呂龍德



與歐洲相比,我國海上風電的發展史要短得多,但近年的崛起勢不可擋,已迅速躍居世界第三大海上風電國,成為了全球裝機增速最大國家。9年來,我國海上風電并網裝機量從10.2萬千瓦飆升至400多萬千瓦,而真正的井噴出現在“十三五”,3年多翻了4倍多。其實,這只是我國海上風電突飛猛進的一個前奏,來自水電水利規劃總院的數據顯示,在國家政策推動下,明年全國海上風電開工規模總計將突破7800萬千瓦,投資額上萬億元,而涉及海洋裝備的市場超千億元。這對于貫穿整個產業鏈的低迷造船業無疑是一個誘人蛋糕和一場耀眼盛宴。如何才能參與其中分得一杯羹,已成了每家船企的聚焦點。從更深遠層面看,這也勢必提升我國造船業在海上風電裝備領域的制造能力。但是,作為海洋工程的一部分,造船業的海上風電裝備制造注定是競爭激烈的,獲益者也必將是有準備有實力有行動的船企。
世界海上風電發展三階段
海上風電始于歐洲,以1991年投運的丹麥Vindeby海上風場為標志。近年來,海上風電正在世界各地飛速發展,目前已有50多個國家和地區開始發展海上風電,有17個國家擁有安裝運行的海上風機。
隨著傳統能源供應緊張和人們對環境問題的日益關注,通過清潔能源撬動能源結構乃至整個經濟結構調整,以應對氣候變化已是大勢所趨。風電作為一種清潔可再生新能源也因此越來越受重視,而對比陸上風電,海上風電又具有不占用陸地面積、不受地形地貌影響、風速更大、風向較穩定、風力資源更豐富持續等優點,發展意義不言而喻。雖然海上風電只有20多年的歷史,但伴隨規模經濟效應和技術進步發展,其增速比陸上風電要快得多。有報告顯示,2013年以來,全球海上風電年均增長21%,2018年總裝機容量突破2200萬千瓦,其中北歐和中國大陸市場獨領風騷。
從海上風電項目的全球分布看,歐洲占據絕大部分市場,其中英國是世界最大海上風電國家。從上世紀80年代開始,歐洲就開展了海上風電資源評估及相關技術研究工作。縱觀世界海上風電發展歷程,主要分為三個階段:第一個階段是從1990年到2000年,海上風電處于小規模研究和開發階段;第二個階段是從2000年到2008年,海上風電進入大規模商業化開發階段;第三個階段是2008年至今,全球風電產業掀起了新一輪的“下海”熱潮。
目前,歐洲海上風電擴張勢頭犀利,有超過1億千瓦海上發電項目處于規劃之中,預計 2030年發電量達1.5億千瓦。其中,英國政府發布海上風電“產業戰略”規劃,提出2030年海上風電裝機容量達3000萬千瓦,提供電力占全國電力30%以上;德國政府提出2030年海上風電總裝機至少達2000萬千瓦;法國政府則提出2023年前實現海上風電量翻倍。
此外,中國臺灣、越南、日本、印度、韓國和美國等新興市場已登上全球海上風電舞臺。當前,亞洲海上風電發展力度絲毫不遜歐洲,如日本政府通過制定新法律和補貼制度來支持海上風力發電事業;印度新能源和可再生能源部計劃到2030年海上風電裝機容量達3000萬千瓦……曾有預測,亞洲將在2030年取代歐洲,成為全球最大海上風電區域。
我國搶裝潮涌
我國海上風能儲量在7億千瓦以上,其中5~50米水深海域風電資源約5億千瓦。自從上海東海大橋風電場2010年實現并網發電以來,我國海上風電由“十二五”小步慢行轉向了“十三五”大步邁進。“十二五”,只完成海上風電裝機容量500萬千瓦規劃目標的五分之一。“十三五”,國家能源局規劃到2020年,全國海上風電開工建設規模達1000萬千瓦,力爭累計并網達500萬千瓦以上。這也拉開了我國高速發展海上風電的序幕,現在看實現目標已是毫無懸念了,因為截止至今年6月底,我國海上風電并網裝機已達403萬千瓦,全球排名僅次于英國和德國。
目前,我國在渤海、黃海、東海、南海展開的海上風電公開可見項目總規模達5100萬千瓦,主要集中在江蘇、廣東、福建三省,尤以前兩省為發展急先鋒。江蘇是全國海上風電起步最早省份,因其開發難度相對較小,建成項目最多,一直保持迅猛態勢。而廣東后來居上,進一步加大海上風電發展力度,先后下發了《廣東省能源發展“十三五”規劃(2016-2020年)》、《廣東省海上風電發展規劃(2017~2030年)(修編)》等扶持政策。此外,浙江、海南、山東、上海、河北、遼寧等省市也正在緊鑼密鼓地布局和發展海上風電。業內預計,2035年全國海上風電總裝機將達1億千瓦。
2018年,國家能源局下發的《關于2018年度風電建設管理有關要求的通知》提出了海上風電競價上網;2019年,國家發改委發布的《關于完善風電上網電價政策的通知》明確限定了享受最高電價政策的并網時間。這兩紙規定迅速掀起了我國海上風電搶核準潮和搶裝機潮,不論是企業還是地方政府,都在與時間賽跑。在這方面,廣東和江蘇展示了強大的能量:去年12月,兩省分別一次性核準批復了海上風電項目31個和24個,總投資額相加超過4800億元。
在搶抓機遇上,廣東無疑是我國發展海上風電的一抹最亮色。廣東目前在建海上風電項目有6個,包括珠海桂山項目一期、粵電陽江沙扒、中廣核陽江南鵬島、三峽陽江沙扒、中節能陽江南鵬島、粵電湛江外羅,總裝機容量162萬千瓦。其中,陽江南鵬島海上風電場是國內單體容量最大、離岸最遠、施工水深最深的海上風電工程。
面對我國海上風電爆發式發展,三峽集團、國家能源、中廣核、國家電投、華能集團、中海油、東方電氣和金風科技等企業紛紛進軍海上風電,激起了一波又一波的搶裝高潮。日前,我國還發行了《海上風力發電場設計標準》,并于今年10月1日開始實施。此舉不僅有助我國海上風電場工程設計規范化、標準化,也必將推動該產業有序健康發展。隨著技術發展和成本下降及清潔能源戰略深入實施,我國海上風電未來肯定會從近海、淺海走向遠海、深海。這也將為我國海上風電鋪設一幅波瀾壯闊又長盛不衰的畫卷。
造船業的巨大商機
海上風電項目涉及眾多利益主體,而作為海上風電產業的重要基石,造船業扮演著重要的角色。且不說世界海上風電市場的龐大,就說國內海上風電的強勢崛起,為我國造船業釋放的紅利都難以估量。
海上風電項目對造船業依賴性強,因為從風電場選址勘探到設備運輸安裝再到日常維護都離不開海洋工程裝備的支撐。這就給服務性船舶/平臺的制造帶來了市場和機遇,包括地勘船(平臺)、起重船(平臺)、風機運輸船(平臺)、風電安裝船(平臺)、風電運維船、鋪纜船、供應船、調查船、拖輪、錨艇等一系列海洋裝備。作為新興產業,我國海上風電對國內造船業無疑是一支強心劑。
據統計,在我國高達萬億元的海上風電建設項目中,安裝和建設成本占總成本的20%,運維船舶費用則占4%,而各種輔助海洋裝備的費用又在安裝建設里占比較大。也就是說,在這場投資盛宴里,造船業能分到的市場額肯定過千億元。由此可見,我國海上風電蓬勃發展催生的一片藍海,使造船業充滿了想象空間,帶來了無限商機,但其中隱藏的挑戰也是顯而易見。廣州船舶及海洋工程設計研究院船海部部長孫鐵銳表示,海上風電對造船行業的挑戰主要體現在技術和風險投資兩方面,特別是將來面向深海采用浮式風電后,配套裝備技術應有所突破。另外,投資成本上希望有更多政策支持。
不管怎樣,在機會出現的時候,國內許多船企如中船集團、中船重工、振華重工等紛紛涉足海上風電海洋裝備的設計制造,而珠三角船企進軍海上風電也是一片火熱,并取得了一定成效。中船黃埔文沖船舶有限公司開發了3型風電安裝產品和大中小型風電運維系列船舶,建造交付了“精銦1”號、“精銦2”號、“黃船33”號等5艘風電安裝平臺和多艘風電運維船;江龍船艇承接了多艘海上風電運維船訂單,推出了新型海上風電運維船;英輝南方引進國外經驗,為英國船東建造了鋁合金專業風電運維船MO5;廣東精銦海洋工程股份有限公司自主研發了插銷式連續升降系統,打破了國外技術壟斷,已廣泛應用在海上風電安裝平臺上。珠海精銦海洋工程服務有限公司副總經理夏惠峰說,由于風電場勘探樣品直接影響到實驗結果,所以擁有具備“移動實驗室”功能的地勘平臺很重要。該公司目前正與海上勘探公司共同研發海上風電地勘平臺,以實現這方面的國產化。
總之,面對巨量市場,敢于“吃螃蟹”的船企、科研院所已是占到了先機,嘗到了國內海上風電市場帶來的甜頭,而隨著市場容量不斷擴大和搶裝潮繼續推高,未來必定會有越來越多船企參與其中。
擴張背后是海上風電船舶不足
曾有人擔心,隨著各地追逐和眾多項目上馬,我國海上風電會進入“大躍進”局面,重蹈當年造船業覆轍。這其實是多慮了,因為擴張的背后卻是配套的海洋裝備嚴重不足,起碼未來幾年內不至于出現遍地開花的情況。
在各種缺口中尤以風電安裝平臺和運維船最大,而這些又是安裝維護環節的最重要裝備。先來說說我國海上風電安裝平臺。目前,全國海上風電開工規模已達700多萬千瓦,需要50艘專業風電安裝平臺支撐,未來裝機數量倍增,風電安裝平臺的需求則會變得更大,但當前國內投入使用的專業海上風電安裝平臺僅有20多艘,年安裝能力只有300多萬千瓦。這就使得一些海上施工船舶不得不跨界登上海上風電舞臺,如亞洲最大打撈起重船“華天龍”號奔波于數個海上風電項目施工現場。風電安裝平臺的不足,正成為制約海上風電發展的阿喀琉斯之踵。
再來看看我國海上風電運維船的現狀。根據測算,每30臺海上風電機組就需要1艘專業運維船,以2020年達到并網容量為準,我國海上風電需要的專業運維船將以百艘計,但現有艘數遠遠不能滿足不斷增長的需求。夏惠峰副總經理說:“我國風電運維船一是缺,二是相當一部分由漁船或交通艇改裝的,航速和抗浪性都比較差,不利于海上風電維護的安全和效率。”
造成風電安裝平臺和運維船緊缺應該有以下幾個主要原因:一、我國海上風電開展時間短,國內風電安裝平臺、運維船的設計建造還比較薄弱,特別是風電安裝船設計僅有中船集團七0八所、振華重工等幾家,還沒有形成適應不同水深、不同吊裝能力的系列化船型;二、國內海上風電項目扎堆開工,風電安裝平臺、運維船制造周期較長,欠缺預訂時間,供應鏈吃緊;三、船型制造技術和升級能力要求越來越高,更新迭代的難度日益凸顯。目前,海上風電安裝平臺已升級至第四代,即起重船——非自升非自航式平臺——非自航自升式平臺——自航自升式平臺。國內風電運維船也從改裝的普通運維船過渡到簡易功能雙體船,再發展到現在的專業雙體運維船,未來還會建造鋁合金雙體高速運維船和運維母船;四、建造成本大,投資風險較高。建造一艘專業風電安裝平臺最少需要2億元,而一艘運維船的造價是500萬元。廣州黃船海洋工程有限公司副總工程師黃建軍表示,目前南海地區的風電安裝還沒有一個成熟的模式,來自風電安裝平臺、運維船的成本壓力還相當大。英輝南方造船(廣州番禺)有限公司副總工程師李炎鋒也說,現在很多船東都不想對風電運維船過多投入資金,希望造價能更低,但這樣一來,運維船的性能就不能滿足維護的需要。如果不解決這個問題,產業后續發展就會受到很大影響。
自主設計建造水平不斷提升
在國內大規模規劃發展海上風電產業之前,我國一些造船企業就已經進入了海上風電安裝維護市場,如南通中遠海運重工為荷蘭公司建造了兩艘風電安裝船。近年來,由于越來越多船企進軍海上風電行業,這也使得我國風電安裝平臺和運維船的自主設計建造能力快速提升,取得了突破性發展。
歐洲作為海上風電產業的發源地,其海上風電海洋裝備的核心技術和先進性持續引領全球,許多已建的風電安裝平臺大多由歐洲公司完成設計,建造則基本上由亞洲地區船廠承擔,其中我國有振華重工、南通中遠海運重工、韓通重工、招商局重工、黃埔文沖、山海關船廠、大洋海裝、潤邦海洋、廈船重工、道達重工、蛟龍重工、馬尾船廠、乳山造船和靖江南洋等10多家船企實現了交付。此外,還有阿聯酋、韓國、日本、新加坡等國家的船廠。同樣,很多海上風電運維船的概念設計和領先創新也為歐洲壟斷。歐洲運維船以雙體或三體高速船型為主,近年更是普遍向鋁合金材質轉變。反觀我國運維船制造則是舊船改裝、簡易功能雙體和專業雙體并存,且專業運維船數量不多。
但是,這種由歐洲壟斷設計的格局近年已被逐漸打破。隨著風電安裝平臺和運維船不斷研發制造,我國不斷刷新風電安裝平臺和運維船的制造紀錄,特別是在自主研發上大踏步前進。首先在風電安裝平臺方面,中船集團708所自主設計了我國首艘自升式海上風電安裝船“海洋38”號、國內首艘帶有自航功能風電安裝船“尚和1”號;廣東精銦海洋工程股份有限公司設計了國內液壓升降速度最快的風電安裝平臺“精銦1號”;上海佳豪設計了國內首艘雙體海上風電安裝船;振華重工自主研發的世界最大風電施工平臺“龍源振華叁號”交付使用;中船重工設計了“中船重工101”風電安裝平臺;招商局重工(江蘇)自主設計建造了“中天7”等風電安裝裝備……
其次是運維船方面,我國不但能造出全鋁合金雙體高速風電運維船,如歐倫(大連)船業有限公司建造的“國海01”,而且能自主設計新一代專業運維船,如福船海洋工程技術研究院有限公司設計了“海電運維101”風電運維船。對此,李炎鋒副總工程師說,我國目前在風電運維船上一般船型都基本能自主設計建造,未來的進步應該更多是專有技術國產化。
我國海上風電安裝運維裝備制造技術與歐洲甚至日韓還有一定距離,所以追趕步伐仍不能松懈。我們相信,通過不斷實踐和努力,我國一定會迅速發展成為世界一流的海上風電安裝維護裝備制造強國,更多先進海洋工程裝備如水下檢測機器人、波浪補償棧橋等也會大量涌現。
造船業應對之策
我國海上風電正以不可阻擋之勢發展,而新興產業的施工裝備匱缺無疑為造國內船業提供了發展風口。面對難得的機遇關頭,船企應如何去擁抱這場東風呢?或許,廣東造船業的“錯位競爭”能為行業帶來一些啟迪:黃埔文沖積極打造安裝裝備建造和維護基地,精銦海工和中船華南船舶機械有限公司龍穴廠區在關鍵配件上大展拳腳,江龍船艇和英輝南方致力于風電運維船建造……本刊編輯認為,我國造船業要想從這場盛宴分得更大一杯羹,不妨從以下幾方面下功夫。
一是海洋、海事等職能部門應加強海上風電開發的支持和引導,促進海上風電海洋工程裝備有序建設和發展。要積極編制有關施工維護裝備的設計建造標準,通過規范促進精細化控制和建造成本降低。另外,要在建造資金上給予一些政策傾斜和扶持。
二是船企要各揚優勢,做好協同分工。要加強船企、科研院所、大學院校之間的交流合作。骨干船企應依托海工及實力優勢,在重大項目建設上發揮領航作用。小型船企應把重心放在自己擅長的細分市場,把產品做精做細做優。只有這樣,才能避免出現惡性競爭。
三是船企要積極謀劃進軍海上風電領域,加強與風電行業企業合作。在營銷策略上要注重與風機制造、風電場管理等相關行業企業進行溝通和合作;在項目開發方面要與風機制造企業組成利益共同體。合作過程中可通過融資租賃等多種金融手段來促進風電裝備建造,以降低海上風電商業開發的成本。
四是船企、科研院所等單位要加大研發力度,逐步開發形成具有自主知識產權的系列化海上風電海洋裝備產品。要提前做好市場調研和相關技術儲備,提升產品核心能力和國產化水平。可和國外船舶設計公司合作,吸收先進的技術和經驗,不斷推動我國海上風電勘探、施工和運維等裝備技術上新臺階。
風起云涌正當時,各顯神通百舸爭。我國海上風電隱藏的機會是巨大的,也是長時間的,只要船企緊抓機遇,主動對接海上風電,專注地做精做優產品,就一定會從中分得期望的份額。希望我國海上風電的宏偉目標早日實現,也期待海上風電的發展給我國造船業帶來新的騰飛!