招商租赁1600吨大型风电安装平台项目

现阶段,在全球各国寻求能源转型和碳中和背景下,推动风电的快速发展,从而实现净零排放并保证能源安全,被寄予厚望;而随着陆地优质风能资源的逐步开发,海上风电作为发展趋势已是可以预见的将来。

 

与陆上风电相比,海上风电资源更丰富,且具有稳定性高、风速大等特点。研究指出,风力发电最关键的因素就是风的大小,而海上风况普遍优于陆上,离岸10千米的海上风速通常比沿岸要高出20%。风力机的发电功率与风速的三次方成正比, 因而同等条件下海上风力机的年发电量能比陆上高70%。同时海上很少有静风期, 因此风力机的发电时间更长。通常来说, 陆上风力机的年发电利用小时数大约是2000小时,而海上风力机往往能达到3000多小时。

 

此外,海上风电场的建设不受土地建设、城市规划等限制,灵活性更强,而发电效率高、距负荷中心近、风机水路运输方便、土地资源占用小、大规模开发难度低等优势叠加,海上风电被广泛认为是发电行业的未来发展方向。

 

世界银行数据显示,全球海上风电发展潜力巨大,全球可用的海上风电资源超过7.1万吉瓦。《全球风能报告2022》称,未来5年全球海上风电年均复合增长率预计达8.3%,2022年至2026年累计新增装机量将超90吉瓦,将迎来大规模快速发展的新时代。

 

与此同时,风机大型化在更强的发电能力和更高的效率之外,更是目前最主要的降本方式之一。风机大型化降本的原理在于,虽然大型化会增加单台风机的造价成本,但由于单机容量增加,整个风电场所需要安装的风机数量减少,因此风机基础、海底电缆、施工安装及运营方面的投入都会降低,最终分摊到单位容量的风机造价和其他环节成本也会大幅下降。根据推算,对于1GW海上风电项目,采用14MW风电机组将比采用10MW风电机组节省1亿美元的投资。

 

而由于海上风电需要更专业的技术,具有更广的适用性,允许风机机组更为大型化,在未来的全球能源供应体系中, 海上风电的前景将比陆上风电更为广阔。对风电设备而言,陆地地形复杂、粗糙度高,不同高度的风速常常相差很大,导致风切变与湍流,使得风轮上下受力不均衡,可导致叶片振动、疲劳乃至断裂,同时传动系统也容易损坏。而海上就很少有此类风险。此外,海上风电大多建设在距海岸数十千米处,接近用电中心,基本没有弃风之虞。同时,随着风力机的容量越来越大,叶片的长度也随之剧增。60米以上乃至上百米的叶片在陆上非常难以运输,但在海上可以直接从叶片工厂海运至风电场。

 

统计显示,目前欧洲新增海上风电装机平均容量从2019年的7.2MW提高到2020年的8.2MW,随着需求的增加,风机机组容量愈发大型化。据全球风能协会预测,未来五年,海上风机叶片长度185-220米将成为行业主流。另外,根据GWEC的预测,海上风电风机容量在2025年将达到15-17MW,功率达20MW也会逐渐成为现实。

 

此前,2020 年西门子歌美飒发布的SG14 DD海上风电机型叶轮直径222米,更高效率的15MW的风机将于2024年正式商业化。西门子歌美飒推出14MW海上风机后,GE 推出 Haliade X 14MW海上风机再次升容至14MW,规模共计1.2GW,该项目预计2025年开始安装,2026年投入运行。据了解,该机型将成为目前全球功率等级最大的海上风电机组,与西门子歌美飒共享全球最大海上风机头衔。此外,2021年2月,维斯塔斯发布了V236-15MW海上风电机型,该系列预计2024年量产。2021年10月,通用电气可再生能源公司表示已经开始在荷兰鹿特丹附近的水域运行一个 14 兆瓦海上风机原型机,该风力涡轮机的高度几乎是自由女神像及其基座总高的三倍。

 

然而,随着海上风机大型化趋势显著,目前的安装船显然已经无法满足未来新的海上风电安装市场需求,新一代超大型海上风机安装施工的船舶技术和数量短缺问题亟待解决。

 

在此背景下,作为中国主要造船厂龙头之一的招商局工业集团有限公司(CMIH),率先破冰,成功打造招商局100%自主知识产权、具备未来10年市场前瞻性布局的新一代1600吨海上风电安装平台。该船舶满足最新超大型海上风机的安装和运维需要,打破长期由国外少数企业垄断的行业态势,为全球风电市场提供了质量精良、性能优越的海上风电安装解决方案。

 

值得注意的是,建造大型海上风电安装平台的核心关键之一是高端装备包,比如升降系统、大型起重设备和电控系统等。对此,华商国际(CMIC)凭借着深耕全球海上产业近30年的经验沉淀,成功中标新一代1600吨“CM-1600-X”海上风电安装平台核心装备包订单。2022年5月17日,招商工业研发设计的“CM-1600-X” 型号海上风电安装平台的首个订单,在江苏海门招商局重工(江苏)船厂正式开工,预计2023年6月完工交付。

 

该项目首次采用了华商国际自主研发制造的1600T重型绕桩吊机、升降装置以及全船电控系统等核心系统装备。其中,重型吊机为360度全回转,配备两套1200吨主钩,一套800吨副钩,主钩作业能力1600吨@35米,1200吨@45米,水面上主钩最大起升高度达195米、副钩210米;升降系统针对风电安装平台设计,设计疲劳寿命3000小时(≥2500次),船体提升速度0.8米/分钟,桩腿提升速度1.0米/分钟。该项目是响应招商工业强化培育重工装备配套的重要实例,为招商工业后续接单增强了行业竞争力,使其可以持续向市场输出高端海工产品;同时也是招商租赁与合作伙伴共建产业生态的典型案例。项目的顺利开工,标志着华商国际在新一代大规格海上风电安装平台提供重型吊机、升降系统及全船电控等核心装备关键参数上实现新的突破,同时也是华商国际瞄准绿色能源市场转型发力,将高端钻井装备制造实力与经验延伸到下一代大规格海上风电安装领域,为形成绿色高端装备成套产品解决方案拉开序幕。

 

事实上,华商国际在海洋工程油气高端装备制造领域深耕多年,经过数十年的发展,在传统油气海工和新能源风电海工领域解决了数个行业内“卡脖子”难题,积累了丰富的高端装备设计制造、运维服务、资产管理等经验,同时拥有完整的生产设计、制造、质量控制、供应链管理体系,和遍布全球的服务网络和销售渠道。在过去两年我国海上风电市场蓬勃发展期间,公司已为国内风电安装/运维平台提供了多个装备和解决方案。

 

未来,华商国际将继续加速推进在超大型海上风电安装和运维船舶领域的技术迭代,优化提升系统集成效率和稳定运营周期,逐步扩大市场占有率,建立集海上风电全产业链、自主知识产权的硬核科技品牌,加快打造全球海上风电全产业链硬科技领军企业进程。

 

新一代1600吨自升式风电安装平台