安裝流程:
從管樁、風(fēng)機(jī)到海纜,多種船體協(xié)同作業(yè)
單樁基礎(chǔ)安裝流程可分為設(shè)置穩(wěn)樁平臺(tái)、鋼管樁運(yùn)輸及起吊、錘擊沉樁、附屬構(gòu)件安裝幾個(gè)階段,根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)水深情況,又可分為深水區(qū)、淺水區(qū)單樁基礎(chǔ)安裝。
深水區(qū)單樁基礎(chǔ):海底高程較大,全天候水深條件均可滿足大型施工船只吃水需要,可采用常規(guī)起重船、風(fēng)電安裝船、自升降式平臺(tái)船施工。
淺水區(qū)單樁基礎(chǔ):水深條件不滿足或僅在特定時(shí)間段內(nèi)滿足大型船只吃水需要,需采用可座灘船只施工,并依靠錨鏈和起拋錨艇輔助移船定位。
風(fēng)電機(jī)組安裝流程可分為風(fēng)機(jī)安裝平臺(tái)起升、塔筒吊裝、機(jī)艙/葉輪及葉片吊裝幾個(gè)階段,絕大多數(shù)海上風(fēng)電項(xiàng)目采用分體式安裝,基礎(chǔ)安裝和運(yùn)輸由數(shù)量相對(duì)較多的起重船和甲板駁來(lái)承擔(dān),塔筒、機(jī)艙、葉輪及葉片等核心組件則交由風(fēng)機(jī)安裝船完成。
海纜安裝流程可分為接纜、敷設(shè)主牽引鋼纜、登陸準(zhǔn)備、始端登陸、敷埋段施工幾個(gè)階段,所需的主要船體為配備海底電纜敷設(shè)機(jī)(CLM)和動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)(DP)的電纜敷設(shè)船。
截至2021年底,據(jù)公開資料不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)共有電纜敷設(shè)船56艘,其中具有220KV海纜敷設(shè)能力的敷設(shè)船共25艘(信息源自東方電纜公告),目前具備這類海纜敷設(shè)施工船只數(shù)量較少,依舊處于賣方市場(chǎng)。
船體類型:
風(fēng)機(jī)安裝船作用凸顯
根據(jù)作業(yè)特點(diǎn),可將風(fēng)電安裝船分為浮式、坐底式、自升式、自升自航式、半潛式五類,各類風(fēng)機(jī)安裝船在作業(yè)水深、效率、穩(wěn)定性方面差異明顯;浮式安裝船適用于不同水域安裝,移動(dòng)速度快,但穩(wěn)定性較差;坐底式安裝船在淺水海域穩(wěn)定性表現(xiàn)較好,但轉(zhuǎn)移速度慢,也不適于深水海域安裝;自升(自航)式安裝船兼具轉(zhuǎn)移方便、作業(yè)水深高、穩(wěn)定性優(yōu)異等多方面優(yōu)點(diǎn),已成為風(fēng)機(jī)安裝船的主流船型;
半潛式安裝船各方面表現(xiàn)均較為優(yōu)異,但建造和使用成本過(guò)高。
船體類型:
海纜以敷設(shè)船為核心,配備DP系統(tǒng)與CLM
海纜施工船中,核心船體為配備布纜機(jī)的海纜敷設(shè)船,配合檢修船、運(yùn)輸船共同完成海纜敷設(shè)。
海纜敷設(shè)船并無(wú)明確種類區(qū)別,主要差異在船載設(shè)備、船體規(guī)模等,設(shè)備方面差異包括是否具備DP系統(tǒng)及海底電纜敷設(shè)機(jī)CLM的種類:Ø DP系統(tǒng)是一種由計(jì)算機(jī)控制的船舶自動(dòng)操縱系統(tǒng)。通過(guò)采集精確定位、氣象、潮流速度等數(shù)據(jù),計(jì)算機(jī)可控制DP系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)不同推進(jìn)器(螺旋槳、橫向推進(jìn)器、舵機(jī))的推力,實(shí)現(xiàn)精確的動(dòng)態(tài)定位。
海底電纜敷設(shè)機(jī)(CLM)可分為鼓形和直線形,前者在甲板上所占空間小,張力大,運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定,后者適用于長(zhǎng)距離作業(yè),以較小的張力占用較大的空間。
船體類型:
國(guó)內(nèi)運(yùn)維船以交通艇為主,存在升級(jí)空間
風(fēng)電運(yùn)維船種類多樣,我國(guó)現(xiàn)存海上風(fēng)電運(yùn)維船仍以傳統(tǒng)交通艇為主,優(yōu)勢(shì)是成本低、數(shù)量多,但在航速、功能豐富性上有明顯不足。此外,海外運(yùn)維船已開始采用低碳燃料(甲醇、電力等)為動(dòng)力系統(tǒng),由多種船體共同完成海纜敷設(shè)、海風(fēng)運(yùn)維。
行業(yè)現(xiàn)狀:
船體建設(shè)加速,技術(shù)指標(biāo)持續(xù)迭代
安裝船建設(shè)加速,預(yù)計(jì)2023年將迎集中投運(yùn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)有風(fēng)機(jī)安裝船(含在建)共112艘,其中在運(yùn)營(yíng)中船體72艘,在建船體40艘。
從船體投運(yùn)情況看,安裝船建設(shè)速度呈加速態(tài)勢(shì)。2011-2018年共計(jì)投運(yùn)船體20艘;受海風(fēng)搶裝年刺激,2021年風(fēng)機(jī)安裝船需求高增,單年新增船體達(dá)26艘,同比增長(zhǎng)超200%;2022年新增安裝船數(shù)量有所減少。
根據(jù)已有訂單情況,我們預(yù)計(jì)2023年風(fēng)機(jī)安裝船新投運(yùn)交付數(shù)量將恢復(fù)到2021年左右的水平,并且未來(lái)有望保持較快的投運(yùn)速度。
造船廠家高度集中,船東格局相對(duì)分散
國(guó)內(nèi)主要船廠包括振華重工、韓通重工、大津重工、招商局重工等,前五名船廠建造風(fēng)機(jī)安裝船比例達(dá)52%。
國(guó)內(nèi)主要船東包括海洋水建、中交三航、甌洋海工、中國(guó)鐵建等,前五名船東持有風(fēng)機(jī)安裝船比例達(dá)29%。
自升船體為安裝船主力,最新代自航比例提升
整體看,112艘風(fēng)機(jī)安裝船中(含在建),自升與自升自航式船體為絕對(duì)主力,合計(jì)數(shù)量達(dá)74艘,占比達(dá)66%;其次是浮式船(21艘,占比19%);坐底式與半潛式船體數(shù)量較少,分別為6艘、2艘,且全部為運(yùn)營(yíng)中船體,尚無(wú)新建規(guī)劃。
相較于運(yùn)營(yíng)中船體,在建船體中主要為自升與自升自航式、浮式船體,占比分別達(dá)70%、30%;其中自升自航、浮式的占比均較在運(yùn)營(yíng)安裝船中有提升,這兩類船體均具備優(yōu)秀的機(jī)動(dòng)性,我們認(rèn)為一定程度反映了現(xiàn)有海風(fēng)安裝對(duì)船只性能的最新需求。
新建船體技術(shù)指標(biāo)優(yōu)越,滿足大風(fēng)機(jī)安裝需求
風(fēng)機(jī)安裝船的核心技術(shù)指標(biāo)包括吊重、最大起升高度、樁腿長(zhǎng)度、作業(yè)水深等,前兩者決定了安裝船可安裝的最大容量機(jī)組及安裝速度,后兩者決定了風(fēng)機(jī)安裝船適用的海域范圍。目前,海上風(fēng)電呈現(xiàn)機(jī)組大型化和深遠(yuǎn)?;攸c(diǎn),對(duì)風(fēng)機(jī)安裝船的相應(yīng)指標(biāo)也提出了更高要求。
從平均數(shù)據(jù)看,在建風(fēng)機(jī)安裝船在各項(xiàng)指標(biāo)上全面優(yōu)于運(yùn)營(yíng)中船體,可滿足最新一代大容量風(fēng)機(jī)的安裝需求。以GE Haliade-X 12MW風(fēng)機(jī)為例,安裝要求吊重>600噸并且最大起升高度>150米,在建船體可完全滿足。
從各年度船體中位數(shù)據(jù)看,最大起升高度、樁腿長(zhǎng)度、作業(yè)水深均呈現(xiàn)逐年提升趨勢(shì)。
浮式船側(cè)重吊重和水深,自升船起升高度更優(yōu)
對(duì)比各技術(shù)類型船體的技術(shù)指標(biāo)可見,浮式船均表現(xiàn)出吊重、作業(yè)水深方面的優(yōu)勢(shì),而自升、自升自航式船則在最大起升高度方面表現(xiàn)較優(yōu),這一差距于在建船體中體現(xiàn)更為明顯。
我們認(rèn)為原因系浮式船可用于基礎(chǔ)安裝,對(duì)吊重需求多于起升高度需求所致。在建船體差距擴(kuò)大或可反映新一代安裝船建造更傾向于專業(yè)化分工。
改建主流為適應(yīng)性改造,平均用時(shí)約5個(gè)月
改建分為適應(yīng)性改造、升級(jí)改造和全面改造三類。如此前只為平板駁,則涉及甲板安裝、纜機(jī)平臺(tái)、起重機(jī)安裝等工作,且只能改造為浮式船(全面改造);自升平臺(tái)、半潛船的改造都需要在原船體本身具備相應(yīng)條件的情況下進(jìn)行(適應(yīng)性改造)。若原船體即為風(fēng)機(jī)安裝船(升級(jí)改造),往往只需對(duì)起重機(jī)、樁腿等進(jìn)行替換。已交付的改建船體中,大部分為適應(yīng)性改造,原船體多來(lái)自海上石油鉆井或重型運(yùn)輸領(lǐng)域,本身即具備自升/半潛能力。
按已交付的改建船體進(jìn)行統(tǒng)計(jì),改建的平均用時(shí)約為5個(gè)月,用時(shí)較短。