隨著全球海上風電市場迎來爆發期,韓國兩大造船巨頭——HD現代重工和韓華海洋(原大宇造船)將在大型海上風電安裝船領域再次展開對決。
2032年海上風電總裝機容量達447GW,大型海上風電安裝船需求增加
根據全球風能理事會(GWEC)于8月28日在澳大利亞墨爾本發布最新版《2023年全球海上風電報告》,預測未來十年(2023-2032年)32 個市場的海上風電裝機容量將超過380GW(3.8億千瓦)。到2032年底,海上風電總裝機容量將達到 447GW。全球新增裝機中近一半的增長預計將來自亞太地區,其次是歐洲(41%)、北美(9%)和拉丁美洲及加勒比海地區(1%)。
由于亞太地區的風能潛力巨大,越來越多的國家開始利用海上風能滿足其能源需求,預計亞洲地區海上風電安裝船(WTIV)的需求將會增加。GWEC指出:“中國的海上風電裝備的強勁增長將引領市場。但中國目前擁有的84艘海上風電安裝船大部分只能安裝小型風力渦輪機,不能滿足風電市場要求的配置。”
韓國業界人士表示,為了滿足亞洲海上風電市場的設備安裝需求,預計大型海上風電安裝船的需求將會增加,而韓華海洋和三星重工具備大型海上風電安裝船的建造能力,是該領域的代表企業。
從單純的海上風電安裝船建造業績來看,歐洲作為海上風電的先導市場,因此該地區的企業保持領先,但從10MW(兆瓦)以上的大型海上風電安裝船建造業績來看,韓華海洋和三星重工正在爭奪全球領先地位。
承接大型海上風電安裝船訂單最多,韓華海洋將投資做大海上風電市場
據了解,韓華海洋的前身大宇造船共承接了5艘10MW以上大型海上風電安裝船訂單,位居第一。特別是2021年5月從摩納哥船東Eneti(前Scorpio Bulkers)承接的海上風電安裝船,造價高達約3.3億美元,采用了荷蘭工程企業GustoMSC開發的“NG-16000X” 設計,總長148米、型寬56米,配備一臺2600噸級Huisman Equipment1500樁腿環繞型起重機(LEC),可以一次運載5臺14~15MW超大型海上風力渦輪機。該型船采用7個動力裝置(Thruster)和GPS系統,在安裝地點確定正確位置,并將升降型樁腿(Jack-upleg)下沉固定在海底后進行安裝。當年12月,大宇造船又獲得了1艘同型船的追加訂單。
韓國業界表示,Eneti選定大宇造船為其海上風力渦輪機安裝船的建造船廠,是因為看中了其技術能力。大宇造船在海上風電安裝船領域的技術能力得到了國際業界的普遍認可。2009年,大宇造船從德國供氣企業RWEI承接過海上風力渦輪機安裝船訂單,該船是全球首艘平臺型海上風力渦輪機安裝船,引起了業界關注。
值得一提的是,韓華海洋在今年8月23日召開的理事會上通過了約2萬億韓元(約合15億美元)規模的有償增資擴股決議,其中的約2000億韓元(約合1.5億美元)將投資于海上風電市場。韓華海洋計劃,積極利用韓華集團的能源技術研發力量,不僅提供海洋風電開發業務服務,還提供海上風電安裝船、下部模塊、海上變電站等產品的制作、運輸、安裝和維護的海上風電綜合服務。
承接大型海上風電安裝船訂單最早,三星重工擁有“獨門絕技”優勢
而在海洋工程裝備領域擁有較大優勢的三星重工,在海上風電安裝船建造市場也具備自身獨特的競爭力。三星重工是韓國船企中首次承接海上風電安裝船訂單的企業。2010年,該公司從丹麥Swire Blue Ocean公司承接了全球最大的海上風電安裝船“Pacific Orca”號,并于2012年10月交付。該船總長160米、型寬49米,樁腿高105米,載重量為8400噸。
迄今為止,三星重工已成功建造交付了3艘大型海上風電安裝船。
值得一提的是,三星重工還在韓國三大船企中率先開發出低碳排放自升式海上風電安裝船(型號:SWW-FUEL CELL)概念設計,并于2021年4月同時獲得了世界三大船級社美國船級社(ABS)、DNV、英國勞氏船級社(LR)頒發的原則性認可(AIP)證書。
該型海上風電安裝船集尖端綠色環保技術于一身,采用了三星重工自主開發的LNG雙燃料發動機、固體氧化物燃料電池(SOFC)、能源儲存系統(ESS)等環保技術。據悉,與現有使用柴油發動機的船舶相比,該型船最多可以減少50%的二氧化碳排放,滿足不斷強化的國際海事環保新規要求,電力使用效率(Power Usage Effectiveness,PUE)數值高,因此可以大幅降低船舶的運行費用。
此外,該型船的成功開發,還可以使韓國造船業擺脫對長期壟斷海上風電安裝船設計技術的海外工程公司的依賴,降低因技術費支付、設備選定制約等帶來的高額成本。
為此,三星重工曾于2020年12月與曉星重工(HYOSUNG)合作完成了海上風電安裝船核心設備升降系統(Jacking system)的國產化共同技術開發。該系統可在4萬噸級風電安裝船上實現最重達2500噸的風力渦輪機的起重吊裝。
三星重工相關人士表示:“公司不僅自主開發了環保型海上風電安裝船,還獨立開發了9.5MW大型海上風電設備水下浮體結構(Tri-Star Float)。與依賴海外技術的企業相比,三星重工具有更大的優勢。”
2021年7月,三星重工開發的9.5MW大型海上風電設備水下浮體結構獲得DNV頒發的原則性認可(AIP)證書。海下浮體結構是支撐風力發電設備的大型結構物,與海工裝備產品之一的半潛式原油生產設備設計相似。此次獲得AIP認證的浮式海上風電設計技術,取消了以往的支撐海上風力發電機的浮筒(Pontoon)結構,可以大幅縮短工程制作、運輸和安裝的時間。
在開發過程中,三星重工針對過去40年來韓國東部海域風力的強度、潮流、水深等數據進行了分析,采用了在極端海洋環境下也能保持穩定的設計。
2020年10月,三星重工與DNV簽訂了“共同開發大容量浮式海上風電設計技術”的協議,共同研發旨在大型海上風電浮體結構設計的要素技術和基于數字孿生(Digital Twin)的海上風電遠程維護技術等。2021年3月,又在韓國船舶與海工裝備研究所(KRISO)成功完成了海下浮體結構模型的水池試驗,引起了全球主要船級社以及作為韓國東海浮式海上風電園區開發企業的綠色投資集團(GIG)-道達爾、殼牌公司、挪威國油、韓國電力公司等的高度關注。