管理部部長(zhǎng)嚴(yán)輝煌 ,分析了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)風(fēng)電安裝船只的技術(shù),并提出建議。嚴(yán)輝煌回顧了國(guó)內(nèi)風(fēng)電船的發(fā)展歷程,分析單個(gè)機(jī)組容量的增加給安裝性能帶的挑戰(zhàn)。目前看,30米水深,我國(guó)能施工的船有25艘,到水深45米時(shí),船機(jī)適應(yīng)的數(shù)量銳減。對(duì)于市場(chǎng)上到底需要怎樣的風(fēng)電安裝船,嚴(yán)輝煌表示,根據(jù)實(shí)際施工來看,我們要求安裝船具備一吊一儲(chǔ)的能力,這樣可以最大化地利用有限的導(dǎo)泊窗口。在中國(guó)市場(chǎng)上,受電價(jià)的影響,并不是船的性能越好市場(chǎng)就越能接受。經(jīng)過評(píng)估,南方市場(chǎng)冬季有大浪的兩三個(gè)月里,100海里內(nèi)要具備2套機(jī)組的自運(yùn)自吊能力,水深適應(yīng)性樁腿參考值為70米,起重能力要兼顧基礎(chǔ)施工和機(jī)組安裝,具有打樁能力的安裝船壽命可能很短,這是個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。此外,要考慮到船的定位能力和航速,這關(guān)系到施工效率、施工工藝。根據(jù)這些思路和機(jī)型定位,我們選定了參數(shù)來確定“中天31號(hào)”,其在40米有效跨距下的吊力是1600噸,吊高163米,主吊的副鉤能力能夠解決比320米葉輪直徑更大的基礎(chǔ)吊裝能力,輔吊能力600噸左右,可具備16兆瓦機(jī)組塔筒兩段式翻身,20兆瓦以上機(jī)組塔筒三段式翻身。此外,還要考慮到碼頭接貨浮吊能力、升降和抬船能力、插拔樁的沖樁系統(tǒng)等。機(jī)組的大型化、風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)?;?,行業(yè)上下游壁壘等都給吊裝降本帶來壓力,要統(tǒng)籌考慮上下鏈條,選擇總體最優(yōu)方案,保障風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)總成本最優(yōu)、且風(fēng)險(xiǎn)最低。
DNV能源系統(tǒng)部風(fēng)能項(xiàng)目開發(fā)和項(xiàng)目工程團(tuán)隊(duì)主管馬耀 ,演講的題目是《浮式風(fēng)電:化雄心為行動(dòng)》。根據(jù)DNV能源轉(zhuǎn)型展望報(bào)告的預(yù)測(cè),到2050年海上風(fēng)電裝機(jī)總量的15%,即300GW將來自于浮式海上風(fēng)電,這大約需要2萬(wàn)臺(tái)風(fēng)電機(jī)組,將使用大約1億噸的鋼材,約47000公里的陣列電纜以及7萬(wàn)公里的系泊纜繩。為了解行業(yè)對(duì)這些挑戰(zhàn)的看法及解決辦法,DNV在全球范圍內(nèi)對(duì)244位浮式風(fēng)電專家進(jìn)行了走訪。在選擇投資市場(chǎng)時(shí),受訪者考慮最多的是市場(chǎng)規(guī)模,包括清潔電力的需求、技術(shù)潛力、能否對(duì)當(dāng)?shù)靥峁└嗟木蜆I(yè)以及政府目標(biāo)都是重要的原因。其次是監(jiān)管和政治的穩(wěn)定性,以增加市場(chǎng)的確定性。三是電網(wǎng)的適應(yīng)性,絕大部分受訪者迫切要求增大對(duì)電網(wǎng)的投資。如何降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn),選項(xiàng)最多的是對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的需求,其中包括制造成本、環(huán)境條件、運(yùn)維成本。我們預(yù)測(cè),在2035年之后標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)勢(shì)可能會(huì)逐漸體現(xiàn)。對(duì)于供應(yīng)鏈的風(fēng)險(xiǎn),22%的受訪者認(rèn)為來自港口和基礎(chǔ)設(shè)施,此外,船舶的可用性和安裝能力也十分關(guān)鍵。我們認(rèn)為風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)模和風(fēng)電機(jī)組尺寸的增大將成為降低度電成本的最大因素,標(biāo)準(zhǔn)化則將會(huì)成為產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵推動(dòng)因素,在2030年之后進(jìn)一步促進(jìn)成本的降低。超過80%的受訪者認(rèn)為浮式風(fēng)電將在2040年之前成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
荷曲斯機(jī)械設(shè)備(上海)有限公司銷售經(jīng)理馬小明 ,分享了超大直徑單樁的高效安裝經(jīng)驗(yàn)。風(fēng)電機(jī)組單樁直徑越來越大,重量越大越重,對(duì)設(shè)備有更高的要求,包括打樁錘、翻轉(zhuǎn)樁、提升樁及減噪設(shè)備等。歐洲目前一個(gè)月平均能夠安裝超過45根單樁。隨著整個(gè)供應(yīng)鏈的降本,制造和運(yùn)輸單樁的成本越來越便宜。IQIP公司已經(jīng)下線6600千焦的液壓打樁錘。打樁錘零件少,整個(gè)錘心一體化鍛造成型,幾乎沒有損壞案例。公司還提供全套租賃服務(wù),在中國(guó)提供1000~3600千焦的液壓打樁錘。我們的打樁錘可以直接放到水里進(jìn)行施工,不需要冗長(zhǎng)的送樁器。此外,公司還提供導(dǎo)管架打樁器,翻樁器、穩(wěn)樁平臺(tái)。歐洲漂浮式海上風(fēng)電平臺(tái)中,IQIP也是最早參與的企業(yè),錨鏈的張緊、錨定樁的調(diào)平,這些設(shè)備的應(yīng)用也是最多的。