8月底，振華重工為中交海峰制造的國內(nèi)最大起重能力2500噸自航自升式海上風(fēng)電安裝平臺“海峰1001”順利完成航行試驗。
自航自升式海上風(fēng)電安裝平臺“海峰1001”。 振華重工供圖
近幾年，我國海上風(fēng)電場的建設(shè)如火如荼。據(jù)記者了解，建設(shè)中的海上風(fēng)電場的安裝成本約占開發(fā)總成本的18—20%，無論是運輸、裝配、工期還是成本費用，都取決于其安裝工具——海上風(fēng)電安裝平臺。由此，安裝平臺的搭建成為了海上風(fēng)電場建設(shè)的重中之重。
形式多樣
在海上風(fēng)電場的建設(shè)熱潮中，風(fēng)電安裝平臺演化出了多種形式，呈現(xiàn)了不同的發(fā)展樣式。
據(jù)了解，根據(jù)作業(yè)狀態(tài)的不同，海上安裝平臺可分為起重安裝船、坐底式風(fēng)電安裝平臺和自升式風(fēng)電安裝平臺三大類，其中自升式風(fēng)電安裝平臺又可分為自航式和非自航式。
顧名思義，起重安裝船由船只和起重機組成，也叫浮吊，它在海上起吊作業(yè)中運用的較多。起重安裝船有很多優(yōu)勢，在不同風(fēng)機位置間快速轉(zhuǎn)移，操縱性好。但由于沒有固定樁腿作為支撐，起重安裝船難以克服海風(fēng)海浪對船身晃動的影響，依賴天氣和波浪條件，在惡劣海況下施工的精度與進度很難得到保證。
坐底式風(fēng)電安裝船，又稱非自升非自航式平臺，主要由型深較大的船體配備履帶吊或海工吊組成。這類風(fēng)電安裝船主要依靠退潮或者船身自帶的壓載系統(tǒng)將船體“坐”在近海的海床上，穩(wěn)定性較強，但也存在一定的局限性。射陽龍源風(fēng)力發(fā)電廠廠長高剛具體解釋，這類風(fēng)電安裝船靈活性較差，容易受到作業(yè)水深的限制且移位速度慢，不利于處理突發(fā)情況，對船底強度要求也較高，因此只適用于潮間帶和淺水區(qū)作業(yè)。
自升式風(fēng)電安裝平臺吊裝過程穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)相對簡單、造價相對較低，根據(jù)其推進情況又可分為非自航、自航自升式風(fēng)電安裝平臺。目前，在我國海上風(fēng)電設(shè)備的安裝中，非自航自升式安裝平臺被普遍采用?！暗陨斤L(fēng)電安裝平臺也有不足，例如它不具備自航能力，需要由拖船拖行，機動性能受限，移動需要的時間較長。”射陽龍源風(fēng)力發(fā)電廠技術(shù)主管蘇航表示。
如今，兼具自升式平臺和浮式起重船舶優(yōu)點的自航自升式安裝平臺出現(xiàn)了，該類平臺集聚了多種功能，是當前海上風(fēng)電安裝的最佳配備。
迭代升級
縱觀國內(nèi)外，風(fēng)電安裝平臺在短短數(shù)十年內(nèi)經(jīng)歷了歷代更迭，在技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展中不斷突破限制，逐步實現(xiàn)安全、便捷與高效。
1955年，世界首艘風(fēng)電安裝船由美國Dean兄弟公司設(shè)計建造，風(fēng)電安裝由此拉開序幕。此后，國外風(fēng)電安裝船經(jīng)歷了三代發(fā)展從第一代聯(lián)合作業(yè)形式的操作，到第二代駁船、平臺，再到第三代功能（自航、自升、起重）齊全的專業(yè)化風(fēng)電安裝船，一代代的更迭也是一次次的進步。
我國的海上風(fēng)電行業(yè)起步雖晚，卻后勁十足。2007年，金風(fēng)科技第一臺海上風(fēng)機在渤海灣海域試驗投產(chǎn)，標志著我國的海上風(fēng)電事業(yè)正式起步。在國家政策支持以及并網(wǎng)目標的推動下，海上風(fēng)電從2014年到2022年期間經(jīng)歷了其加速發(fā)展的階段。2022年，50座以上的風(fēng)電安裝平臺蓄勢待發(fā)，隨時為我國海上風(fēng)電機組的安裝提供服務(wù)。
關(guān)于我國風(fēng)電安裝平臺的發(fā)展脈絡(luò)，高剛?cè)鐢?shù)家珍地向記者介紹我國風(fēng)電安裝平臺的發(fā)展大體可分為四個階段：第一代風(fēng)電安裝平臺，如“海洋036”和“海洋038”等，解決了耐波性的問題，但僅能從尾部靠近風(fēng)機基座進行作業(yè)導(dǎo)致施工不便；第二代風(fēng)電安裝平臺，如“精銦1”和“福船大橋”等，采用了繞樁式起重機，改善了第1代的不足，甲板作業(yè)面積也相應(yīng)增大；第三代風(fēng)電安裝平臺，如“鐵建01”和“華祥龍”等，增加了作業(yè)水深和大功率全回轉(zhuǎn)推進器，提高了平臺航速和航行、定位能力；第四代風(fēng)電安裝平臺，具有“運輸+安裝”一體化功能，采用桁架式樁腿，滿足更大作業(yè)水深，且擁有更大吊高和吊重。
2022年9月28日，被稱為“海上擎天柱”的“白鶴灘”號風(fēng)電安裝平臺成功交付，這是我國首艘符合第四代海上風(fēng)電安裝功能標準的風(fēng)電安裝平臺?！斑@一平臺建成的意義非同尋常，它為我國海上風(fēng)電向深遠海進軍提供了又一重要利器，并為后續(xù)海上風(fēng)電的施工裝備樹立了標桿?！备邉傋院赖卣f。
大勢所趨
整體而言，海上風(fēng)電安裝技術(shù)在逐步升級，其需求供應(yīng)卻呈現(xiàn)矛盾。2022年，我國海上風(fēng)電安裝的平臺數(shù)量已經(jīng)從2005年的2座增加到了50多座，但是供求關(guān)系形勢依然嚴峻。
“通過統(tǒng)計規(guī)劃中和建設(shè)中的海上風(fēng)電項目數(shù)量，現(xiàn)有的風(fēng)電安裝船數(shù)量為滿足安裝需求還遠遠不夠?！鄙潢桚堅达L(fēng)力發(fā)電廠工程主管龔鎮(zhèn)向記者補充道。
根據(jù)世界風(fēng)能協(xié)會（GWEC）的預(yù)測，在2023年，全球海上風(fēng)電場的新增裝機容量的比例將由2018年的8%提高到22%，由此可見，今年，海上風(fēng)電市場將迎來大市場，但同時也給安裝平臺建設(shè)的速度帶來了壓力與挑戰(zhàn)。
“要應(yīng)對未來海上風(fēng)電快速發(fā)展的形勢，還需要進行更多的創(chuàng)新，我們開展更高層次、更智能的研發(fā)行動，一定意義是大勢所趨?！碧K航說。根據(jù)當下的發(fā)展趨勢，結(jié)合專家的科學(xué)預(yù)測，未來的海上風(fēng)電安裝平臺將朝著深水化、大型化、專業(yè)化、智能化、模塊化的方向發(fā)展，將通過信息感知、通信導(dǎo)航、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷等智能化技術(shù)，幫助安裝平臺更安全、更穩(wěn)定、更高效地運行，并通過功能、技術(shù)和任務(wù)模塊化等方式，實現(xiàn)風(fēng)電安裝平臺的多功能化和多任務(wù)化，不斷走向“深藍”，實現(xiàn)安裝技術(shù)的優(yōu)化升級。
眼下正值我國海洋強國建設(shè)和海洋經(jīng)濟開發(fā)的機遇期，作為未來風(fēng)電行業(yè)的重點發(fā)展方向——海上風(fēng)電市場潛力巨大，我國海上風(fēng)電場規(guī)劃和建設(shè)規(guī)模也在不斷擴大。隨著大批海上風(fēng)電項目進入施工建設(shè)階段，巨大的市場空間必將帶動風(fēng)電安裝平臺產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，風(fēng)電安裝平臺的各種功能也將愈發(fā)完善，在各種發(fā)展利好之下，中國將有望成為全球最大的海上風(fēng)電市場。
