加快發(fā)展我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)是促進我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)我國提出的“雙碳”目標的重要手段之一。從目前來看，我國海上風(fēng)電場技術(shù)規(guī)范標準體系建設(shè)速度顯著落后于海上風(fēng)電的發(fā)展速度，由于我國海上風(fēng)電是從陸上發(fā)展起來的，眾多海上風(fēng)電項目的采標范圍涵蓋水利水電、港口航道、陸上建筑等領(lǐng)域，并不能有效規(guī)避海上結(jié)構(gòu)設(shè)計、建造和安裝等環(huán)節(jié)的安全風(fēng)險，因此在海上風(fēng)電規(guī)范標準體系建設(shè)方面仍存在較大的建設(shè)提升空間。

 

表1列舉了項目實施各個階段我國已有的海上風(fēng)電技術(shù)標準，包括但不限于：

 

（1）在規(guī)劃階段，我國已經(jīng)具有一系列針對于海上風(fēng)電場工程項目前期的編制規(guī)程；

 

（2）在設(shè)計階段，除表1所示的幾部規(guī)范標準外，我國暫無其他的統(tǒng)一標準。設(shè)計院在對海上風(fēng)電場設(shè)施進行設(shè)計時，主要依據(jù)我國的水工、建筑、海工行業(yè)標準或國外相關(guān)標準，涉及到LRFD/WSD結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、抗震設(shè)計規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范、樁基設(shè)計規(guī)范和防腐技術(shù)規(guī)范等；

 

（3）在陸地建造階段，除《海上風(fēng)力發(fā)電工程施工規(guī)范》（GB/T 50571-2010）、《海上風(fēng)電場鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)標準》（NB/T 31006-2011）外，我國暫無其他的統(tǒng)一的技術(shù)標準，主要采標水工、建筑、海工行業(yè)標準或參照國外相關(guān)標準；

 

（4）在海上施工階段，由三峽集團牽頭編制的國標《海上風(fēng)力發(fā)電工程施工規(guī)范》（GB/T 50571-2010）已于2010年發(fā)布，該規(guī)范主要對施工準備、施工交通運輸、基礎(chǔ)工程施工、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備安裝、海底電纜敷設(shè)、工程觀測與檢測、風(fēng)電場的調(diào)試與試運行以及施工管理等提出相關(guān)要求。此外，還有一部由三峽集團牽頭編制的能標《海上風(fēng)電場工程施工安全技術(shù)規(guī)范》（NB/T 10393-2020）于2020年發(fā)布，該規(guī)范針對海上風(fēng)電場工程施工安全、防止和減少施工過程中的人身傷害和財產(chǎn)損失制定相關(guān)要求；

 

（5）在運營階段，一般前期的運營均由風(fēng)機制造商完成風(fēng)機的運營維護，企業(yè)參照廠家運維說明、國外標準或其它行業(yè)標準開展工作。國標《海上風(fēng)力發(fā)電機組運行及維護要求》（GB/T 37424-2019）已于2019年生效，填補了國內(nèi)運維標準的空白；

 

（6）在棄置階段，目前由于尚未涉及到風(fēng)電場設(shè)施棄置的工程實例，所以我國暫無相關(guān)的規(guī)范標準。

 

表1 目前海上風(fēng)電場項目開發(fā)階段所采用的我國的統(tǒng)一技術(shù)標準

 

 綜上，我國海上風(fēng)電場建設(shè)除規(guī)劃階段具備較完善的技術(shù)要求，其他階段相關(guān)技術(shù)要求尚不明晰，均需進一步補充，有待建立完整的海上風(fēng)電場技術(shù)規(guī)范體系。

 

 

中國船級社（CCS）于2006年開始進入海上風(fēng)電場設(shè)施及裝備領(lǐng)域，開展規(guī)范標準研究與制定、裝備入級與檢驗及相關(guān)認證和技術(shù)咨詢工作。

 

對于海上風(fēng)電施工裝備，如自升式風(fēng)電安裝平臺、浮式起重船等，CCS按照傳統(tǒng)的海上設(shè)施進行入級檢驗，目前國內(nèi)所有自升式風(fēng)電安裝平臺已建、在建合計70余座，均入級CCS，擁有數(shù)量已經(jīng)位居世界第一位。對于海上風(fēng)電場設(shè)施，如海上升壓站、海上風(fēng)機支撐結(jié)構(gòu)等，CCS積極地開展相關(guān)技術(shù)探索和研究，充分借鑒和參考CCS在海洋工程領(lǐng)域40多年的經(jīng)驗，結(jié)合海上風(fēng)電場設(shè)施的具體特點，按照“全領(lǐng)域、全生命周期”的海洋工程理念，建立了較為完善的海上風(fēng)電場設(shè)施技術(shù)規(guī)范體系，系統(tǒng)地提出了海上風(fēng)電場設(shè)施涉及安全、環(huán)保等方面的技術(shù)要求。目前，CCS完成海上風(fēng)電場設(shè)施規(guī)范標準6部、在編規(guī)范4部，同時受國家海事局委托，編制關(guān)于海上風(fēng)電場在內(nèi)的固定、浮動設(shè)施法定檢驗技術(shù)規(guī)則4部。具體規(guī)范體系如下表2所示。同時，該規(guī)范體系隨著國內(nèi)海上風(fēng)電的發(fā)展不斷擴充和完善。

 

表2 CCS海上風(fēng)電場設(shè)施技術(shù)規(guī)范體系

 

 

下面主要對《海上風(fēng)電場設(shè)施檢驗指南》、《海上升壓站平臺指南》和《海上風(fēng)電場設(shè)施施工檢驗指南》展開介紹，其他規(guī)范標準也是對海上風(fēng)電場設(shè)施的具體類型或不同階段提供相關(guān)的技術(shù)要求，在此不再贅述。

 

 

《海上風(fēng)電場設(shè)施檢驗指南》（2017）主要結(jié)合海上風(fēng)電場設(shè)施的具體特點，借鑒和參考傳統(tǒng)海洋工程經(jīng)驗，對海上風(fēng)力發(fā)電機組、海上風(fēng)機支撐結(jié)構(gòu)、海上測風(fēng)塔以及升壓站進行系統(tǒng)研究，發(fā)布了具體檢驗技術(shù)要求，可為第三方檢驗和相關(guān)方提供指導(dǎo)。

 

指南分別由4章正文、1個附錄組成。第1章明確本指南的目的、適用范圍、定義、檢驗與證書的要求；第2章對海上風(fēng)力發(fā)電機組提出了具體的檢驗技術(shù)要求；第3章給出了海上風(fēng)力發(fā)電機組下部支撐結(jié)構(gòu)及測風(fēng)塔的相關(guān)檢驗技術(shù)要求；第4章給出海上升壓站檢驗的具體技術(shù)要求；附錄1為海上風(fēng)電場設(shè)施符合證書樣例。具體內(nèi)容詳見指南。

 

該指南已在國內(nèi)幾個新建的海上風(fēng)電場設(shè)施檢驗項目中得到了應(yīng)用。

 

《海上升壓站平臺指南》（2019）以CCS《海上風(fēng)電場設(shè)施檢驗指南》為依據(jù)，充分借鑒和參考國內(nèi)外海洋工程行業(yè)及CCS在海上設(shè)施領(lǐng)域的相關(guān)經(jīng)驗，結(jié)合目前國內(nèi)已建、在建以及正在進行檢驗的海上升壓站工程項目，研究海上升壓站功能需求和設(shè)計特點，梳理海上升壓站相對于固定式海洋油氣平臺的異同點，編制形成《海上升壓站平臺指南》，并開展海上升壓站載荷抗力系數(shù)法和抗力系數(shù)適用性研究，提出適用于海上升壓站的LRFD設(shè)計載荷分項系數(shù)和載荷抗力系數(shù)，并納入指南具體技術(shù)條款。該指南可為海上升壓站的第三方檢驗和相關(guān)方提供參考。

 

該指南由11章正文和2個附錄組成。第1章明確該指南的適用范圍、定義、檢驗與證書的要求；第2章至第11章給出了總體布置、結(jié)構(gòu)、電氣一次、電氣二次、機械和公用系統(tǒng)、消防安全、逃救生、通信與信號、防污染設(shè)備的技術(shù)要求；附錄1、2分別為海上風(fēng)電場設(shè)施符合證書樣例和海上升壓站平臺圖紙審查范圍。具體內(nèi)容詳見指南。

 

該指南已經(jīng)在江蘇、福建和廣東等海域二十余座新建的海上升壓站檢驗項目中得到了應(yīng)用。

 

針對目前國內(nèi)海上風(fēng)電場施工過程相關(guān)規(guī)范標準的缺失問題，CCS編制形成《海上風(fēng)電場設(shè)施施工檢驗指南》（2020）。該指南主要參考國內(nèi)外海洋工程施工過程的相關(guān)經(jīng)驗，結(jié)合國內(nèi)海上風(fēng)電場施工具體特點，對海上風(fēng)電場設(shè)施施工的全過程提出了具體技術(shù)要求，可為第三方檢驗、海事保險檢驗以及相關(guān)方提供指導(dǎo)。

 

該指南共分為8章。第1章明確該指南的適用范圍和依據(jù)、定義、檢驗與證書的要求；第2章給出了海上風(fēng)電場設(shè)施施工規(guī)劃與設(shè)計的相關(guān)要求；第3章提出了施工設(shè)計與施工過程的環(huán)境條件操作要求；第4章對各種碼頭裝船形式給出詳細的技術(shù)要求；第5章針對各種海上運輸形式和運輸過程的船舶穩(wěn)性、強度及設(shè)施本身提出相關(guān)技術(shù)要求；第6章對整個海上作業(yè)環(huán)節(jié)，包括吊裝、沉樁、嵌巖、連接、筒型基礎(chǔ)安裝、輔助工裝等提出詳細要求；第7章主要給出了海纜敷設(shè)和海纜保護等過程的相關(guān)規(guī)定；第8章給出了人員健康與保護的相關(guān)內(nèi)容。具體內(nèi)容詳見指南。

 

 

隨著國內(nèi)海上風(fēng)電主戰(zhàn)場的南移，國內(nèi)海上風(fēng)電面臨新的挑戰(zhàn)，尤其是廣東、福建復(fù)雜的地質(zhì)條件和惡劣的海洋環(huán)境，適用于江蘇等海域的單樁、高樁承臺等海上風(fēng)機支撐結(jié)構(gòu)型式很難廣泛應(yīng)用于南海地區(qū)，尤其是嵌巖樁的施工成本及難度問題，迫切需要對風(fēng)機基礎(chǔ)型式和施工工藝進行進一步探索和研究。同時，隨著海上風(fēng)機容量進一步加大，海上風(fēng)電逐步向深水發(fā)展，傳統(tǒng)的固定式風(fēng)機基礎(chǔ)不再適用，浮式風(fēng)機必將成為未來的發(fā)展方向。

 

因此，對于國內(nèi)海上風(fēng)電場設(shè)施規(guī)范的發(fā)展，必將面向適用于南海海域的新型的風(fēng)機支撐結(jié)構(gòu)和施工工藝以及深遠海的浮式風(fēng)機基礎(chǔ)。隨著海上風(fēng)電場的規(guī)模不斷擴大且逐漸向深水轉(zhuǎn)移，海上升壓站也將面臨大型化和適應(yīng)深水區(qū)域的難題，而浮式升壓站的浮式基礎(chǔ)可以通過更大的浮力承載更高的設(shè)備重量，從而有效解決設(shè)備大型化的難題，也更適用于深水區(qū)域。此外，海上風(fēng)電制氫有望進一步降低海上風(fēng)電成本，其可直接將風(fēng)力發(fā)電機組產(chǎn)生的電能通過制氫設(shè)備轉(zhuǎn)化為氫氣，可采用現(xiàn)有的海底油氣管道將氫氣輸至岸上，從而可以節(jié)省海上升壓站以及海底電纜的高昂費用，具備十分可觀的發(fā)展前景。這些新穎的海上風(fēng)電場設(shè)施將對國內(nèi)海上風(fēng)電場設(shè)施規(guī)范研究提出更高的挑戰(zhàn)。同時，隨著國內(nèi)更多的海上風(fēng)電場走向運維階段，運維和棄置相關(guān)的規(guī)范標準亟需出臺，這也是必須提上日程的重要工作。

 

CCS緊跟海上風(fēng)電場設(shè)施發(fā)展趨勢，依托多年的海洋工程浮式設(shè)施經(jīng)驗，開展了海上浮式風(fēng)電設(shè)施的研究工作，目前已編制完成《海上浮式風(fēng)機平臺指南》，該指南對海上浮式風(fēng)機平臺及其附屬系統(tǒng)提出了相關(guān)技術(shù)和檢驗要求，主要用于指導(dǎo)我國海域內(nèi)新建的無人值守的海上浮式風(fēng)機平臺在設(shè)計、建造和安裝階段的檢驗和質(zhì)量控制。

 

國內(nèi)海上風(fēng)電開發(fā)如火如荼，但相比較歐洲較為成熟的技術(shù)規(guī)范體系，我國關(guān)于海上風(fēng)電設(shè)施的設(shè)計、建造、安裝、運維以及棄置的規(guī)范標準在快速發(fā)展，但還未形成完備的體系，勢必對國內(nèi)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生影響。尤其是當海上風(fēng)電進入深遠海、浮式風(fēng)機應(yīng)運而生時，其載荷響應(yīng)、運動表現(xiàn)、結(jié)構(gòu)強度、穩(wěn)性等要求更屬于海洋工程范疇，傳統(tǒng)的海洋工程學(xué)科應(yīng)發(fā)揮更大作用。CCS經(jīng)過多年在海上風(fēng)電領(lǐng)域的研究和積累，初步形成了一套海上風(fēng)電設(shè)施規(guī)范體系，愿與業(yè)界共同努力，一起構(gòu)建海上風(fēng)電場設(shè)施技術(shù)規(guī)范體系，為國內(nèi)海上風(fēng)電健康、持續(xù)發(fā)展保駕護航。