歐洲海上風電大規(guī)模擴張為直升機業(yè)務帶來新的發(fā)展機遇,參與海上風電安全救援和現(xiàn)場運維的直升機數(shù)量不斷增長,已經(jīng)成為保障海上作業(yè)安全和發(fā)電收益不可或缺的交通工具。其中,空中客車公司(以下簡稱“空客”)的直升機在歐洲海上風電市場的占有率達3/4。盡管尚未在中國提供這項服務,但中國迅速崛起的海上風電有望成為空客直升機應用的新藍海,而國內(nèi)市場也對這項業(yè)務抱有期待。
直升機參與海上運維有優(yōu)勢
對于離岸較遠的海上風電機組,其安裝與運維通常使用船只,而空中力量的加入可以讓往返運輸變得更加高效、安全、節(jié)約、環(huán)保。
第一是提高出勤率和通達率。據(jù)了解,船舶的速度大概是15 ~ 25節(jié),可以滿足日常的運維需求,但對于一些緊急情況,比如施工人員的安全受到威脅,以及海況突然變化,緊急部件的運輸,則難以滿足需求。直升機航速在125 ~ 150節(jié),若風電場離岸距離為37公里,船舶大概需要1 ~ 1.5小時,直升機只需要10分鐘左右。在環(huán)境適應性方面,船舶出海時通常要求風力在6 ~ 8級以下,直升機則能夠在10級大風天氣中出航??湛偷闹鄙龣C應用案例中顯示,直升機運送技術人員并確??焖夙憫M行故障排除的年通達率可超過90%,較船舶運維高出近一倍,一些運營商甚至能使這項指標達到93% ~ 97%。在這個過程中,還可避免技術人員因長時間乘船可能出現(xiàn)的暈船現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計,直升機能夠使技術人員的工作效率提升30%。
第二是安全。直升機不僅能夠有效保障機組運維的安全,其自身也具有更高的安全性。直升機運維對安全等級的要求高,安全故障率比船舶低10倍。歐洲的直升機與客機具有相同的商業(yè)運行要求。從2002年為海上風電提供服務以來,歐洲的直升機運維中未出現(xiàn)技術人員傷亡事故。空客直升機的主要客戶之一、世界上最大的海上風電直升機運營商HTM集團,業(yè)務覆蓋十多個風電場,服務的風電機組超過800臺。該公司主管Bernd向《風能》雜志記者表示,空客H135已經(jīng)幫助他們實現(xiàn)了首個項目4500小時的安全飛行。此外,風電場人員接受的特定培訓(例如絞車培訓和直升機水下逃生培訓)和直升機配備的安全設備等,也能夠有效保證運維人員的安全。
第三是節(jié)約。在這方面,直升機節(jié)省的成本源于減少風電機組停機或發(fā)生故障造成的發(fā)電量損失,相應地增加了產(chǎn)出。通過經(jīng)濟模型計算,應用直升機能夠使風電場的發(fā)電量提高2%~5%。
根據(jù)以往經(jīng)驗的統(tǒng)計,海上風電場的人員通勤和物料運輸成本可占全部運維支出的37%。為滿足單臺風電機組每年的運維需求,需要動用約20次的人員運輸船(CTV),而人員運輸船每年約有150天無法出海。服務運維船(SOV)運維則需要大量的投資,同時受海浪影響,依然需要依靠其他船只或直升機配合出勤。綜合成本來看,直升機的使用可大大節(jié)省運維支出。
第四是環(huán)保。與傳統(tǒng)運輸方式相比,直升機的燃油消耗低,二氧化碳的排放也非常少,帶來的環(huán)境收益提升顯著。
多個產(chǎn)品服務海上風電
10年間,直升機在全球海上風電運營的數(shù)量從零增長到現(xiàn)在的40架。
在空客的產(chǎn)品系列當中,H135、H145、海豚機、H175,以及H160都適用于海上風電運維。這些機型的應用大致可分為兩類:一是用于運維人員到海上升壓站和船舶(如SOV、電纜敷設船、住宿船或安裝船)的運輸。這主要使用較大型的直升機(例如H175),運送人數(shù)至少能夠達到12名,多使用在項目的安裝階段和距離海岸較遠的地方;二是通過直升機的絞車將運維人員運送到風電機組上,主要使用較小型的直升機(例如H135 和H145),座位數(shù)為6 ~ 8個,多用于運維階段。不同場景將依照直升機的型號、性能要求以及主要使用/規(guī)劃的時間段,派遣不同類型的直升機。
在性能方面,用于海上作業(yè)的空客直升機都配備了雙發(fā)動機,絞車作業(yè)的重點主要放在單發(fā)性能上,因為即使只有一臺發(fā)動機工作,直升機也必須能保持懸停,必要的時候還可在海上迫降,從而保障完成運輸作業(yè)和機上人員的安全。
空客直升機海上風電主管、西歐地區(qū)銷售負責人Dennis表示:“如果從可靠性以及性能的角度來說,空客直升機是首選。2009年,空客開始在德國運營這項業(yè)務。到2019年,在全球海上風電業(yè)務領域,H135有17架,H145有8架,海豚機有5架,空客直升機在歐洲海上風電市場占比超過3/4。”
看好中國海上風電市場
海上風電這一新興產(chǎn)業(yè)在全球的快速發(fā)展已經(jīng)勢不可擋,未來潛力巨大??湛头矫姹硎?,預計到2030年,全球海上風電累計裝機容量會達到2.5億千瓦,更大型的風電機組將進入市場。而到2050年,預計全球海上將有6.5萬臺風電機組在運行,需要1000架直升機投入運營。
空客非常看好中國海上風電的發(fā)展,并做出樂觀的市場分析。目前,中國安裝了超過1000臺海上風電機組,2018年貢獻全球海上風電新增裝機數(shù)量的一半。未來,中國有望在全球海上風電中占據(jù)約50%的份額,裝機數(shù)量以15%的增長率保持快速增長。預計到2030年,中國海上風電累計裝機將達到1億千瓦,直升機應用數(shù)量在250 ~ 300架。
此前,空客與中國早有合作基礎,為直升機進入海上風電領域做了相應準備。據(jù)Dennis介紹“:空客是民用市場上最大的直升機提供商,也愿意成為中國直升機領域領先的公司。我們與中國的直升機行業(yè)已經(jīng)合作將近50年,業(yè)務遍布全中國。我們在青島建立了新工廠,以完成H135直升機的生產(chǎn)。”
海上風電運營是一個復雜的市場,不同地理位置對項目有著不同的要求。中國漫長的海岸線、低溫冰凍以及臺風等天氣狀況,也為直升機參與海上風電運維創(chuàng)造了契機。為此,空客設計了一種商業(yè)案例模擬計算工具,以識別最佳的運維解決方案,并已針對中國市場情況進行定制化。Bernd表示,HTM 集團愿意支持中國相關行業(yè)為開拓海上風電市場做準備,通過向整機制造企業(yè)提供有關提升操作水平的最佳實踐建議,以改善其設計(例如基準點、絞車作業(yè)區(qū)域、風電機組或照明設備的預定提升位置等),或與中國運營商共同制定培訓和操作標準。
中國的海上風電場面臨著很大的發(fā)展壓力,補貼逐步退坡,維修窗口期短,開發(fā)商在尋求優(yōu)化運維的方式,合理地配備直升機是有效保障作業(yè)安全,提高運維效率的手段。目前,歐洲海上風電場已經(jīng)按照行業(yè)規(guī)范性的建設要求安裝了絞車平臺,方便直升機運送人員和設備??湛褪茉L者同樣希望中國風電行業(yè)能夠明確相關建設要求,為直升機早日參與中國海上風電的建設與運維打下基礎。
直升機參與海上運維有優(yōu)勢
對于離岸較遠的海上風電機組,其安裝與運維通常使用船只,而空中力量的加入可以讓往返運輸變得更加高效、安全、節(jié)約、環(huán)保。
第一是提高出勤率和通達率。據(jù)了解,船舶的速度大概是15 ~ 25節(jié),可以滿足日常的運維需求,但對于一些緊急情況,比如施工人員的安全受到威脅,以及海況突然變化,緊急部件的運輸,則難以滿足需求。直升機航速在125 ~ 150節(jié),若風電場離岸距離為37公里,船舶大概需要1 ~ 1.5小時,直升機只需要10分鐘左右。在環(huán)境適應性方面,船舶出海時通常要求風力在6 ~ 8級以下,直升機則能夠在10級大風天氣中出航??湛偷闹鄙龣C應用案例中顯示,直升機運送技術人員并確??焖夙憫M行故障排除的年通達率可超過90%,較船舶運維高出近一倍,一些運營商甚至能使這項指標達到93% ~ 97%。在這個過程中,還可避免技術人員因長時間乘船可能出現(xiàn)的暈船現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計,直升機能夠使技術人員的工作效率提升30%。
第二是安全。直升機不僅能夠有效保障機組運維的安全,其自身也具有更高的安全性。直升機運維對安全等級的要求高,安全故障率比船舶低10倍。歐洲的直升機與客機具有相同的商業(yè)運行要求。從2002年為海上風電提供服務以來,歐洲的直升機運維中未出現(xiàn)技術人員傷亡事故。空客直升機的主要客戶之一、世界上最大的海上風電直升機運營商HTM集團,業(yè)務覆蓋十多個風電場,服務的風電機組超過800臺。該公司主管Bernd向《風能》雜志記者表示,空客H135已經(jīng)幫助他們實現(xiàn)了首個項目4500小時的安全飛行。此外,風電場人員接受的特定培訓(例如絞車培訓和直升機水下逃生培訓)和直升機配備的安全設備等,也能夠有效保證運維人員的安全。
第三是節(jié)約。在這方面,直升機節(jié)省的成本源于減少風電機組停機或發(fā)生故障造成的發(fā)電量損失,相應地增加了產(chǎn)出。通過經(jīng)濟模型計算,應用直升機能夠使風電場的發(fā)電量提高2%~5%。
根據(jù)以往經(jīng)驗的統(tǒng)計,海上風電場的人員通勤和物料運輸成本可占全部運維支出的37%。為滿足單臺風電機組每年的運維需求,需要動用約20次的人員運輸船(CTV),而人員運輸船每年約有150天無法出海。服務運維船(SOV)運維則需要大量的投資,同時受海浪影響,依然需要依靠其他船只或直升機配合出勤。綜合成本來看,直升機的使用可大大節(jié)省運維支出。
第四是環(huán)保。與傳統(tǒng)運輸方式相比,直升機的燃油消耗低,二氧化碳的排放也非常少,帶來的環(huán)境收益提升顯著。
多個產(chǎn)品服務海上風電
10年間,直升機在全球海上風電運營的數(shù)量從零增長到現(xiàn)在的40架。
在空客的產(chǎn)品系列當中,H135、H145、海豚機、H175,以及H160都適用于海上風電運維。這些機型的應用大致可分為兩類:一是用于運維人員到海上升壓站和船舶(如SOV、電纜敷設船、住宿船或安裝船)的運輸。這主要使用較大型的直升機(例如H175),運送人數(shù)至少能夠達到12名,多使用在項目的安裝階段和距離海岸較遠的地方;二是通過直升機的絞車將運維人員運送到風電機組上,主要使用較小型的直升機(例如H135 和H145),座位數(shù)為6 ~ 8個,多用于運維階段。不同場景將依照直升機的型號、性能要求以及主要使用/規(guī)劃的時間段,派遣不同類型的直升機。
在性能方面,用于海上作業(yè)的空客直升機都配備了雙發(fā)動機,絞車作業(yè)的重點主要放在單發(fā)性能上,因為即使只有一臺發(fā)動機工作,直升機也必須能保持懸停,必要的時候還可在海上迫降,從而保障完成運輸作業(yè)和機上人員的安全。
空客直升機海上風電主管、西歐地區(qū)銷售負責人Dennis表示:“如果從可靠性以及性能的角度來說,空客直升機是首選。2009年,空客開始在德國運營這項業(yè)務。到2019年,在全球海上風電業(yè)務領域,H135有17架,H145有8架,海豚機有5架,空客直升機在歐洲海上風電市場占比超過3/4。”
看好中國海上風電市場
海上風電這一新興產(chǎn)業(yè)在全球的快速發(fā)展已經(jīng)勢不可擋,未來潛力巨大??湛头矫姹硎?,預計到2030年,全球海上風電累計裝機容量會達到2.5億千瓦,更大型的風電機組將進入市場。而到2050年,預計全球海上將有6.5萬臺風電機組在運行,需要1000架直升機投入運營。
空客非常看好中國海上風電的發(fā)展,并做出樂觀的市場分析。目前,中國安裝了超過1000臺海上風電機組,2018年貢獻全球海上風電新增裝機數(shù)量的一半。未來,中國有望在全球海上風電中占據(jù)約50%的份額,裝機數(shù)量以15%的增長率保持快速增長。預計到2030年,中國海上風電累計裝機將達到1億千瓦,直升機應用數(shù)量在250 ~ 300架。
此前,空客與中國早有合作基礎,為直升機進入海上風電領域做了相應準備。據(jù)Dennis介紹“:空客是民用市場上最大的直升機提供商,也愿意成為中國直升機領域領先的公司。我們與中國的直升機行業(yè)已經(jīng)合作將近50年,業(yè)務遍布全中國。我們在青島建立了新工廠,以完成H135直升機的生產(chǎn)。”
海上風電運營是一個復雜的市場,不同地理位置對項目有著不同的要求。中國漫長的海岸線、低溫冰凍以及臺風等天氣狀況,也為直升機參與海上風電運維創(chuàng)造了契機。為此,空客設計了一種商業(yè)案例模擬計算工具,以識別最佳的運維解決方案,并已針對中國市場情況進行定制化。Bernd表示,HTM 集團愿意支持中國相關行業(yè)為開拓海上風電市場做準備,通過向整機制造企業(yè)提供有關提升操作水平的最佳實踐建議,以改善其設計(例如基準點、絞車作業(yè)區(qū)域、風電機組或照明設備的預定提升位置等),或與中國運營商共同制定培訓和操作標準。
中國的海上風電場面臨著很大的發(fā)展壓力,補貼逐步退坡,維修窗口期短,開發(fā)商在尋求優(yōu)化運維的方式,合理地配備直升機是有效保障作業(yè)安全,提高運維效率的手段。目前,歐洲海上風電場已經(jīng)按照行業(yè)規(guī)范性的建設要求安裝了絞車平臺,方便直升機運送人員和設備??湛褪茉L者同樣希望中國風電行業(yè)能夠明確相關建設要求,為直升機早日參與中國海上風電的建設與運維打下基礎。