據(jù)國(guó)際可再生能源署(IRENA)統(tǒng)計(jì),全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量仍保持穩(wěn)步增長(zhǎng)勢(shì)頭。海上風(fēng)電場(chǎng)集群化建設(shè)模式也應(yīng)運(yùn)而生,該模式通過(guò)在特定海域集中規(guī)劃、建設(shè)多個(gè)風(fēng)電場(chǎng),實(shí)現(xiàn)資源共享與規(guī)模經(jīng)濟(jì),已成為各國(guó)推動(dòng)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要舉措。然而,集群化建設(shè)帶來(lái)的工程規(guī)模擴(kuò)大、技術(shù)復(fù)雜度提升等問(wèn)題,使得安裝協(xié)同管理面臨諸多挑戰(zhàn),成為制約海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展的關(guān)鍵因素,因此開(kāi)展相關(guān)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1.集群化建設(shè)的現(xiàn)狀與安裝協(xié)同管理面臨的挑戰(zhàn)
1.1集群化建設(shè)的現(xiàn)狀
我國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)集群化建設(shè)步伐穩(wěn)健,累計(jì)并網(wǎng)容量在全球海上風(fēng)電市場(chǎng)中占據(jù)重要份額。從規(guī)模上看,“十四五”期間規(guī)劃的五大千萬(wàn)千瓦級(jí)基地集群,各地出臺(tái)的規(guī)劃規(guī)模達(dá)9000萬(wàn)千瓦。江蘇省海上風(fēng)電集群并網(wǎng)裝機(jī)容量已突破1200萬(wàn)千瓦,規(guī)模持續(xù)領(lǐng)跑全國(guó)。
在產(chǎn)業(yè)布局上,已形成覆蓋開(kāi)發(fā)建設(shè)到配套服務(wù)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。廣東陽(yáng)江吸引40家風(fēng)電龍頭企業(yè)落戶(hù),總投資超450億元,構(gòu)建起全國(guó)頗具影響力的制造基地,其海上風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模也已突破700萬(wàn)千瓦。并且,我國(guó)海上風(fēng)電技術(shù)裝備不斷實(shí)現(xiàn)新突破,30兆瓦海上風(fēng)電機(jī)型下線,新型漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組建成投運(yùn),產(chǎn)業(yè)正朝著更深遠(yuǎn)海、技術(shù)更優(yōu)、多產(chǎn)業(yè)深度融合方向闊步前行[1]。
1.2安裝協(xié)同管理面臨的挑戰(zhàn)
海上風(fēng)電場(chǎng)集群化建設(shè)中的安裝協(xié)同管理難題重重。一是海洋環(huán)境復(fù)雜難測(cè),臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)風(fēng)、暴雨等惡劣氣象時(shí)有發(fā)生。如2022年臺(tái)風(fēng)“軒嵐諾”致使我國(guó)東部沿海多個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)項(xiàng)目暫停,造成較大經(jīng)濟(jì)損失;強(qiáng)潮流、巨浪等復(fù)雜水文條件,不僅增加安裝作業(yè)的難度與風(fēng)險(xiǎn),還對(duì)施工精度和設(shè)備穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。二是在技術(shù)層面上,海上風(fēng)機(jī)大型化趨勢(shì)下,超120米長(zhǎng)葉片、數(shù)百?lài)嵉恼麢C(jī)重量讓傳統(tǒng)運(yùn)輸和吊裝設(shè)備難以勝任,新型專(zhuān)用設(shè)備的研發(fā)刻不容緩;長(zhǎng)距離、大容量海上輸電存在電能損耗較大、技術(shù)要求高的問(wèn)題,高壓直流輸電等關(guān)鍵技術(shù)的突破迫在眉睫[2]。三是項(xiàng)目涉及建設(shè)、施工、供應(yīng)商等多方主體,由于目標(biāo)、訴求和流程的差異,溝通協(xié)調(diào)成本高,信息傳遞不順暢,責(zé)任劃分不清晰,嚴(yán)重影響協(xié)同管理效率。四是政策法規(guī)體系也存在諸多有待完善之處,規(guī)劃審批缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和有效的協(xié)調(diào)機(jī)制,導(dǎo)致布局不夠合理;在用海管理中與其他海洋活動(dòng)的協(xié)調(diào)規(guī)定不夠明確;稅收優(yōu)惠、補(bǔ)貼政策的穩(wěn)定性不足且執(zhí)行不到位,也在一定程度上影響了企業(yè)的投資積極性,阻礙了項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)程。
2.安裝協(xié)同管理策略與實(shí)踐
2.1科學(xué)規(guī)劃與布局
海上風(fēng)電場(chǎng)集群化建設(shè)的科學(xué)規(guī)劃與布局需堅(jiān)守資源優(yōu)化、生態(tài)保護(hù)和協(xié)同發(fā)展的原則。資源優(yōu)化方面,綜合考量風(fēng)能資源分布、海洋環(huán)境條件,挑選風(fēng)能豐富、環(huán)境適宜的海域;生態(tài)保護(hù)方面,避開(kāi)海洋生態(tài)敏感區(qū)域,保護(hù)生物多樣性;協(xié)同發(fā)展方面,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)周邊漁業(yè)、航運(yùn)等海洋產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)資源共享、互利共贏。在規(guī)劃方法上,借助地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù),整合分析海域風(fēng)能資源、水深、地質(zhì)及生態(tài)環(huán)境等數(shù)據(jù),并結(jié)合數(shù)學(xué)模型優(yōu)化風(fēng)電場(chǎng)機(jī)位布局,提高風(fēng)能利用效率和項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益。
以江蘇一海上風(fēng)電集群為例,其規(guī)劃總裝機(jī)容量600萬(wàn)千瓦,項(xiàng)目運(yùn)用GIS技術(shù),全面勘察分析黃海海域的風(fēng)能資源、海洋水文、地質(zhì)等條件,結(jié)合數(shù)學(xué)模型優(yōu)化機(jī)位布局,有效降低風(fēng)機(jī)間尾流影響。同時(shí),充分協(xié)調(diào)周邊漁業(yè)養(yǎng)殖區(qū)與航運(yùn)通道,通過(guò)合理規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電開(kāi)發(fā)與其他海洋活動(dòng)的和諧共處。建成后,該項(xiàng)目年發(fā)電量達(dá)150億千瓦時(shí),有力緩解當(dāng)?shù)啬茉磯毫?,推?dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)齊頭并進(jìn)[3]。
2.2施工過(guò)程協(xié)同管理
施工過(guò)程協(xié)同管理是提升海上風(fēng)電場(chǎng)安裝效率與質(zhì)量的核心所在。在施工流程優(yōu)化上,需提前制定詳細(xì)的施工計(jì)劃,明確各環(huán)節(jié)的先后順序與時(shí)間節(jié)點(diǎn),如采用“先基礎(chǔ)后風(fēng)機(jī)”的施工順序,待風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)強(qiáng)度達(dá)到要求后再進(jìn)行風(fēng)機(jī)吊裝調(diào)試。同時(shí),合理規(guī)劃施工資源,根據(jù)進(jìn)度動(dòng)態(tài)調(diào)配人力、設(shè)備與材料,避免資源浪費(fèi),并借助物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等技術(shù)搭建施工進(jìn)度監(jiān)控體系,實(shí)時(shí)掌握施工情況,及時(shí)解決問(wèn)題。
資源調(diào)配遵循“按需分配、動(dòng)態(tài)調(diào)整”的原則。人力方面,按照施工任務(wù)需求配置不同專(zhuān)業(yè)人員,并加強(qiáng)培訓(xùn)管理;設(shè)備方面,選用合適的起重船、運(yùn)輸船等設(shè)備,建立維護(hù)保養(yǎng)制度;材料方面,提前規(guī)劃采購(gòu)并做好儲(chǔ)備,保障供應(yīng)穩(wěn)定。以福建一海上風(fēng)電場(chǎng)為例,項(xiàng)目采用模塊化施工,將風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)和部件在陸地預(yù)制后進(jìn)行海上安裝,大幅縮短工期達(dá) 20% ;通過(guò)搭建統(tǒng)一的資源管理平臺(tái),實(shí)時(shí)監(jiān)控并靈活調(diào)配資源,臺(tái)風(fēng)來(lái)臨前及時(shí)轉(zhuǎn)移設(shè)備和人員,災(zāi)后迅速?gòu)?fù)工;同時(shí)構(gòu)建高效的溝通機(jī)制,實(shí)現(xiàn)信息共享,最終在復(fù)雜海況和緊張工期下按時(shí)完工,施工效率得到顯著提升,為同類(lèi)項(xiàng)目提供了可借鑒的協(xié)同管理經(jīng)驗(yàn)。
2.3技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用
技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用是提升海上風(fēng)電場(chǎng)安裝協(xié)同管理效能的核心驅(qū)動(dòng)力。在新型安裝技術(shù)與設(shè)備領(lǐng)域,浮式基礎(chǔ)安裝技術(shù)的興起為水深較深、地質(zhì)復(fù)雜海域的風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)開(kāi)辟了新途徑,有效降低基礎(chǔ)施工的難度與成本;大型海上起重機(jī)、自升式安裝平臺(tái)等設(shè)備的更新?lián)Q代,顯著提高了風(fēng)機(jī)吊裝的安全性與效率,如我國(guó)新一代深遠(yuǎn)海一體化大型風(fēng)電安裝船,憑借2200噸的最大起重能力,可滿足20MW及以上大型風(fēng)機(jī)的安裝需求,推動(dòng)我國(guó)海上風(fēng)電安裝技術(shù)邁上新高度[4。
信息化管理手段的應(yīng)用為協(xié)同管理注入新的活力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工設(shè)備、材料和人員的實(shí)時(shí)監(jiān)控,大數(shù)據(jù)分析為決策提供精準(zhǔn)依據(jù),而B(niǎo)IM技術(shù)通過(guò)三維建模與可視化管理,促進(jìn)各參與方的高效溝通。以廣東一海上風(fēng)電場(chǎng)為例,BIM技術(shù)的引入通過(guò)施工模擬優(yōu)化,減少了變更和返工,實(shí)現(xiàn)了降本增效。
2.4風(fēng)險(xiǎn)管理與應(yīng)對(duì)
海上風(fēng)電場(chǎng)安裝過(guò)程中,風(fēng)險(xiǎn)管理與應(yīng)對(duì)是確保項(xiàng)目順利實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在災(zāi)害識(shí)別與評(píng)估階段,項(xiàng)目面臨自然災(zāi)害、技術(shù)、管理等多類(lèi)風(fēng)險(xiǎn),如臺(tái)風(fēng)、海浪等自然災(zāi)害,設(shè)備故障等技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),以及溝通不暢導(dǎo)致的管理風(fēng)險(xiǎn)。可運(yùn)用專(zhuān)家調(diào)查法等全面梳理風(fēng)險(xiǎn),再采用層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法定性定量結(jié)合,評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率與影響程度,明確風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),為后續(xù)應(yīng)對(duì)提供依據(jù)。
針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)需制定相應(yīng)的措施。自然災(zāi)害方面,構(gòu)建氣象預(yù)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取天氣信息,提前做好防范,并增強(qiáng)施工設(shè)備設(shè)施的抗災(zāi)設(shè)計(jì);技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)上,加大研發(fā)投入,采用成熟的技術(shù)設(shè)備,建立完善的設(shè)備維護(hù)制度;管理風(fēng)險(xiǎn)則依靠健全的項(xiàng)目管理體系,明確各方權(quán)責(zé),搭建高效的信息共享平臺(tái)促進(jìn)溝通。此外,購(gòu)買(mǎi)工程保險(xiǎn)可轉(zhuǎn)移部分風(fēng)險(xiǎn),減少潛在損失。
3.結(jié)束語(yǔ)
本文圍繞海上風(fēng)電場(chǎng)集群化建設(shè)中的安裝協(xié)同管理問(wèn)題展開(kāi)討論,揭示其在復(fù)雜海洋環(huán)境、技術(shù)升級(jí)、多方協(xié)作及政策適配等方面面臨的挑戰(zhàn)。通過(guò)理論構(gòu)建與案例分析,提出科學(xué)規(guī)劃布局、施工流程協(xié)同、技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用及全流程風(fēng)險(xiǎn)管理等策略,并通過(guò)江蘇、福建等項(xiàng)目驗(yàn)證其有效性。研究表明,系統(tǒng)化協(xié)同管理可顯著提升安裝效率、降低成本與風(fēng)險(xiǎn)。未來(lái)需進(jìn)一步推動(dòng)智能化技術(shù)融合、完善政策體系,以支撐海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)向規(guī)?;⒖沙掷m(xù)化方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]國(guó)家能源局。解讀《國(guó)家能源局關(guān)于促進(jìn)能源領(lǐng)域民營(yíng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展若干舉措的通知》《中國(guó)氫能發(fā)展報(bào)告(2025)》[EB/OL].(2025-4-28)[2025-5-28]http://www.jspv.org.cn/IndustryNews/49798.html
[2]相恒愿。海上風(fēng)電項(xiàng)目風(fēng)機(jī)安裝成本優(yōu)化研究——以廣東某海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目為例[J].珠江水運(yùn),2025,(09):121-123.
[3]《中國(guó)能源報(bào)》。我國(guó)離岸距離最遠(yuǎn)海上風(fēng)電項(xiàng)目開(kāi)建[EB/OL].(2025-3-01)[2025-5-28]
[4]山東省科學(xué)技術(shù)廳規(guī)劃處。山東好成果|自主設(shè)計(jì)建造!新一代深遠(yuǎn)海一體化大型風(fēng)電安裝船書(shū)寫(xiě)中國(guó)海工裝備新篇章[EB/OL].(2024-6-03)[2025-5-28]http://kjt.shandong.gov.cn/art/2024/6/3/art_333096_10314216.html
作者單位:華潤(rùn)新能源投資有限公司福建分公司