孫慧

【摘要】介紹我國海上風電發(fā)展規(guī)劃和福建省海上風電規(guī)劃建設(shè)情況，風機安裝船和安裝施工現(xiàn)狀。分析海上風機安裝船及施工存在的問題，提出新型風機安裝船船型方案和解決措施的展望。

【關(guān)鍵詞】海上風電;風機安裝船;方案與展望

引言：我國海上風能資源豐富，具備大規(guī)模發(fā)展海上風電的資源條件。根據(jù)全國風能資源普查成果，全國50米以內(nèi)水深海域海上風電開發(fā)潛力約7億千瓦。其中，5～25米水深海域、50米高度海上風電開發(fā)潛力約2億千瓦;5～50米水深海域、70米高度海上風電開發(fā)潛力約5億千瓦。海上風電施工市場前景十分廣闊。

一、我國海上風電發(fā)展規(guī)劃及核準建設(shè)情況

自我國第一個海上風電項目-上海東海大橋項目機組全部并網(wǎng)以來，經(jīng)過10來年的發(fā)展，海上風電發(fā)展積累了豐富的技術(shù)經(jīng)驗，如今，我國近海海上風電已進入規(guī)?；l(fā)展階段。根據(jù)國家《風電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》。重點推動江蘇、浙江、福建、廣東等省份的海上風電建設(shè)，到2020年四個省的海上風電開工建設(shè)規(guī)模均帶到百萬千瓦以上，并積極推動天津、河北、上海、海南等省（市）的海上風電建設(shè)的開展。到2020年底，全國海上風電開工建設(shè)規(guī)模達到1000萬千瓦，并網(wǎng)裝機容量達到500萬千瓦以上（見表1）。

截止2019年9月30日，全國已核準海上風電場項目137個，核準裝機容量5312.45萬千瓦。其中，已建成并網(wǎng)海上風電場項目24個，裝機容量達342.16萬千瓦;在建海上風電場項目50個，裝機容量達1611.83萬千瓦（見表2）。

二、福建省海上風電建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀

（一）福建省海上風電規(guī)劃

據(jù)2017年《福建省海上風電場工程規(guī)劃報告》，福建省擬規(guī)劃海上風電場17個，規(guī)劃裝機容量1330萬千瓦。其中：寧德市1個，規(guī)劃規(guī)模165萬千瓦;福州市10個，規(guī)劃規(guī)模580萬千瓦;莆田市4個，規(guī)劃規(guī)模295萬千瓦;漳州市2個，規(guī)劃規(guī)模290萬千瓦。

（二）福建省海上風電核準建設(shè)情況

截止2019年9月，福建省海上風電項目已核準14個，共375.04萬千瓦。其中已建成并網(wǎng)項目2個，共12.74萬千瓦（見表3）。

三、國內(nèi)海上風電風機安裝現(xiàn)狀分析

（一）海上風電主要風機機型

國內(nèi)海上風機單機容量從2MW起步，先后經(jīng)歷了3MW、4MW、5MW，發(fā)展到現(xiàn)在的10MW，用十年時間趕上了歐洲30年的發(fā)展。目前，上海電氣7.0MW機型已投產(chǎn)并形成供運能力，金鳳科技8.0MW機型樣機已正式出廠下線，東方電氣10MW和太原重工8.0MW機型樣機亦即將出廠下線。隨著中國海上風電逐漸向深遠海發(fā)展，預計不久的將來將會研發(fā)出12MW或更大功率機型。國內(nèi)目前海上風電主要機型見表4。

（二）國內(nèi)海上風電風機安裝船現(xiàn)狀

海上風電風機安裝作業(yè)具有安裝精度高、難度大、對風浪涌及海底地質(zhì)等環(huán)境敏感、單個部件重量大、安裝高度高等特點。常規(guī)的浮式海上施工裝備耐波性能較差，可作業(yè)的氣象窗口期過短，效率低下，成本高昂，已逐漸被淘汰。目前在全世界范圍內(nèi)被一致認可的是具備一定起重能力的自升式平臺。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)投入海上風電施工的主要自升式安裝平臺共有23艘，正在設(shè)計建造的自升式安裝平臺共有9艘（表5僅列出本公司的安裝船）。

（三）國內(nèi)海上風電風機供應鏈現(xiàn)狀

1.風機部件存儲基地及出運碼頭

國內(nèi)沿海涉及海上風電風機部件存儲及出運的港口碼頭大致可分為兩大類，一是設(shè)備生產(chǎn)廠自建的堆場及碼頭，例如江蘇省內(nèi)的大型鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠藍島海工、海力、潤邦海洋，福建省內(nèi)福船一帆、廈船重工，廣東省內(nèi)的龍穴基地等;二是運營性質(zhì)的物流港口碼頭，例如江蘇大豐港、上海洋山港、福清江陰港、莆田秀嶼港、廣東陽江港等。

2.風機部件運輸船舶

風機設(shè)備運輸船按照風機部件的不同可大致分為塔筒運輸船、機艙運輸船、葉片運輸船。典型的船型資料如下表：

（四）海上風機安裝分析

1.風機安裝船性能滯后于風電場建設(shè)和風機機組發(fā)展需求

從東海大橋海上風電場于2009年9月4日首批3臺機組正式并網(wǎng)發(fā)電開始，我國海上風電項目迅猛發(fā)展，中國海上風電場從潮間帶、沿海海域逐步向近海中等水深海域發(fā)展。隨著風場海域水深加大及大功率風機的研發(fā)投產(chǎn)，對風機安裝平臺性能要求亦逐步提高。

如福建省近遠期海上風電場主要將集中在寧德霞浦、長樂外海、漳浦六鰲三個區(qū)域，涉及容量785萬千瓦，占全省規(guī)劃的59%（見表7）。

根據(jù)以上三個具在廣泛代表性的三個風場的水深等條件，結(jié)合目前已投入市場的典型大功率風機的參數(shù)，通過比對和分析，針對風機安裝船的性能需求見表8。

目前國內(nèi)已安裝的最大功率風機是由“福船三峽”和“大橋福船”安裝船安裝的福建海建建設(shè)的莆田平海灣F區(qū)和石城漁港風場上海電氣7.0MW風機。國內(nèi)現(xiàn)已投運的安裝平臺大多僅適應30m以內(nèi)水深海域6MW以下風機的安裝。急需現(xiàn)有安裝船升級改造或建造更大的安裝船方能滿足近海風場風機安裝需求。

2.風機部件存儲基地及出運碼頭能力不足

海上風電建設(shè)與其它海洋工程類似，建設(shè)過程需要根據(jù)項目所處海域的海況的作業(yè)窗口期來安排生產(chǎn)，而作業(yè)窗口期分解到每年每個月來說并不固定，導致對風機設(shè)備的供應時間點、數(shù)量也是不確定的，而風機設(shè)備的生產(chǎn)周期相對較長，因此各個風機設(shè)備生產(chǎn)商必須具有一定的存量，并儲存在出運碼頭的堆場內(nèi)以便及時發(fā)運。隨時國內(nèi)海上風電行業(yè)的井噴，年風機安裝量以倍數(shù)增加，對存儲基地的面積要求也成倍增加，而此前國內(nèi)港口建設(shè)的功能規(guī)劃未考慮到此類貨物，因此必定會出現(xiàn)具備一定面積的港口不具備重型裝備出運能力，有出運能力的港口碼頭堆場面積不足和困境。為解決此問題，目前，江蘇、廣東部分風場已開始或規(guī)劃建設(shè)風機存儲出運基地。