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风电设备大件运输现状及需求之浅析
添加时间:2021-03-06 11:50 来源:淳远国际物流 编辑:www.cygj56.com

  摘要:大件风电设备运输大件货物运输中一个特殊的分支,与大件货物运输一样,它将超高、超宽、超长、超重货物进行水上和陆上或其他方式运输。自2003年至今,伴随着风电产业的发展,风电设备大件运输行业发展很快,在大件设备运输、承运商、运输方式、技术、政策法规、人才培养等方面,都有很大的发展和变化。对此,笔者将结合自身的工作实践与对行业的关注,对风电设备大件运输现状及需求进行简单的分析。

  关键字:风电产业;粗放;精细;规范;

风电设备大件运输现状及需求之浅析

  一、风电产业发展回顾

  我国风电产业从2003年开始发展,到2019年11月为止,已取得很大的发展。2003年,装机仅为50MW,到2013年年底,新增装机容量 16088.7MW,同比增长24.1%;累计装机容量 91412.89MW,同比增长 21.4%。新增装机和累计装机两项数据均居世界第一。2017年新增装机容量18GW,2018新增装机容量21.14GW,2019年进入抢装周期,预计新增装机容量30GW。同时,市场预期平价节点临近,风电开发企业加快建设在手项目,风电开发企业三年持续抢装开启,2020年后进入平价时代,长短周期衔接,风电装机将持续放量。预计在今后三年可建设规模为97至105GW。风电整机厂商的发展,从2003年起步到2013年,已增至100余家,到2018年和2019年已减至20家左右。风电场的分布,2018年和2019年,新增装机容量集中在三北和中南,三北地带约45%,中南省份约占55%。其中,中南省份的山地风场占比在35%左右。不可忽视的是,《风电发展“十三五”规划》中提出,到2020年底,海上风电并网装机容量将达到500万千瓦以上。一组数据显示,2019年1至9月,海上风电新增并网容量为106万千瓦,预计到2020年,可实现累计并网容量500万千瓦的规划目标。

  二、风电大件运输的发展

  1、 风电设备的运输要求

  风电设备由于其重量大、长度长等特点,运输要求相对普通件杂货来说要高,相对特大件来说要低。风电设备体量较大,不容忽视。伴随风电产业的发展,风电设备承运商经历了从粗放到精细、从蛮干到专业化的发展过程。风电设备中国足球协会超级联赛限设备主要包括:机舱、轮毂、叶片、发电机(直驱型风力发电机组中,发电机与机舱分离,双馈型则是一体的)、塔筒及基础环。

  1.1机舱

  1.5MW至2MW的普通机型中,山地型2MW的机舱运输难度相对较大,重量在75至100吨之间,长8.5米至9.5米,宽3.5米至4.2米,高4.2至4.7米。由于参数限制,需要专型的大件运输车辆来运输,业界普遍采用三轴线短轴距低平板车,在通过桥涵时,可通过液压轴线的控制充分降低运输高度,在通过市区、城镇、风场弯道时,通过液压转向控制,尽量降低运输难度以减少道路修造、障碍物拆除等成本。3MW至5MW的特大机型在此不做详细分析,在本章第6节中作单独说明。

  1.2轮毂

  轮毂外形像不规则的球体,直径3.5米左右,重20至30吨。由于与运输车辆的车体接触面积小,运输过程中需要加强绑扎。钢丝绳不能直接接触设备,需用麻布或橡胶垫片进行垫护。

  1.3叶片

  1.5MW至2MW的机型中,叶片长度在43米至52米之间,顶端直径2.2米左右,重8吨左右。在山地风场的叶片运输中,一般采用抽拉式叶片运输车集中运输至风场附近的堆场,再采用“叶片扬举车”统一进行二次转运。转运过程中,叶片通过下回转支承和环形滑道可以进行360度旋转,通过油缸的伸缩最大张角可达到60度,从而使得叶片在运输过程中产生扬起、摆动、自旋转动作,以躲避树木、山体、电线、建筑物等障碍。这样做的好处是,减少道路改造工程量、缩短工期。

  1.4发电机

  直驱型风力发电机组中,发电机与机舱是分离的,以湘电风能为代表的整机厂商中,直驱型是相较双馈型的另一种技术路线。普遍采用2MW的机型,设备重量65吨,发电机外形为圆柱形,直径4.3米至4.95米,高3米以内。5MW的机型,设备重量约为140吨,发电机外形为圆柱形,直径6.6米,不适用于公路整车运输,都采用海运物流

  1.5塔筒及基础环

  塔筒一般分为3至4端,直径3.1米至4.5米,长度20米至25米,重量为30吨至50吨,采用凹槽型底板车运输,由于驱动轴与承重轴之间的距离较长,在山地风场中需要换装驱动功率较大的牵引车(480匹或540匹马力)才能行驶到风电机组装配机位。在没有装备大功率牵引车的情况下,一般采用装载机拉拽辅助起行驶至机位。

  塔筒运输过程中,爬坡上山是最难的,由于塔筒本体没有附着的吊点,捆扎时只能用帆布带或者钢丝绳加垫片以压“八字”的方式捆扎,在上坡时因坡度过大易造成塔筒往后滑动,情况严重时甚至会造成脱落。

  基础环直径为4.5米左右,重量仅为10吨左右,按超限件不可解体规则,每车只能运输一件。

  2、 承运商的发展

  过去十年是中国物流快速发展的十年,也是大件物流快速发展的十年。大件运输业务横跨石油、化工、电力、海洋工程、冶金、机械、建筑等行业。随着能源经济的发展,大件企业数量和大件运输项目都是成倍增加,大件运输市场呈现前所未有的繁荣景象。虽然近一年来,大件市场放缓了增速的脚步,但在未来5至10年内,随着中国经济的继续发展,以及国家重点建设工程项目的数量和规模不断增加,大件运输行业依然有持续旺盛的市场需求。大家有理由相信大件运输行业必将继续向前发展,未来前景依旧很好。据统计,全国大件运输相关企业有14032家,规模较大的大件运输的企业约有300多家,其中国有企业和民营企业占有90%以上,外资企业所占比例很小。运输方式主要涉及公路、铁路、水路及多种运输方式联运。大件运输业内比较认可的资质是电力大件运输资质,行业内一半以上的企业已获得此资质,电力大件总承包甲级资质是大件运输行业的最高资质。与大件运输相似,风电大件运输也经历了“粗放、散小”到“专业、集中”的阶段。伴随风电设备运输需求的增大,一批普通货物运输企业迅速转型为大件运输企业或车队。另外,较多的大件运输企业或车队为适应风电设备的运输要求,加快了运输车辆的淘汰和改造进度,迅速的适配了风电设备大件运输的市场需求。

  3、 运输设备的发展

  运输设备,指风电设备大件运输所使用的车辆。以笔者从业的经验来看,风电设备大件运输所使用的车辆在适配运输要求的过程中迅速得到了发展。以叶片运输车为例,从最初长为25.3米的叶片发展到37米,由于37米的叶片的支点跨距为22米左右,国内的大型物件运输企业很少有合适的车辆能适配其运输要求。原承运叶片的车队在原车辆的基础上,定制转向磨盘和加长的纵梁,将原挂车摘除,再用U型螺栓将两根纵梁与之固定,马上解决了支点跨距长的问题。卸货完毕后,再将挂车挂上鞍座。由于操作过程中需要吊车配合,时间长、费用高,逐渐的有挂车厂商推出抽拉式叶片运输车。这种叶片运输车的纵梁是盒式的,纵梁分为三至四节,通过抽拉的方式使挂车加长,以解决支点跨距问题,卸货完毕后通过承重轴的自制动,牵引车倒车即可将抽拉式纵梁收入盒式纵梁内。由于其挂车长度可随意调节,适应于所有长度的叶片运输,目前业界在叶片长途运输的过程中普遍采用该类车辆。山地风场由于其地形限制,在道路改造中受到了很多制约,不能满足原叶片运输方式的通行需求。2012年,以湘电风能为代表的整机厂商联合挂车制造厂商、承运商迅速研发出“叶片扬举车”,通过先将叶片集中运输至风电场附近的堆场,再统一进行二次转运至机位。另外,以三一风电为代表的厂商甚至计划在风电场的中心位置设立叶片制造车间,这是一种积极的探索,但是最终没有成型,究其原因,即便在设立叶片制造车间在加工制造上可行,但最终叶片到机位还是需要转运的。而且,如果把叶片模具搬运至机位,在机位制造叶片可行,那么长达50米的模具的转运也是不容忽视的。双馈型机舱或者直驱型发电机的运输以前多由装载机运输车辆运输,由于山地风场的特殊性和体量加大,风电设备运输车队或企业已逐步淘汰原有转载设备,改用三轴线短轴距低平板车。

  4、 技术手段的发展

  从以上分析来看,叶片扬举车、三轴线短轴距低平板车的采用是一种适应需求的快速反应,也是经验积累的爆发,更是厂商、车辆制造厂及承运商的共同努力的结果。另一方面,承运商在长期的从业经验积累中,对运输的风电设备、选用的装载车辆、厂商至风场的路况能有一个较好的掌握,特别要提到的是,国内很多风电设备大件运输企业不仅能从专业的角度进行运输时的行驶线路的道路情况进行较好的勘察,而且能熟练运用计算机系统进行模拟,进而保证设备运输的完好率。

  5、 政策变化

  依据1997年全国人大常委会通过的《公路法》,大件运输必须经县级以上地方人民政府交通主管部门和同级公安机关批准,即实行“双批”制度。2004年,全国人大常委会对《公路法》进行了修改,删去公安机关的许可。2011年,《公路安全保护条例》实施,这项国务院行政法规规定:“跨省、自治区、直辖市进行超限运输的,向公路沿线各省、自治区、直辖市公路管理机构提出申请,由起运地省、自治区、直辖市公路管理机构统一受理,并协调公路沿线各省、自治区、直辖市公路管理机构对超限运输申请进行审批,必要时可以由国务院交通运输主管部门统一协调处理”。这一法规的定调,确定了“一地受理,并联审批”的总纲。然而在落地实施的过程中,遇到了各省市之间公路路网未能联通、许可信息装备落后、地方法规制度不一、各地管理体制差异等一系列问题,推进过程难而又难。2016年,交通运输部又组织开展在河南、湖北、湖南、重庆、四川、贵州、陕西7个省市试点跨省大件运输并联许可联网。2016年9 月21 日,《超限运输车辆行驶公路管理规定》正式实施,为全面开展联网工作提供了政策依据。

  2017年年初,交通运输部将跨省大件运输并联许可全国联网列入部更贴近民生实事之一。同时,借助《国务院办公厅关于进一步推进物流降本增效促进实体经济发展的意见》深化“放管服”改革的精神,宣布2017年年内实现跨省大件运输并联许可全国联网,一地办证、全线通行。

  按相关工作的规划和推进,一方面将大大降低通行费,另一方面将加快办理超限证的进度。这将会大大促进风电设备大件运输的良性发展,但业内人士同时表示,现行超限运输标准难以匹配风电等新兴产业运输的特殊要求,特别是在新的文件中将6轴车超限认定标准有所降低无疑对大件运输业提出了新的挑战。尤其是对特型车,只能折中采用发放临时牌照的办法,其效率和经济性不能满足需求。

  6、 相关专业人才的发展

  在物流行业中,大件运输是一项不可缺少的项目,它关系着物流的发展。与物流行业一样,风电大件运输从业人员的一开始也是由普遍的从业素质低慢慢发展起来的。这主要得益于三个方面,一是风电设备的运输需求逐渐放量,吸引了一批原本从事大件运输的专业人员转入风电设备的运输,二是部分优秀从业人员逐渐的在从业过程中成长起来,三是经验充足的老员工的“传帮带”及相关院校的培养。

  7、 个案分析

  7.1福建莆田平海湾一期50MW海上风电项目

  该项目开工于2015年初,整机厂商为位于湖南湘潭的湘电风能股份有限企业,采用5mw的直驱型风电机组。工程场区西邻埭头半岛,东临南日岛,中心距离平海镇约12km。该项目发电机组的发电机为圆柱形,直径6.6米,高3.5米,重138吨。全部由湘潭发往福建莆田平海湾,采用水陆联运方式,先用大件运输专用轴线车转运至离工厂5km的湘江大件装卸码头,用3000吨级的江船通过湘江、长江运输至上海港,再由上海港换装至海轮,通过海轮运输至项目所在地。该项目的发电机的发运难度在于,一是集港难度大,由于在湘江大件码头吊装至江船时,受水位限制,只能两条3000吨级的江船将10台发电机运输至上海。而在上海港集港时,需换为海轮,受吊机的限制,只能先将江船上的发电机逐一吊上码头再转运至堆场,然后又从堆场转运至吊机下再吊至海轮,形成了多次转运和吊装。

  7.2埃塞俄比亚阿达玛风电场EPC项目

  埃塞俄比亚阿达玛风电场工程位于埃塞俄比亚中部,距首都亚的斯亚贝巴90公里,场址海拔1741~2173米,场区附近有公路连接首都。埃塞是个内陆国家,其国内大宗货物均通过吉布提港转运。基于此,该项目的大件机电设备通过天津港装船海运至吉布提港,在吉布提港卸船转运至港区临时堆场,再根据施工进度从堆场运输至风电场。该项目采用的1.5MW的双馈型机型,全部机组共34套。国际工程物流项目是一项复杂的系统工程,整个物流过程涉及到境内陆运、出口报关、装船、海运、卸船、清关、国外陆运等一系列互相依托的环节,全过程需与业主、供应商、船企业、港务企业等密切协调,且关务手续复杂,运输距离长,再加上国外的陌生环境,使得不确定因素增加,任何一个环节都会决定整个物流工作的成败。实际上,在国外陆运的环节中,该项目的总包商中国水电工程顾问集团已做好了当地的资源调查。在当地,几乎没有能承运叶片和塔筒的特种运输车辆,有几台车也是没有任何相关运输经验的,且运输费用很高。经过其综合考虑,由其承包商提前海运3套(9台)叶片和塔筒专用运输车辆至项目现场,负责港区卸船转运和境外运输。对于风电大件的运输,无论是国内还是国外项目,只有通过详细勘察,并且通过反复推演,才能发现问题并提前解决,从而保证项目的成功实施。

  三、风电大件运输现状分析

  1、需求分析

  风电大件运输占国内物流很小的一块,但相对来说,总量又是很大的。2019年按新增20GW装机容量估计,按每台1.5mw计算,新增装机13000台,转化为每台8车,需要104000车次的大件运输。由于中南省份的风电项目的比例增大,就近采购的增加,风电大件运输将朝着运输距离短、产值低、难度大的方向发展。

  2、承运商

  由于成本控制和供给市场的饱和,一部分规模较小、专业设备不足的车队和运输企业将被淘汰出局。受产业发展和国家宏观政策的控制,部分专业型运输企业在市场开展和新增运输装备上也将十分小心。

  3、政策

  按照公安部令《关于修改<机动车登记规定>的决定》(2012年第124号)第四十五条中第四款“因轴荷、总质量、外廓尺寸超出国家标准不予办理注册登记的特型机动车。”,机动车所有人应当向车辆管理所申领临时行驶车号牌。而实际情况是,企业持有特种车辆相关手续资料,前往各地公安交通机动车管理部门办理临时牌照时,基本上无法受理。特种车辆没有临时牌照,就不能通过审核,但大件货物的运输有一定的时限,直接导致企业不得已而为之的违法行为。大件运输常规使用的液压多轴车,目前大多数省市可以申领临时牌照,但有的省市对同一组车只能办理一次或三次,这依然是行业的痛点。长期以来行业的现实情况是:同样的大型物件,同样的运输线路,不同的承运商运作的结果往往差异很大,问题就出在不同的承运商采取的应对手段和方法不一样。要改变现状,就应当统一执法部门的执法标准,自由裁量权要一视同仁,不要因人而异。大件运输执法需要社会监督,同时采取技术手段让监督更透明化。这也是需要执法部门和运输企业共同努力的。

  四、风电大件运输的发展趋势及需求预测

  未来三年,风电大件运输需求总量依然巨大,按新增100GW装机,转化为车次需53万车,但不容忽视的是,因工期较长导致的回款慢及其他金融因素的影响,无论是车队还是企业,在业务扩张和新增运输装备时,需要综合考量。同时,风电设备大件运输进一步往山地、湖区、海上、国外发展,因运输难度大、综合要求高,将为更多有准备、有积累的运输企业提供跟多的发展机会。

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