海工装备有哪些新需求？

　　　　从增强我国综合国力、提升国际竞争力、保障国家安全的战略高度，党中央、国务院作出了建设制造强国的重大战略部署。随着南海资源开发以及“一带一路”倡议的推进，对海洋基础设施建设、资源勘探开采、空间开发等相关装备的需求将更为迫切，也对我国高端海洋装备的发展提出了更高要求。

　　在11月28~29日举行的第五届深海能源大会上，与会专家分析阐述了当前“大海工”领域——即包括海洋油气、海上风电等在内的海洋资源勘探开发及相关建设方面，最近出现的新变化、新动态，以及由此带来的对海工装备的新需求。

　　业内专家认为，根据行业的发展趋势，推动海洋工程装备和高技术船舶等高端装备快速发展，将带动从装备制造到能源开发利用全产业链的转型升级，助推海洋强国建设。

　　海洋油气产业需要更经济的装备

　　中国工程院能源矿业工程学会主任、中国工程院院士苏义脑在接受记者采访时表示，油气资源在能源结构中的主导地位在未来一段时间内都不会有大的改变，而海洋油气资源具有巨大的发展潜力。因此，加强海洋油气资源的高效开发应用，是有积极意义的。

　　会上不少专家也认同这一点，中国海洋石油集团有限公司董事长汪东进提出了三点建议：坚持把推动海洋油气开发作为保障国家能源安全的重要举措；坚持自主创新与对外合作并举，全力提升深海资源开发技术水平；坚持开发与保护并重，大力推进海洋生态文明建设。

　　目前，海洋油气产业面临很多新的挑战。除了石油价格始终维持在当前水准的经济层面因素外，更多的是外部环境的压力。全球经济发展、气候变化和环保观念普及，催促着能源结构加快调整；油气开发技术的进步带来页岩油气资源的开发，对海洋油气产业造成巨大竞争压力。能源的环保趋势、可再生趋势正在加强，矿石能源尽管在将来一段时间内仍然是能源结构的主要部分，但如何适应这些趋势和变化，积极应对挑战？为此，海洋油气行业的装备需求正在发生变化，海洋油气企业对设备经济性的要求越来越高。

　　专家认为，未来海洋油气开发装备将朝轻量化、智能化的方向发展，通过轻量化、智能化，实现海洋油气开发的高效率、低成本。通过降低设备规格，减少投资成本，增加灵活度，以应对海洋油气开发过程中的风险；通过智能化、数字化技术，减少人员配置，甚至达到无人操控的效果。

　　在本届深海能源大会上，中集海洋工程有限公司介绍了该公司联合瑞士BT设计的Rig for the future未来概念钻井平台。该平台以高度自动化、数字化、低碳环保、运营成本低等为特点，在钻井区域设计了无人钻台，减少钻井人员配置；减少垂直吊装作业；以低阻力的封闭式井架减少风荷载和DP所需功率；钻井布置通过自动化管道处理和数字化解决方案来实现较少的人员配置。

　　海上风电呼唤新型安装运维装备

　　海上风电的成本问题一直是桎梏产业发展的主因。据介绍，海上风电的投资成本是陆上风电场的近2倍。当前陆上风电投资成本为8000～9000元/千瓦，海上风电投资成本为10000～18000元/千瓦，其中很大部分用于施工建设、设备投资等方面，且后期的运维成本也较高。

　　为了突破成本的制约，海上风电行业一直致力研发大功率风机。2018年苏格兰阿伯丁海上风场成功安装8.8兆瓦机组；德国汉堡风能展期间三菱—维斯塔斯（MHI-Vestas）发布10兆瓦风机；西门子歌美飒推出的10兆瓦风机预计在2022年投入商业化使用；通用电气（GE）的12兆瓦风机也将进行测试。近日，法国在建的风电场“Eoliennes Flottantes du Golfe du Lion（EFGL）”确定了将安装3台10兆瓦风机。随着大功率风机的成功研制和实际使用，以大功率风机规模化开发风电场从而大幅减低成本已经在技术上变得可行，但配套问题也随之出现。

　　在安装方面，现有的风电安装或是采用自升式安装船（平台）进行分体式吊装，或采用驳船、起重船联合作业吊装。无论是哪种，都受到很多限制。如：不能适应3米以上浪高的海况，可作业窗口期很短；同时，自升式安装船需要收放桩腿，也面临着海底状况未知的风险。而在安装时间方面，在欧洲，以现今的工程实践经验，在良好海况环境下，一台风机所需最短安装时间大概为2天，效率不高。

　　这些问题在安装大功率风机的时候就表现得更为明显。一方面，大功率风机体量大，重量自然比小功率的要重，10兆瓦风机自重约2000吨，远超现有安装装备800～1200吨的安装能力；另一方面，大功率风机一般应用在深远海风场，海况较近海高，远离陆地又为安装带来了更大的难度和不确定性，需要适应高海况的安装装备。而且，随着浮式风机装备技术的成熟，将来深远海风场也将逐步应用浮式风机装备，现有的安装方式也需要进行调整。

　　针对大功率风机的安装，海上风电产业需要更具经济竞争力的安装装备。目前招商局集团、中集海工等企业，都在这方面开展了研究。中集海工则进行了12兆瓦风电安装船的概念设计；招商局研发设计的风机整机运输和浮式安装船已经通过了船级社认证，该设计放弃传统的海上组装风机的方式，在岸上完成风机的安装和测试，减少海上作业时间，有效解决传统风机安装的作业风险和低效问题。

　　海工装备拆卸浪潮即将来临

　　海洋工程装备长期在海洋高腐蚀、高疲劳的环境中工作，达到使用年限的装备必须拆解更新。上海交通大学教授李欣认为，海洋平台拆除作业难度大、成本高、利润低，但环保责任却很大。不仅需要推动海上设备拆卸行业的发展，应对越来越多、越来越复杂的海上退役装备，更需要研究新型拆除作业技术，提高效率和适应性，降低作业难度，降低平台退役成本和风险。

　　据统计，今后20～30年，全球将有6000～8000座海上油气平台退役，北海、美国将是重点地区。到2025年，北海将有205座平台需要拆解。

　　同样存在拆解需求的还有海上风电装置。目前世界范围内的海上风机大部分都是2000年后安装的，而海上风机的设计寿命一般在20年左右。很快，一些早期建设的风电场就将面临第一轮大规模的风机拆解浪潮。据统计，2021年，仅德国就约有5000台风电机组将达到设计年限，2025年这个数字将增加到12000多台。风电机组的拆解和可循环利用对风电行业来说也是个迫在眉睫的新问题。

　　目前，中集来福士联合山东海工及瑞典BT研发双船联合拆解平台，由3艘配备DPS定位系统的半潜船组成，两艘负责拆解，一艘负责运输，采用整体拆解方式，操作灵活高效，可承担多种用途的平台、导管架拆装、转运、水下安装、水下打捞等工作。招商局研发的风机整机运输和浮式安装船同样设计有风电装置拆解运输功能。

　　但无论是哪种设计，都还需要通过实船的建造和实际项目的操作检验。业内专家呼吁，海洋油气企业和海上风电企业必须尽早考虑对海洋装置拆卸工作的布置，尽快开展拆解装备的投资建造，以便及时对到达使用年限的海洋装置进行拆解，避免老旧装置发生意外。

　　来源： 中国船舶报 邝展婷