風電安裝船市場未來可期

潘 放/中國船舶及海洋工程設計研究院

海上風電安裝船是高度精密的海上設施，能將風機和基礎安裝設備運輸至風電場，并配備適合各種安裝方法的起重設備和定位設備。早期的安裝船舶都是借用或由其他海洋工程船舶改造而成，但隨著風機的大型化，對起重高度和起重能力的要求不斷提高，海上風機安裝的專用船舶需求也隨之增長。

隨著海上風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展全面提速，對專業(yè)船舶需求日益增長，國內(nèi)船舶制造企業(yè)也在積極布局海上風電安裝設備及平臺。

現(xiàn)狀：市場持續(xù)增長，船型研發(fā)集中

風電安裝市場

2018年海上風電全球市場發(fā)展穩(wěn)健，新增裝機容量為4.5吉瓦（GW），占2018年風電新增裝機的8%，與2017年的新增裝機規(guī)模相當。目前，全球海上風電累計裝機規(guī)模已經(jīng)達到23GW，大概占全球總裝機規(guī)模的4%。根據(jù)全球風能理事會預測，近期海上風電的發(fā)展首先將來自亞洲市場的拉動，繼而來自北美市場，近期全球海上風電預期將會以6GW或以上的年增長規(guī)模持續(xù)發(fā)展。到2025年，預期海上風電可以占到全球風電總裝機的10%，總裝機容量達到100GW。

根據(jù)全球風能理事會專家的預測，全球海上風電市場將繼續(xù)保持增長，歐洲將繼續(xù)貢獻穩(wěn)定的市場份額，而包含中國在內(nèi)的亞洲市場將繼續(xù)扮演領軍角色。

2018年亞洲海上風電發(fā)展整體向上，項目和產(chǎn)業(yè)供應鏈的資金投入都有保障。只要各國政府持續(xù)關注并保持各方面的支持，投資到位，亞洲的海上風電將繼續(xù)保持良好發(fā)展勢頭，預計每年將貢獻5—7GW的新增裝機容量。中國大陸2018年新增海上風電吊裝和并網(wǎng)容量首次超越其他國家，以1.8GW的成績位列第一。歐洲每年將新增3—4GW的海上風電裝機容量，以保證實現(xiàn)規(guī)劃目標和競拍項目。鑒于美洲活躍的市場，預計2023—2025年可以實現(xiàn)1GW的新增裝機容量。

風電船市場

目前海上風電商業(yè)開發(fā)項目仍主要集中在歐洲和中國，歐洲作為海上風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地，持續(xù)引領全球海上風電市場發(fā)展，而中國則是近些年來涌現(xiàn)出的新興市場代表。當前全球在役的49艘海上風電安裝船中，90%服務于歐洲和中國海上風電項目。

圖1 歷年陸上風電和海上風電新增裝機量統(tǒng)計（來源全球風能理事會）

圖2 中國海上風電歷年新增和累計裝機容量

據(jù)克拉克松統(tǒng)計，截至2019年4月初，歐洲共有22艘船從事海上風電安裝作業(yè)，并有1艘風電安裝船在建，預計2022年交付。此外，歐洲海上風電場施工還使用一些海上施工用的非自航自升式平臺，以及海洋油氣工業(yè)中一些高端的、具備風電安裝功能的多功能自升式平臺。

歐洲海上風電安裝船的船東大致可分為兩類：一類是專業(yè)的海上風電場安裝公司，如丹麥的A2SEA公司；另一類是業(yè)務領域較廣泛的海洋工程公司，提供包括風電場安裝在內(nèi)的各類海洋工程安裝、打撈等海上服務。從已投產(chǎn)的海上風電場項目來看，主要由丹麥的A2SEA、英國Vroon集團旗下的MPI Offshore、英國的Seajacks等公司負責安裝。從當前船隊情況來看，歐洲風電安裝船主要承包商有英國Seajacks、荷蘭Van Oord、挪威Fred. Olsen Windcarrier和比利時GeoSea，四家風電安裝船合計數(shù)量約占歐洲船隊總規(guī)模的64%。

我國初期的海上風電安裝與歐洲海上風電場建設剛起步階段一樣，也是使用海上施工行業(yè)的船舶或平臺。但隨著國內(nèi)海上風電場建設駛?cè)肟燔嚨溃陙斫ㄔ炝艘慌鷮Ｓ玫娘L電安裝船。截至2019年4月初，國內(nèi)投入使用的風電安裝船共22艘，在建7艘。

從整體上看，目前國內(nèi)海上風電安裝船的設計基本上只有幾家，如中國船舶及海洋工程設計研究院、上海振華重工等。隨著海上風電開發(fā)的不斷推進，預計將開發(fā)形成更多具有自主知識產(chǎn)權的系列化船型產(chǎn)品，使得中國元素走進國際海上風電建設市場。

未來：市場前景廣闊，船舶走向深水

市場趨勢

目前，在各國政府及相關機構的積極推動下，歐洲海上風電發(fā)展活力不減，中國海上風電建設如火如荼，同時也有更多的國家開始發(fā)展海上風電，海上風電產(chǎn)業(yè)正在逐步走向全球化。

為應對電力短缺和進口化石能源依存度提高的問題，日本需要轉(zhuǎn)向海上風電。目前，日本政府通過了一項新的海上風電法案，強制將部分海域劃定，規(guī)劃出發(fā)展海上風電的海域資源，這是日本將海上風電視為解決其電力短缺選擇之一的明顯信號，不過其能否建立合適的規(guī)劃和許可機制最終才會成為決定實現(xiàn)宏偉目標的關鍵因素。

印度市場處于早期階段，海上風電發(fā)展?jié)摿Υ蠹s60 GW。印度是典型的新興市場，2018年首次提出發(fā)展海上風電的意向書，2019年1月發(fā)布競價規(guī)則，計劃2019年完成招標。與此同時，印度政府還設定了2022年之前實現(xiàn)5GW，2030年前實現(xiàn)30 GW的海上風電裝機目標。

越南市場處于早期階段，擁有大約27GW發(fā)展?jié)摿?，目前已?jīng)安裝99兆瓦（MW）。盡管行政審批繁復耗時，98 USD/MWh的固定上網(wǎng)電價為其產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展提供有力保障。

英國2018年的海上風電新增裝機容量僅次于中國的1.8GW，以1.3GW的成績位列第二。英國政府發(fā)布海上風電“產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略”規(guī)劃，其中明確提出海上風電裝機容量將在2030年前達到3000萬千瓦，為英國提供30%以上的電力。

法國政府積極推進能源轉(zhuǎn)型，并提出了在2023年之前實現(xiàn)風力發(fā)電量翻倍的目標。

德國以0.9GW的新增裝機容量在2018年位列第三。德國的第二輪項目招標又出現(xiàn)零補貼項目（上一次的零補貼中標出現(xiàn)在2017年的第一輪項目招標時），印證了海上風電成本的下降。海上風電規(guī)劃目標為2030年前達到20GW。

美國在2018年市場活躍度有所增加，實行了租賃招標（馬薩諸塞州），MHI Vestas等行業(yè)內(nèi)的企業(yè)在美國設立了辦公室，下一步將進入到海上風電供應鏈發(fā)展和項目建設推進階段。在紐約州的海上風電招標項目規(guī)模200—800MW，購電協(xié)議（PPA）期限為25年。

我國海岸線遼闊，海上風能資源豐富，主要集中在東南沿海地區(qū)。我國東南沿海及附近島嶼的有效風能密度為200—300瓦/平方米以上，全年大于或等于3米/秒的時數(shù)約為7000多小時，大于或等于6米/秒的時數(shù)約為4000小時。根據(jù)發(fā)改委能源研究所發(fā)布的《中國風電發(fā)展路線圖2050》報告，中國水深5—50米海域100米高度的海上風能資源開放量為5億千瓦，總面積為39.4萬平方千米。自然資源部和中國工商銀行發(fā)布《關于促進海洋經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的實施意見》，計劃五年提供1000億元融資額度促進海上風電等海洋經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。

根據(jù)世界風能協(xié)會（GWEC）的預測，至2023年，全球海上風電場的新增裝機容量占全球新增風電總裝機容量的比例將由2018年的8%提高到22%，未來海上風電市場潛力巨大。

國內(nèi)海上風電船

隨著海上風電全面提速，對專業(yè)船舶需求日益增長。從容量看，風能裝置需求量將繼續(xù)擴大，而這部分增長主要集中在亞太地區(qū)，而印度、日本、韓國、菲律賓、泰國和中國臺灣都將有可持續(xù)增長。

與當前大量規(guī)劃中或在建的海上風電項目相比，風電安裝船數(shù)量依然有限。因此，供不應求的市場對風電安裝船的發(fā)展而言，是一大利好。

海上風電項目風險較大，機組故障率高，維修工作大，需要定期或不定期的對海上風機及升壓平臺進行養(yǎng)護，海上運維市場前景廣闊。由于國內(nèi)海上風電處于初步發(fā)展階段，尚無長期運營經(jīng)驗和成本數(shù)據(jù)積累，海上運維市場尚處于起步階段。未來國內(nèi)在海上風電運維船的設計建造上前景可期。

技術趨勢

針對海上風電場開發(fā)設計專用的風電安裝裝備是十分必要的，且隨著海上風電逐步向深水發(fā)展，海上風電安裝船有如下五大發(fā)展趨勢。

一是適用水深越來越大。隨著海上風電場建設逐步向深水推進，因此要求風電安裝裝備的水深適應能力逐步增強，從灘涂到目前的40—60米水深，可以預測，隨著將來的浮式風機逐步成熟，海上風電安裝船的適用水深將進一步加大。

二是主吊能力越來越大。隨著海上風機功率的不斷增大，到目前已經(jīng)有8MW的海上風機研制成功，因此重量越來越大；海上安裝的一體化吊裝也成為節(jié)省成本、增加效率的有效方案，因此對安裝設備的吊裝能力提出了更高要求，目前海上風電安裝平臺主流吊裝能力一般在800—1200噸，有的設計公司已經(jīng)設計出1600噸主吊能力的風電安裝船。

三是主甲板可利用面積越來越大。為提高安裝效率，要求海上風電安裝船可運載更多數(shù)量的風機設備，因此風電安裝船的主甲板面積需進一步加大，以適應海上風電的不斷發(fā)展需求。

四是主甲板承載能力增強。隨著風電設備重量及安裝能力的不斷增加，因此對海上風電安裝船的主甲板承載能力要求不斷提高，已從前幾年的4噸/平方米到目前的20噸/平方米，且有不斷增加的趨勢。

五是功能愈發(fā)完善。隨著海上風電場建設的不斷發(fā)展成熟，也進一步要求風電安裝船的各種功能愈發(fā)完善，如配備動力定位系統(tǒng)，配備大功率打樁機、抱樁器，可容納更多的工作人員，配備有直升機甲板等。

未來，風電安裝船將增加起吊能力和甲板面積，以便能夠運輸更多渦輪機，減少從陸上港口到海上工作地點之間的往返次數(shù)，縮短安裝時間。同時，未來的新船還能夠在惡劣的海洋環(huán)境下運營，以縮減因天氣問題而造成的停工時間。

此外，海上風電安裝船的建造周期較長，需要2—3年時間，需要提前訂購來滿足預期的市場需求。作為專用安裝維護設備的風電安裝船的建造能夠降低海上風電開發(fā)成本。據(jù)統(tǒng)計，在海上風電建設項目中，風機組設備成本占比不到50%，安裝和建設成本卻占20%以上，這成為降低成本的潛在環(huán)節(jié)。要想降低成本，海上風電行業(yè)需要新安裝理念，在選擇安裝船和安裝方式時兼顧投資成本和回收效益，有效挖掘“降本增效”的空間?！?/p>