海上風電工程施工通航安全監管體系構建研究

袁志濤 李鍵 余慶

摘要：為規范海上風電工程開發建設秩序，加強施工建設期間通航安全監管，降低由于施工對附近水域的通航影響程度，保障海上風電場及附近水域船舶通航安全，經深入開展調查研究，在認真總結國內外海上風電場多年的施工監管經驗的基礎上，嘗試性地構建了海上風電工程施工安全監管體系，包括制定了系統化的施工安全監管機制，提出了成套化的施工安全監管技術等，可為海上風電工程建設單位、施工單位及監管部門提供參考，具有一定的實踐指導意義。

關鍵詞：海上風電;施工;通航;監管;船舶

中圖分類號：U698文獻標志碼：A

0引言

風力發電作為清潔能源，具有顯著的社會和環保效益。由于太陽能發電成本較高、水力發電資源較為飽和，大力發展風能已成為世界各國特別是海洋國家的戰略選擇。與陸地風力發電相比，海上風力發電具有發電量大且穩定、有效利用時數長、資源儲備豐富、棄風限電率低和電網接入便利等諸多優勢。據統計，海上風電風能資源的能量效益比陸地風電高20%～40%。目前，全球特別是歐洲多國已開發建設了多個大型海上風電場，我國也正處于海上風電開發建設的迅猛階段。為做好海上風電開發建設工作，促進海上風電健康有序發展，國家能源局和國家海洋局于2010年1月22日聯合發布了《海上風電開發建設管理暫行辦法》;并于2016年12月29日聯合發布了《海上風電開發建設管理辦法》;交通運輸部海事局于2017年12月25日發布了《關于加強海上風電場海事安全監管的指導意見》。

海上風電場施工建設階段需充分考慮眾多因素，盡可能減小對通航環境的影響。但如何加強海上風電工程開發建設過程中的安全監管，目前我國尚未形成統一的標準體系。此外，海上風電場建設過程中，相關參與方的職責有待進一步明確，特別注意事項也有待進一步明晰。本文旨在從通航安全角度出發，主要就海上風電工程施工建設階段如何規范開發建設程序、維護水上交通秩序、降低對通航的影響程度、厘清相關工作程序和要求等開展工作。經廣泛查閱文獻資料，深入開展調查研究，認真總結了國內外海上風電場多年的施工通航監管實踐經驗，在參考國家現行有關法律、法規、規章及國內外相關標準、規范，廣泛征求有關單位和專家意見的基礎上，初步構建了海上風電工程施工通航安全監管體系。

1海上風電行業發展情況概述

1.1全球海上風電發展概況

據統計，2019年全球海上風電新增裝機容量6.1GW。截至2019年底，全球累計裝機達到29.1GW，在全球風電裝機容量中的比重為5%。海上風電累計裝機排名前五的國家分別為英國、德國、中國、丹麥和比利時。2019年，全球各國及地區海上風電新增裝機情況如圖1所示。綜合來看，全球海上風電呈穩健增長態勢。為促進海上風電發展，保障海上風電開發安全，世界海上風電論壇（World ForumOffshore Farm，WFO）于2018年12月18日正式成立。

1.2我國海上風電發展概況

我國海岸線遼闊，海上風電資源豐富，潛在開發量大。根據中國可再生能源學會風能專業委員會的統計，2019年，中國海上風電新增裝機588臺，新增裝機容量達到2.49GW，同比增長50.9%。截至2019年底，中國海上風電累計裝機容量達到7.03GW，位居全球第三，僅次于英國和德國。截至2019年底，全球已投運海上風電場共有146個，共有23個在建海上風電項目，裝機容量達7GW，其中中國在建海上風電項目達到13個，裝機容量高達3.7GW。結合目前全球已投運的裝機容量以及在建裝機容量來看，未來中國或將成為全球最大的海上風電市場。截至2020年6月底，全國在建海上風電項目約11GW，主要分布在江蘇、廣東、福建、浙江和遼寧。我國沿海各省海上風電發展和規劃情況見表1。

2海上風電工程施工介紹

海上風電場通常包括N20L、升壓站、海底電纜等3部分。其中風電場單機容量多為4～10MW（國內首臺10MW海上風電機組輪轂中心高度距海平面約115m，風機葉輪直徑185m，相當于3臺波音747并排的寬度，風輪掃風面積相當于3.7個標準足球場），風電場總裝機容量通常大于100MW，水上水下施工環節主要包含前期地質勘察、樁基打設、風機吊裝及海纜敷設施工等，參與施工的船舶機械數量較多且類型多樣，主要有打樁船、起重船、風機安裝船、海纜敷設船、運輸駁、拖船等。海上風機及升壓站施工現場如圖2所示。

通常，由于海上風電工程的施工周期較長，施工難度較大，存在的施工及通航風險較高，加之部分施工單位經驗不足，海事主管部門的安全監管壓力較大，缺乏參考性的施工通航安全監管體系。

3海上風電工程施工事故統計分析

由于海上風力發電機造價昂貴（每臺約1億元人民幣），施工復雜難度大，一旦海上風力發電機或施工船舶發生事故，通常會造成重大及以上等級事故。據統計，近年來，國內外海上風電施工事故時有發生，造成的經濟損失和社會影響巨大，部分案例介紹如下：

（1）2016年5月12日，江蘇某海上風電項目施工船與1艘漁船發生碰撞。事故造成漁船沉沒，構成較大等級水上交通事故。

（2）2017年11月15日，德國北海海域1艘正在作業的風電運維船發生火情，事發時，正為在運風電場NordseeOst服務。

（3）2020年4月23日，德國Borkum Riffgrund 1海上風電場的1艘運維船（CTV）在航行時失控撞上了1臺風機，造成3人受傷。

（4）2020年7月4日，國內首座1200t自航自升式風電安裝平臺在江蘇如東海域的某項目執行吊裝任務作業過程中，發生海水漫浸事故。

（5）2020年9月13日，1艘起吊能力為2 800t的全回轉起重船廣東汕尾某項目單樁基礎施工時，發生大臂折斷事故。

根據統計分析，多數事故的發生都存在不同程度監管缺失的突出問題，加強海上風電工程施工安全監管引發了行業內廣泛的關注，國內外都在不斷加強海上風電工程突發事件的應急演練與救援設施設備投入，同時也制定了相關的施工標準和規范，但系統性的海上風電工程施工通航安全監管體系尚未形成。

4海上風電工程施工通航安全監管體系

4.1施工安全監管機制

4.1.1

施工安全主體責任制

施工單位應當落實安全生產法律法規要求，制定施工通航安全保障方案，保障施工作業及其周邊水域交通安全。施工通航安全保障方案應當包含工程對通航環境、水上交通秩序的影響分析、存在的問題及通航安全保障措施等。施工通航安全保障方案作為申請海事行政許可、水上水下活動許可證時提交的文件之一，也可作為工程施工期間制定通航安全維護方案和實施通航安全管理的參考文件。

施工單位還應建立并落實安全、防污染的主體責任制，制定符合水上交通安全和防污染要求的保障措施和詳細施工方案。針對大型構件的運輸需提前編制穩性計算書，對于風電機組重大件吊裝、重力式基礎下放等對通航安全影響大的環節或需實施交通管制的環節應編制專項施工方案（包括參與施工船舶機械及其布置方式、進出線路、進度安排等），必要時需向主管機關申請組織審查。

4.1.2溝通協調匯報機制

通常，海上風電場施工期較長，為維護施工水域正常的通航秩序，確保通航安全及水上施工的順利進行，可由施工單位、建設單位牽頭，邀請當地政府、海事部門、漁業部門等專人指導，成立海上風電場施工通航安全維護指揮部，明確各方職責及溝通協調機制，定期召開施工協調會、宣貫會。工程建設前，加強宣傳，做好與附近漁港（或漁民）、養殖區、船舶企業等相關利益方的溝通和協調，妥善處理好相關利益方之間的關系。海上風電工程建設項目部每月應向轄區海事處匯報工作進展及計劃;每季度向轄區海事局通航管理處、指揮中心等相關部門匯報工作進展及計劃;每年向轄區海事管理機構相關領導匯報工作進展及計劃。

4.1.3施工作業標準制度

海上風機施工受水文、氣象因素影響顯著，特別是受臺風、涌浪、能見度不良等影響明顯。為確保施工安全，施工單位應根據參與施工船舶狀況、通航水域水文氣象條件等，明確打樁、吊裝、安裝等作業條件，制定施工作業限制標準。水上施工作業標準為實際風浪等級不高于施工船舶自身抗風浪能力。具體標準由施工單位根據各環節施工的具體要求、船舶性能、施工水域風浪特點等對作業的影響程度計算確定。施工水域氣象、海況條件對工程施工影響明顯，施工單位應根據施工各環節的特點和要求制定作業標準，嚴格掌握施工各環節的作業條件，保證作業安全。施工單位應及時掌握當天的天氣預報，收聽當地氣象預報（必要時定制氣象專項服務），分析氣象資料，盡量選擇在風速、水流速度較小的時段施工或運輸作業，另外，工程施工應盡量避開冬季季風及夏季臺風影響期。

4.1.4海事監管約談機制

（1）項目開工前監管約談

在工程開工建設前，海事主管部門可組織建設單位、施工單位等參加約談。約談工作可由通航管理處組織，轄區海事處和海上風電場建設單位、施工單位、監理單位領導和安全負責人等參加。通過開展開工前約談工作，督促確保施工單位建立健全安全監管體系和制度，嚴格履行安全生產主體責任。需重點掌握內容包括施工計劃、水上作業人員、參與施工船舶機械、施工船舶進出路線等。

（2）項目施工階段監管約談

施工階段對施工單位的約談可由轄區海事處組織實施。主要內容包括安全主體責任落實情況，工程建設的安全監管體系和應急預案的建立情況;施工通航安全保障方案提出的安全防范措施的落實情況，如在施工前要求落實導助航標志及風機警示燈、巡邏警戒船艇等，制作宣傳圖冊等;施工船舶技術狀況、活動范圍等基本情況;警戒船艇和應急力量的落實布置情況;防抗臺風、冬季大風、霧季等惡劣氣象的應急措施落實情況等。

（3）施工單位訪談

對施工單位的走訪檢查應以督促其落實安全生產主體責任和通報安全管理情況為主要目的，通過走訪檢查，幫助施工單位發現安全管理方面存在的缺陷或不足，督促施工單位采取切實有效措施，提高安全管理水平。敦促施工單位建立、健全安全生產責任制和安全生產規章制度，加強對水上施工作業人員進行安全生產教育和培訓。

（4）項目完工前監管約談

完工前約談應在工程涉及通航的施工內容基本結束時。主要內容包括：跟蹤和督促落實海上風電場水域水上助航標志、防撞設施、CCTV等安全配套設施的建設和驗收工作;督促制作海上風電場水域通航安全宣傳資料，配合海事主管部門做好對外公告和宣傳工作;督促經營管理單位落實通航安全主體責任，建立健全安全監管體系、制度和應急預案。

4.2施工安全監管技術

4.2.1施工活動水域劃定

結合國內外施工經驗，為減小施工船舶與附近過往船舶，以及施工船舶與施工船舶之間的影響，在考慮施工活動水域時，宜在實際所占水域的基礎上適當留有余地。一般，風電場施工活動水域按照外圍風機中心外擴500～1000m形成的外切圓連接水域范圍作為風電場施工期的施工活動水域。施工活動水域是動態范圍，實際施工過程中可隨施工計劃、范圍的調整而及時調整。

4.2.2設置導助航及警示標志

為保障工程施工及附近過往船舶的通航安全，施工前需對風電場施工水域配布海上作業區專用標志，以標識海上風電場施工作業區，通常需要在施工活動水域外圍（通常以角點處風機為中心、500m為半徑水域外切圓連接范圍）配布若干座海上作業區專用標，同時為提高能見度不良條件下航標被船舶識別的能力，在布設視覺標的基礎上可增設AIS虛擬航標。

每座風機基礎施工完成出水后，為避免樁基成為孤立危險物置于海上，在施工警戒船舶離開施工水域前，應及時在樁頂或承臺上設置警戒燈。同時在風機平臺施工完成后，達到營運期航標安裝條件時，應及時設置固定標志。同時，應注意布設的警戒燈避免影響船舶的嘹望。

4.2.3申請臨時等待水域，預選防臺避風錨地

風電場工程施工的船舶種類主要有運輸船、打樁船、起重船、攪拌船、輔助船（包括拖船、交通船、錨艇）等，參與施工船舶數量較多，施工單位應結合實際施工進度，需在工程水域附近預選好臨時等待水域，便于集中安全管理;臺風期間應嚴格按照海事管理機構指定位置進行避風，建議對施工船舶一預選錨地（結合船型及其性能劃分）一配備拖船一安全聯絡員等信息提前清單化公布，施工船舶需注意選擇好時機及早撤離。

4.2.4施工活動水域警戒

施工單位應制定專項警戒方案，配置與施工作業條件相適應的警戒船舶進行警戒工作。警戒船需統一標識（與商船、施工船易于區分），配備雷達、AIS、VHF、警示燈光、高音喇叭、強光燈等設備，警戒期間須顯示相應的號燈號型。警戒船警戒位置應盡可能遠離附近航道、碼頭水域，盡量減小對附近過往船舶的影響。必要時，建議成立警戒指揮部，負責施工水域的現場安全警戒。海上風電工程施工通航安全警戒體系架構如圖4所示。

4.2.5海事安全監管措施

除相關行政許可外，海事管理機構還可通過VTS、VHF、CCTV、雷達、海巡艇等多種形式，不定期地對施工水域進行監管。海事監管部門可根據施工進展和工程水域通航環境特點，科學制定或調整施工水域交通流組織方案，明確現場警戒和風電場水域航標調整要求。適時審查不同施工階段施工方通航安全保障措施履行情況，確保海上風電工程與過往船舶的航行安全。督促建設和施工單位及時清除施工臨時遺留物，及時恢復項目水域附近通航環境秩序。督促經營管理單位建立健全運維期安全監管體系、制度和應急預案。

5結語

為加強海上風電場建設安全監管，保障海上風機及附近水域通航安全，在認真總結國內外海上風電場施工監管實踐經驗、廣泛征求有關單位和專家意見的基礎上，構建了系統化的施工安全監管機制，提出了成套化的施工安全監管技術，可為海上風電工程建設單位、施工單位及監管部門提供參考，對于推動我國加快構建海上風電工程施工安全監管體系具有一定的參考價值及實踐指導意義。