金风海洋工程有限公司副经理冒锦玉：未来的风电开发是一个完整的生态系统
2023年10月16日-19日，2023北京国际风能大会暨展览会（CWP2023）在北京如约召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一，这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会，再次登陆北京，聚焦中国能源革命的未来。
本届大会以“构筑全球稳定供应链 共建能源转型新未来”为主题，将历时四天，包括开幕式、主旨发言、高峰对话、创新剧场以及关于“全球风电产业布局及供应链安全”“双碳时代下的风电技术发展前景”“国际风电市场发展动态及投资机会”“风电机组可靠性论坛”等不同主题的21个分论坛。能见APP全程直播本次大会。
在10月17日上午举行的海上风电工程装备论坛上，金风海洋工程有限公司副经理冒锦玉发表了题为《海上机组大型化趋势下工程端的思考和建议》的主题演讲。
以下为发言全文：
各位领导来宾，大家下午好，我是来自金风海洋工程的冒锦玉，接下来由我给大家做分享汇报，主题是“海上机组大型化趋势下工程端的思考和建议”。
演讲分四个部分，第一部分是海上机组发展现状，第二部分是海上工程市场痛点，第三部分是金风海洋的解决方案，第四部分是未来的趋势与展望。
这是国内海上机组单机容量发展曲线，在2021年应用机型的最大叶轮直径才190m，但是到2022年金风16MW机型叶轮直径达到252m的机组已经拿到批量订单，订单所在的福建漳浦某风场现已开始建设了。过去一年国内有26款海上机型出现，最大的是两款280左右叶轮直径的18MW机组，而市场份额排名靠前的几家整机商都有250m以上叶轮直径的海上机组发布。短时间多款超大机组密集出现，且势头不减，堪称行业的军备竞赛。另外，机组大型趋势化首先引起的就是吊高和吊重的变化，下面给大家做一些介绍。
目前市场主流的技术路线是中速永磁，所以机组的重量才能得以迅速控制。以前6兆瓦的风电机组，机头也就400多吨，而现在10兆瓦的风电机组也类似，而到以后，20兆瓦的风电机组考虑到台车和吊梁的重量，整体起重重量要求也不会超过1000吨，这对于目前国内出现的新一批风电安装船也是满足要求的。
随着机组的快速发展，相应的问题也不可避免的会出现。首先是风机部件的集成度问题，海上风电发展之初，咱们的初心都是秉持着能够不在海上进行组装，就坚持放到陆上进行组装。但近些年，随着风电产业的成本压力下，反而出现了集成度倒退现象，风机部件分为基础平台，塔筒，主机，轮毂，叶片几大部件，如果基础平台集成度不高，一些附件是散供的，需要分别吊到船上现场组装，那么一台风机就需要几倍的时间才能完成吊装作业。这里给大家举个例子，图中某14兆瓦的风电机组，由于其零部件都是散供的，单台机组累计吊装次数以及总装时间大概是我们常规下的3到4倍。
讲完设计方面的问题，下面介绍一下吊装工艺所引起的效率差异，在这里给大家举两个例子，就是目前两种主流的机组吊装工艺--三叶式和单叶式对比。首先是风速的限制，在抢装潮期间三叶式在广东市场表现优异，实现过单月14台的佳绩，而单叶式也在江苏海域实现过15台/月的卓越表现，两者差距不大。而当下叶片尺度的显著增加，风速限制导致的施工窗口差异就明显扩大了，经我们开发的窗口分析软件评估，总窗口时间差异应在10%左右。其次，是对于船机要求：无论是甲板面积、无障碍空间，还是主辅吊及杂物吊能力，三叶式的要求都很高，船机是比较难以选择的。再其次就是风险：在小叶轮时代三叶式都经常因为突风，不可控的出现叶轮碰撞吊臂事故，更何况现在的大叶轮；且叶轮起吊后过程不可逆，整体风险是很大。还有一点，南方市场涌浪大的冬季，安装船码头接货是一种很好的补充方案。国内近期打造的一批风电安装船只有少部分具备1-2套机组的自运自吊能力。而三叶式需要甲板无障碍空间大，自运自吊则需要尽可能的在甲板上布置机组部件，这是矛盾的；机组尺寸尚小的2年前，华祥龙有过成功的三叶式自运自吊经验，华祥龙号本身是一艘尺度很大的安装船，而现在这将难以实现。而单叶式就没有这个问题，在欧洲一直是用单叶式自运自吊。这两种吊装工艺对于整机商而言，仅3元/KW成本差异，而对施工环节造成成本差异会超过50元/KW，而且兼有高风险问题，然而就这3元/KW的成本节省，让部分整机商仍然坚持使用三叶式吊装。当然这导致的风场开发总成本增加和风险提高，最后全部要转嫁给风场开发者。讲完了吊装工艺，接下来未大家介绍运输环节带来的问题。
讲完了以上的痛点，我们再介绍运输船对我们整个吊装效率的影响。不知道大家对运输船有没有比较深的印象，作为海上风电建设者，我们认为运输船在整个吊装环节，其承上启下的作用是难以被取代的，运输船吨位大小直接影响了运输船的性能，并且影响了吊装效率，目前市场上按照一万吨运输船计价，月租金也不会超过120万，但新一代安装船的使用成本将超过90万每天，并且运输船的四锚定位能力和抗风浪能力，直接影响吊装效率，如果因为其四锚定位能力比较差，而导致其走锚，引起的撞船以及刮海缆的事故，其造成的经济损失和修复周期本身也是难以估量的。
另外一个就是大家，也是目前都遇到的，也是相对来说比较难以改变的现状，就是我们整个风场可持续性以及规模化。一个项目的延续性不够高，也会导致我们风电安装船转场频率比较高，每个风场主对于安装船的要求也不是太一样，其在中间审核的过程以及中间转场的时间，本身也是对核心资源的浪费。另外项目分散化会降低港口转运、物流，海上运输，工程船接货效率，提高开发成本，难以锁定优质的施工资源。
针对以上问题，金风一直在做改变和调整，金风在设计之初，一直秉持初心，努力推动风机部件高度集成化，做到常规下10到20吊可以完成一台风电机组吊装，累计吊装时间不会超过34个小时。另外针对未来超大机组吊装以及南方水域特点，金风打造了一艘风电安装船，对标是未来25兆瓦，355叶轮直径风电机组吊装，船名叫中天31号，从这张图我们可以看出，中天31号的一些详细数据，我在这里给大家做一个简单的介绍，中天31号全长139米，船宽50米，型深11米，有全国最大的11000吨总可变载荷以及8500吨甲板可变载荷，保证3套13兆瓦，2套16兆瓦，以及一套20兆瓦的装载能力。另外型深11米，赋予其冬季更好抗风浪能力，也保证了其冬季去码头接货的能力，（主辅吊）能力也是相当出色，其主吊40米的跨距，1600吨的起重能力，实际上超过目前市场上部分2500吨的风电安装船，另外主吊吊装范围是甲板以上165米，甲板以下30米，配合其125米的装腿长度，覆盖70米水深25兆瓦风电机组的安装，另外主吊配备新一代的揽风系统，可以更好应对突风状况，并且本船也配备了DP-2康士伯的动力定位系统，其动力定位系统可以保证在2.5米有义波高，以及6节风速，2节流速的情况下，定位精度达到0.1米，艏向0.1米，并且在大多数海况下可以达到定位精度1米以内。另外本船配备3套2000千瓦艏侧堆以及3套3000千瓦主侧堆，保证其八节航速，以及在首尾推各丢失一台的情况下，同样定位精度也能达到要求。中天31号具备浮式1100t起吊接货能力，为全球首创，具备从码头到风场无缝运吊，其在码头浮式起吊货物的能力是其他安装船无法达到的。
一个完整的吊装环节除了自身平台足够优秀，相应的配套也必须跟的上才能保证吊装效率。所以金风海洋针对未来机组尺寸、运吊工艺需要、南方海域等特点，计划打造专业的风电运输船，推动运输和吊装环节的打通。并针对机组以及未来尺寸进行了匹配性设计，其外其四锚定位能力以及耐波性能够适应广东、福建等一代沿海，深远海一代要求。
最后风场的可持续化规模化，相信也是大家希望看到的，金风也在努力推动优质的风场资源进行开发，一个项目的长期性，首先对我们核心装备资源的利用率，可以进行提高，另外一个，风场规模化可以推动整合物流供应链，突破瓶颈提高港口转运、物流，海上运输，工程船接货效率，打通物流吊装环节，优化工程组织效率。推动物流与吊装形成唯一成本承担方，实现整体效率提高和成本下降。再其次金风会针对每个风场进行大数据分析，单独开发窗口软件，制定完备的开工时间以及存货周期，按照我们开发软件进行分析，施工时间一般可以缩短3%到5%。
第四部分就是我们金风海洋对于未来发展趋势展望以及规划。我们相信，未来的风电产业已经不再是单一的风电机组制造，而是一个复杂的生态系统，涉及到从风电场开发到设计、制造、供应链、建设、运营和维护等各个环节；金风海洋打算以自身为平台打通风场建设链条，统筹考虑，避免单一环节仅从自身利益出发造成最终建设成本高；金风海洋打算从机组交付到吊装统筹调度，保证工艺及工期最优； 机组设计与施工工艺最优匹配，实现效率最大化；从安全把控、成本控制、效率提升、质量控制四个方面，为客户提供从风机制造，基础制造，风机技术联合设计，基础打桩，风机吊装，电缆制造敷设，风电场运维一整套更加高效低成本的整体解决方案。
（根据演讲速记整理，未经演讲人审核）
