2023年5月8日，海上風電船舶前沿技術研討會在廣東省汕頭市舉行。大會由中國可再生能源學會風能專業委員會（CWEA）主辦，汕頭市風能協會承辦，中鐵大橋局集團有限公司、大金重工股份有限公司協辦，并得到中交第三航務工程局有限公司與3M的大力支持。汕頭擁有優異的風能稟賦、豐富的場址資源、良好的區位優勢，正通過加強產業協同，打造汕頭國際風電創新港。其中，不僅包括全球首個在一個產業園區內聚集從風電整機與關鍵零部件，到檢驗檢測實驗室和大型科研裝置等完整產業鏈的“四個一體化”的風電產業集群，也在建設面向全球的海上風電裝備及服務出口、運維、施工建設基地的風電母港和海工裝備制造產業園，打造國字號工程施工企業和船隊。此次會議在汕頭舉行，引起了全球風電行業的廣泛關注。來自中國、挪威、荷蘭等國家政府部門代表，以及國內外海上風電開發企業、海上風電工程技術科研機構、海上風電施工與運維龍頭企業、船舶設計與建造企業的嘉賓參加了此次會議。

中鐵大橋局新能源工程指揮部總工程師、教授級高工孫國光在題為“海上風電場施工技術及安全探討”的演講中表示，海上風電施工有著多種特點，要在智能建造、安全監控、施工船的安全管理，以及防臺的安全管理上做文章。

中鐵大橋局新能源工程指揮部總工程師、教授級高工孫國光

以下為孫國光演講的主要內容：

海上風電是我國“十四五”規劃乃至2035年遠景目標的重點產業，同時也是實現雙碳目標以及產業升級的重要手段，尤其在2021年的“搶裝潮”之后，中國的海上風電逐步向深遠海、大容量和基地化的方向發展。面臨的挑戰和問題這給我們帶來了一些問題和挑戰。

因為離岸距離越來越遠，自然環境更加惡劣，施工環境更加惡劣；基礎以及風電機組容量更加大型化；合適的施工裝備比較緊缺，即便是2021年以來打造了很多裝備，但是這些裝備集中在今年以及明年投產使用；價格成本給各方施工帶來很大的壓力。

針對當前海上風電場面臨的挑戰和問題，可從以下四個方面考慮：

1，加強產業融合。產業和產業之間可以相互借鑒，比如橋梁和風電之間，風電和石油之間有一些技術是相通的，可以發揮產業鏈集團的優勢。

2，從智能化建造上進行創新。對基地規劃進行思考，在設計一體化上、管理產業化上以及施工智能化運維的智慧化上進行總體的把控。

3，打造可靠的、適應相應海域的施工裝備。比如技術施工船舶，還有適用于深遠海的風電安裝船舶。

4，持續不斷創新。海上風電項目離岸越來越遠，越來越深，光靠打造船舶不能一勞永逸，還要持續創新，通過基礎結構形式的創新，施工工藝的創新，材料的創新，從整體上解決問題。

深遠海施工技術

對于未來的深遠海施工技術推廣應用，有一些觀點值得思考。在基礎的結構形式上，2021年“搶裝潮”之后，大部分招標項目都是單樁基礎，因為它的建設成本和施工周期相對可控，招標建設的單樁技術已經發揮到了極致，但是隨著水深來到40米以上，單機容量來到10兆瓦以上，單樁受到限制，未來深遠海的基礎還是以導管架基礎主為。

針對嵌巖如何解決，原先大多是大型單樁或者是高樁承臺，但是經過實踐之后，這兩種基礎實際上在施工過程中不是特別可控，尤其在工期上，所以嵌巖式導管架基礎是未來應用的一個趨勢。

針對大容量風電機組的安裝，主要通過打造新一代安裝平臺，加大吊高，加長支腿來解決，施工上考慮標準化的施工，信息化、數字化以及智能化的建造。實際上，四樁導管架基礎型式相對比較成熟，下面是四根鋼樁，上面是一個導管架基礎，中間通過灌漿段連接成整體，受力相對比較合理，也比較穩固。

施工方式上，現在經過幾個風電場的大規模建設，施工工藝比較成熟，通過導向架的定位進行翻樁、插樁，最后進行吊打，然后安裝導管架進行灌漿連接。在福建、廣州地區，經常會有一些嵌巖基礎施工，原來是應用高樁承臺多一些，但通過廣東粵電陽江項目推廣應用了嵌巖導管架基礎，效果顯著，質量上得到保證，尤其在工期上更為可控。它的基礎型式跟四樁導管架一樣，只是增加了嵌巖樁的施工。整個施工流程比四樁導管架多了一個插拔鋼護筒過程，有兩種形式，一個是直接芯柱嵌巖；另一個是在工廠內進行整體的預制鋼樁，現場進行植樁，更為可控，節省了現場混凝土的施工工序，對施工質量、施工工期都有保障。

這種方法在粵電陽江項目上應用后，我們認為，嵌巖導管架在應對嵌巖基礎施工中，值得推廣應用。

還有一種基礎型式，是吸力式導管架基礎。2021年以來，這種基礎經過幾個風電場的應用，顯現出一定的優勢。因為基礎的鋼結構制造都是在鋼結構廠進行加工完成，現場只需起重船吊裝，通過吸力下沉全部到位。根據設計院的不同設計理念、長徑比的不同分為兩種形式，一種叫窄深型，另一種叫寬淺型，實際上都是通過這種鋼樁或者鋼筒的形式沉到海床，形成一個密閉空間。

當時三峽長樂外海項目，15套吸力式導管架的鋼結構加工都在鋼結構廠完成，通過大型的運輸船運到現場，15套一共只運輸了3次，集中加工，集中現場安裝，施工效率很高。考慮到現在吸力式導管架已經做到100米，未來適用于70米水深可能會做到120米，這對吊船的吊高要求會更高。我們正在研究分體制造和分體安裝，現在這個技術還在研究過程中，如果可行的話，可適應的吊裝船會更多。

大型裝備的必要性

2021年“搶裝潮”之前，安裝的風電機組基本上在7兆瓦以內，搶裝潮期間批量化安裝了10兆瓦的風電機組，現在基本上都在10兆瓦以上，開始批量化安裝13兆瓦的產品。5月份，我們會安裝第一臺16兆瓦的風電機組。

隨著風電機組容量不斷加大，輪轂中心也上升至150米，這對三種基礎類型的安裝工藝和安裝船舶要求會越來越高。2021年以來建造的新一代風電安裝船超過30艘，將集中在今年年底或者明年年初下水施工。

中鐵大橋局也打造了一艘安裝船。從參數上來看，腿長有131米，適用于70米水深安裝25MW風電機組，在未來的風電機組安裝過程中會起到非常重要的作用。

于此同時，相關信息顯示，如果水深70米，覆蓋層厚度到40米，那么130米腿長的風電安裝船也不能滿足要求，不可能再加長腿長，而再造一批腿長150米的風電安裝船，這樣的話又是一種資源浪費。

一種創新思路是，使用一種半潛駁來整體安裝風電機組，把構件整體運到現場，然后在船上拼成整體進行安裝。國外有一艘“塞班號”，吊裝能力很大，利用吊裝船的吊高和小水線面的作業優勢進行現場的浮態安裝，這種方式也有可能在深遠海得到應用。

中鐵大橋局的技術團隊結合橋梁主塔爬模的一些技術，思考利用爬升和活動支架的技術，如果這種安裝方式得到解決，風電機組的輪轂加機艙可以在平臺面進行安裝，然后整體爬升，對吊船的吊高要求大大降低。

針對未來海上風電需要的施工裝備，實際上海上風電施工船的需求量很大，主要是基礎施工船舶和風電安裝船比較重要，后期也需要運維船以及一些輔助船。

目前有幾種類型的基礎施工船舶，其中一種是小水線面的半潛平臺船。這種船有兩臺吊機，對四樁的管架施工優勢比較大，而且受海浪的影響非常小，未來應對深遠海施工比較有利。

第二種是以三峽的“烏東德號”為代表的3000噸到5000噸的基礎施工船舶，全長在180米左右。這種施工船型可能會在未來基礎施工過程中得到廣泛的應用。

第三種是固定臂架式吊裝船。這種固定臂的吊船的一大優勢是起重的損失非常小，基本與設定的數值一致。

綜上所述，海上風電施工有著多種特點，管理上需要注意的地方也很多。主要是施工作業環境特別惡劣，大型吊裝特別多，施工風險特別大，施工船的選擇要配套，要通過選擇合理的施工窗口期進行施工，協調的難度比較大。針對這些特點，要在智能建造、安全監控、施工船的安全管理，以及防臺的安全管理上做文章，結合智能吊裝、風浪流監測以及進度管理和物資管理打造智能建造的平臺。