2023年5月8日，海上風(fēng)電船舶前沿技術(shù)研討會(huì)在廣東省汕頭市舉行。大會(huì)由中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)（CWEA）主辦，汕頭市風(fēng)能協(xié)會(huì)承辦，中鐵大橋局集團(tuán)有限公司、大金重工股份有限公司協(xié)辦，并得到中交第三航務(wù)工程局有限公司與3M的大力支持。汕頭擁有優(yōu)異的風(fēng)能稟賦、豐富的場址資源、良好的區(qū)位優(yōu)勢，正通過加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同，打造汕頭國際風(fēng)電創(chuàng)新港。其中，不僅包括全球首個(gè)在一個(gè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)聚集從風(fēng)電整機(jī)與關(guān)鍵零部件，到檢驗(yàn)檢測實(shí)驗(yàn)室和大型科研裝置等完整產(chǎn)業(yè)鏈的“四個(gè)一體化”的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群，也在建設(shè)面向全球的海上風(fēng)電裝備及服務(wù)出口、運(yùn)維、施工建設(shè)基地的風(fēng)電母港和海工裝備制造產(chǎn)業(yè)園，打造國字號工程施工企業(yè)和船隊(duì)。此次會(huì)議在汕頭舉行，引起了全球風(fēng)電行業(yè)的廣泛關(guān)注。來自中國、挪威、荷蘭等國家政府部門代表，以及國內(nèi)外海上風(fēng)電開發(fā)企業(yè)、海上風(fēng)電工程技術(shù)科研機(jī)構(gòu)、海上風(fēng)電施工與運(yùn)維龍頭企業(yè)、船舶設(shè)計(jì)與建造企業(yè)的嘉賓參加了此次會(huì)議。
烏斯坦公司中國區(qū)副總裁杜可在題為“打造安全、高效的海上風(fēng)電配套船舶”的演講中表示，中國對于健康、安全、高效海上風(fēng)電配套船舶的需求潛力巨大，目前烏斯坦在海上風(fēng)電運(yùn)維及安裝船舶的設(shè)計(jì)上已經(jīng)取得了不少經(jīng)驗(yàn)和成果，希望可以為行業(yè)帶來啟示及借鑒。他呼吁同行加強(qiáng)關(guān)注，共同為海上風(fēng)電配套船舶的設(shè)計(jì)研發(fā)及應(yīng)用做出努力。
以下為杜可演講的主要內(nèi)容：
烏斯坦是一家有100多年歷史的挪威海事公司，總部在挪威，在全球5個(gè)國家設(shè)立分支機(jī)構(gòu)。100多年的歷史里，烏斯坦為海洋油氣、海洋風(fēng)電、探險(xiǎn)郵輪、客船領(lǐng)域提供了很多知名的產(chǎn)品。現(xiàn)在的烏斯坦已經(jīng)成為一個(gè)全球知名的為海事領(lǐng)域提供設(shè)計(jì)、咨詢還有建造的企業(yè)。2005年，烏斯坦在中國成立全資子公司，18年的時(shí)間里，我們在中國建造了50多條船舶，這些項(xiàng)目為我們對歐洲及中國造船行業(yè)的了解積累了豐富而全面的經(jīng)驗(yàn)。
如下圖所示，今天我們提到的所有海洋風(fēng)電的配套船舶，包括起重安裝船、海上風(fēng)電敷纜船、風(fēng)機(jī)安裝船、拋石船（防止海底沖刷），以及最右邊的運(yùn)維母船。昨天汕頭市相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)提道，對于風(fēng)電發(fā)展來說，汕頭會(huì)非常關(guān)注安裝和運(yùn)維，我今天主要的介紹主題也會(huì)集中在起重船和運(yùn)維母船這兩種船型上。
簡單講一下中國海風(fēng)市場對于運(yùn)維母船（SOV或者CSOV）的潛在需求，我們在歐洲的經(jīng)驗(yàn)表明，一個(gè)風(fēng)場如果安裝超過100根單樁，且離岸距離超過30海里，按照現(xiàn)有的歐洲技術(shù)路線，大概率會(huì)通過運(yùn)維母船來提供全生命周期的服務(wù)。參照歐洲風(fēng)場的經(jīng)驗(yàn)，我們以下圖中國海上風(fēng)場的分布為例，從圖中可以看到有相當(dāng)多的部分，包括江蘇如東區(qū)域、廣東陽江也就是青州那邊，還有汕頭中能都落入到100根樁、30海里這條線的右上方，即需要CSOV進(jìn)行運(yùn)維服務(wù)的風(fēng)場領(lǐng)域，所以說我們對中國風(fēng)場SOV的潛在需求是非常有信心的，估計(jì)在未來的10年里面，中國將需要至少40艘SOV/CSOV才能滿足建造期間以及運(yùn)維方面的需求，市場前景是非常好的。
烏斯坦的SOV設(shè)計(jì)：剛剛提到的SX163，其為全球第一艘專業(yè)SOV；SX175，服務(wù)于西門子風(fēng)場；SX195，服務(wù)于GE風(fēng)場；另外還有兩艘SX195，為荷蘭Acta Marine建造，其中有一艘服務(wù)于Vestas風(fēng)場。我們建造的船為歐洲主流的主機(jī)廠服務(wù)，也在實(shí)踐營運(yùn)中得到了各大主機(jī)廠的積極好評。
我們?yōu)樯虾ｋ姎庠O(shè)計(jì)的兩型SX195和SX197，60人和100人，適用于他們在江蘇如東、福建和廣東的風(fēng)場，目前這兩艘船在振華重工建造。最近兩年我們也推出了TWIN X-Stern的雙艉設(shè)計(jì)，包括SX222、SX221還有SX216運(yùn)維母船設(shè)計(jì)，自推出以來，已有多個(gè)船東定制烏斯坦雙艉設(shè)計(jì)SOV/CSOV。
從外形上來看，雙艉設(shè)計(jì)有很多技術(shù)特點(diǎn)，能夠帶來很多便利，包括能夠提供更好全方向的機(jī)動(dòng)性和耐波性，能夠在風(fēng)場里面提供更快的倒車航速；船艏、船艉基本上具有對稱的特性，所以具有更好的動(dòng)力定位性能；Ulstein Twin X-Stern在艏部使用全回轉(zhuǎn)的舵槳，降低了傳統(tǒng)隧道式側(cè)推一般會(huì)有的噪音，提高船舶的舒適性。考慮到國內(nèi)的配套，我們在艏部沒有使用傳統(tǒng)的伸縮推進(jìn)器，而是使用全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器，這樣一來國產(chǎn)化是沒有問題的。艏艉使用四個(gè)完全相同的全回轉(zhuǎn)舵槳，也減少了船東將來的采購和維護(hù)成本。
說到法規(guī)，最近有一個(gè)即將實(shí)施的新法規(guī)對我們SOV/CSOV的設(shè)計(jì)影響比較大， SPS（特殊人員準(zhǔn)則）和IP（工業(yè)人員準(zhǔn)則）。關(guān)于SPS，我們?yōu)樯虾ｋ姎庠O(shè)計(jì)的船已經(jīng)得到了CCS、海事局的批準(zhǔn)。IP準(zhǔn)則將于明年7月份實(shí)施，IP準(zhǔn)則下所有的特種人員都不是在船上工作的，而是到風(fēng)機(jī)或者海上升壓站上去工作。因此，這種新制定的IP準(zhǔn)則主要是涉及運(yùn)維母船的設(shè)計(jì)，包括它的很多安全規(guī)范。我們相信，IP準(zhǔn)則的實(shí)施將為中國設(shè)計(jì)和建造運(yùn)維母船提供很多法規(guī)上的指導(dǎo)。
就安全和工作效率的考慮，烏斯坦在安裝和運(yùn)維母船的設(shè)計(jì)中應(yīng)用了很多新的設(shè)計(jì)手段。下圖左邊這張是我們和動(dòng)力定位（DP）廠家一起合作，對船舶在360度方向上的動(dòng)力定位能力提供完全的模擬和計(jì)算。我們發(fā)現(xiàn)，雖然國內(nèi)在營運(yùn)的很多船也是動(dòng)力定位2級，但它們考慮更多的是冗余，而不是動(dòng)力定位的能力。作為歐洲設(shè)計(jì)公司，我們關(guān)注的不僅僅是DP2入級符號要求的系統(tǒng)冗余性，同樣關(guān)注的還有這條船在什么樣的海況下可以從事什么樣的作業(yè)，在360度方向上遭受風(fēng)浪流外力的時(shí)候，怎樣保持艏向和位置，這些對于用船方來說是非常重要的。我們有完整的計(jì)算手段，我相信這些對國內(nèi)的業(yè)主還有制造企業(yè)都是非常值得借鑒的。右邊這張顯示的是運(yùn)維母船在360度方向上作業(yè)的時(shí)候能夠作業(yè)到幾米的有義波高，我們也是可以進(jìn)行數(shù)字模擬及計(jì)算的。在設(shè)計(jì)前期通過這些設(shè)計(jì)手段我們可以預(yù)估船舶在未來風(fēng)場里面作業(yè)的能力，這是非常值得船東們關(guān)注的。針對南中國海的雙波峰波譜，我們已經(jīng)做了很多的技術(shù)儲(chǔ)備，為以后中國海風(fēng)市場的船舶提供服務(wù)。
和海洋油氣不同，海風(fēng)市場有著非常強(qiáng)的季節(jié)性，一般來說夏季的時(shí)候運(yùn)維工作非常飽和，這時(shí)的運(yùn)維母船上就需要住很多的人，而在冬天的時(shí)候住的人又很少。海洋工程船如果以后想服務(wù)風(fēng)場，就需要具備能夠在不同季節(jié)間跨界的能力。因此，烏斯坦也推出了海洋能源多功能船舶的設(shè)計(jì)，既考慮海洋風(fēng)電運(yùn)維的需求，同時(shí)兼顧海洋油氣的需求。比如說我們的SX230設(shè)計(jì)，其上配備了棧橋，同時(shí)也配備了消防、拖帶、救助功能等相關(guān)的設(shè)備。
后面講一點(diǎn)風(fēng)機(jī)安裝。這是我們對未來歐洲單樁的一些簡單預(yù)測，我們估計(jì)2030年歐洲裝機(jī)的功率基本上是在15MW，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的直徑差不多13米，重量差不多3500噸，風(fēng)機(jī)大型化對安裝提出了新的挑戰(zhàn)。由此，我們推出新的HX118和HX122重吊安裝船設(shè)計(jì)，為未來3500噸單樁的安裝做好了技術(shù)儲(chǔ)備。
Ulstein U-STERN設(shè)計(jì)，參考：烏斯坦又出新船了！看看它怎么安裝超大單樁
為了更加安全高效地安裝大型海風(fēng)裝備，我們新推出了Ulstein U-STERN設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)船艉的基礎(chǔ)上做一個(gè)U型開口，然后通過這個(gè)開口來進(jìn)行翻樁抱樁及打樁操作。
通過這種新的設(shè)計(jì)，我們可以很大程度上——25%減少船舶的運(yùn)動(dòng)，艉部的開口提供了一個(gè)非常好的遮蔽效果，從而提高船舶的安全性和在海上作業(yè)的窗口期。
由于單樁現(xiàn)在是在船體的內(nèi)部，在DP模式里面，我們可以非常容易用單樁做一個(gè)旋轉(zhuǎn)的支點(diǎn)，然后運(yùn)用DP風(fēng)向標(biāo)的功能，保持船在打樁的時(shí)候可以以單樁為旋轉(zhuǎn)的中心，船艏始終對著風(fēng)浪的方向，這樣可以有效降低DP操作時(shí)對船舶功率的要求。如果安裝是在船舶舷側(cè)進(jìn)行的話，船上的電站就要使用更多的功率來對抗外力對它的干擾。另外一個(gè)優(yōu)勢是可以避免橫向作業(yè)，單樁在甲板上橫向布置、橫向翻樁，都會(huì)對港口及在海上的施工帶來額外的困難。同時(shí)吊機(jī)也不伸出舷外，整個(gè)吊裝都是在船體范圍以內(nèi)進(jìn)行，以避免吊機(jī)突然失去載荷時(shí)船舶的橫滾風(fēng)險(xiǎn)。
HX118可以滿足3根3500噸，或6根2000噸的單樁；或者也可以做到2個(gè)2000噸或4個(gè)1500噸導(dǎo)管架的運(yùn)輸和安裝，同時(shí)保有運(yùn)送葉片所需的靈活性。
最后我用一個(gè)簡短的視頻來介紹Ulstein U-STERN這種新的技術(shù)在海上作業(yè)的實(shí)況模擬。甲板上設(shè)有滑道系統(tǒng)，船艉U型開口設(shè)有波浪補(bǔ)償?shù)谋镀?，甲板上的單樁通過該滑道系統(tǒng)移動(dòng)到船艉，單樁的翻樁和安裝始終在船舶的中線上來完成。
希望我們這些新的產(chǎn)品和技術(shù)能夠?yàn)閲鴥?nèi)的各位專家和同仁們帶來一些啟示，大家一起為開發(fā)中國風(fēng)電更加安全、高效的配套船舶共謀劃策。
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