以下為演講的主要內(nèi)容:
海上風(fēng)電是我國(guó)實(shí)施能源安全新戰(zhàn)略的重要抓手?!?ldquo;十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》顯示,要優(yōu)化近海海上風(fēng)電布局,開(kāi)展深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電規(guī)劃,推動(dòng)近海規(guī)?;_(kāi)發(fā)和深遠(yuǎn)海示范化開(kāi)發(fā),重點(diǎn)建設(shè)山東半島、長(zhǎng)三角、閩南、粵東、北部灣五大海上風(fēng)電基地集群。“十四五”期間,各地出臺(tái)的海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃規(guī)模已達(dá)8000萬(wàn)千瓦,到2030年累計(jì)裝機(jī)將超過(guò)2億千瓦?!?022年全球海上風(fēng)電報(bào)告》顯示,我國(guó)新增海上風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到6.8GW,累計(jì)達(dá)到26GW,全球海上風(fēng)電主要由中國(guó)驅(qū)動(dòng)。
海上風(fēng)電研究方興未艾。我們項(xiàng)目組通過(guò)實(shí)地考察、調(diào)查訪(fǎng)談、問(wèn)卷調(diào)查、大數(shù)據(jù)分析等方式,完成了《中國(guó)風(fēng)電生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)估報(bào)告》。通過(guò)對(duì)web of science(WOS)核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)以“offshore wind farm”與”ecological effects” or “environmental effects” or “ecosystem”等相同或者相近的主題詞進(jìn)行搜索,結(jié)果發(fā)現(xiàn),2009-2023年共計(jì)發(fā)表海上風(fēng)電生態(tài)環(huán)境效應(yīng)相關(guān)的文獻(xiàn)258篇,呈現(xiàn)逐年波動(dòng)上升趨勢(shì)。在中國(guó)知網(wǎng)上查詢(xún),也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的研究文獻(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
對(duì)比發(fā)現(xiàn),我國(guó)關(guān)于海上風(fēng)電研究發(fā)文在全球位居第一,這與我國(guó)風(fēng)電在全球地位一致。然而,關(guān)于我國(guó)海上風(fēng)電生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的關(guān)注較少,遠(yuǎn)不及歐美一些主要國(guó)家。這提示我們應(yīng)該加大對(duì)于海上風(fēng)電生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究。通過(guò)對(duì)web of science關(guān)鍵詞演進(jìn)脈絡(luò),2009年以來(lái),關(guān)鍵詞共現(xiàn)頻次最多的是“海上風(fēng)電場(chǎng)”、“可再生能源”、“影響”、“北海”、“漁業(yè)”、“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”、“生物多樣性”等關(guān)鍵詞;隨著時(shí)間的推移,“氣候變化”、“海底噪聲”等逐漸成為新的研究熱點(diǎn)。
為使海上風(fēng)電成為生態(tài)環(huán)境友好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展典范,噪聲、電磁輻射問(wèn)題和生態(tài)效應(yīng)應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。
海上風(fēng)電場(chǎng)噪聲在準(zhǔn)備期主要通過(guò)物理勘探以及爆破清淤等行為產(chǎn)生,施工期主要通過(guò)打樁、船只運(yùn)輸產(chǎn)生,運(yùn)營(yíng)期主要通過(guò)風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生。對(duì)上海東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行了噪聲監(jiān)測(cè),結(jié)果表明,單個(gè)風(fēng)電機(jī)組噪聲能級(jí)較低,聲壓級(jí)在81-101 dB之間,甚至低于背景噪音,在海況較差、風(fēng)速較高的情況下,風(fēng)電機(jī)組噪音會(huì)完全被背景噪音所掩蓋。噪聲對(duì)海洋生物在掩蔽通訊、改變生理行為、聽(tīng)力損害等方面產(chǎn)生影響。研究一致認(rèn)為海上風(fēng)電建設(shè)期對(duì)不同海洋哺乳動(dòng)物具有不同的聽(tīng)覺(jué)損傷臨界距離,運(yùn)營(yíng)期海上風(fēng)電對(duì)海洋哺乳動(dòng)物影響較小且可以恢復(fù)。
海上風(fēng)電機(jī)組、升壓站和海底電纜是海上風(fēng)電主要的電磁輻射影響來(lái)源。海上風(fēng)電機(jī)組、升壓站處于海面之上,電磁衰減較快,對(duì)海洋影響較小。海上風(fēng)電的輸電電纜是主要電磁輻射影響來(lái)源,對(duì)捕食者和獵物互相作用影響,引起回避、吸引和遷移等行為。已有研究表明,整體上海上風(fēng)電產(chǎn)生的電磁輻射對(duì)海洋生物的影響有限。不過(guò),未來(lái)仍需大量的長(zhǎng)時(shí)間實(shí)測(cè)研究予以證實(shí)。
海上風(fēng)電工程建設(shè)期間通過(guò)擾動(dòng)海底沉積物影響水質(zhì),進(jìn)而影響到魚(yú)類(lèi)、寄生物,運(yùn)營(yíng)期噪聲可能影響鳥(niǎo)類(lèi)遷徙。但海上風(fēng)電場(chǎng)對(duì)海洋生物也有積極作用,例如形成人工魚(yú)礁效應(yīng),創(chuàng)造了藻類(lèi)和底棲生物棲息地,吸引新的魚(yú)類(lèi)和更多哺乳動(dòng)物。研究證實(shí),不同棲息地種群通過(guò)交換卵、幼蟲(chóng)和成體的擴(kuò)散相互關(guān)聯(lián),為卵、幼蟲(chóng)等提供固著場(chǎng)所,發(fā)現(xiàn)物種的種類(lèi)和數(shù)量會(huì)因?yàn)槿斯~(yú)礁效應(yīng),比建設(shè)之前增加。
從全生命周期來(lái)看,海上風(fēng)電是低碳綠色的。以中國(guó)東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)為例,對(duì)于每單位(1 kWh)的電力供應(yīng),與燃煤發(fā)電相比,海上風(fēng)電具有顯著的能源和環(huán)境效益,能源和溫室氣體排放量分別減少96%和97%;與光伏、生物質(zhì)、地?zé)岬瓤稍偕茉窗l(fā)電場(chǎng)相比, 海上風(fēng)電場(chǎng)全生命周期能耗和溫室氣體排放依然具有一定優(yōu)勢(shì)。生命周期階段來(lái)看,全生命周期碳足跡集中在風(fēng)力發(fā)電上游,即風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)與運(yùn)輸階段和風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)階段。風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)備占總能耗的91.23%,建設(shè)施工占8.72%; 在溫室氣體排放方面,吊裝施工占溫室氣體排放的 31.11%,風(fēng)電機(jī)組和塔基分別占 21.37%和 39.21%。針對(duì)海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)的預(yù)防和保護(hù)措施,需要做到生態(tài)環(huán)境友好型海上風(fēng)電機(jī)組裝備研發(fā),創(chuàng)新風(fēng)電機(jī)組裝備織造,研制低噪音裝備;研發(fā)風(fēng)電機(jī)組綠色防腐技術(shù),涂抹海洋防腐涂料,減少海洋環(huán)境污染;進(jìn)行海上風(fēng)電前期科學(xué)選址和優(yōu)化布局,避開(kāi)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵和鳥(niǎo)類(lèi)遷徙路線(xiàn);建立數(shù)字化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng),全域感知海上風(fēng)電物理和生物,建立海上風(fēng)電的數(shù)字孿生系統(tǒng),對(duì)其生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)模擬;安裝雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng),監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組附近鳥(niǎo)類(lèi)飛行動(dòng)態(tài)和距離,從而控制風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)與否,最大可能避免鳥(niǎo)類(lèi)碰撞;建立海洋生物保護(hù)協(xié)會(huì),致力于解決海上風(fēng)電和海洋生物之間的沖突,并可以提供相關(guān)研究資金;提供行業(yè)指南和咨詢(xún),為風(fēng)電設(shè)施的選址提供專(zhuān)業(yè)的指導(dǎo)方針,將對(duì)海洋生物的威脅降低到最低水平。