一方面，如火如荼的海上风电市场让海上风电工程船需求激增，全球海上风电项目正以每天高达18万美元（约合116万元人民币）的价格争抢海上风电工程船，新船投资热潮也正在袭来。另一方面，海上风电行业正以惊人的速度进行技术革新，大量尺寸更大的新型风机不断问世，一些船东担心，动辄投资超过2亿美元的海上风电工程船，很可能仅仅在5年后就过时了。
2021年海上风电船舶技术应用和发展上海论坛将于12月9-10日举办
“海上风电安装船不是正在中国海域安装风机，就是在开往中国海上风电项目现场的路上。”如此形容目前中国海上风电安装船的火热程度一点都不夸张。近期，国内广东、山东、江苏等省市陆续出台的“十四五”发展规划中均对海上风电项目进行了布局。
不仅中国，全球其他国家和地区的海上风电发展也在加速。然而，海上工程施工能力并未跟上海上风电快速发展的脚步，海上风电工程船短缺的问题正困扰全球海上风电产业，而且这一状态很难在短期内得到改观。业内人士表示，由于专业工程船和高规格工程船市场需求激增，未来10年，全球海上风电市场可能将迎来高达上百亿美元的海上风电安装船等高端海上风电装备的投资热潮。而与此同时，海上风机单机容量的快速增大也推动海上风电工程船的快速迭代，从而使现有工程船快速“过时”，在这种情况下，海上风电工程船投资市场变得更为复杂和微妙。
海上风电工程船有多缺
全球风能理事会近日公布的数据显示，2020年，全球海上风电新增装机容量为606.7万千瓦，创历史新高。英国克拉克松研究公司则预测，到2025年年底，全球至少有1.5万台风电机组运行于350多个海上风电场。
不过，由于海上风电施工环境复杂多变，施工窗口受天气等外在因素影响较大，海上风电安装施工效率存在“天花板”。据悉，一艘性能优异的施工船，一年最多也只能吊40台海上风机。南通一家海工船建造企业负责人表示，我国海上风电安装经验及资源供应存在不足，尤其是施工装备资源的紧缺，正在成为我国海上风电项目建设的最大掣肘。这一点在出台2022年1月1日起新增风电项目不再纳入中央财政补贴范围的政策，从而促使2021年成为海上风电“抢装年”的情况下变得更加凸显。据了解，上海电气、明阳智能、金风科技、远景能源等风电整机厂家合计在手的海上风电订单超过10吉瓦，大部分都将在2021年集中交付，海上风电机组交付高峰期已经到来。随着海上风电安装需求的暴涨，当前中国海上风电安装船的租金已经从原来的400万元/月涨到1000万元/月以上。国外亦是如此，在美国，海上风电安装船的租金已涨至540万美元/月，而且，即便如此，依然“一船难求”。
招商局重工（江苏）有限公司高级商务经理蔡世海表示，随着国内外大批海上风电项目进入施工建设阶段，以及海上风力涡轮机尺寸的不断增长，相关工程船队规模已难以满足需要，预计未来几年内仍将有海上风电安装船新建需求释放。
根据目前各大船企披露的信息，到2023年，全球预计将新增6艘超大型重型风机吊装船，但市场分析机构指出，新增船舶的数量实际上难以匹配各国海上风电项目的需求，到2026年~2027年，全球范围内海上风电安装船短缺问题预计更加严重。
对此，挪威Rystad能源公司相关人士指出，即使全球造船厂开足马力建造安装船，也不足以满足2025年以后的海上风电项目需求。在全球范围内，所有的海上风电项目都在以每天高达18万美元（约合116万元人民币）的价格争抢海上风电安装船。
针对当前海上风电安装船紧缺的现状，有业内人士提出了几种解决方案。比如对现有安装船进行升级；与整机厂商和开发商进行更多的合作，借此更好地把握市场发展趋势，从而优化安装时间表，确保以更高的效率利用安装船。
海上风电工程船更新需多快
克拉克松统计数据显示，截至2020年8月，全球有超过700艘船参与建设海上风电项目。其中，具备自升和自航能力的专业海上风电安装船仅有52艘，吊重安全工作负荷大于800吨的有31艘，大部分在欧洲北海以及中国的部分区域作业。此外，当前有14艘自升式平台处于建造中，其中9艘的吊重安全工作负荷大于800吨。这些船舶远远不能满足海上风电作业需要。
与此同时，海上风电行业正以惊人的速度进行技术革新，大量的新型风机不断问世。这些风机需要尺寸更大、功能更强的海上风电工程船。在这种情况下，现存的海上风电安装船中，大多数安装船的型号与功能已相对老旧或已“跟不上潮流”。
“中国海上风电安装船近50艘，其中80%都是二代或二点五代产品，大部分只能进行坐底作业，如何适应未来水深45米以上的中远海项目中10兆瓦以上机型的批量安装是个值得深思的问题。”蔡世海表示，海上风机单机功率不断向大型化发展，对风电安装船的甲板面积、吊重吊高、甲板载荷、定位以及打桩能力等也提出了更高的要求。因此，有关船企除了瞄准产品发展趋势，将企业市场竞争力转化为新订单外，更需要在新船研制层面发力。
业内人士指出，海上风电工程船特别是新一代海上风电工程船缺口如果长期存在，将会限制未来海上风电行业的发展速度。首先，一些海上风机单机容量已经超过10兆瓦，而目前投运的海上风电工程船普遍尺寸较小，难以满足大风机的安装运维需求。其次，海上风电离岸越来越远，目前已知的最远海上风电项目为英国的Dogger bank，该项目离岸距离约130公里。这增加了船舶航行距离，影响了船舶安装效率，而这意味着安装一台风机需要占用安装船更多的时间，也就需要更多的安装船。中国船舶工业行业协会高级工程师曹博认为，海上风电逐步向中深海迈进，要求风电安装船的水深适应能力逐步增强。未来，我国风电安装船将在更深水深、离岸更远、海况更复杂的水域作业，这些新要求将促使海上风电安装船功能不断优化提升。
2021年4月下旬，丹麦航运公司Cadeler宣布订造2艘可处理下一代高达20兆瓦风机的X系列全球最大风力涡轮机安装船，来进一步扩大其风电工程船队，服务于海上风电场的安装、运营和维护等工作。X系列新船由Cadeler与丹麦海上钻井平台设计公司GustoMSC合作开发，载重量17000吨，甲板面积5600平方米，主吊2000吨，最多可容纳130人。X系列船吸引了亚洲多家船厂参与投标。最终，中国远洋海运重工获得2艘X级风电船订单，订单总额为6.51亿美元。
业内人士表示，这种投资未来将呈增加趋势，不过，由于海上风电行业发展日新月异，风机单机容量不断扩大，风电安装船更新换代速度也在加快，一些船东担心，动辄投资超过2亿美元的海上风电工程船，很可能仅仅在5年后就过时了。这种担忧加重了海上风电工程船投资市场的观望氛围。
此外，业内人士指出，美国、日本等多个国家对本土海上风电行业的保护措施，如明确对外国船舶进行限制等，很可能导致上述国家的海上风电安装成本有所增加，进而对正蓬勃发展的海上风电行业产生负面影响。
海上风电工程船新动向
美国5亿美元建造全球最贵海上风电安装船
今年3月，美国能源开发商Dominion投资5亿美元的海上风电船在美国造船公司Keppel位于得克萨斯州Brownsville的船厂开建。这艘名为Charybdi的海上风电船建成后将主要为其位于弗吉尼亚州的2.64吉瓦（GW）海上风电项目服务，安装西门子歌美飒14/15兆瓦（MW）风机。这艘超级风机安装船，不仅将是美国首艘大型风机安装船，也是目前全球在建的最大风机安装船。该船总长144米，使用14400吨钢材，可搭载119名船员和工作人员，适用于12MW及以上机型的安装，预计于2023年投入使用。
根据美国的《海运商业法案》（琼斯法案），在美国境内提供航运服务的船舶必须完全在美国境内组装，船体和上部结构的主要部件必须在美国本土制造。这也是这艘船在美国船厂建造以及造价高达5亿美元的重要原因。据悉，目前，美国多个海上风电规划项目都将采用10MW及以上机型。
丹麦设计新一代14MW海上风电安装船
丹麦设计公司Knud E. Hansen（KEH）今年6月推出了全新“Atlas A”级自升式海上风电安装船设计方案，可搭载4台新一代14兆瓦的风力涡轮机。“Atlas A”级海上风电安装船专为安装大型海上风机量身定做，设计在预装好的基础上专门用于运输和组装大型风机，可选择1600~2500吨的起重机，可以根据客户的需求选择起重机、推进器、发电机和升降系统系统。该船总长155.4米，型宽57.4米，主甲板高12.5米，在停泊时可以采用电池供电，当桩腿下落时，可以回收约60%的能量。此外，升降系统的齿轮齿条设计可承载5000次循环，确保桩腿和零部件在船舶的运营周期内能够承受磨损，减少更换。
英国开发海上风电无人驾驶船
英国可再生能源孵化中心近日透露，英国勘察公司HydroSurv开发了2艘无人自主水面船，可以使海上风电勘察和检查工作成本降低60%以上。这2艘船被命名为REAV-16和REAV-40，通过一系列传感器和以任务为导向的有效载荷对海上风电开展必要的检查和勘测任务。其中，REAV-40是一款用于水文和环境调查的多功能自动水面船。HydroSurv创始人戴维·赫尔（David Hull）表示，将来通过像REAV-40这样的全自动调查船来开展海上风电调查和检查工作会十分普遍。随着海上风电离岸越来越远，其现场勘察服务需要快速适应行业的需求，包括可开展脱碳调查，提高安全性，提供更准确、可靠的数据，成本更低等。他认为，为在2050年之前实现英国政府的“零净排放”目标，其海上风电行业必须减少碳足迹。
七〇八所开发第四代海上风电安装船
中国船舶集团有限公司旗下第七〇八研究所目前在手多个海上风电安装船设计订单，均按60米以上水深、12MW风电机组安装要求设计，起重能力为1000～3000吨。前三代安装平台桩腿都采用圆柱形，第四代桩腿采用桁架式结构。这种桩腿重量轻、风浪流外载荷小。升降装置采用齿轮、齿条型式，升降速度快、安装效率高。
3000吨自升自航式海上风电施工平台是七〇八所面向未来远海、深水，针对大型和超大型海上风电市场，特别研发的全新一代施工作业平台。平台将配置一台3000吨全回转绕桩式起重机、齿轮齿条升降系统、动力定位系统，桁架式桩腿满足50米以上深水施工的要求，具有自航能力，满足无限航区要求，是目前国内自动化程度最高、作业能力最强的风电安装平台，交付后将开启国内风机、塔筒和桩基础集运输、安装为一体的深远海风电安装施工新模式。
