海上风电安装船发展现状及趋势

相较于陆上，海上的施工难度要高很多，风电安装船作为海上风电的核心装备，其重要性不言而喻。随着海上风电安装需求持续走高，海上风电安装船行业同步热闹起来。近日，欧洲散货船巨头Eneti宣布，将以数百万股股票以及数千万美元现金的方式收购英国老牌风电安装船运营商Seajacks公司，交易一旦完成，Eneti有望成为全球最大的海上风电安装船运营商。

风电安装船分类及特点

海上风电场的建设中，风机及基础的安装需要有相应的运输工具将其运送到风电场址，并配备适合的起重设备和定位设备。根据安装船的特点将海上风电安装船分为起重船、坐底式风电安装船、自升式风电安装船以及自航自升式风电安装船四种类型。

1起重船

起重船，又称浮吊，能够配备用于各种水上作业的起重机，可以是自航或非自航。其特点是可以进行运输和安装作业，受水深限制较小，过浅水区需要考虑吃水线，其他区域不需要考虑。具有自航能力的起重船在不同风机位置间转移速度较快，操纵性好，并且使用费率低，船源充足。其主要缺点是易受天气和海面条件的影响，施工工期难以把控。

图1 起重船

2坐底式风电安装船

坐底式风电安装船，又称非自升非自航式平台，依赖退潮的压力或压载系统将船体坐压在海底，再通过锚泊系统固定，最后进行安装船的吊装和安装工作。其主要优点是稳定性好。缺点是作业水深的受限，一般应用于极浅水域，同时转移速度慢，船底的强度需要特别重视。

图2 坐底式风电安装船

3自升式风电安装船

自升式风电安装船，一般配备4~8个桩腿，在施工现场将桩腿插入海底以固定平台，通过配备的液压升降装置调整安装船船体，再利用配备的起重机进行风机的安装。自升式风电安装船没有自航能力，甲板宽阔，便于装载风机，作业稳定性较强，目前应用较为广泛。但由于其没有自航能力，只能依靠拖船拖，机动性差，效率较低。

图3 自升式风电安装船

4自航自升式风电安装船

自航自升式风电安装船，兼备自升式平台和浮式起重船舶的优点，具备一定的航速和操纵灵活性，可以一次性运载更多风机，进行安装和移位时速度较快，工作效率高，是当前进行海上风电安装的首选。

图4 自航自升式风电安装船

表1 主要风电安装船类型对比

国内外风电安装船的发展

欧洲作为海上风电产业的发源地，持续引领全球海上风电市场发展，而我国则是近些年来涌现出的新兴市场代表。

1国外风电安装船的发展

早期欧洲的海上风电安装没有专业的风电安装船，都是使用海洋油气工业或者是海上施工行业的船舶或平台，如起重船和非自航自升式平台。第一代风电安装船并非是某种独立船型，多是通过载运货物的工作驳船和起重船来联合实施作业。第二代风电安装船具有自升功能的驳船或平台，但不具有自航功能，例如MPI Offshore于2002年向我国山海关船厂订造的“Mayflower Resolution”号(现名“MPI Resolution”)。该船设计以Gusto MSC的CJ50型自升式钻井平台为母型，除了安装塔架、机舱和叶片之外，还可以安装基础，并能铺设电缆。根据作业海域的天气情况和风电安装船对天气的适应性，不同类型的风电安装船每年的作业天数差别很大。在欧洲地区，目前风电安装船的全年作业天数平均约为180天左右，而能够适应恶劣天气的风电安装船全年作业天数可达260至290天。为提高恶劣天气下作业天数，以欧洲为代表的船东开发了集升降、运输、安装等多种功能于一体的第三代风电安装船，如2012年迪拜Lamprell船厂为Fred. Olsen Windcarrier公司建造的“Brave Tern”号风电安装船，采用Gusto MSC NG-9000设计，甲板可运输10台风力发电机，采用800吨起重机进行海底安装，专为北海作业设计。

据统计，截至2020年，欧洲共有风电安装船22艘，1艘在建。此外，欧洲海上风电场施工还使用一些海上施工用的非自航自升式平台，以及海洋油气工业中一些高端的、具备风电安装功能的多功能自升式平台。

2国内风电安装船的发展

我国初期的海上风电安装与欧洲海上风电场建设刚起步阶段一样，也是使用海上施工行业的船舶或平台。但随着国内海上风电场建设驶入快车道，近年来建造了一批专用的风电安装船。

“华尔辰”号工程船采用双体船设计，是集风塔打桩、风电设备安装于一体的海上风电设备工程安装施工船舶，总造价达人民币3亿元左右。船长90米，船宽50米，型深6.8米。船体上配置83米高的主吊钩平台，主吊钩平台安装一台400吨、360度回转的起重机，最大吊高120米。2012年12月建造完工，随后远赴珠港澳大桥协助施工，是当时我国最大的风电安装船。

图5 华尔辰号

2018年5月，我国自主研发的世界最大风电施工平台“龙源振华叁号”交付使用，船长100.8米，型宽43.2米，型深8.4米，起重能力2000吨，为全球最大，在此之前全球自升式风电安装平台的最大起重能力为1500吨。该平台的单钩起重能力能达到1500吨，可实现大兆瓦海上风机基础的空中翻身。起重机起升高度120米，拥有全球最高的吊高高度，最大作业水深50米。该风电施工平台的成功研制，标志着我国打破国外技术垄断，实现大型风电安装平台国产化，为我国加快发展海上风电产业提供了装备支撑。截至2020年，国内投入使用的风电安装船共22艘，在建7艘。

图6 龙源振华叁号

目前市场上的风电安装平台的起重能力主要为500吨至1000吨，其基本能够满足我国海上风电市场的主流产品——单机4MW的海上风电机组的组装需求。为响应海上风电机组产品的变化趋势，目前新建海上风电安装平台项目的起重能力主要为1000吨至1500吨，其中目前世界起重能力最大的2000吨风电安装平台已交付使用，起重能力为2500吨的风电安装平台已经开工建造。

未来发展趋势

目前，欧洲与亚洲仍是全球海上风电主力市场。其中，英国、德国、中国、丹麦、比利时等国是海上风电装机量较大的国家。

根据行业机构统计的在建项目数据，预计到2030年，亚洲海上风电装机量将达到126吉瓦，远高于欧洲国家目前计划的78吉瓦。2050年亚洲海上风电装机量将达到613吉瓦，欧洲海上风电装机预计为215吉瓦，北美地区则为164吉瓦。据“世界能源报告”预测，要满足计划建设或在建海上风电项目安装需求，全球需要超过60艘海上风电安装船，总计投资需求高达140亿美元。未来10年里，全球很可能需要超过100艘海上风电安装运维船只。

然而，从目前的情况来看，全球海上风电安装船的在建或规划产能却不足以满足海上风电装机的增长目标。据统计数据，截至2021年，全球各国总计新订购了16艘海上风电专用运维母船和海上风电安装船，主要用于欧洲和亚洲市场。

为解决海上风电安装船短缺难题，海上风电施工承包商正“各显神通”。今年7月，韩国电力公司宣布特制了一艘新型海上作业船，专门用于安装5MW海上风机。今年8月，我国正力海洋工程有限公司也宣布，成功将半潜驳“正力潜1900”改造成为海上风电安装船，用于福建海上风电项目安装作业。

此前，行业研究机构睿咨得能源曾分析指出，海上风电安装船市场的供不应求很可能是推高未来海上风电开发项目成本的一大关键因素，甚至可能会限制更新、更大的海上风机部署情况。那么，全球能源低碳转型趋势明朗，市场发展潜力巨大，海上风电安装船为什么还是不够用呢？

业内人员分析认为，尽管海上风电产业的蓬勃发展为海上风电安装船行业带来了新的行业周期，但此前海上油气产业蓬勃发展期间快速扩张、却又因油价波动引发的施工船闲置问题也是船舶行业的“前车之鉴”，海上作业船舶运营商也在考虑可能存在的潜在风险，“过度建设”的忧虑情绪正在船舶行业弥漫。

与此同时，海上风电产业主要由国家发展政策驱动，海上风电安装船东尤其需要注意各国之间的船只运输规定，在部分国家存在保护主义政策的情况下，海上风电安装船的活动很可能受到限制。

另外，海上风电技术的快速更新迭代也成为了海上风电安装船东的一大顾虑。“世界能源报告”指出，到2025年，全球海上风机单机容量将持续增长，海上风机的基座尺寸也将更大，海上风电场也将进入更深更远的海上区域，现存海上风电安装船只很可能将失去用武之地。据悉，今年新增海上风电安装船订单大多要求吊装高度达180米以上、能够安装单机容量达14MW及以上风机，而传统的自升式船却不能安装14MW及以上风机。未来海上风电安装方式技术路线竞争市场尚不明朗，这也让投资商更多地进入观望阶段。

对此，业内专家建议称，新建海上风电安装船投资巨大，船舶承包商应仔细考虑和了解全球各地区的船舶供需动态，更广泛地了解不同国家海上风电行业的细微差别，之后确定新的建造计划。

从风电安装船本身来看，也要加快进度研究更新安装船以适应快速发展的风电建设，未来将在以下方面进行创新：

逐步向深水迈进。海上风电建设向深水区迈进是大势所趋，从沿海的滩涂和浅水区向60m水深区域以至更深的区域都要考虑，促进海上风电安装船功能优化提升。

增强主吊能力。海上风电安装的一体化吊装作业可以节约成本并减少建设时间，这就需要主吊能力越来越大。一方面海上风机功率的增大，使得风机的重量越来越大；另一方面海上风电安装平台的吊装能力在逐步提升，2000t的主吊能力的风电安装船已经成为现实。

增大主甲板可利用面积。风电机组不断大型化对风电安装船的甲板面积提出了更高的要求。并且，增大主甲板的可利用面积使风电安装船可以运输更多风机，从而提高运输效率和安装效率。

提高主甲板承载能力。主甲板的承载能力与海上风电安装船的运输效率和安全性密切相关。随着风电机组的不断大型化，提高主甲板的承载能力是现实所需。

完善风电安装船的功能。风电建设日益趋向成熟和多样，这就需要风电安装船具有更多功能以满足建设需求，要配备新的动力定位系统，配备各种类型的风电设备和其他相关功能。

结语

未来，我国风电安装船前景可期，市场需求空间大，产品创新发展快。海上风电作为未来风电行业的重点发展方向，优点突出，风能条件好，环保可再生，市场潜力巨大，我国海上风电场规划和建设规模正在不断扩大，随着国内外大批海上风电项目进入施工建设阶段，巨大的市场空间必将带动风电安装船产业快速发展。

来源：千尧科技