01安装流程：从管桩、风机到海缆，多种船体协同作业
　　海上风电安装流程主要包括单桩基础安装、风电机组安装和海缆安装三部分，涉及运输、吊装、敷设等多种施工方式，耗时长，施工流程复杂，需依靠运输船、海缆敷设船、风机安装船等多种船体协同作业
　　单桩基础安装流程可分为设置稳桩平台、钢管桩运输及起吊、锤击沉桩、附属构件安装几个阶段，根据风电场水深情况，又可分为深水区、浅水区单桩基础安装。
　　深水区单桩基础：海底高程较大，全天候水深条件均可满足大型施工船只吃水需要，可采用常规起重船、风电安装船、自升降式平台船施工。
　　浅水区单桩基础：水深条件不满足或仅在特定时间段内满足大型船只吃水需要，需采用可座滩船只施工，并依靠锚链和起抛锚艇辅助移船定位。
　　风电机组安装流程可分为风机安装平台起升、塔筒吊装、机舱/叶轮及叶片吊装几个阶段，绝大多数海上风电项目采用分体式安装，基础安装和运输由数量相对较多的起重船和甲板驳来承担，塔筒、机舱、叶轮及叶片等核心组件则交由风机安装船完成。
　　海缆安装流程可分为接缆、敷设主牵引钢缆、登陆准备、始端登陆、敷埋段施工几个阶段，所需的主要船体为配备海底电缆敷设机（CLM）和动态定位系统（DP）的电缆敷设船。
　　截至2021年底，据公开资料不完全统计，我国共有电缆敷设船56艘，其中具有220KV海缆敷设能力的敷设船共25艘（信息源自东方电缆公告），目前具备这类海缆敷设施工船只数量较少，依旧处于卖方市场
　　风险提示
　　海风行业相关的政策风险；
　　海风相关施工船舶新建交付进度不及预期

研究报告全文：风机安装船会成为海风发展的瓶颈吗长江证券研究所电力设备与新能源研究小组2023-03-09证券研究报告评级看好维持分析师及联系人分析师马军分析师邬博华分析师叶之楠分析师司鸿历SAC执业证书编号S0490515070001SAC执业证书编号S0490514040001SAC执业证书编号S0490520090003SAC执业证书编号S0490520080002电话8621-61118720电话8621-61118797电话8621-61118797电话8621-61118797电邮majun3cjsccom电邮wubh1cjsccom电邮yezncjsccom电邮sihlcjsccom分析师曹海花SAC执业证书编号S0490522030001电话8621-61118797电邮caohhcjsccom目录01基本概念多船协同风机安装船重要性凸显02行业现状船体建设加速技术指标持续迭代03未来展望大型化趋势下结构化特征愈发明显04海外市场船体建设平稳当前安装产能较充足01基本概念多船协同风机安装船重要性凸显01安装流程从管桩风机到海缆多种船体协同作业海上风电安装流程主要包括单桩基础安装风电机组安装和海缆安装三部分涉及运输吊装敷设等多种施工方式耗时长施工流程复杂需依靠运输船海缆敷设船风机安装船等多种船体协同作业表海上风电项目施工进度计划-汕头勒门二表海上风电项目施工进度计划-帆石二序号项目工期月计划开工月计划结束月序号项目工期月计划开工月计划结束月1施工准备6T1T61施工准备2T0Y22钢管桩制作14T3T182钢管桩制造10T3T123导管架制造12T3T143单桩钢管桩沉桩施工10T6T154导管架基础钢管桩施工17T4T20首批风机机组安装1T9T945导管架安装施工15T8T21剩余风机机组安装10T11T226风机机组安装15T8T22首批66kV海缆敷设1T9T9500KV海缆敷设3T16T1857剩余66kV海缆敷设9T15T2366KV海缆敷设10T15T246220kV送出海缆敷设4T7T108海上升压站上部结构加工制作10T8T177海上升压站加工制作8T1T89海上升压站下部基础加工制造4T13T168海上升压站安装调试2T9T1110升压站基础施工1T18T1811升压站上部组块安装1T19T199施工主基地改造4T3T612电气系统调试1T20T20首批风机并网调试2T11T121013首批风机并网调试3T16T18剩余风机并网调试9T16T2414剩余风机并网调试6T19T24首批风机投产发电T1215首批风机投产发电T1811全部风机投产发电T2416全部风机投产发电T24资料来源项目环评报告长江证券研究所资料来源项目环评报告长江证券研究所01安装流程从管桩风机到海缆多种船体协同作业图海上风电安装流程简要介绍资料来源能科风光千尧科技CWEA长江证券研究所01安装流程从管桩风机到海缆多种船体协同作业单桩基础安装流程可分为设置稳桩平台钢管桩运输及起吊锤击沉桩附属构件安装几个阶段根据风电场水深情况又可分为深水区浅水区单桩基础安装深水区单桩基础海底高程较大全天候水深条件均可满足大型施工船只吃水需要可采用常规起重船风电安装船自升降式平台船施工浅水区单桩基础水深条件不满足或仅在特定时间段内满足大型船只吃水需要需采用可座滩船只施工并依靠锚链和起抛锚艇辅助移船定位表单桩基础安装流程步骤操作流程将稳桩平台吊到指定位置采用振动锤锤击辅助桩达到水下一定的深度再用连接板焊接锁定稳桩平台与辅助桩形成稳定的抱桩器稳设置稳桩平台桩平台钢管桩运输及起吊将塔筒吊装到指定安装位置并进行翻转和竖立调整将竖立的钢管桩送入抱桩器并对钢管桩位置高程及垂直度不断调整最终锁紧抱桩器再将液压打桩锤起吊至桩顶进行锤击沉桩锤击沉桩简要介绍当沉桩达到设计的标准高度后拆除稳桩平台最后进行基础防护施工附属构件安装用浮吊船把靠船件爬梯内外平台和其他小型设备和构件进行逐一安装资料来源能科风光千尧科技长江证券研究所01安装流程从管桩风机到海缆多种船体协同作业风电机组安装流程可分为风机安装平台起升塔筒吊装机舱叶轮及叶片吊装几个阶段绝大多数海上风电项目采用分体式安装基础安装和运输由数量相对较多的起重船和甲板驳来承担塔筒机舱叶轮及叶片等核心组件则交由风机安装船完成表风电机组安装流程步骤操作流程风机安装平台起升风电安装船按预先设定的位置进行支腿作业待支腿稳固后提升船体形成安全稳定的安装作业平台塔筒吊装驳船将塔筒运输到现场后用安装平台上的吊机将塔筒逐件吊放至甲板面依次采用螺栓连接各节塔筒机舱叶轮及叶片吊装塔筒吊装完成后将机舱吊装至塔筒顶部进行安装叶轮及叶片组装在安装平台甲板进行组装完成后采用主吊加辅吊配合起吊资料来源CWEA能科风光长江证券研究所01安装流程从管桩风机到海缆多种船体协同作业海缆安装流程可分为接缆敷设主牵引钢缆登陆准备始端登陆敷埋段施工几个阶段所需的主要船体为配备海底电缆敷设机CLM和动态定位系统DP的电缆敷设船截至2021年底据公开资料不完全统计我国共有电缆敷设船56艘其中具有220KV海缆敷设能力的敷设船共25艘信息源自东方电缆公告目前具备这类海缆敷设施工船只数量较少依旧处于卖方市场表海缆安装流程步骤操作流程接缆按地点可分为码头接缆和船上过缆按方式可分为散装过缆和整体吊装过缆我国通常采用海底电缆敷设船于厂家码头接缆敷设主牵引钢缆海底电缆敷设船一般为无动力船型需要拖轮拖带常采用设置主牵引钢缆引导敷设船的施工方法登陆准备登陆前提前挖设绞磨机地垅按设计轴线敷设电缆登陆的牵引钢丝并在电缆登陆路由沿途设置滚轮以保护电缆免受磨损始端登陆简要介绍海底电缆始端登陆时电缆头从船头通过入水槽入海利用预先设置在始端登陆点处的绞磨机牵引电缆浮运登陆敷埋段施工埋深施工船锚泊就位缆盘内电缆提升电缆放入甲板入水槽电缆放入埋设机腹部投放埋设机至海床面牵引施工船敷埋电缆资料来源CWEA长江证券研究所01船体类型风机安装船作用凸显根据作业特点可将风电安装船分为浮式坐底式自升式自升自航式半潜式五类各类风机安装船在作业水深效率稳定性方面差异明显浮式安装船适用于不同水域安装移动速度快但稳定性较差坐底式安装船在浅水海域稳定性表现较好但转移速度慢也不适于深水海域安装自升自航式安装船兼具转移方便作业水深高稳定性优异等多方面优点已成为风机安装船的主流船型半潜式安装船各方面表现均较为优异但建造和使用成本过高表风电安装船体类型-风机安装船具体分类功能优势劣势易受天气和海面条件的影响施起重船浮式船又称浮吊可配备起重机进行运输和安装作业受水深限制小转移速度快价格低船源足工工期难以把控依赖退潮的压力或压载系统将船体坐压在海底再通过锚坐底式非自升非自航稳定性好作业水深受限转移速度慢泊系统固定最后进行安装船的吊装和安装工作在施工现场将桩腿插入海底以固定平台通过配备的液压没有自航能力机动性差无法自升式风电安装船装载能力强作业水深较高稳定性较强升降装置将船体抬离水面再进行风机安装及时躲避天气骤变情况自航自升式风电安装船在自升式风电安装船的基础上具备自主航行能力兼备自升式平台和浮式起重船的优点效率高需单独建造交付周期较长运输和安装各类难以分割的大型海风设备如单桩基础可在除浅水区域外的任何水深条件下作业安装效率半潜式安装船建造和使用成本过高导管架基础风机模块等高潜装潜卸模式可节省运输成本和时间资料来源千尧科技中国引航协会龙船风电网长江证券研究所01船体类型风机安装船作用凸显图各类风机安装船示意图风机安装船-浮式风机安装船-坐底式风机安装船-自升式风机安装船-自升自航式风机安装船-国内半潜船风机安装船-海外半潜船资料来源千尧科技正力海工公众号龙船风电网长江证券研究所01船体类型海缆以敷设船为核心配备DP系统与CLM海缆施工船中核心船体为配备布缆机的海缆敷设船配合检修船运输船共同完成海缆敷设海缆敷设船并无明确种类区别主要差异在船载设备船体规模等设备方面差异包括是否具备DP系统及海底电缆敷设机CLM的种类DP系统是一种由计算机控制的船舶自动操纵系统通过采集精确定位气象潮流速度等数据计算机可控制DP系统自动调节不同推进器螺旋桨横向推进器舵机的推力实现精确的动态定位海底电缆敷设机CLM可分为鼓形和直线形前者在甲板上所占空间小张力大运行状态稳定后者适用于长距离作业以较小的张力占用较大的空间表风电安装船体类型-海缆施工船具体分类功能海缆敷设船设有布缆机等设备可在海床挖掘凹槽供海缆放置海缆检修船可解决深埋海缆打捞回收海缆接头制作备缆存储等问题交通运输船可用于快速抢修应急扫测海底地形地貌海缆埋深测量快速找寻海缆故障点等资料来源千尧科技浙电e家长江证券研究所01船体类型国内运维船以交通艇为主存在升级空间风电运维船种类多样我国现存海上风电运维船仍以传统交通艇为主优势是成本低数量多但在航速功能丰富性上有明显不足此外海外运维船已开始采用低碳燃料甲醇电力等为动力系统表风电安装船体类型-风电运维船具体分类功能优势劣势航速较低耐波性差装载能力交通艇用于海上风电工程或运维多为单体船便利性高差安全性差专业运维船用于海上风电工程或运维多为双体船稳性好航速较交通艇有较大提升13-15节运维母船用于近海风电场运维具有存放备件能力的较大型船舶可提供40人以上的住宿且有一定的自持力建造和运营成本高测量船主要用于海底电缆及风机基础定期巡检工作稳性好安全性高作业面积大居住空间大减少居住船适合离岸20-50海里的海上风电场双体船结构运维成本主要进行机组的分体拆装工作齿轮箱轴承叶片等大大部件运维船作业范围广海上居住舒适性强安全性高建造和运营成本高型部件安装更换作业部分具备自升和起重能力资料来源千尧科技中国能源报长江证券研究所01船体类型多种船体共同完成海缆敷设海风运维图各类海缆施工和风电运维船示意图海缆施工船-海缆敷设船海缆施工船-海缆检修船海缆施工船-交通运输船风电运维船-交通艇风电运维船-专业运维船风电运维船-大部件运维船资料来源发电人浙电e家长江证券研究所02行业现状船体建设加速技术指标持续迭代02安装船建设加速预计2023年将迎集中投运据不完全统计我国现有风机安装船含在建共112艘其中在运营中船体72艘在建船体40艘从船体投运情况看安装船建设速度呈加速态势2011-2018年共计投运船体20艘受海风抢装年刺激2021年风机安装船需求高增单年新增船体达26艘同比增长超2002022年新增安装船数量有所减少根据已有订单情况我们预计2023年风机安装船新投运交付数量将恢复到2021年左右的水平并且未来有望保持较快的投运速度图按运营状态分类的风机安装船艘图2011-2025年国内风机安装船投运情况353025403620在建15运营105726402011-201820192020202120222023E2024E2025E各年度风机安装船投运数量艘资料来源CWEA风电头条长江证券研究所资料来源CWEA风电头条长江证券研究所02造船厂家高度集中船东格局相对分散国内主要船厂包括振华重工韩通重工大津重工招商局重工等前五名船厂建造风机安装船比例达52国内主要船东包括海洋水建中交三航瓯洋海工中国铁建等前五名船东持有风机安装船比例达29表国内主要船厂情况表国内主要船东情况建造风机安装船船体持有风机安装船数量船厂成立时间所有制船东成立时间所有制含在建含在建振华重工1992国有23海洋水建1998私有9韩通重工2003私有10中交三航1984国有8大津重工2012私有10瓯洋海工2018私有5招商局重工2013国有9中国铁建2007国有7中国船舶1998国有6天津港航1994国有4大洋海装2007国有6亨通蓝德2017私有4黄埔文冲1981国有5龙源振华2010国有4武汉船机2003国有5海龙风电2016私有4中集来福士1996私有4广东精铟2007私有2中天科技1996私有3靖江南洋2004私有2中铁福船2016国有3润邦股份2003国有2广东火电1986国有3厦船重工2002国有2三峡集团1993国有3资料来源CWEA风电头条Wind长江证券研究所资料来源CWEA风电头条Wind长江证券研究所02自升船体为安装船主力最新代自航比例提升整体看112艘风机安装船中含在建自升与自升自航式船体为绝对主力合计数量达74艘占比达66其次是浮式船21艘占比19坐底式与半潜式船体数量较少分别为6艘2艘且全部为运营中船体尚无新建规划相较于运营中船体在建船体中主要为自升与自升自航式浮式船体占比分别达7030其中自升自航浮式的占比均较在运营安装船中有提升这两类船体均具备优秀的机动性我们认为一定程度反映了现有海风安装对船只性能的最新需求图风机安装船技术路线分布艘图运营船体技术路线分布艘图在建船体技术路线分布艘23981116222119111610291030浮式浮式2119坐底6965坐底浮式自升自升自升自升自航自升自航自升自航半潜半潜未知534739561441资料来源CWEA风电头条长江证券研究所资料来源CWEA风电头条长江证券研究所资料来源CWEA风电头条长江证券研究所02新建船体技术指标优越满足大风机安装需求风机安装船的核心技术指标包括吊重最大起升高度桩腿长度作业水深等前两者决定了安装船可安装的最大容量机组及安装速度后两者决定了风机安装船适用的海域范围目前海上风电呈现机组大型化和深远海化特点对风机安装船的相应指标也提出了更高要求从平均数据看在建风机安装船在各项指标上全面优于运营中船体可满足最新一代大容量风机的安装需求以GEHaliade-X12MW风机为例安装要求吊重600吨并且最大起升高度150米在建船体可完全满足从各年度船体中位数据看最大起升高度桩腿长度作业水深均呈现逐年提升趋势表新旧船体技术指标对比平均值图各年度船体技术指标中位数情况1803000技术指标在建运营1602500140吊重吨223813081202000100150080最大起升高度米15311860100040500桩腿长度米1249120002011-20182019202020212022E2023E2024E作业水深米6947最大起升高度m桩腿长度m作业水深m吊重t右轴资料来源CWEA风电头条长江证券研究所资料来源CWEA风电头条长江证券研究所02浮式船侧重吊重和水深自升船起升高度更优对比各技术类型船体的技术指标可见浮式船均表现出吊重作业水深方面的优势而自升自升自航式船则在最大起升高度方面表现较优这一差距于在建船体中体现更为明显我们认为原因系浮式船可用于基础安装对吊重需求多于起升高度需求所致在建船体差距扩大或可反映新一代安装船建造更倾向于专业化分工表各类运营船体技术指标对比平均值表各类在建船体技术指标对比平均值技术指标浮式自升自升自航技术指标浮式自升自升自航吊重吊重35769641752431014311900吨吨最大起升高度最大起升高度119130146123170159米米作业水深作业水深7051631006872米米资料来源CWEA风电头条长江证券研究所资料来源CWEA风电头条长江证券研究所