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    風電設備大件運輸現狀及需求之淺析

    添加時間:2021-03-06 11:50 來源:淳遠國際物流 作者:www.joomla2x.com

      摘要:大件風電設備運輸大件貨物運輸中一個特殊的分支,與大件貨物運輸一樣,它將超高、超寬、超長、超重貨物進行水上和陸上或其他方式運輸。自2003年至今,伴隨著風電產業的發展,風電設備大件運輸行業發展很快,在大件設備運輸、承運商、運輸方式、技術、政策法規、人才培養等方面,都有很大的發展和變化。對此,筆者將結合自身的工作實踐與對行業的關注,對風電設備大件運輸現狀及需求進行簡單的分析。

      關鍵字:風電產業;粗放;精細;規范;

    風電設備大件運輸現狀及需求之淺析

      一、風電產業發展回顧

      我國風電產業從2003年開始發展,到2019年11月為止,已取得很大的發展。2003年,裝機僅為50MW,到2013年年底,新增裝機容量 16088.7MW,同比增長24.1%;累計裝機容量 91412.89MW,同比增長 21.4%。新增裝機和累計裝機兩項數據均居世界第一。2017年新增裝機容量18GW,2018新增裝機容量21.14GW,2019年進入搶裝周期,預計新增裝機容量30GW。同時,市場預期平價節點臨近,風電開發企業加快建設在手項目,風電開發企業三年持續搶裝開啟,2020年后進入平價時代,長短周期銜接,風電裝機將持續放量。預計在今后三年可建設規模為97至105GW。風電整機廠商的發展,從2003年起步到2013年,已增至100余家,到2018年和2019年已減至20家左右。風電場的分布,2018年和2019年,新增裝機容量集中在三北和中南,三北地帶約45%,中南省份約占55%。其中,中南省份的山地風場占比在35%左右。不可忽視的是,《風電發展“十三五”規劃》中提出,到2020年底,海上風電并網裝機容量將達到500萬千瓦以上。一組數據顯示,2019年1至9月,海上風電新增并網容量為106萬千瓦,預計到2020年,可實現累計并網容量500萬千瓦的規劃目標。

      二、風電大件運輸的發展

      1、 風電設備的運輸要求

      風電設備由于其重量大、長度長等特點,運輸要求相對普通件雜貨來說要高,相對特大件來說要低。風電設備體量較大,不容忽視。伴隨風電產業的發展,風電設備承運商經歷了從粗放到精細、從蠻干到專業化的發展過程。風電設備中超限設備主要包括:機艙、輪轂、葉片、發電機(直驅型風力發電機組中,發電機與機艙分離,雙饋型則是一體的)、塔筒及基礎環。

      1.1機艙

      1.5MW至2MW的普通機型中,山地型2MW的機艙運輸難度相對較大,重量在75至100噸之間,長8.5米至9.5米,寬3.5米至4.2米,高4.2至4.7米。由于參數限制,需要專型的大件運輸車輛來運輸,業界普遍采用三軸線短軸距低平板車,在通過橋涵時,可通過液壓軸線的控制充分降低運輸高度,在通過市區、城鎮、風場彎道時,通過液壓轉向控制,盡量降低運輸難度以減少道路修造、障礙物拆除等成本。3MW至5MW的特大機型在此不做詳細分析,在本章第6節中作單獨說明。

      1.2輪轂

      輪轂外形像不規則的球體,直徑3.5米左右,重20至30噸。由于與運輸車輛的車體接觸面積小,運輸過程中需要加強綁扎。鋼絲繩不能直接接觸設備,需用麻布或橡膠墊片進行墊護。

      1.3葉片

      1.5MW至2MW的機型中,葉片長度在43米至52米之間,頂端直徑2.2米左右,重8噸左右。在山地風場的葉片運輸中,一般采用抽拉式葉片運輸車集中運輸至風場附近的堆場,再采用“葉片揚舉車”統一進行二次轉運。轉運過程中,葉片通過下回轉支承和環形滑道可以進行360度旋轉,通過油缸的伸縮最大張角可達到60度,從而使得葉片在運輸過程中產生揚起、擺動、自旋轉動作,以躲避樹木、山體、電線、建筑物等障礙。這樣做的好處是,減少道路改造工程量、縮短工期。

      1.4發電機

      直驅型風力發電機組中,發電機與機艙是分離的,以湘電風能為代表的整機廠商中,直驅型是相較雙饋型的另一種技術路線。普遍采用2MW的機型,設備重量65噸,發電機外形為圓柱形,直徑4.3米至4.95米,高3米以內。5MW的機型,設備重量約為140噸,發電機外形為圓柱形,直徑6.6米,不適用于公路整車運輸,都采用海運物流。

      1.5塔筒及基礎環

      塔筒一般分為3至4端,直徑3.1米至4.5米,長度20米至25米,重量為30噸至50噸,采用凹槽型底板車運輸,由于驅動軸與承重軸之間的距離較長,在山地風場中需要換裝驅動功率較大的牽引車(480匹或540匹馬力)才能行駛到風電機組裝配機位。在沒有裝備大功率牽引車的情況下,一般采用裝載機拉拽輔助起行駛至機位。

      塔筒運輸過程中,爬坡上山是最難的,由于塔筒本體沒有附著的吊點,捆扎時只能用帆布帶或者鋼絲繩加墊片以壓“八字”的方式捆扎,在上坡時因坡度過大易造成塔筒往后滑動,情況嚴重時甚至會造成脫落。

      基礎環直徑為4.5米左右,重量僅為10噸左右,按超限件不可解體規則,每車只能運輸一件。

      2、 承運商的發展

      過去十年是中國物流快速發展的十年,也是大件物流快速發展的十年。大件運輸業務橫跨石油、化工、電力、海洋工程、冶金、機械、建筑等行業。隨著能源經濟的發展,大件企業數量和大件運輸項目都是成倍增加,大件運輸市場呈現前所未有的繁榮景象。雖然近一年來,大件市場放緩了增速的腳步,但在未來5至10年內,隨著中國經濟的繼續發展,以及國家重點建設工程項目的數量和規模不斷增加,大件運輸行業依然有持續旺盛的市場需求。我們有理由相信大件運輸行業必將繼續向前發展,未來前景依舊很好。據統計,全國大件運輸相關企業有14032家,規模較大的大件運輸的企業約有300多家,其中國有企業和民營企業占有90%以上,外資企業所占比例很小。運輸方式主要涉及公路、鐵路、水路及多種運輸方式聯運。大件運輸業內比較認可的資質是電力大件運輸資質,行業內一半以上的企業已獲得此資質,電力大件總承包甲級資質是大件運輸行業的最高資質。與大件運輸相似,風電大件運輸也經歷了“粗放、散小”到“專業、集中”的階段。伴隨風電設備運輸需求的增大,一批普通貨物運輸企業迅速轉型為大件運輸企業或車隊。另外,較多的大件運輸企業或車隊為適應風電設備的運輸要求,加快了運輸車輛的淘汰和改造進度,迅速的適配了風電設備大件運輸的市場需求。

      3、 運輸設備的發展

      運輸設備,指風電設備大件運輸所使用的車輛。以筆者從業的經驗來看,風電設備大件運輸所使用的車輛在適配運輸要求的過程中迅速得到了發展。以葉片運輸車為例,從最初長為25.3米的葉片發展到37米,由于37米的葉片的支點跨距為22米左右,國內的大型物件運輸公司很少有合適的車輛能適配其運輸要求。原承運葉片的車隊在原車輛的基礎上,定制轉向磨盤和加長的縱梁,將原掛車摘除,再用U型螺栓將兩根縱梁與之固定,馬上解決了支點跨距長的問題。卸貨完畢后,再將掛車掛上鞍座。由于操作過程中需要吊車配合,時間長、費用高,逐漸的有掛車廠商推出抽拉式葉片運輸車。這種葉片運輸車的縱梁是盒式的,縱梁分為三至四節,通過抽拉的方式使掛車加長,以解決支點跨距問題,卸貨完畢后通過承重軸的自制動,牽引車倒車即可將抽拉式縱梁收入盒式縱梁內。由于其掛車長度可隨意調節,適應于所有長度的葉片運輸,目前業界在葉片長途運輸的過程中普遍采用該類車輛。山地風場由于其地形限制,在道路改造中受到了很多制約,不能滿足原葉片運輸方式的通行需求。2012年,以湘電風能為代表的整機廠商聯合掛車制造廠商、承運商迅速研發出“葉片揚舉車”,通過先將葉片集中運輸至風電場附近的堆場,再統一進行二次轉運至機位。另外,以三一風電為代表的廠商甚至計劃在風電場的中心位置設立葉片制造車間,這是一種積極的探索,但是最終沒有成型,究其原因,即便在設立葉片制造車間在加工制造上可行,但最終葉片到機位還是需要轉運的。而且,如果把葉片模具搬運至機位,在機位制造葉片可行,那么長達50米的模具的轉運也是不容忽視的。雙饋型機艙或者直驅型發電機的運輸以前多由裝載機運輸車輛運輸,由于山地風場的特殊性和體量加大,風電設備運輸車隊或公司已逐步淘汰原有轉載設備,改用三軸線短軸距低平板車。

      4、 技術手段的發展

      從以上分析來看,葉片揚舉車、三軸線短軸距低平板車的采用是一種適應需求的快速反應,也是經驗積累的爆發,更是廠商、車輛制造廠及承運商的共同努力的結果。另一方面,承運商在長期的從業經驗積累中,對運輸的風電設備、選用的裝載車輛、廠商至風場的路況能有一個較好的掌握,特別要提到的是,國內很多風電設備大件運輸公司不僅能從專業的角度進行運輸時的行駛線路的道路情況進行較好的勘察,而且能熟練運用計算機系統進行模擬,進而保證設備運輸的完好率。

      5、 政策變化

      依據1997年全國人大常委會通過的《公路法》,大件運輸必須經縣級以上地方人民政府交通主管部門和同級公安機關批準,即執行“雙批”制度。2004年,全國人大常委會對《公路法》進行了修改,刪去公安機關的許可。2011年,《公路安全保護條例》實施,這項國務院行政法規規定:“跨省、自治區、直轄市進行超限運輸的,向公路沿線各省、自治區、直轄市公路管理機構提出申請,由起運地省、自治區、直轄市公路管理機構統一受理,并協調公路沿線各省、自治區、直轄市公路管理機構對超限運輸申請進行審批,必要時可以由國務院交通運輸主管部門統一協調處理”。這一法規的定調,確定了“一地受理,并聯審批”的總綱。然而在落地實施的過程中,遇到了各省市之間公路路網未能聯通、許可信息裝備落后、地方法規制度不一、各地管理體制差異等一系列問題,推進過程難而又難。2016年,交通運輸部又組織開展在河南、湖北、湖南、重慶、四川、貴州、陜西7個省市試點跨省大件運輸并聯許可聯網。2016年9 月21 日,《超限運輸車輛行駛公路管理規定》正式實施,為全面開展聯網工作提供了政策依據。

      2017年年初,交通運輸部將跨省大件運輸并聯許可全國聯網列入部更貼近民生實事之一。同時,借助《國務院辦公廳關于進一步推進物流降本增效促進實體經濟發展的意見》深化“放管服”改革的精神,宣布2017年年內實現跨省大件運輸并聯許可全國聯網,一地辦證、全線通行。

      按相關工作的規劃和推進,一方面將大大降低通行費,另一方面將加快辦理超限證的進度。這將會大大促進風電設備大件運輸的良性發展,但業內人士同時表示,現行超限運輸標準難以匹配風電等新興產業運輸的特殊要求,特別是在新的文件中將6軸車超限認定標準有所降低無疑對大件運輸業提出了新的挑戰。尤其是對特型車,只能折中采用發放臨時牌照的辦法,其效率和經濟性不能滿足需求。

      6、 相關專業人才的發展

      在物流行業中,大件運輸是一項不可缺少的項目,它關系著物流的發展。與物流行業一樣,風電大件運輸從業人員的一開始也是由普遍的從業素質低慢慢發展起來的。這主要得益于三個方面,一是風電設備的運輸需求逐漸放量,吸引了一批原本從事大件運輸的專業人員轉入風電設備的運輸,二是部分優秀從業人員逐漸的在從業過程中成長起來,三是經驗充足的老員工的“傳幫帶”及相關院校的培養。

      7、 個案分析

      7.1福建莆田平海灣一期50MW海上風電項目

      該項目開工于2015年初,整機廠商為位于湖南湘潭的湘電風能股份有限公司,采用5mw的直驅型風電機組。工程場區西鄰埭頭半島,東臨南日島,中心距離平海鎮約12km。該項目發電機組的發電機為圓柱形,直徑6.6米,高3.5米,重138噸。全部由湘潭發往福建莆田平海灣,采用水陸聯運方式,先用大件運輸專用軸線車轉運至離工廠5km的湘江大件裝卸碼頭,用3000噸級的江船通過湘江、長江運輸至上海港,再由上海港換裝至海輪,通過海輪運輸至項目所在地。該項目的發電機的發運難度在于,一是集港難度大,由于在湘江大件碼頭吊裝至江船時,受水位限制,只能兩條3000噸級的江船將10臺發電機運輸至上海。而在上海港集港時,需換為海輪,受吊機的限制,只能先將江船上的發電機逐一吊上碼頭再轉運至堆場,然后又從堆場轉運至吊機下再吊至海輪,形成了多次轉運和吊裝。

      7.2埃塞俄比亞阿達瑪風電場EPC項目

      埃塞俄比亞阿達瑪風電場工程位于埃塞俄比亞中部,距首都亞的斯亞貝巴90公里,場址海拔1741~2173米,場區附近有公路連接首都。埃塞是個內陸國家,其國內大宗貨物均通過吉布提港轉運?;诖?,該項目的大件機電設備通過天津港裝船海運至吉布提港,在吉布提港卸船轉運至港區臨時堆場,再根據施工進度從堆場運輸至風電場。該項目采用的1.5MW的雙饋型機型,全部機組共34套。國際工程物流項目是一項復雜的系統工程,整個物流過程涉及到境內陸運、出口報關、裝船、海運、卸船、清關、國外陸運等一系列互相依托的環節,全過程需與業主、供應商、船公司、港務公司等密切協調,且關務手續復雜,運輸距離長,再加上國外的陌生環境,使得不確定因素增加,任何一個環節都會決定整個物流工作的成敗。實際上,在國外陸運的環節中,該項目的總包商中國水電工程顧問集團已做好了當地的資源調查。在當地,幾乎沒有能承運葉片和塔筒的特種運輸車輛,有幾臺車也是沒有任何相關運輸經驗的,且運輸費用很高。經過其綜合考慮,由其承包商提前海運3套(9臺)葉片和塔筒專用運輸車輛至項目現場,負責港區卸船轉運和境外運輸。對于風電大件的運輸,無論是國內還是國外項目,只有通過詳細勘察,并且通過反復推演,才能發現問題并提前解決,從而保證項目的成功實施。

      三、風電大件運輸現狀分析

      1、需求分析

      風電大件運輸占國內物流很小的一塊,但相對來說,總量又是很大的。2019年按新增20GW裝機容量估計,按每臺1.5mw計算,新增裝機13000臺,轉化為每臺8車,需要104000車次的大件運輸。由于中南省份的風電項目的比例增大,就近采購的增加,風電大件運輸將朝著運輸距離短、產值低、難度大的方向發展。

      2、承運商

      由于成本控制和供給市場的飽和,一部分規模較小、專業設備不足的車隊和運輸公司將被淘汰出局。受產業發展和國家宏觀政策的控制,部分專業型運輸公司在市場開展和新增運輸裝備上也將十分小心。

      3、政策

      按照公安部令《關于修改<機動車登記規定>的決定》(2012年第124號)第四十五條中第四款“因軸荷、總質量、外廓尺寸超出國家標準不予辦理注冊登記的特型機動車。”,機動車所有人應當向車輛管理所申領臨時行駛車號牌。而實際情況是,企業持有特種車輛相關手續資料,前往各地公安交通機動車管理部門辦理臨時牌照時,基本上無法受理。特種車輛沒有臨時牌照,就不能通過審核,但大件貨物的運輸有一定的時限,直接導致企業不得已而為之的違法行為。大件運輸常規使用的液壓多軸車,目前大多數省市可以申領臨時牌照,但有的省市對同一組車只能辦理一次或三次,這依然是行業的痛點。長期以來行業的現實情況是:同樣的大型物件,同樣的運輸線路,不同的承運商運作的結果往往差異很大,問題就出在不同的承運商采取的應對手段和方法不一樣。要改變現狀,就應當統一執法部門的執法標準,自由裁量權要一視同仁,不要因人而異。大件運輸執法需要社會監督,同時采取技術手段讓監督更透明化。這也是需要執法部門和運輸企業共同努力的。

      四、風電大件運輸的發展趨勢及需求預測

      未來三年,風電大件運輸需求總量依然巨大,按新增100GW裝機,轉化為車次需53萬車,但不容忽視的是,因工期較長導致的回款慢及其他金融因素的影響,無論是車隊還是企業,在業務擴張和新增運輸裝備時,需要綜合考量。同時,風電設備大件運輸進一步往山地、湖區、海上、國外發展,因運輸難度大、綜合要求高,將為更多有準備、有積累的運輸企業提供跟多的發展機會。

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