現(xiàn)階段，在全球各國(guó)尋求能源轉(zhuǎn)型和碳中和背景下，推動(dòng)風(fēng)電的快速發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)凈零排放并保證能源安全，被寄予厚望；而隨著陸地優(yōu)質(zhì)風(fēng)能資源的逐步開(kāi)發(fā)，海上風(fēng)電作為發(fā)展趨勢(shì)已是可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)。
與陸上風(fēng)電相比，海上風(fēng)電資源更豐富，且具有穩(wěn)定性高、風(fēng)速大等特點(diǎn)。研究指出，風(fēng)力發(fā)電最關(guān)鍵的因素就是風(fēng)的大小，而海上風(fēng)況普遍優(yōu)于陸上，離岸10千米的海上風(fēng)速通常比沿岸要高出20%。風(fēng)力機(jī)的發(fā)電功率與風(fēng)速的三次方成正比， 因而同等條件下海上風(fēng)力機(jī)的年發(fā)電量能比陸上高70%。同時(shí)海上很少有靜風(fēng)期， 因此風(fēng)力機(jī)的發(fā)電時(shí)間更長(zhǎng)。通常來(lái)說(shuō)， 陸上風(fēng)力機(jī)的年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)大約是2000小時(shí)，而海上風(fēng)力機(jī)往往能達(dá)到3000多小時(shí)。
此外，海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)不受土地建設(shè)、城市規(guī)劃等限制，靈活性更強(qiáng)，而發(fā)電效率高、距負(fù)荷中心近、風(fēng)機(jī)水路運(yùn)輸方便、土地資源占用小、大規(guī)模開(kāi)發(fā)難度低等優(yōu)勢(shì)疊加，海上風(fēng)電被廣泛認(rèn)為是發(fā)電行業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向。
世界銀行數(shù)據(jù)顯示，全球海上風(fēng)電發(fā)展?jié)摿薮?，全球可用的海上風(fēng)電資源超過(guò)7.1萬(wàn)吉瓦?！度蝻L(fēng)能報(bào)告2022》稱，未來(lái)5年全球海上風(fēng)電年均復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)達(dá)8.3%，2022年至2026年累計(jì)新增裝機(jī)量將超90吉瓦，將迎來(lái)大規(guī)?？焖侔l(fā)展的新時(shí)代。
與此同時(shí)，風(fēng)機(jī)大型化在更強(qiáng)的發(fā)電能力和更高的效率之外，更是目前最主要的降本方式之一。風(fēng)機(jī)大型化降本的原理在于，雖然大型化會(huì)增加單臺(tái)風(fēng)機(jī)的造價(jià)成本，但由于單機(jī)容量增加，整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)所需要安裝的風(fēng)機(jī)數(shù)量減少，因此風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、海底電纜、施工安裝及運(yùn)營(yíng)方面的投入都會(huì)降低，最終分?jǐn)偟絾挝蝗萘康娘L(fēng)機(jī)造價(jià)和其他環(huán)節(jié)成本也會(huì)大幅下降。根據(jù)推算，對(duì)于1GW海上風(fēng)電項(xiàng)目，采用14MW風(fēng)電機(jī)組將比采用10MW風(fēng)電機(jī)組節(jié)省1億美元的投資。
而由于海上風(fēng)電需要更專業(yè)的技術(shù)，具有更廣的適用性，允許風(fēng)機(jī)機(jī)組更為大型化，在未來(lái)的全球能源供應(yīng)體系中， 海上風(fēng)電的前景將比陸上風(fēng)電更為廣闊。對(duì)風(fēng)電設(shè)備而言，陸地地形復(fù)雜、粗糙度高，不同高度的風(fēng)速常常相差很大，導(dǎo)致風(fēng)切變與湍流，使得風(fēng)輪上下受力不均衡，可導(dǎo)致葉片振動(dòng)、疲勞乃至斷裂，同時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)也容易損壞。而海上就很少有此類風(fēng)險(xiǎn)。此外，海上風(fēng)電大多建設(shè)在距海岸數(shù)十千米處，接近用電中心，基本沒(méi)有棄風(fēng)之虞。同時(shí)，隨著風(fēng)力機(jī)的容量越來(lái)越大，葉片的長(zhǎng)度也隨之劇增。60米以上乃至上百米的葉片在陸上非常難以運(yùn)輸，但在海上可以直接從葉片工廠海運(yùn)至風(fēng)電場(chǎng)。
統(tǒng)計(jì)顯示，目前歐洲新增海上風(fēng)電裝機(jī)平均容量從2019年的7.2MW提高到2020年的8.2MW，隨著需求的增加，風(fēng)機(jī)機(jī)組容量愈發(fā)大型化。據(jù)全球風(fēng)能協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，未來(lái)五年，海上風(fēng)機(jī)葉片長(zhǎng)度185-220米將成為行業(yè)主流。另外，根據(jù)GWEC的預(yù)測(cè)，海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)容量在2025年將達(dá)到15-17MW，功率達(dá)20MW也會(huì)逐漸成為現(xiàn)實(shí)。
此前，2020 年西門(mén)子歌美颯發(fā)布的SG14 DD海上風(fēng)電機(jī)型葉輪直徑222米，更高效率的15MW的風(fēng)機(jī)將于2024年正式商業(yè)化。西門(mén)子歌美颯推出14MW海上風(fēng)機(jī)后，GE 推出 Haliade X 14MW海上風(fēng)機(jī)再次升容至14MW，規(guī)模共計(jì)1.2GW，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)2025年開(kāi)始安裝，2026年投入運(yùn)行。據(jù)了解，該機(jī)型將成為目前全球功率等級(jí)最大的海上風(fēng)電機(jī)組，與西門(mén)子歌美颯共享全球最大海上風(fēng)機(jī)頭銜。此外，2021年2月，維斯塔斯發(fā)布了V236-15MW海上風(fēng)電機(jī)型，該系列預(yù)計(jì)2024年量產(chǎn)。2021年10月，通用電氣可再生能源公司表示已經(jīng)開(kāi)始在荷蘭鹿特丹附近的水域運(yùn)行一個(gè) 14 兆瓦海上風(fēng)機(jī)原型機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)的高度幾乎是自由女神像及其基座總高的三倍。
然而，隨著海上風(fēng)機(jī)大型化趨勢(shì)顯著，目前的安裝船顯然已經(jīng)無(wú)法滿足未來(lái)新的海上風(fēng)電安裝市場(chǎng)需求，新一代超大型海上風(fēng)機(jī)安裝施工的船舶技術(shù)和數(shù)量短缺問(wèn)題亟待解決。
在此背景下，作為中國(guó)主要造船廠龍頭之一的招商局工業(yè)集團(tuán)有限公司（CMIH），率先破冰，成功打造招商局100%自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、具備未來(lái)10年市場(chǎng)前瞻性布局的新一代1600噸海上風(fēng)電安裝平臺(tái)。該船舶滿足最新超大型海上風(fēng)機(jī)的安裝和運(yùn)維需要，打破長(zhǎng)期由國(guó)外少數(shù)企業(yè)壟斷的行業(yè)態(tài)勢(shì)，為全球風(fēng)電市場(chǎng)提供了質(zhì)量精良、性能優(yōu)越的海上風(fēng)電安裝解決方案。
值得注意的是，建造大型海上風(fēng)電安裝平臺(tái)的核心關(guān)鍵之一是高端裝備包，比如升降系統(tǒng)、大型起重設(shè)備和電控系統(tǒng)等。對(duì)此，華商國(guó)際（CMIC）憑借著深耕全球海上產(chǎn)業(yè)近30年的經(jīng)驗(yàn)沉淀，成功中標(biāo)新一代1600噸“CM-1600-X”海上風(fēng)電安裝平臺(tái)核心裝備包訂單。2022年5月17日，招商工業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)的“CM-1600-X” 型號(hào)海上風(fēng)電安裝平臺(tái)的首個(gè)訂單，在江蘇海門(mén)招商局重工（江蘇）船廠正式開(kāi)工，預(yù)計(jì)2023年6月完工交付。
該項(xiàng)目首次采用了華商國(guó)際自主研發(fā)制造的1600T重型繞樁吊機(jī)、升降裝置以及全船電控系統(tǒng)等核心系統(tǒng)裝備。其中，重型吊機(jī)為360度全回轉(zhuǎn)，配備兩套1200噸主鉤，一套800噸副鉤，主鉤作業(yè)能力1600噸@35米，1200噸@45米，水面上主鉤最大起升高度達(dá)195米、副鉤210米；升降系統(tǒng)針對(duì)風(fēng)電安裝平臺(tái)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)疲勞壽命3000小時(shí)（≥2500次），船體提升速度0.8米/分鐘，樁腿提升速度1.0米/分鐘。該項(xiàng)目是響應(yīng)招商工業(yè)強(qiáng)化培育重工裝備配套的重要實(shí)例，為招商工業(yè)后續(xù)接單增強(qiáng)了行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，使其可以持續(xù)向市場(chǎng)輸出高端海工產(chǎn)品；同時(shí)也是招商租賃與合作伙伴共建產(chǎn)業(yè)生態(tài)的典型案例。項(xiàng)目的順利開(kāi)工，標(biāo)志著華商國(guó)際在新一代大規(guī)格海上風(fēng)電安裝平臺(tái)提供重型吊機(jī)、升降系統(tǒng)及全船電控等核心裝備關(guān)鍵參數(shù)上實(shí)現(xiàn)新的突破，同時(shí)也是華商國(guó)際瞄準(zhǔn)綠色能源市場(chǎng)轉(zhuǎn)型發(fā)力，將高端鉆井裝備制造實(shí)力與經(jīng)驗(yàn)延伸到下一代大規(guī)格海上風(fēng)電安裝領(lǐng)域，為形成綠色高端裝備成套產(chǎn)品解決方案拉開(kāi)序幕。
事實(shí)上，華商國(guó)際在海洋工程油氣高端裝備制造領(lǐng)域深耕多年，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，在傳統(tǒng)油氣海工和新能源風(fēng)電海工領(lǐng)域解決了數(shù)個(gè)行業(yè)內(nèi)“卡脖子”難題，積累了豐富的高端裝備設(shè)計(jì)制造、運(yùn)維服務(wù)、資產(chǎn)管理等經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)擁有完整的生產(chǎn)設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量控制、供應(yīng)鏈管理體系，和遍布全球的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和銷(xiāo)售渠道。在過(guò)去兩年我國(guó)海上風(fēng)電市場(chǎng)蓬勃發(fā)展期間，公司已為國(guó)內(nèi)風(fēng)電安裝/運(yùn)維平臺(tái)提供了多個(gè)裝備和解決方案。
未來(lái)，華商國(guó)際將繼續(xù)加速推進(jìn)在超大型海上風(fēng)電安裝和運(yùn)維船舶領(lǐng)域的技術(shù)迭代，優(yōu)化提升系統(tǒng)集成效率和穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)周期，逐步擴(kuò)大市場(chǎng)占有率，建立集海上風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的硬核科技品牌，加快打造全球海上風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈硬科技領(lǐng)軍企業(yè)進(jìn)程。
