风,可以驱霾,还可以发电。在全球气候与环境变化的背景下,可再生清洁能源,如风能已成为近些年来研究发展的重点。我国第三次风资源普查结果显示,我国风资源储量丰富,总储量达32.26亿千瓦,可开发利用的陆上风能为2.53亿千瓦,近海为7.5亿千瓦,由于陆上风能分布丰富的区域远离电力负荷中心,电网建设薄弱,这使得海上风能的利用成为热点。
我国海上风电近几年呈加速发展状态。根据CWEA的统计,2016年,我国海上风电新增装机154台,容量达到59万千瓦,同比增长64%;累计容量达到163万千瓦,比2015年增加58%。共有4家制造企业有新增吊装,其中,上海电气的海上风电机组供应量最大,占比达到82.5%;其次是远景能源、金风科技和重庆海装。截至2016年底,在所有吊装的海上风电机组中,单机容量为4MW机组最多,累计装机容量达到74万千瓦,占海上装机容量的45.5%,其次是3MW装机容量占比为14%。
虽然海上比陆上拥有更丰富的风资源,但海上风电开发时间晚、开发经验不足、难度更大、风险更高,这使得海上风电的探索与发展需要保险业的扶持,而保险业也需要深入了解海上风电,以确定合理的保险服务方案。
海上风电运营期风险
海上风电系统主要包括风机、风机变压器、海底集电系统、海上分电站、海底高压电缆和岸上分电站。由风机获取的风能经集电、传输后,并入现有电网进行利用。
风机是海上风电系统内风险最大的部分,主要组成部分包括发电机、变桨系统、冷却器、齿轮箱、叶片、扭矩臂、偏航齿轮等。现在的风电机组为减轻机舱重量,在设计中应用了很多质量轻、强度高、韧性好的复合材料和有机材料,但这些材料具有较高的可燃性,易成为火灾风险点;齿轮箱故障导致的停机时间和维护费用在各类故障中最高,统计数据表明,约有50%的齿轮箱故障是由轴承损坏造成,平均修复时间可达360小时;叶片出险事故一般表现为因强度问题一片或全部叶片断落,并因惯性抛离造成次生灾害。
海上风电场所处环境相比陆上风电场更为复杂、恶劣,这是海上风电风险较高的重要因素之一。
水文方面,海水对风机基础会施加多种作用荷载,包括潮汐对风机基础施加的疲劳荷载,海冰与风机基础产生刚性碰撞等;高盐雾造成风机金属材料的电化学腐蚀;风暴潮使海水水位暴涨从而影响风机顶部设施;海上船只偏离航道意外碰撞风机等。
气象方面,热带气旋等极端天气因产生很大的瞬时风速,会对风电场设施的结构造成破坏;雷电可能会导致风电场电路故障、火灾等;地震、海啸等自然灾害也会对风电场造成严重的破坏。
生物环境方面,鸟类飞行可能会撞击运行中的风机叶片从而损坏风机,水生生物依附风机基础会有潜在风险。
人为方面,海缆用于将风机产生的电能传输至陆上,途经区域如有锚区、捕捞作业区,操作不当可能导致海缆被相应工具损坏;从欧洲海上风电的运营记录看,海上风电技术含量高、危险性强,如果运维人员培训、管理不当,亦能造成巨大损失。
与陆上风电场相比,海上风电场另一个特别突出的风险特征是风电机组的可达性较差,一旦机组出险,需要特殊维修船舶在适航条件下方可进行抢修,船舶本身也容易出现损失。如2016年9月3日,风电安装船“辽河一号”在盐城大丰港安装风力发电机的过程中出现船体中拱变形进水搁沉事故,预计保险赔付金额过亿元。
海上风电保险产品
随着国内第一波海上风电建安工项目陆续转入运营,针对运营期风险的财产险、机损险及其相应营业中断险的保险需求日益增加。由于海上风电项目属于offshore风险,在国内主流的非水比例合同中属于除外风险,存在较大的临分需求。
从我们目前观察到的情况来看,前端直保市场的报价条件千差万别,各险种报价差距有的高达数倍,显现出目前国内保险行业对海上风险项目运营期保险的报价严重缺乏经验,对潜在的风险状况也不甚了解。
特别需要提醒核保人员注意的是,对于首次投运的海上风电场,如果投保人除了投保财产险以外还投保了机损及其营业中断险,在定价上要更加小心谨慎。有的查勘报告中虽有提及某类型机组在国外已有长达数千小时的运营记录,但并没有提及该机组针对国内海风环境对叶型进行了专项变更设计,主要是为应对台风,而欧洲的海上风机不会遇到此类风险。专项变更设计后的机组变成了实际意义上的原型机,给保险人带来了潜在的额外风险。另外,海上风电机组一旦因为意外事故导致停机,其修复时间较陆上风电更长,设计科学合理的免赔期是承保营业中断险的关键。由于原型机的大量使用,如果因为机损导致的营业中断,光分析致损机理并确定合理的修复方案可能就长达数月。
海上风电运行记录与出险案例
比较而言,海上风电机组故障频率和停机时间都显著高于陆上机组。根据挪威船级社统计显示,每台海上风机平均每年会出现40次可造成停机的故障;荷兰滨海埃赫蒙德海上风电机组2009年平均停机次数212.5次/(台.年),平均停机时间7.05小时/次,总计停机1498小时/(台.年)(含保护停机与故障停机);我国某海上风电场风电机组2011年统计数据显示,机组平均停机次数55次/(台.年)(含保护停机与故障停机)。而瑞士陆上风电场统计数据显示故障率为0.402次/(台.年),总计停机52.4小时/(风机.年)。
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海上风电是一个具有重大发展意义的行业,但由于其过往运营经验相对匮乏、自身风险点多且涉及高额经济价值,需要保险业的帮助以保障其平稳发展。与此同时,保险业自身也需加强对海上风电机组运行风险的研究与技术储备,盲目地在费率上进行过度竞争,最后伤害的是两个朝阳行业的健康发展。中再产险作为国内最早参与海上风电项目的再保公司,利用中再国际渠道资源与数据,已在此领域进行了大量研究,愿与国内直保公司一道,共同促进我国海上风险保险的发展。