隨著海上風(fēng)電走向大容量、深遠(yuǎn)海，海纜也朝著長距離、高電壓、柔直輸電發(fā)展，智能化技術(shù)應(yīng)用日益深入，材料國產(chǎn)化積極推進(jìn)，“出?！庇型铀?。

海底電纜約占海上風(fēng)電項目投資的10%左右，作為海上風(fēng)電機(jī)組向陸地輸送電能的唯一通道，被形象地稱為風(fēng)電場的“動脈”。隨著海上風(fēng)電向著大容量、深遠(yuǎn)海演進(jìn)，海纜也在朝著長距離、更高電壓等級、柔直輸電、智能化和更環(huán)保的方向發(fā)展。同時，高壓絕緣材料國產(chǎn)化穩(wěn)步推進(jìn)，“出?！庇型瓉砑铀倨凇?br />
門檻高，行業(yè)集中度不斷提升

目前，海上風(fēng)電項目所用的海纜主要是海底光電復(fù)合纜。通常情況下，海纜需要比陸纜具有更高、更優(yōu)的性能。海纜被敷設(shè)在環(huán)境極其惡劣的海底，會受到錨害，潮汐、涌浪的沖刷，巖石的摩擦，可能還會遇到地震、海嘯等自然災(zāi)害。因此，海纜除滿足基本的電氣性能外，對耐腐蝕、抗拉耐壓、阻水防水等性能要求高，在材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量管理、敷設(shè)安裝等方面的技術(shù)難度大。這些決定了進(jìn)入海纜行業(yè)的門檻高，市場競爭格局較為穩(wěn)定，行業(yè)集中度高。業(yè)主單位考察海纜供應(yīng)商時主要針對以下幾個方面。一是產(chǎn)品的價格與性能，包括企業(yè)的資質(zhì)、研發(fā)能力等。其中，軟接頭工藝技術(shù)水平，以及企業(yè)能否進(jìn)行連續(xù)大長度生產(chǎn)是重要的衡量指標(biāo)。“因為無論是軟接頭還是硬接頭，接頭都是一個薄弱環(huán)節(jié)，會相應(yīng)增大后期安裝運維風(fēng)險，所以業(yè)主單位愿意使用長距離無接頭海纜，但其對生產(chǎn)工藝要求較高，海纜連續(xù)長時間生產(chǎn)容易產(chǎn)生老膠、焦燒等現(xiàn)象，這對制造企業(yè)來說是個考驗。”某業(yè)內(nèi)資深人士向《風(fēng)能》介紹道。單盤海纜長度可能長達(dá)數(shù)十千米，如江蘇大豐220kV單根無接頭海纜長達(dá)32千米；國網(wǎng)舟山500kV交聯(lián)聚乙烯海纜長18.15千米，創(chuàng)造了這一電壓等級單根無接頭海纜最長的世界紀(jì)錄。二是企業(yè)的交付能力。產(chǎn)能、儲纜規(guī)模、本地化及港口資源都是其中的考慮因素?！坝捎诋a(chǎn)品的特殊性，海纜企業(yè)生產(chǎn)基地一般毗鄰深水碼頭，因為幾千噸的海纜必須采用水上運輸方式，通常是導(dǎo)纜至海纜敷設(shè)船上。因而，廠房與船舶的距離通常在1千米之內(nèi)，還需要建設(shè)幾千甚至上萬噸的超大電纜盤或儲纜池，建設(shè)專用輸纜通道。同時，由于重量大，運輸海纜對碼頭的水深有一定要求?？拷笠?guī)模風(fēng)電場的港口生產(chǎn)基地，建設(shè)周期需要1~2年，對新進(jìn)入者形成了壁壘。”江蘇亨通高壓海纜有限公司技術(shù)集成總監(jiān)李磊表示。三是海纜用于大型工程，維修更換成本高，客戶評估供應(yīng)商時會將品牌及歷史業(yè)績、后期維護(hù)能力作為重要參考。投運項目數(shù)量、運行時間長短都會影響招標(biāo)中的技術(shù)分值。綜合這些因素，最終導(dǎo)致海纜中標(biāo)價格是基于最優(yōu)價而非最低價。因此，從業(yè)者認(rèn)為，海纜具有較強(qiáng)的抗通縮屬性。此外，如果所用的海纜來自不同供應(yīng)商，一旦產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量和維護(hù)等問題，會增加追溯成本，影響項目施工進(jìn)度和運營能力，因此，單個項目往往是獨家中標(biāo)。而為使從產(chǎn)品制造到施工質(zhì)量更加可控，減少責(zé)任界面，業(yè)主或總包方通常會將海纜制造和安裝業(yè)務(wù)打包給同時具有生產(chǎn)和施工能力的企業(yè)。基于產(chǎn)品特性和市場競爭特點，海纜龍頭廠商會依托自身的產(chǎn)品生產(chǎn)和項目經(jīng)驗優(yōu)勢不斷強(qiáng)化其市場地位，導(dǎo)致行業(yè)集中度不斷提高。目前，國內(nèi)具備海纜交付能力的企業(yè)主要有東方電纜、中天科技、亨通光電、青島漢纜、寶勝股份等廠家。據(jù)了解，近兩年這五家企業(yè)占據(jù)了近九成的國內(nèi)市場份額。海外市場主要由普睿司曼（Prysmian）、耐克森（Nexans）、住友電氣、安凱特（NKT）等少數(shù)幾家電纜企業(yè)主導(dǎo)。由于海纜行業(yè)的地域?qū)傩暂^強(qiáng)，在海上風(fēng)電項目所在地布局海纜生產(chǎn)基地的企業(yè)更具有優(yōu)勢。從國內(nèi)海纜生產(chǎn)基地的分布來看，山東有青島漢纜、萬達(dá)海纜，江蘇有中天科技、亨通光電、寶勝股份，浙江有東方電纜，福建有太陽電纜、起帆電纜兩家新晉海纜廠商，粵東地區(qū)有中天科技、亨通光電，粵西地區(qū)有東方電纜?！皬氖袌霭l(fā)展情況來看，海纜是伴隨海上風(fēng)電的發(fā)展逐步成長起來的：21世紀(jì)初至2014年，海上風(fēng)電逐步進(jìn)入規(guī)?；ㄔO(shè)期，海纜初步發(fā)展；2015―2021年，因業(yè)主單位享受海上風(fēng)電電價補貼的紅利，海上風(fēng)能資源開發(fā)密集，海纜收益可觀；2022年之后，受平價上網(wǎng)、資源競爭配置及海域軍事、環(huán)保等因素影響，全國海上風(fēng)電建設(shè)趨緩，海纜市場進(jìn)入調(diào)整期。另外，海南、廣西、天津作為‘十四五’期間積極進(jìn)入海上風(fēng)電領(lǐng)域的省份，海上風(fēng)能資源優(yōu)勢明顯，受到更多海纜廠家的關(guān)注。從現(xiàn)在到‘十四五’末期，海上風(fēng)電將進(jìn)入集中建設(shè)并網(wǎng)期，海纜業(yè)務(wù)有望呈現(xiàn)良好發(fā)展態(tài)勢?！敝泻綄殑俸Ｑ蠊こ屉娎|有限公司營銷副總監(jiān)康幸向《風(fēng)能》表示。相關(guān)機(jī)構(gòu)結(jié)合產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研情況，預(yù)計國內(nèi)海纜（含敷設(shè)）價值約為20億元/吉瓦。按照2025年預(yù)計海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量為1800萬千瓦進(jìn)行測算，對應(yīng)的市場空間為360億元，整體市場規(guī)模保持快速增長。

長距離、高電壓、柔直輸電

隨著海上風(fēng)電項目走向更大容量和深遠(yuǎn)海，海纜也朝著長距離、高電壓等級、柔直輸電方向發(fā)展。

根據(jù)作用的不同，海上風(fēng)電海纜可分為陣列海纜和送出海纜。陣列海纜主要用于匯集風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的電能，傳輸?shù)胶Ｉ仙龎赫?。目前，其主流的電壓等級?5kV，正在向66kV發(fā)展；送出海纜用于將升壓后的電能輸送至陸地集控中心，目前應(yīng)用最多的主流電壓等級為220kV，正在向330kV和500kV發(fā)展。更高等級電壓的海纜耗損小，輸電能力更高，可以減少海纜數(shù)量，降低海底走廊占用面積，帶動投資和相應(yīng)的敷設(shè)工程費用下降，更具經(jīng)濟(jì)性。例如，對于同一個項目，66kV集電系統(tǒng)海纜數(shù)目比35kV海纜要減少近一半。近年來，我國企業(yè)不斷加大對超高壓海纜關(guān)鍵技術(shù)研究，已取得眾多新進(jìn)展。全球首根500kV交流三芯海纜在廣東陽江青洲一、二海上風(fēng)電場成功敷設(shè)；青洲五、七項目，帆石一、二項目都將采用500kV電壓等級電纜。預(yù)計至2025年，330kV和500kV交流電纜的占比可達(dá)50%。因此，超高電壓海纜迎來了研發(fā)和應(yīng)用的新機(jī)遇。柔性直流海纜具有在長距離輸電中輸送容量更大、輸送距離更遠(yuǎn)、匯集輸送時靈活程度和擴(kuò)展程度較高、輸電線路數(shù)量更少、海域資源占用較少等優(yōu)點。當(dāng)大容量風(fēng)電場的離岸距離超過一定距離（通常為85千米）時，選用柔性直流海纜相比交流海纜送出更具經(jīng)濟(jì)性，尤其是在100千米以上時，更能顯示其優(yōu)勢。隨著深遠(yuǎn)海風(fēng)電的發(fā)展，漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組技術(shù)研發(fā)得以加快。海纜有望從靜態(tài)海纜向動態(tài)海纜需求升級，以滿足漂浮式風(fēng)電機(jī)組的順應(yīng)性設(shè)計要求。動態(tài)海纜不僅擁有更高的抗拉、抗彎曲和抗疲勞性能，還通過分布式浮力塊和配重塊的配合，達(dá)到了相對穩(wěn)定的線型，較好地保持了大偏移條件下的順應(yīng)性?！暗珓討B(tài)海纜在整個生命周期內(nèi)都處于不斷運動狀態(tài)，工況更加復(fù)雜，還容易受到海洋生物的附著破壞，對海纜設(shè)計、力學(xué)性能及絕緣材料要求更高。”李磊向《風(fēng)能》解釋道。海纜龍頭廠商已經(jīng)掌握了線芯連續(xù)生產(chǎn)的動靜態(tài)海纜工藝，即通過將一根連續(xù)的電纜線芯分為動態(tài)段和靜態(tài)段，分別按照動態(tài)海纜與靜態(tài)海纜的要求進(jìn)行護(hù)套和鎧裝加工，并在二者的過渡段安裝密封組件，從而實現(xiàn)工廠在線過渡連接，減少中間接頭的使用，提升海纜性能的穩(wěn)定性。目前，國內(nèi)海纜頭部企業(yè)均具備了生產(chǎn)動態(tài)電纜的能力。

亨通光電為“扶搖號”漂浮式風(fēng)電機(jī)組提供了國內(nèi)首根應(yīng)用于65米以上海深的高壓動態(tài)海纜

東方電纜和亨通光電已實現(xiàn)對漂浮式海上風(fēng)電項目動態(tài)海纜的供應(yīng)。東方電纜的動態(tài)電纜先后安裝于廣東陽江的“三峽引領(lǐng)號”及海南文昌的“海油觀瀾號”，應(yīng)用電壓等級均為35kV；亨通光電的動態(tài)海纜系統(tǒng)成功應(yīng)用于廣東湛江徐聞的中船海裝“扶搖號”，并承建了葡萄牙漂浮式海上風(fēng)電66kV輸電系統(tǒng)建設(shè)維護(hù)總包工程，以及西班牙X1Wind漂浮式海上風(fēng)電動態(tài)海纜項目。

大型化、智能化、更環(huán)保

“風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量越來越大，海纜單位重量體積也在增加，以便實現(xiàn)更多的載流量。相應(yīng)地，對海纜敷設(shè)船承纜量的需求也跟著水漲船高?！敝袊娊瘓F(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司副總工程師趙生校表示。據(jù)了解，海纜敷設(shè)船正在向著萬噸級發(fā)展，并增加了動力定位等功能，以提高船舶的抗風(fēng)浪、續(xù)航能力。例如，“潤能168”是我國第一艘擁有全回轉(zhuǎn)自動控制功能的大型敷纜船，已在廣東、浙江、山東等省份的海域完成了多個重大項目海底電纜敷設(shè)任務(wù)；2023年11月下水的全國最大海纜施工船“啟帆19號”，載纜量達(dá)1萬噸。“未來，在海纜的選擇和設(shè)計階段就需要考慮海纜的安裝方法，這一點尤其重要。目前，業(yè)界應(yīng)著力提高深埋技術(shù)，加大對深埋設(shè)備研發(fā)、工藝改進(jìn)、海纜保護(hù)模式、軟件提升和經(jīng)濟(jì)性的考量?！庇袑＜以?023年于廣東汕頭召開的海上風(fēng)電船舶前沿技術(shù)研討會上表示，“國內(nèi)海纜敷設(shè)船在硬件方面與歐洲相差不大，但在軟件方面，尤其在船體本身的管理、施工，對天氣、海況的分析，對埋設(shè)的可行性、風(fēng)險評估等需要進(jìn)一步提升?！痹诤＠|的生產(chǎn)與安裝、運維階段，智能化技術(shù)發(fā)揮出越來越大的作用。在智能化生產(chǎn)線上，海纜立式成纜旋轉(zhuǎn)生產(chǎn)可實時監(jiān)控，采用工業(yè)視覺+人工智能算法實現(xiàn)傳統(tǒng)機(jī)械儀表數(shù)據(jù)采集、分析與安全預(yù)警，為生產(chǎn)提供全數(shù)據(jù)支撐。在施工運維過程中，水下作業(yè)機(jī)器人（ROV）、無人船艇，可解決海洋工程常態(tài)化檢測問題；運用低壓脈沖反射法、DSP信號處理技術(shù)、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)等技術(shù)，可強(qiáng)化海纜故障診斷。海纜屬于惰性結(jié)構(gòu)，性能穩(wěn)定，一般不會造成污染，在使用期滿（平均20~40年）后可以回收再利用。然而，若海纜被擊穿，或廢棄于海底，其中用來抵御海水腐蝕和強(qiáng)大水壓的鉛護(hù)套，以及銅、鎳等金屬，會對海洋生物造成嚴(yán)重的污染和生態(tài)風(fēng)險。目前，業(yè)界正在探索通過回收再利用，或使用輕型、環(huán)保替代材料，來降低海纜對海洋環(huán)境的影響。國外研究表明，使用聚丙烯熱塑性材料代替交聯(lián)聚乙烯，既可進(jìn)行回收再利用，且其碳排放也相對較低。

海纜安裝無疑會給海床造成擾動，但其安裝時間較短，擾動輕微。而縱橫交錯的海纜或可成為大量海底生物的避難所和居住地，進(jìn)而增加生物多樣性。海纜經(jīng)過的區(qū)域通常被指定為保護(hù)區(qū)，這意味著錨、底拖網(wǎng)甚至捕魚都可能受到限制。例如，新西蘭的庫克海峽電纜保護(hù)區(qū)（CPZ）限制在電纜附近捕魚，有效地建立了一個保護(hù)區(qū)，從而改善了魚類資源?！安贿^，近海區(qū)域船舶的拖網(wǎng)、拋錨操作頻繁，是造成海纜破壞的重要因素，需要增加海上警示標(biāo)識，利用大數(shù)據(jù)為漁民提供海纜線路分布圖，加強(qiáng)在線監(jiān)測，以減少海纜的人為損傷?！蹦硺I(yè)內(nèi)技術(shù)專家建議。

絕緣材料國產(chǎn)化正有序推進(jìn)

絕緣材料是海纜可靠運行的核心要素。高壓電纜絕緣材料的發(fā)展經(jīng)歷了充油絕緣（OF）、油紙絕緣（MI）和交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣三個階段。由于前兩種材料容易造成環(huán)境污染，其維護(hù)困難，目前幾乎所有的高壓電纜都使用交聯(lián)聚乙烯作為絕緣材料?！半妷旱燃壴礁?，同樣的導(dǎo)體截面，絕緣材料會越厚，重量越大，價格也越高。一般220kV單芯高壓海纜絕緣材料用量為5~6.5噸/千米，330kV用量比220kV的多20%~30%，500kV能達(dá)到約9.5噸/千米。為了確保電纜的安全可靠，國家標(biāo)準(zhǔn)對絕緣厚度設(shè)計提出了具體要求，且國內(nèi)項目業(yè)主招標(biāo)時對絕緣材料的制造商和品牌均有相關(guān)要求；國外招標(biāo)項目中，如能充分驗證滿足性能和項目要求，絕緣材料的厚度可以由生產(chǎn)廠家決定，對材料制造商和品牌不做要求，相對比較靈活?！崩罾谔寡?。某海纜頭部企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人認(rèn)為，國家標(biāo)準(zhǔn)在絕緣厚度設(shè)計時有較大冗余，在保障海纜運行可靠性的前提下，應(yīng)減少一定的冗余設(shè)計，也可以降低部分成本。業(yè)內(nèi)相關(guān)人士表示，目前35kV及以下的海纜絕緣材料，國產(chǎn)化產(chǎn)品已基本得到成熟應(yīng)用，220kV海纜絕緣材料雖然已可自主生產(chǎn)，但在實際工程應(yīng)用上基本都是從海外進(jìn)口。330kV和500kV海纜幾乎全部使用海外陶氏化學(xué)和北歐化工的絕緣料，以北歐化工為主。據(jù)統(tǒng)計，目前我國110kV及以上高壓電纜絕緣材料的年需求超過10萬噸，其中的80%依賴進(jìn)口，這制約了我國高端電力裝備的自主可控發(fā)展，也意味著我國35kV以上海纜絕緣材料面臨“卡脖子”局面。隨著海上風(fēng)電項目離岸越來越遠(yuǎn)，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量越來越大，海纜高壓絕緣材料的需求將進(jìn)一步擴(kuò)大。預(yù)計到2025年，其需求量將接近陸纜。因此，高壓絕緣材料的國產(chǎn)化成為推進(jìn)高壓海纜國產(chǎn)化進(jìn)程中至關(guān)重要的一環(huán)，也是降低高壓海纜成本的有效途徑。

萬馬高分子超高壓絕緣材料生產(chǎn)線浙江萬馬高分子材料集團(tuán)有限公司高壓事業(yè)部總經(jīng)理姜松奕向《風(fēng)能》分析說，目前，對于220kV絕緣材料在海纜中的應(yīng)用，面臨的困難是業(yè)主在招標(biāo)中往往指定電纜材料必須使用進(jìn)口品牌。雖然220kV國產(chǎn)絕緣材料已經(jīng)在南方電網(wǎng)、國家電網(wǎng)等的陸上工程中得到應(yīng)用，且成本比國外品牌低10%~15%，但由于海纜的工程造價高，很難找到相應(yīng)的示范工程來驗證絕緣材料的可靠性，這在一定程度上阻礙了220kV國產(chǎn)絕緣材料在海纜領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。針對電壓等級更高的330kV和500kV超高壓海纜，之所以沒有使用國產(chǎn)絕緣材料，主要是由于該類國產(chǎn)化產(chǎn)品缺乏工程驗證，在應(yīng)用、業(yè)績等方面與國際品牌仍存在一定差距，需要等待驗證機(jī)會。這與國產(chǎn)風(fēng)電大兆瓦主軸軸承曾經(jīng)面臨的情形類似。為此，上海電纜研究所首席專家毛慶傳曾呼吁，風(fēng)電場設(shè)計方、建設(shè)方應(yīng)在110kV及以下海纜上優(yōu)先選用國產(chǎn)絕緣材料，試點優(yōu)質(zhì)示范工程。

“出?！庇型瓉砑铀倨?br />
由于海纜行業(yè)對產(chǎn)品的性能要求高，海外客戶對產(chǎn)品的質(zhì)量要求較為嚴(yán)格，進(jìn)入海外客戶的合格供應(yīng)商名錄面臨的困難更大。例如，國內(nèi)海纜在投用前一般需花費1年以上時間完成型式和預(yù)鑒定試驗，還需取得國際環(huán)球接頭聯(lián)盟（UJC）的UJ認(rèn)證，才能進(jìn)入國際市場。目前，我國海纜頭部企業(yè)逐漸在東南亞、中東及歐洲北海地區(qū)等海外市場獲得訂單，一方面是由于海外市場需求旺盛，而供應(yīng)商較少或擴(kuò)產(chǎn)較慢，產(chǎn)能嚴(yán)重不足，國外的價格和利潤比國內(nèi)高，國內(nèi)企業(yè)“出?！狈e極性更高；另一方面，也意味著我國海纜企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品質(zhì)量、服務(wù)等方面獲得了海外主流客戶的認(rèn)可?！爸袊?yīng)商的工作效率、交付及時率比國外的更高，技術(shù)指導(dǎo)安裝服務(wù)響應(yīng)也更加到位，為中國海纜在國外贏得了口碑?！敝刑炜萍寄臣夹g(shù)專家表示。目前，中國海纜出口訂單金額達(dá)到數(shù)十億元。中天科技在德國等西歐國家、中東地區(qū)頻繁中標(biāo)，東方電纜中標(biāo)了東南亞及西歐國家的項目訂單，亨通光電先后多次中標(biāo)越南、中東地區(qū)的海纜項目。我國海纜供應(yīng)商一般通過中標(biāo)國內(nèi)企業(yè)承攬的海外EPC項目，或與當(dāng)?shù)睾Ｑ蠊こ坛邪獭⒎笤O(shè)船企業(yè)聯(lián)合競標(biāo)，或設(shè)立境外子公司的方式參與海外項目海纜的生產(chǎn)、交付及安裝工程。通常是在國內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)品后再進(jìn)行出口，海外生產(chǎn)基地主要是制造配套附件。“國外客戶的技術(shù)要求比較嚴(yán)格，在實際執(zhí)行中要嚴(yán)格按照合同執(zhí)行。因此，海纜企業(yè)在簽訂合同之前，需要充分評估技術(shù)、質(zhì)量、商務(wù)、交付、運維方面的要求。遇到有異議的地方，可以通過前期項目的佐證、標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范依據(jù)進(jìn)行充分說明。一旦落到紙面上，就很難更改?！蹦承袠I(yè)專家在提及“出?！弊⒁馐马棔r表示。