杜可：打造安全、高效的海上風電配套船舶

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(yè)委員會（CWEA）主辦，汕頭市風能協(xié)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(xié)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(yōu)異的風能稟賦、豐富的場址資源、良好的區(qū)位優(yōu)勢，正通過加強產業(yè)協(xié)同，打造汕頭國際風電創(chuàng)新港。其中，不僅包括全球首個在一個產業(yè)園區(qū)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(yè)鏈的“四個一體化”的風電產業(yè)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(yè)園，打造國字號工程施工企業(yè)和船隊。此次會議在汕頭舉行，引起了全球風電行業(yè)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(fā)企業(yè)、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(yè)、船舶設計與建造企業(yè)的嘉賓參加了此次會議。

烏斯坦公司中國區(qū)副總裁杜可在題為“打造安全、高效的海上風電配套船舶”的演講中表示，中國對于健康、安全、高效海上風電配套船舶的需求潛力巨大，目前烏斯坦在海上風電運維及安裝船舶的設計上已經取得了不少經驗和成果，希望可以為行業(yè)帶來啟示及借鑒。他呼吁同行加強關注，共同為海上風電配套船舶的設計研發(fā)及應用做出努力。

以下為杜可演講的主要內容：

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個國家設立分支機構。100多年的歷史里，烏斯坦為海洋油氣、海洋風電、探險郵輪、客船領域提供了很多知名的產品。現在的烏斯坦已經成為一個全球知名的為海事領域提供設計、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年的時間里，我們在中國建造了50多條船舶，這些項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驗。

如下圖所示，今天我們提到的所有海洋風電的配套船舶，包括起重安裝船、海上風電敷纜船、風機安裝船、拋石船（防止海底沖刷），以及最右邊的運維母船。昨天汕頭市相關領導提道，對于風電發(fā)展來說，汕頭會非常關注安裝和運維，我今天主要的介紹主題也會集中在起重船和運維母船這兩種船型上。

簡單講一下中國海風市場對于運維母船（SOV或者CSOV）的潛在需求，我們在歐洲的經驗表明，一個風場如果安裝超過100根單樁，且離岸距離超過30海里，按照現有的歐洲技術路線，大概率會通過運維母船來提供全生命周期的服務。參照歐洲風場的經驗，我們以下圖中國海上風場的分布為例，從圖中可以看到有相當多的部分，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進行運維服務的風場領域，所以說我們對中國風場SOV的潛在需求是非常有信心的，估計在未來的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維方面的需求，市場前景是非常好的。

烏斯坦的SOV設計：剛剛提到的SX163，其為全球第一艘專業(yè)SOV；SX175，服務于西門子風場；SX195，服務于GE風場；另外還有兩艘SX195，為荷蘭Acta Marine建造，其中有一艘服務于Vestas風場。我們建造的船為歐洲主流的主機廠服務，也在實踐營運中得到了各大主機廠的積極好評。

我們?yōu)樯虾ｋ姎庠O計的兩型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的雙艉設計，包括SX222、SX221還有SX216運維母船設計，自推出以來，已有多個船東定制烏斯坦雙艉設計SOV/CSOV。

從外形上來看，雙艉設計有很多技術特點，能夠帶來很多便利，包括能夠提供更好全方向的機動性和耐波性，能夠在風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，所以具有更好的動力定位性能；Ulstein Twin X-Stern在艏部使用全回轉的舵槳，降低了傳統(tǒng)隧道式側推一般會有的噪音，提高船舶的舒適性。考慮到國內的配套，我們在艏部沒有使用傳統(tǒng)的伸縮推進器，而是使用全回轉推進器，這樣一來國產化是沒有問題的。艏艉使用四個完全相同的全回轉舵槳，也減少了船東將來的采購和維護成本。

說到法規(guī)，最近有一個即將實施的新法規(guī)對我們SOV/CSOV的設計影響比較大， SPS（特殊人員準則）和IP（工業(yè)人員準則）。關于SPS，我們?yōu)樯虾ｋ姎庠O計的船已經得到了CCS、海事局的批準。IP準則將于明年7月份實施，IP準則下所有的特種人員都不是在船上工作的，而是到風機或者海上升壓站上去工作。因此，這種新制定的IP準則主要是涉及運維母船的設計，包括它的很多安全規(guī)范。我們相信，IP準則的實施將為中國設計和建造運維母船提供很多法規(guī)上的指導。

就安全和工作效率的考慮，烏斯坦在安裝和運維母船的設計中應用了很多新的設計手段。下圖左邊這張是我們和動力定位（DP）廠家一起合作，對船舶在360度方向上的動力定位能力提供完全的模擬和計算。我們發(fā)現，雖然國內在營運的很多船也是動力定位2級，但它們考慮更多的是冗余，而不是動力定位的能力。作為歐洲設計公司，我們關注的不僅僅是DP2入級符號要求的系統(tǒng)冗余性，同樣關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度方向上遭受風浪流外力的時候，怎樣保持艏向和位置，這些對于用船方來說是非常重要的。我們有完整的計算手段，我相信這些對國內的業(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維母船在360度方向上作業(yè)的時候能夠作業(yè)到幾米的有義波高，我們也是可以進行數字模擬及計算的。在設計前期通過這些設計手段我們可以預估船舶在未來風場里面作業(yè)的能力，這是非常值得船東們關注的。針對南中國海的雙波峰波譜，我們已經做了很多的技術儲備，為以后中國海風市場的船舶提供服務。

和海洋油氣不同，海風市場有著非常強的季節(jié)性，一般來說夏季的時候運維工作非常飽和，這時的運維母船上就需要住很多的人，而在冬天的時候住的人又很少。海洋工程船如果以后想服務風場，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計，既考慮海洋風電運維的需求，同時兼顧海洋油氣的需求。比如說我們的SX230設計，其上配備了棧橋，同時也配備了消防、拖帶、救助功能等相關的設備。

后面講一點風機安裝。這是我們對未來歐洲單樁的一些簡單預測，我們估計2030年歐洲裝機的功率基本上是在15MW，風機基礎的直徑差不多13米，重量差不多3500噸，風機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重吊安裝船設計，為未來3500噸單樁的安裝做好了技術儲備。

Ulstein U-STERN設計，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裝備，我們新推出了Ulstein U-STERN設計，在傳統(tǒng)船艉的基礎上做一個U型開口，然后通過這個開口來進行翻樁抱樁及打樁操作。

通過這種新的設計，我們可以很大程度上——25%減少船舶的運動，艉部的開口提供了一個非常好的遮蔽效果，從而提高船舶的安全性和在海上作業(yè)的窗口期。

由于單樁現在是在船體的內部，在DP模式里面，我們可以非常容易用單樁做一個旋轉的支點，然后運用DP風向標的功能，保持船在打樁的時候可以以單樁為旋轉的中心，船艏始終對著風浪的方向，這樣可以有效降低DP操作時對船舶功率的要求。如果安裝是在船舶舷側進行的話，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，都會對港口及在海上的施工帶來額外的困難。同時吊機也不伸出舷外，整個吊裝都是在船體范圍以內進行，以避免吊機突然失去載荷時船舶的橫滾風險。

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2000噸或4個1500噸導管架的運輸和安裝，同時保有運送葉片所需的靈活性。

最后我用一個簡短的視頻來介紹Ulstein U-STERN這種新的技術在海上作業(yè)的實況模擬。甲板上設有滑道系統(tǒng)，船艉U型開口設有波浪補償的抱樁器，甲板上的單樁通過該滑道系統(tǒng)移動到船艉，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品和技術能夠為國內的各位專家和同仁們帶來一些啟示，大家一起為開發(fā)中國風電更加安全、高效的配套船舶共謀劃策。