大国重器半潜船的起源与发展

  随着全球海洋资源开发的持续推进，大型海洋工程装备的建设、运输需求剧增。南通中远船务曾为英国DANA石油公司设计建造了一座大型浮式生产储卸油平台“希望6号”，总重近2.8万吨，需要长途跋涉14000海里运往英国。采用拖轮拖带不足以支撑万里航行，以及应对航行过程中复杂多变的气候及海况条件，这就需要用专业特种运输装备——半潜船。

  本文将从半潜船的起源入手，梳理半潜船的发展历史，归纳半潜船的船型特点与技术特征，分析半潜船的市场之间的竞争格局与未来发展趋势。

  重型且不可分割的货物由于重量和体积超出传统起重设备承载范围，导致装卸过程中存在极大困难。欧洲的DDG Hansa公司敏锐地捕捉到了这一日益凸显的重型货物运输需求，于上世纪50年代建造了世界上第一艘大件货物运输船“Lichtenfels”轮。该船装备了当时极为先进的120吨起重设备，为重大件货物装卸提供了解决途径，DDG Hansa公司因此成为全世界首家承运大件货物的船公司。这一创新标志着航运业在应对货物重量大型化挑战方面迈出了重要一步。

  随着货物不断向大型化发展，出现了一些尺度、重量超大的货物。面对这些货物，起重船的起吊能力就显得力不从心了，难以将这些货物吊至船上来运输。这些超大尺度或超重货物，例如驳船、石油钻井平台等，他们本身能浮在水上，于是人们充分的利用其自浮能力，采用拖船直接拖带的方式实现运输，俗称“湿拖”。然而，采用这样的形式进行跨洋运输存在恶劣天气海况影响大、发生海损事故风险高等问题。特别是对结构弱、阻力大和稳性差的大件货物，“湿拖”风险更大。

  经过不断摸索，拖船公司发现将大件货物装在驳船上再拖带运输，变“湿拖”为“干拖”，可以大大降低这类结构弱、阻力大和稳性差的大件货物运输风险，自此人们开始了半潜船的早期尝试。船舶工程技术人员在20世纪70年代初开始设计专门用于装载大件货物的半潜驳船，通过调节自身压载水能轻松实现驳船的上浮或下潜。尽管利用半潜驳船的干拖方式比湿拖更安全，航速也有所提升，但仍然受到气候及海况条件的制约，使其多限制在近海、沿海等水域。此外，拖航速度仍难以满足货主对时效性的需求。于是人们开始尝试集成半潜驳船与拖船的功能，即在半潜驳船上安装推进系统，具有自航能力的半潜船应运而生。

  半潜船的来源主要有两个，早期主要是选择油船等适宜的船型改造;现在主要是根据专门的用途设计建造。专门建造的第一艘自航式半潜船“Super Servant 1”号诞生于1979年(见图1)，该船由荷兰Wijsmuller航运公司设计、日本住友重工建造，船长139.9米，船宽32.3米，吃水8.5米，载重量1.4万吨，最大沉深15米，配备了全回转推进器。该船的建造与交付标志着郑重进入了现代半潜船的全新发展阶段。

  1、具有宽阔的主甲板或载货甲板，承载能力特别强，从左舷至右舷平展、开阔，并尽可能向艏、艉延伸，以便于装载大件货物。

  2、上层建筑较高但水平面尺度较小，设有较高的艏浮箱或艉浮箱。半潜船最常见的是三岛式，由艏楼和两个艉浮箱组成，也有二岛式、四岛式。

  3、船体内设有大量的压载水舱，并配套有大容量压载、排载泵和复杂的压载水管系，用于船舶下沉或上浮以及调整稳性、浮态。

  中国船级社《钢质海船入级规范》(2024)对半潜船的定义为“有较大开敞露天载货甲板，一般在首部或尾部有较高上层建筑或甲板室或浮箱，具备在装卸货物作业过程中呈半潜状态能力的船舶”。相比于其他船舶，半潜船具有独特的技术特征与功能：

  1、半潜技术或浮装、浮卸技术：半潜船主要依托压载系统来进行浮装、浮卸货物。其中浮装水中大型浮体的基本操作模式是首先向半潜船的压载舱注水，使半潜船缓慢下沉至其载货甲板低于浮体的最大吃水并留有一定的富余水深后定位;其次将浮体拖拽至半潜船载货甲板上方;然后将压载水从压载舱中逐渐排出，半潜船缓慢上浮将货物托起，待上浮到正常航行吃水高度，将浮体绑扎在载货甲板上;最后半潜船通过长距离航行将浮体运送至目的地。航行至目的地后，半潜船再采用相似的方式将货物浮卸在目的海域。

  2、动力定位技术：半潜船在海上浮托大型海洋平台或将其安装在海上固定的导管架上时，需要满足严格的精度要求。半潜船的动力定位技术，不需要借助锚泊设备，依托推进器、位置测量设备、信号传感器等，通过推进器的推力抵消风载荷和浪载荷等外界干扰力，在动态环境下稳定船舶位置、保持船舶艏向不变。

  随着全球对海洋资源开发的不断深入，半潜船在超大型货物和海洋工程设备的运输或安装领域发挥了及其重要的作用，为全球经济的发展和国际贸易的繁荣做出了巨大贡献。

  目前，全球市场中半潜船运力相对集中，形成了由来自中国、荷兰等多家大型船企业主导的竞争格局。从载重量的角度统计，世界各国半潜船运力分布情况见图2。

  中国半潜船运力规模居世界第一，占全球总规模的43%。其中，中远海运特种运输股份有限公司(以下简称中远海特)是亚洲第一、世界第二大半潜船公司。Clarkson数据库显示，中远海特目前拥有半潜船10艘，总载重量51.6万吨，占世界半潜船船队总运力的18.5%。中国另有其他5家名列全球前10的半潜船公司，如上海振华船运有限公司、中交国际航运有限公司等，共计拥有半潜船16艘，总载重量68.4万吨，目前这5家公司总运力占世界半潜船船队的24.5%。

  荷兰是世界第一艘自航式半潜船的发源地与传统强国，目前半潜船运力规模位居世界第二，占全球总规模的27%。其中，Boskalis公司是当前世界上最大的半潜船公司。Clarkson数据库显示，该公司共有13艘半潜船，总载重量70万吨，占世界半潜船船队总运力25.1%。该企业具有世界上载重量最大的半潜船“博卡先锋(Boka Vanguard)”号(见图3)。

  Boskalis公司近十几年来不断通过跨国并购快速扩张运力、拓展业务领域，2013年收购的Dockwise公司，曾是当时世界最大的半潜船公司，鼎盛时期旗下共拥有半潜船23艘，载重量合计90万吨。目前世界上载重量最大的半潜船“Boka Vanguard”号就是昔日Dockwise公司委托韩国现代重工建造的。该船原名为“Dockwise Vanguard”号，于2012年交付，船长275米，宽79米，设计吃水11米，最大沉深达31米，一举将半潜船从6万吨级提高到了11万吨级。需要非常指出的是，该船具有巨大的无遮拦装货甲板，这是由于不同于以往的三岛式设计，该船采用了四岛式的布局形式，艏楼位于船艏右侧，船艏左侧、船艉两侧布置浮箱。这样的设计使得全船甲板贯通，极大地拓展了甲板面积，在某些特定的程度上解除了对货物长度的限制。

  截至2024年初，全球拥有半潜船63艘，载重量278.8万吨，其中近10年交付的半潜船数量占半潜船船队规模的36.5%。按照承载能力，可将这些半潜船分为五类，各类船型的载重量范围与船队规模分布情况见表1。

  从表中能够准确的看出，超过三分之一的半潜船属于载重量为5-7.5万吨的I型半潜船，数量为22艘，其总载重量占整个船队载重量的46%;其次是Ⅱ型与III型，均为18艘;再次是载重量超过8万吨的0型半潜船，有4艘;最后是载重量小于1万吨的IV型半潜船，只有1艘。从各型船的平均船龄可以明显地观察出半潜船大型化的发展的新趋势，即载重量越大的半潜船，其平均船龄越小。0型半潜船平均船龄仅为7年，这4艘半潜船分别为“Boka Vanguard”号、“新光华”号、“新耀华”号、“华瑞龙”号。

  从全球半潜船建造市场看，主要的半潜船造船厂集中在中国。近20年交付的34艘半潜船中，由中国(含台湾省)造船厂建造的半潜船高达31艘。其中，广船国际是目前世界最大的半潜船造船厂，近20年建造交付了8艘半潜船，总载重量高达51万吨，包括目前亚洲最大、世界第二大的“新光华”号。按载重量统计，广船国际的市场占有率接近全球的五分之一。第二大半潜船造船厂商是来自我国台湾省的***际造船股份有限公司，近20年建造交付了6艘半潜船，总载重量为39万吨。

  我国的半潜船起步较晚，20世纪80年代才开始慢慢地涉足半潜船领域。我国最初的2艘半潜驳船“红河口号”和“沙河口号”均是从日本购进。步入21世纪，我国在半潜船的设计与建造领域开始多点突破。

  先进性上，2002年交付的“泰安口”号半潜船有世界半潜船“全能冠军”和“亚洲第一船”之称(见图4)。该船由广船国际为广州远洋运输公司建造，船 长156米，船宽32米，型深10米，最大沉深19米，载重量1.8万吨，采用了当时世界上最先进的电力推进系统和360度全回转螺旋桨，安装了动力定位系统，是当时全球仅有的十多艘半潜船中最为先进的半潜船。

  次年8月，其姊妹船“康盛口”号交付。这2艘半潜船投入运营后，我国在特大型货物运输能力方面跃居世界第二位，同时也成为第二个设计建造自航式半潜船的国家，开启了我国半潜船设计与建造的新篇章。

  大型化上，广船国际和中船黄埔联手为中远航运打造了2艘亚洲最大、世界领先的半潜船“祥云口”号和“祥瑞口”号，于2011年先后交付。该姊妹船载重量高达5万吨，总长216.7米、型宽43米、型深13米、最大沉深26米，装货甲板178×43平方米，可承运当时世界上90%以上种类的石油钻井平台及大型海洋工程装备。5万吨半潜船核心关键技术的突破和顺利建成并交付运营，标志着我国造船企业在海洋工程领域的科学技术水平得到了跨越式提升，也宣告了中远航运的海洋重型设备运输能力跻身世界前列。

  2016年，广船国际建造的亚洲最大、世界第二的“新光华”号半潜船(见图5)正式交付船东中远海特。该船载重量高达10万吨，总长255米、型宽68米、 型深14.5米、最大沉深30.5米，装货甲板210×68平方米。“新光华”号半潜船的成功交付标志着我国在超大型半潜船建造技术上的重大突破和能力提升，进一步巩固了我国在全球重型装备海上运输领域的竞争力，展示了我国在高技术船舶建造领域的领先地位。

  2015年，“东海岛”号正式加入南海舰队战斗序列，是我国海军配备的首艘半潜船。该船可作为临时船坞对受损舰艇实施海上抢修，能够有效拓展中国海军装备投送和战损救援的方式，逐步提升海军海上保障能力，在我国海军走向远海的后勤保障方面也发挥着重要的作用。

  2017年，中国首艘军民两用半潜船“振华33”号投入运营。该船载重量5万吨，除了能托运大型钢结构件和海上钻井平台外，配备***装备后可以具备直升机海上中继保障、舰船海上应急抢修和后送等功能。

  2023年，由上海船舶研究设计院设计、广船国际有限公司建造的新一代智能化6.5万吨半潜船“祥泰口”号(见图6)建成交付，该船具备B级冰区航行能力，设置自动化报警点达1万多个，随时感知全船情况，满足海洋工程装备安装运输的高精度要求，代表了半潜船智能发展的新方向。

  随着我国在半潜船建造能力和技术创新上的不断突破，已经逐渐成长为世界半潜船设计建造水平最高的国家之一，展现出了我国在高端半潜船设计和建造领域的领头羊。大型化、智能化半潜船的不断交付运营，提升了我国在全球航运市场的竞争力，深度影响着全球半潜船运输市场的格局。

  从最初简单的概念到如今复杂而先进的技术体系，半潜船的发展历史充分展示了人类智慧的力量和科学技术创新的魅力。如今，半潜船慢慢的变成了了重大件海运领域的一颗耀眼明星。未来，随市场需求的更加多样化，半潜船将会不断***瓶颈，在更多领域发挥重要的作用。涉及的技术创新与应用领域拓展包括：

  1、半潜船的技术创新将朝着智能化方向发展，大多分布在在智能监测、智能决策和智能控制等领域。例如在潜浮作业中，通过监测压载舱内水位信息并传递至智能决策系统，从而快速设计出货物的最优装载位置与压载水分配方案，实现半潜船调载智能决策。

  2、半潜船可向海上流动维修平台方向发展，拓展海上维修业务领域。海上作业的大型海洋工程装备故障后，将其拖回岸基维修既费时又费力。半潜船配备先进维修设备与工具后，能够最终靠浮装托举故障海洋工程装备出水，在宽阔的甲板直接开展维修作业。

  3、半潜船可作为军民融合的重要载体，拓展海上应急保障功能。半潜船的船型特点及功能优势，使其不仅仅具备作为海上预置平台、临时船坞的***途，还能在大型军事装备的战略投送、军事海运等方面发挥关键作用，为海军走向远海提供关键支撑与保障。

  半潜船，作为大国重器，未来必将在全球海洋经济及战略格局中扮演更重要的角色。