海上风电工程施工通航安全监管体系构建研究

袁志涛 李键 余庆

摘要：为规范海上风电工程开发建设秩序，加强施工建设期间通航安全监管，降低由于施工对附近水域的通航影响程度，保障海上风电场及附近水域船舶通航安全，经深入开展调查研究，在认真总结国内外海上风电场多年的施工监管经验的基础上，尝试性地构建了海上风电工程施工安全监管体系，包括制定了系统化的施工安全监管机制，提出了成套化的施工安全监管技术等，可为海上风电工程建设单位、施工单位及监管部门提供参考，具有一定的实践指导意义。

关键词：海上风电;施工;通航;监管;船舶

中图分类号：U698文献标志码：A

0引言

风力发电作为清洁能源，具有显著的社会和环保效益。由于太阳能发电成本较高、水力发电资源较为饱和，大力发展风能已成为世界各国特别是海洋国家的战略选择。与陆地风力发电相比，海上风力发电具有发电量大且稳定、有效利用时数长、资源储备丰富、弃风限电率低和电网接入便利等诸多优势。据统计，海上风电风能资源的能量效益比陆地风电高20%～40%。目前，全球特别是欧洲多国已开发建设了多个大型海上风电场，我国也正处于海上风电开发建设的迅猛阶段。为做好海上风电开发建设工作，促进海上风电健康有序发展，国家能源局和国家海洋局于2010年1月22日联合发布了《海上风电开发建设管理暂行办法》;并于2016年12月29日联合发布了《海上风电开发建设管理办法》;交通运输部海事局于2017年12月25日发布了《关于加强海上风电场海事安全监管的指导意见》。

海上风电场施工建设阶段需充分考虑众多因素，尽可能减小对通航环境的影响。但如何加强海上风电工程开发建设过程中的安全监管，目前我国尚未形成统一的标准体系。此外，海上风电场建设过程中，相关参与方的职责有待进一步明确，特别注意事项也有待进一步明晰。本文旨在从通航安全角度出发，主要就海上风电工程施工建设阶段如何规范开发建设程序、维护水上交通秩序、降低对通航的影响程度、厘清相关工作程序和要求等开展工作。经广泛查阅文献资料，深入开展调查研究，认真总结了国内外海上风电场多年的施工通航监管实践经验，在参考国家现行有关法律、法规、规章及国内外相关标准、规范，广泛征求有关单位和专家意见的基础上，初步构建了海上风电工程施工通航安全监管体系。

1海上风电行业发展情况概述

1.1全球海上风电发展概况

据统计，2019年全球海上风电新增装机容量6.1GW。截至2019年底，全球累计装机达到29.1GW，在全球风电装机容量中的比重为5%。海上风电累计装机排名前五的国家分別为英国、德国、中国、丹麦和比利时。2019年，全球各国及地区海上风电新增装机情况如图1所示。综合来看，全球海上风电呈稳健增长态势。为促进海上风电发展，保障海上风电开发安全，世界海上风电论坛（World ForumOffshore Farm，WFO）于2018年12月18日正式成立。

1.2我国海上风电发展概况

我国海岸线辽阔，海上风电资源丰富，潜在开发量大。根据中国可再生能源学会风能专业委员会的统计，2019年，中国海上风电新增装机588台，新增装机容量达到2.49GW，同比增长50.9%。截至2019年底，中国海上风电累计装机容量达到7.03GW，位居全球第三，仅次于英国和德国。截至2019年底，全球已投运海上风电场共有146个，共有23个在建海上风电项目，装机容量达7GW，其中中国在建海上风电项目达到13个，装机容量高达3.7GW。结合目前全球已投运的装机容量以及在建装机容量来看，未来中国或将成为全球最大的海上风电市场。截至2020年6月底，全国在建海上风电项目约11GW，主要分布在江苏、广东、福建、浙江和辽宁。我国沿海各省海上风电发展和规划情况见表1。

2海上风电工程施工介绍

海上风电场通常包括N20L、升压站、海底电缆等3部分。其中风电场单机容量多为4～10MW（国内首台10MW海上风电机组轮毂中心高度距海平面约115m，风机叶轮直径185m，相当于3台波音747并排的宽度，风轮扫风面积相当于3.7个标准足球场），风电场总装机容量通常大于100MW，水上水下施工环节主要包含前期地质勘察、桩基打设、风机吊装及海缆敷设施工等，参与施工的船舶机械数量较多且类型多样，主要有打桩船、起重船、风机安装船、海缆敷设船、运输驳、拖船等。海上风机及升压站施工现场如图2所示。

通常，由于海上风电工程的施工周期较长，施工难度较大，存在的施工及通航风险较高，加之部分施工单位经验不足，海事主管部门的安全监管压力较大，缺乏参考性的施工通航安全监管体系。

3海上风电工程施工事故统计分析

由于海上风力发电机造价昂贵（每台约1亿元人民币），施工复杂难度大，一旦海上风力发电机或施工船舶发生事故，通常会造成重大及以上等级事故。据统计，近年来，国内外海上风电施工事故时有发生，造成的经济损失和社会影响巨大，部分案例介绍如下：

（1）2016年5月12日，江苏某海上风电项目施工船与1艘渔船发生碰撞。事故造成渔船沉没，构成较大等级水上交通事故。

（2）2017年11月15日，德国北海海域1艘正在作业的风电运维船发生火情，事发时，正为在运风电场NordseeOst服务。

（3）2020年4月23日，德国Borkum Riffgrund 1海上风电场的1艘运维船（CTV）在航行时失控撞上了1台风机，造成3人受伤。

（4）2020年7月4日，国内首座1200t自航自升式风电安装平台在江苏如东海域的某项目执行吊装任务作业过程中，发生海水漫浸事故。

（5）2020年9月13日，1艘起吊能力为2 800t的全回转起重船广东汕尾某项目单桩基础施工时，发生大臂折断事故。

根据统计分析，多数事故的发生都存在不同程度监管缺失的突出问题，加强海上风电工程施工安全监管引发了行业内广泛的关注，国内外都在不断加强海上风电工程突发事件的应急演练与救援设施设备投入，同时也制定了相关的施工标准和规范，但系统性的海上风电工程施工通航安全监管体系尚未形成。

4海上风电工程施工通航安全监管体系

4.1施工安全监管机制

4.1.1

施工安全主体责任制

施工单位应当落实安全生产法律法规要求，制定施工通航安全保障方案，保障施工作业及其周边水域交通安全。施工通航安全保障方案应当包含工程对通航环境、水上交通秩序的影响分析、存在的问题及通航安全保障措施等。施工通航安全保障方案作为申请海事行政许可、水上水下活动许可证时提交的文件之一，也可作为工程施工期间制定通航安全维护方案和实施通航安全管理的参考文件。

施工单位还应建立并落实安全、防污染的主体责任制，制定符合水上交通安全和防污染要求的保障措施和详细施工方案。针对大型构件的运输需提前编制稳性计算书，对于风电机组重大件吊装、重力式基础下放等对通航安全影响大的环节或需实施交通管制的环节应编制专项施工方案（包括参与施工船舶机械及其布置方式、进出线路、进度安排等），必要时需向主管机关申请组织审查。

4.1.2沟通协调汇报机制

通常，海上风电场施工期较长，为维护施工水域正常的通航秩序，确保通航安全及水上施工的顺利进行，可由施工单位、建设单位牵头，邀请当地政府、海事部门、渔业部门等专人指导，成立海上风电场施工通航安全维护指挥部，明确各方职责及沟通协调机制，定期召开施工协调会、宣贯会。工程建设前，加强宣传，做好与附近渔港（或渔民）、养殖区、船舶企业等相关利益方的沟通和协调，妥善处理好相关利益方之间的关系。海上风电工程建设项目部每月应向辖区海事处汇报工作进展及计划;每季度向辖区海事局通航管理处、指挥中心等相关部门汇报工作进展及计划;每年向辖区海事管理机构相关领导汇报工作进展及计划。

4.1.3施工作业标准制度

海上风机施工受水文、气象因素影响显著，特别是受台风、涌浪、能见度不良等影响明显。为确保施工安全，施工单位应根据参与施工船舶状况、通航水域水文气象条件等，明确打桩、吊装、安装等作业条件，制定施工作业限制标准。水上施工作业标准为实际风浪等级不高于施工船舶自身抗风浪能力。具体标准由施工单位根据各环节施工的具体要求、船舶性能、施工水域风浪特点等对作业的影响程度计算确定。施工水域气象、海况条件对工程施工影响明显，施工单位应根据施工各环节的特点和要求制定作业标准，严格掌握施工各环节的作业条件，保证作业安全。施工单位应及时掌握当天的天气预报，收听当地气象预报（必要时定制气象专项服务），分析气象资料，尽量选择在风速、水流速度较小的时段施工或运输作业，另外，工程施工应尽量避开冬季季风及夏季台风影响期。

4.1.4海事监管约谈机制

（1）项目开工前监管约谈

在工程开工建设前，海事主管部门可组织建设单位、施工单位等参加约谈。约谈工作可由通航管理处组织，辖区海事处和海上风电场建设单位、施工单位、监理单位领导和安全负责人等参加。通过开展开工前约谈工作，督促确保施工单位建立健全安全监管体系和制度，严格履行安全生产主体责任。需重点掌握内容包括施工计划、水上作业人员、参与施工船舶机械、施工船舶进出路线等。

（2）项目施工阶段监管约谈

施工阶段对施工单位的约谈可由辖区海事处组织实施。主要内容包括安全主体责任落实情况，工程建設的安全监管体系和应急预案的建立情况;施工通航安全保障方案提出的安全防范措施的落实情况，如在施工前要求落实导助航标志及风机警示灯、巡逻警戒船艇等，制作宣传图册等;施工船舶技术状况、活动范围等基本情况;警戒船艇和应急力量的落实布置情况;防抗台风、冬季大风、雾季等恶劣气象的应急措施落实情况等。

（3）施工单位访谈

对施工单位的走访检查应以督促其落实安全生产主体责任和通报安全管理情况为主要目的，通过走访检查，帮助施工单位发现安全管理方面存在的缺陷或不足，督促施工单位采取切实有效措施，提高安全管理水平。敦促施工单位建立、健全安全生产责任制和安全生产规章制度，加强对水上施工作业人员进行安全生产教育和培训。

（4）项目完工前监管约谈

完工前约谈应在工程涉及通航的施工内容基本结束时。主要内容包括：跟踪和督促落实海上风电场水域水上助航标志、防撞设施、CCTV等安全配套设施的建设和验收工作;督促制作海上风电场水域通航安全宣传资料，配合海事主管部门做好对外公告和宣传工作;督促经营管理单位落实通航安全主体责任，建立健全安全监管体系、制度和应急预案。

4.2施工安全监管技术

4.2.1施工活动水域划定

结合国内外施工经验，为减小施工船舶与附近过往船舶，以及施工船舶与施工船舶之间的影响，在考虑施工活动水域时，宜在实际所占水域的基础上适当留有余地。一般，风电场施工活动水域按照外围风机中心外扩500～1000m形成的外切圆连接水域范围作为风电场施工期的施工活动水域。施工活动水域是动态范围，实际施工过程中可随施工计划、范围的调整而及时调整。

4.2.2设置导助航及警示标志

为保障工程施工及附近过往船舶的通航安全，施工前需对风电场施工水域配布海上作业区专用标志，以标识海上风电场施工作业区，通常需要在施工活动水域外围（通常以角点处风机为中心、500m为半径水域外切圆连接范围）配布若干座海上作业区专用标，同时为提高能见度不良条件下航标被船舶识别的能力，在布设视觉标的基础上可增设AIS虚拟航标。

每座风机基础施工完成出水后，为避免桩基成为孤立危险物置于海上，在施工警戒船舶离开施工水域前，应及时在桩顶或承台上设置警戒灯。同时在风机平台施工完成后，达到营运期航标安装条件时，应及时设置固定标志。同时，应注意布设的警戒灯避免影响船舶的嘹望。

4.2.3申请临时等待水域，预选防台避风锚地

风电场工程施工的船舶种类主要有运输船、打桩船、起重船、搅拌船、辅助船（包括拖船、交通船、锚艇）等，参与施工船舶数量较多，施工单位应结合实际施工进度，需在工程水域附近预选好临时等待水域，便于集中安全管理;台风期间应严格按照海事管理机构指定位置进行避风，建议对施工船舶一预选锚地（结合船型及其性能划分）一配备拖船一安全联络员等信息提前清单化公布，施工船舶需注意选择好时机及早撤离。

4.2.4施工活动水域警戒

施工单位应制定专项警戒方案，配置与施工作业条件相适应的警戒船舶进行警戒工作。警戒船需统一标识（与商船、施工船易于区分），配备雷达、AIS、VHF、警示灯光、高音喇叭、强光灯等设备，警戒期间须显示相应的号灯号型。警戒船警戒位置应尽可能远离附近航道、码头水域，尽量减小对附近过往船舶的影响。必要时，建议成立警戒指挥部，负责施工水域的现场安全警戒。海上风电工程施工通航安全警戒体系架构如图4所示。

4.2.5海事安全监管措施

除相关行政许可外，海事管理机构还可通过VTS、VHF、CCTV、雷达、海巡艇等多种形式，不定期地对施工水域进行监管。海事监管部门可根据施工进展和工程水域通航环境特点，科学制定或调整施工水域交通流组织方案，明确现场警戒和风电场水域航标调整要求。适时审查不同施工阶段施工方通航安全保障措施履行情况，确保海上风电工程与过往船舶的航行安全。督促建设和施工单位及时清除施工临时遗留物，及时恢复项目水域附近通航环境秩序。督促经营管理单位建立健全运维期安全监管体系、制度和应急预案。

5结语

为加强海上风电场建设安全监管，保障海上风机及附近水域通航安全，在认真总结国内外海上风电场施工监管实践经验、广泛征求有关单位和专家意见的基础上，构建了系统化的施工安全监管机制，提出了成套化的施工安全监管技术，可为海上风电工程建设单位、施工单位及监管部门提供参考，对于推动我国加快构建海上风电工程施工安全监管体系具有一定的参考价值及实践指导意义。