海上风电安装船的发展趋势探讨

　　【摘要】：在海上风力发电产业高速发展的当下，风电安装船的需求持续增加，但在海上风电项目施工成本，海上作业工期长度，海上作业环境条件等客观因素的影响下，海上风力发电产业的发展也受到重重制约。因此，在本文中，笔者将在详细阐述海上风电安装船具体分类的基础上，对全球范围内海上风电安装船的发展现状进行概述，并展望预测其未来发展趋势。

　　关键词：风电安装船;海上风电;发展趋势

　　引言

　　随着能源需求的日益增长，风能这一可再生能源逐渐受到世界各国的充分关注。在此基础上，海上风力发电产业因其环保价值突出，风能条件优越而被充分关注。目前，海上风力发电已由最初的商业化发展模式逐渐走向更宽广的发展道路。而作为风电场建设的重要组成部分，海上风电安装船的发展自然也拥有无穷的发展潜力和巨大的发展空间。

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　　1.海上风电安装船具体分类

　　海上安装是海上风电场开发建设的重要组成部分，相比于陆上风机的安装来说，海上施工的难度更大，工期时长也更长。而海上风电场的安装主要包括叶片安装，机舱安装，塔筒及附属设施安装等内容。在安装过程中，通过平甲板驳船装载风机部件，之后利用安装船舶完成打桩和安装是最普遍的安装方式。按照现有的船型特点，海上风电安装船的具体分类包括以下几种：

　　1.1坐底式风电安装船

　　此类风电安装船大多应用于极浅水域或滩涂沿海，在安装过程中，大多依靠压载系统或潮水退去将船体坐在海底，再利用锚泊系统固定，之后便可以进行吊装，安装作业。此类风电安装船的稳定性较为突出，但因其作业受到水深限制，同时对坐底水域的海床面平整度、淤泥层厚度有较高要求，所以移位速度相对较慢，如今使用率并不高。

　　1.2起重船

　　简而言之就是安装有起重机的浮动平台，起重船又被称为浮吊，主要分为自航和非自航两种，目前，起重船在海上作业环节中已得到大量应用。该平台最突出的优势便是能保证风电设备的稳定运输，拥有自航能力的起重船，操作效果较好，且能在不同风机中实现快速转移。不过起重船的应用普及率并不高，因为此类风电安装船极易受到天气，海浪等客观因素的影响，操控效果难以保证。

　　1.3自升式风电安装船

　　现有的海上风电装备大多配备4~6个桩腿，在安装过程中，桩腿会被插入海底至持力层，以此来固定平台，船体的升降将通过升降装置完成。自升式风电安装船的甲板大多宽阔，且易于装载风机或者预拼叶轮。在安装过程中，可通过平台上配备的打桩机实现基础打桩，此类风电安装船吊装时稳定性相对突出，但因其不具备自航能力，所以大多须由拖船拖航。在现场安装过程中，船体安装移位时间较长，操纵也相对不便。

　　1.4自航自升式风电安装船

　　随着海上状况愈加复杂，使用传统船舶进行安装已经无法满足当前的发展需求，因此，自航自升式风电安装船也应运而生。相比其它类型的风电安装船来说，自航自升式风电安装船不仅船舶航速较快，船舶均配备DP3定位系统，其操纵也相对便利，且操控效果较好，此类风电安装船能在短时间内完成多台风机的同时运输，且其吊装及打桩效果十分突出，移动速度也相对较快。在当前技术环境背景下，自航自升式风电安装船是海上风电安装的不二首选。

　　2.海上风电安装船发展现状

　　中国和欧洲是现有海上风电商业开发项目的大本营，而作为风电产业起源地的欧洲更是海上风电产业发展的领头羊。不过，身为海上风电市场的后起之秀，中国的海上风电产业也已进入高速发展阶段。当前全球在役的近50艘风电安装船中，被中国及欧洲海上风电项目利用的安装船已超过总数的90%。

　　截至2020年底，欧洲从事海上风电安装作业的风电共计53艘，其中还有一艘风电安装船处于在建状态，预计交付时间为2022年。而在欧洲海上风电场施工建设中，现有的自航自升式风电安装船已无法满足在建项目的施工需求，因此，部分非自航自升式平台也被应用到了具体施工中。

　　在欧洲地区，海上风电项目基本由海洋工程公司和专业的海上风电场安装公司瓜分。对比专业海上风电场安装公司来说，海洋工程公司所设业务范围更为广泛，除普通的海洋工程建设安装外，此类公司还提供打捞等服务，服务类型十分丰富。在已投产的海上风电项目中，以丹麦A2SEA为首的专业海上风电场安装公司已牢牢占据市场主导地位。而就船队情况来看，欧洲风电安装船的主要承包商也以英国Seajacks等4家公司为主。

　　作为海上风电市场的后起之秀，我国海上风电产业已步入高速发展阶段。而在我国海上风电安装发展初期，我们使用的也多为海上施工行业的平台及船舶设施。但近年来，我国在吸取欧洲海上风电场建设宝贵经验的基础上，大力投入风电安装船项目建设。目前，一批专用风电安装船也已建造完成。截至2020年底，我国在役使用的风电安装船数量总计超过40艘，在建风电安装船数量为7艘。在当前形势下，国内海上风电项目的承建主要由龙源振华，南通海舰以及中交三航局完成。2020年1月，上海振华重工为中交第三航务工程局有限公司打造的“三航风和号”正式于南通基地交付，“三航风和号”为国内现有的最先进的1200t自升式风电安装船。

　　3.海上风电安装船的发展趋势

　　3.1船型发展趋势

　　就目前船型发展现状来看，在海上风电安装船发展过程中，海上风机单机功率将逐渐增大，海上风电也将逐步涉足深水领域，海上风电安装船功能的完善及细化也必将引起各国高度重视。首先，随着海上风机单机功率的增加和风电机组的成熟发展，风电安装船的甲板面积及载荷将不断增加，安装船的吊重吊高，具体定位及打桩能力也将稳步提升。其次，在海上风电建设涉足深水领域过程中，风电安装船的深水适应力也将不断增强。在漂浮式风电机不断发展成熟的基础上，海上风电安装船，海上风电安装船也将适应不同水深的应用需求，更多新船型也将因此诞生。

　　3.2功能技术发展趋势

　　随着海上风电安装船的发展，其主吊能力将不断增大，海上风力发电机的功率也将得到大幅增加。目前，世界最大的10MW风机已在福清兴化湾风电项目完成安装，目前应用率较高的海上风电安装平台吊装能力大多为800吨到1200吨，1600吨主吊能力的风电安装船也已被成功研发，而在风电安装船未来的发展道路上，其主吊能力也将不断增强优化。

　　此外，为了促进安装效率的快速提升，海上风电安装船的风机设备运输能力必须得以提高，而这也代表主甲板面积不断增大，也是未来海上风电安装船发展的一大趋势之一，只有这样海上发电的要求才能得以满足。而在此基础上，随着风电设备重量的增加和安装能力的提升，主甲板的承载能力也必将到达新的高度。

　　最后，随着海上风电场技术的高速发展，海上风电安装船的功能也将不断完善。当前，部分先进风电安装船已安装定位系统，打桩机功率也相对较大。而在未来的发展中，这些功能的完善将得到全面普及，风电安装船恶劣条件下的使用需求也将得到满足。

　　3.3市场发展趋势

　　目前，全球领域内多个国家已逐渐意识到海上风电产业发展的必要性，因海上风电产业已受到各国高度重视，所以各国政府也开始积极助力推进海上风电产业的成熟和进步。随着产业发展活力的持续高涨，各大海上风电项目建设稳步进行，产业也逐渐走向高速稳定和全球化发展道路。在我国《关于海洋经济高质量发展的实施意见》的要求下：未来5年，我国将不断加大海上风电产业发展的资金投入，国家将提供1000亿元融资额度，助力海上风电等海洋经济产业走上成熟发展道路。

　　2020年，全球海上风电场新增装机容量占全球新增风电装机总容量的10%，而在世界风能协会的预测下，这一比例将在未来几年稳步提升，直至2023年突破20%。而预测数据也充分表明，海上风电市场拥有广阔的发展空间，其市场发展潜力十分可观。目前，国内外现有的海上风电安装船数量已难以适应海上风电在投项目施工建设的应用需求。随着海上风电市场的蓬勃发展，在未来几年内，海上风电安装船的新建需求也将进一步增加。

　　结语

　　在环保问题日益严重的当下，海上风力发电产业的高速发展能充分展现出风能的优势，其环保价值也十分可观。因此，海上风力发电已逐渐适用于全球范围内，产业未来也势必走上高速发展道路，而作为风电场建设的关键性设备，海上风力发电安装船也已引起全球范围内各国家，各领域的重视。随着科技的进步和时代的变化，海上风电安装船未来的发展必将迎来新的格局和突破。

　　参考文献：

　　李卓. 海上风电安装船技术发展趋势及突围路径[J]. 中国科技投资，2019，000(008)：110.

　　朱江.海上风电安装船发展探究[J].船舶物资与市场,2020(02):35-36.

　　作者：王晓鹏

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