近日《风能》杂志王芳专访了船舶设计大师、七〇八所副总工程师费龙,费总介绍七〇八所正在开发第4代集运输与安装于一体的高效海上风电安装船,适应即将到来的海上风电平价时代的市场需求。
2021年风能技术上海大会暨海上风电创新峰会将于7月6日-8日在上海举办
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中国船舶工业集团公司第七〇八研究所副总工程师 费龙介绍七〇八所成立于1950年,是一家舰船与海洋装备总体设计研究单位,设有专门从事海洋开发与工程建设专用装备研究开发的“海洋工程及工程船研究设计部”。在海上风电领域,主要参与安装船、布缆船、地质勘探平台的开发设计。
2009年,我国海上风电起步,七〇八所承担了350吨坐底式海上风电安装船“海洋36”和250吨自升式海上风电安装船“海洋38”的开发设计,两型安装船用于江苏如东潮间带和浅水区域风电场示范工程的建设。其造价相对便宜,约1亿元左右。海上工程风险大,成本高。由于这一时期上网电价没有明确,海上风电项目开发节奏放缓。
2015年,七〇八所承接了800吨自升式海上风电安装船“精铟01”和1000吨自升式海上风电安装船“福船三峡”“大桥福船”的开发设计。第二代海上风电安装船大部分采用锚泊定位、非自航式,适用于水深40米左右的海域。起重机采用绕桩回转式,升降装置采用液压环梁插销型式。总造价在3亿元左右。
2017年,海上风电场建设加快,海上风电安装船需求猛增,安装船也进入第三代,不再需要抛锚,而是依靠船的推进器进行定位,安装效率大大提高,起重机的吊重达到1200吨,适用于水深50米的海域,造价达到6亿元左右。
至2020年年底,七〇八所共承接了19艘海上风电安装船的开发设计。其中,已交付12艘,包括“海龙兴业”“振江”“海电运维801”“华祥龙”等。2021年将交付3艘,为“海洋68”“海洋79”“群力”。此外,七〇八所还参与设计了“启帆9号”和“海牧16”等多艘布缆船与勘探平台。
目前,七〇八所正在开发第四代安装船,有4个设计订单,均按60米以上水深、12MW风电机组安装要求设计,起重能力为1000~3000吨。前三代安装平台桩腿都采用圆柱形,第四代桩腿采用桁架式结构。这种桩腿重量轻、风浪流外载荷小。升降装置采用齿轮、齿条型式,升降速度快、安装效率高。
随着产业快速发展,我国海上风电安装船经历了三代技术更新,现在正在开发第四代。
从海上风电安装船技术应用时间上来说,我国与欧洲相差10年左右。目前,欧洲海上风电安装船的桩腿基本上以桁架式为主,而我国刚开始设计此类桩腿的安装船。随着风电场向深远海发展,风电机组单机容量不断增大,海上风电安装船船型也随之演进。
在造船技术上,我国与国外差距并不大。世界上第一艘海上风电安装船“五月花”,就是由中国船舶集团山海关船厂为英国五月花能源公司建造的。因为欧洲造船业已经处于衰退阶段,中国、韩国和日本是世界上主要的造船市场。我国的造船能力居首,但相较于日本、韩国,我国在生产管理的精细化、信息化、规范化等方面还有待提高。国内一些引入精细化管理的造船企业,例如江南、外高桥、扬子江、南通中远等,在国内造船界是比较成功的。
我国海上风电项目的开发环境与欧洲不太一样。首先是淤泥层厚,部分海域的插桩深度达20多米,由于入土比较深,对拔桩要求也比较高。欧洲海上风电项目的开发条件比较好,基础深度一般不到10米。
其次,我国东南沿海受台风影响很大,平台的作业窗口期短。采用同一类型平台,在欧洲海域每年可以安装50~90台风电机组,而在我国只能安装20~30台。对安装船的设计来说,要增加抗台能力,就需增加平台重量,成本也会大幅提升。此外,我国有些海上风电场位于地震带附近,在设计和建造时都需更加谨慎。
欧洲海上风电产业发育比较成熟,其风电场规划规模很大,先建设大型的海上风电母港,再进行风电场的开发建设。整机厂家负责将设备运输至码头,由安装企业到码头提货进行安装。工程采用EPC总承包方式,各环节能够统一调配,紧密合作。
目前,我国海上风电机组的安装与运输主体是分离的,早期海上风电安装船大部分都是非自航的,必须用船将风电机组运到机位点,这部分工作需由整机商来承担。虽然我国已经有自航式安装船交付,但由于用船紧张,运输任务多由其他船只完成,自航式安装船并没有真正发挥运输的作用。加之我国缺乏大型海上风电专用码头,运输船易受天气干扰,影响安装进度,且存在一定的安全风险。风电机组从车间运到码头,再送到机位点安装,涉及整机商、开发商,以及包括码头、运输船和安装在内的单位,责任主体过多,造成衔接不顺畅,容易出现脱节现象。
近期,海上风电安装船的月租赁价格高达上千万元,安装船的租赁价格飙升,主要是由“抢装”带来的,保电价是其中的关键因素。一台5MW的风电机组,按照年利用小时数3000计算,若每千瓦时补贴0.1元,机组运行20年就能多出3000万元的收入,这与租船费用相比仍是有利可图的。
目前,我国安装船的数量还不能满足市场需求。2020年受疫情影响,到当年5月才开工,压缩了安装时间,使得平价前的安装施工更加集中。一艘船每年大约能安装30台风电机组,以现有的安装船数量计算,预计今年将完成500万千瓦的装机容量,但也很有可能会超过该值。
“抢装”加剧了海上风电安装市场的紧张程度,造成资源紧缺,价格高涨,操作不规范,存在一定的安全隐患。事实上,海上安装施工是非常高端的技术,对操作设备的精准度、人员的素质、安全要求很高。操作人员要对平台有充分了解,针对风险,做出完备的防范预案,才有可能做到万无一失。因此,施工要严格按规范进行,对人员安全意识的教育、培训要跟得上。
我国海上风电安装船技术基础较好,主要满足于国内市场,技术与国外的差距不大。目前,安装船上的两大核心设备——起重机和升降装置都是国内自主开发制造的,这也推动了我国海上风电装备技术的发展。不少企业承接了国外船东的订单,用以满足国际市场。
与欧洲相比,我国部分制造材料有所欠缺,这与我国的基础工业有一定关系。如第四代安装船所用的厚度为210毫米的齿条板,由于前期投入高,产量需求不大,国内企业生产意愿不强,还需要依靠进口。
海上风电安装平台的升降装置设计要求比海上石油钻井平台更高。海上石油钻井平台按每年升降5次,运行25年,共125次的寿命进行设计即可。而海上风电安装船每年要升降100次,运行25年,设计寿命需达到2500次。
安装船的发展是紧随风电机组技术的变化而变化的,包括漂浮式风电机组的发展。未来,海上风电场将向离岸更远、水深更深、海况更复杂、规模更大、风电机组大型化的方向发展,而且随着国家电价补贴的取消,机组的大型化会加速,现有的海上风电安装船将很难胜任此类安装工作。因此,海上风电安装船应满足更远、更深、更大的作业要求。编辑来源:《风能》杂志王芳 风能专委会CWEA
顺应国内外陆地和海洋风能产业技术开发创新、安装、施工、设计、规划、运维、服务、配套和管理等,尤其是风能产业技术装备和工具的设计建造、利用,以及投融资、漂浮式研发、绿色制氢、十四五机会分析、国际合作、产业升级等热点发展趋势,成功地在国内外举办了系列国际交口称赞的专题论坛、峰会、展览的基础上,总部上海的上海帅好文化传播有限公司、新技术时代平台和国际船舶海工网,正在筹备联合相关单位,计划于2021年7月6日-8日三天在上海市举办“2021年风能技术上海国际大会”暨“2021年海上风电产业创新发展上海国际峰会”,会议届时将邀请来自国内外的风电业主、运营商、EPC单位、设备厂商、配套厂家、施工安装、政府部门、船东、船厂、研发单位、设计、贸易、服务和投资等单位代表参加,交流、探讨和分享陆地和海洋风能产业技术创新发展现状、应用和趋势等。
Invitation to Wind Energy Technology Shanghai Exhibition 2021
Invitation to Offshore Wind Innovation Shanghai Summit 2021

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论坛参会费:2021年6月15日前付费为3,500元人民币每人,之后为3900元人民币,现场缴费为5,800元人民币每人(含午餐、一次有晚宴赞助情况下可能的欢迎晚宴和资料费,不含住宿、差旅等其他费用 )。所有收费,都可以提供增值税发票。3人以上付费报名参加,免费赠送广告一次。赞助单位可以免费享受黄金广告位一次,额满为止。
特殊优惠:已付费报名参加了2020年国际船舶海工网活动的,可以按报价项目以9折优惠参加同档以下项目(指参会或赞助)。
论坛展位赞助费:特区,钻石区188,000元特装展位( 面谈),白金区98,000元特装展位( 面谈),黄金区68,000元每标准展位( 5*3米),A区,38,000元每标准展位( 3*2米),B区,28,000元每标准展位( 3*2米),C区,15,000元每标准展位( 2*2米),均提供一个展览桌和三把椅子,以及三张全场峰会论坛门票。免费得到新版中国风电产业分布图和2021年风能产业发展报告广告位各一次(位置面谈)
演讲赞助:上午时段演讲20分钟,58,000元人民币,早鸟家收费3,8,000元人民币, 下午时段演讲20分钟,早鸟家收费20,000元人民币, 2021年2月20日后,全部价格另加10%,顺序以到款先后安排。都可免费得展位一个,免费3人参会,同时可免费得到黄金广告一次(8分之一A4大小尺寸,105*71mm ( 宽*高)位置以付款先后安排)。免费得到新版中国风电产业分布图和2021年风能产业发展报告广告位各一次(位置面谈);
晚宴赞助:收费办法详谈, 晚宴前播放18分钟公司视频,可免费得易拉宝和资料黄金桌位一个,免费5人参会,同时免费得到新版中国风电产业分布图钻石广告位一次(2分之一A4大小尺寸,位置以付款先后安排);
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午餐赞助:收费办法详谈, 可免费得易拉宝和资料黄金桌位一个,免费5人参会,同时免费得到钻石广告位3次(2分之一A4大小尺寸,位置以付款先后安排);
茶歇赞助:早鸟家收费58,000元人民币每天, 茶歇播放18分钟公司视频,可免费得易拉宝和资料黄金桌位一个,免费5人参会。2天茶歇赞助:早鸟家收费50,000元人民币每次, 可免费得易拉宝和资料黄金桌位一个,免费5人参会;
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