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海上风电安装潮下对铺缆船的市场需求

2021/12/15 阅读:

摘要:目前,海底电缆铺缆船存在着设备老旧、船型小、无动力系统等缺点,通过分析国家对海上风电安装的政策支撑,发现海底电缆隐藏着巨大市场前景,提高相关行业对铺缆船的关注,对比国外的铺缆船的科技及智能程度,引发了对国内铺缆船的提升改革。

关键词:海上风电;海底电缆;铺缆船;市场需求

0引言

在国家“碳中和”政策下,沿海各省市对海上风电有了新的建设规划,海上风电市场将引来规模化发展。而海底电缆作为各个风机的电能汇集、传输、信号监测控制的“血管”,其敷设施工作业的铺缆船市场将是一个重要的窗口期。目前,我国已完工的铺缆船大多存在老旧、船型小,配套设备落后、智能化程度低等情况,如何提升铺缆船的竞争力将对抢占市场份额大小起到决定性作用。

1“碳中和”政策下,海上风电市场行情

2021年3月15日,中央财经委员会第九次会议提出,要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,构建新发展格局,推进产业转型和升级,走上绿色、低碳、循环的发展路径。海上风电作为绿色清洁能源,相对于陆上风电,不仅占用资源少,且运行环境要求也低,伴随着“碳中和”目标的提出,沿海各省市各自在2021年“十四五”规划明确表明,加强对风电行业的项目规划或者政策支持。例如:1)广东汕尾将规划推进建设千万级海上风电基地,规划3000×104kW装机容量,总投资近5000亿元;2)海南省将在浅海海域优选5处海上风电开发示范项目场址,总装机容量300×104kW,2025年实现投产规模约120×104kW;3)福建漳州积极开发浅滩千万千瓦级海上风电,打造国家级海上风电产业基地,要完成外海浅滩5000×104kW海上风电基地的开发目标。4)江苏省规划海上风电项目场址共28个,规模909×104kW,规划总面积1444km2。5)浙江省能源局级发改委2021年6月的《浙江省电力发展“十四五”规划》提出充分利用沿海资源优势,于“十四五”期间打造3个以上百万千瓦级海上风电基地,新增海上风电装机455×104kW以上。海上风电产业已具备规模化发展的条件。

2国内铺缆船概况及需求分析

作为将各个风机的电能汇集、传输、信号监测控制的海底电缆,随着风机安装潮的来临,其海上铺设作业也成为一个风口浪尖的行业,而海缆敷设作业所必须的铺缆船,成为了该行业的关键赚钱利器。铺缆船是铺设和维修海底电缆的专用船舶,具有唯一性。这涉及船舶本身的船型、装备有关。铺缆船一般主甲板尺寸宽大,船上必备有转缆盘、导缆架(退扭架)、布缆机(张紧器)、门型起重架、水下埋设犁等专用海缆施工装备,将海底电缆直接敷设或者埋设到海床上。另外兼做有海缆维修功能的铺缆船还配备有净化房、拉缆绞车或打捞用的剪切锚,以及具备水喷式的埋设犁。由于海底电缆施工过程采用的是“边走边放”方式,这就要求转缆盘转动放出电缆的速度、布缆机向海中布缆的速度以及船只运行的速度相匹配,保证电缆受力不能太大或者太小。而且要观察电缆的入水角度,这就要求海缆运维船需要有特殊的入水桥结构来保证海缆入水时不会产生过大角度使扭力增加导致电缆损伤。另外,为避免洋流、强风对船舶位置的影响,铺缆船需配备有动力定位系统或者锚泊装备,时时调整船舶的位置以保证船舶在设定的海缆路由线上。目前,国内现有的铺缆船,据不完全统计数量为不超过50条,最早建造的船可追溯到1973年建造的邮电一号,最近建造的船是2021年6月交付的德京106船。在这将近50条铺缆船里,平均船龄超过10年,总长超过100m的仅6条,型宽超过30m的仅4条,含有DP动力定位系统的仅4条,载缆量超过3500t的仅8条,配备有ROV水下机器人的仅1条,2017年往后建造的仅11条,具有自航能力的仅2条。由此可见国内的铺缆存在着吨位小、设备落后、一次性载缆量少、持续作业能力低等缺点,而且大多数铺缆船是无推进动力的驳船,其施工作业需要3~4条的起锚艇配合锚泊定位施工,这减缓施工进度,增加了大量的作业、人工成本。并且水下施工作业的埋设犁基本缺少视频监控及观察的功能,水下地形复杂,埋设犁行进路线无法得到预判,这对施工风险把控以及作业可靠性的增加不少的难度。船小、抗风力能力低,载缆量少、导致施工次数增加,这对于早并网、早发电、早产生经济效益的海上风机来说,无疑是不小的阻碍。另外,铺缆船不仅用来敷设海底电力电缆,海底通信电缆也是重要的施工项目。海底光缆是目前全球跨海间通信的最主要方式,其施工工程被全世界公认为最复杂且困难的大型工程之一,该市场基本被国外船东垄断。国外的铺缆船正朝着船型尺寸大、高科技、高智能方向发展。例如2021年8月刚交付的LeonardodaVinci号船,其船长172m、宽34m、配备先进的DP动力定位系统、ROV,可容纳120名工作人员,配备2个载重量分别为10000t、7000t的转缆盘,可用于安装长距离的海底电缆、海上风电场内、场外的输送电缆、深水安装能力达到3000m以上。高电缆装载能力,减少了电缆装载的过境时间、次数,并且该船采用6台柴油发电机和2个电池储能系统的混合动力形式,为船舶提供21MW的功率,使船舶的燃料整体消耗减少约40%,该船早在2年前就已经完成一笔价值7亿欧元的电缆敷设订单。同样今年交付的“NexansAurora”船,其船长149.9m、船宽31m、载缆量达17000t、配备DP3动力定位系统,采用低硫燃料的高效发电机组、电缆铺设制动动能回收系统的环保设计,并获得DNV颁发的“Slient-E”船级符号。目前国内科技含量最高的铺缆船是“中船海工6”号,其具备自航能力、DP2定位系统、ROV功能,配备有全回转舵桨推进系统,然而其船长73m、型宽22m、载缆量仅1500t,这无疑限制了其往深海海域施工作业,载缆量少更是增加装载海缆往返次数及时间,提高了燃油消耗及时间成本。国内载缆量最大船是今年6月刚交付的“德京106”号船,其载缆量是8000t,然而该船本身是无动力的锚驳船,其施工过程需要多条起锚艇配合,更需要拖轮配合进行海缆装载的往返航行。国内的铺缆船缺点一目了然,低成本的投入仅适合于近海的海缆施工作业,不具备长距离、深远海的施工作业能力。据调查数据显示预测,2019年~2023年全球新增分风电装机总计近317GW,且中国始终是全球风电第一大市场,预计至2023年,中国在全球新增风电装机占比将达36%。据GWEC《全球海上风电报告》第二版预测,到2030年全球海上风电装机容量将从2019年底的29.1GW激增至234GW以上。届时,预计中国将超过英国,成为世界海上风电累计装机容量最大的国家。如此巨大的风电装机市场,同样其海缆铺设量将达到一个非常庞大的数据,尤其是2021年的政策支撑下的海上风电抢装潮,能否取得政策补贴,就必须在规定时间内并网,所以拥有高性能高装缆量的铺缆船,这对于提高海缆的铺设进度非常关键。而且随着浮式风机的逐步成熟,海上风电将会往深海方向发展,高性能、高装缆量的铺缆船将会在近几年内海上风电市场发展的必然需求。从海上风电场发展规划、海缆直径改变趋势、升压站至岸边距离,以及市场需求来看,未来铺缆船的船型将以海工船型为主,性能将是朝着载重吨位大(8000t载缆量起步),具备有DP定位能力(同时配备有不少于4点的锚泊能力),有自航能力,可无限航区作业,续航力强,能兼顾海缆抢修功能(甲板需有预留海缆抢修空间以及设备预留接口布置)等功能。铺缆船上的埋设犁需具备有敷设500kV柔性直流海缆的能力,以及转缆盘具备可单独装载一条长度60km的主缆能力。随着市场热度的提高,未来小吨位、驳船型铺缆船将逐渐数量过剩,市场竞争力大大减小。

3结语

虽然2021年的国家对海上风机的政策补贴即将结束,但是国家鼓励地方对低碳环保的海上风电能源进行政策补贴,尤其是广东省已经颁布奖励政策,相信在国家大局规划下,沿海各省会不断的颁布激励政策。对于海洋大国而言,保有一批高科技、高智能的铺缆船,对确保国内海上风电场的施工建设、国防通信安全的保障、促进绿色能源的发展具有非常重要的价值。尤其是我国正加快推进“一带一路”的建设,开展国际海上工程合作,发展智慧海洋项目、提高海洋经济开发,都需要有先进的铺缆船作为海上施工的平台。所以,先进的铺缆船需求,当下迫在眉睫。

参考文献:

[1]江苏省“十四五”海上风电规划[N].北极星风力发电网,2021.

[2]海底光缆建设正酣,中国铺缆船不能掉队[N].国际船舶网,2019.

[3]两艘巨无霸级敷缆船已交付[N].船海装备网,2021.

[4]袁东红.海洋工程装备及船舶发展现状和产业机会解析[N].中国腐蚀与防护网,2018.

作者:庄长友 杨余 单位: 福建海电运维科技有限责任公司

海上风电安装潮下对铺缆船的市场需求

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