李双成：要站在人与自然和谐共生的高度谋划海上风电发展

2023年6月28日-29日，第八届全球海上风电大会在河北省唐山市举行。此次大会得到了唐山市人民政府的大力支持，由远景能源与《风能》杂志共同承办，中国华能集团、中国大唐集团、国家能源集团、国家电力投资集团、中国广核集团、中国长江三峡集团、中国节能环保集团、华电新能、华润电力、广东省能源集团、申能集团战略合作；金风科技、明阳智能、电气风电、东方风电、中国海装、大金重工、阳光电源协办。1200位来自国内外政府部门、电网公司、海上风电产业链企业、金融保险服务商以及研究咨询机构的高层领导和资深专家参加了此次会议。

北京大学城市与环境学院刘迎陆博士代表李双成教授，在题为“海上风电的气候与生态环境效应”的主题演讲中表示，我国关于海上风电研究成果在全球位居第一，然而，对海上风电生态环境效应关注较少，远不及欧美一些主要国家。这提示我们应该加大对于海上风电生态环境效应的研究。

以下为演讲的主要内容：

(相关资料图)

海上风电是我国实施能源安全新战略的重要抓手。《“十四五”可再生能源发展规划》显示，要优化近海海上风电布局，开展深远海海上风电规划，推动近海规模化开发和深远海示范化开发，重点建设山东半岛、长三角、闽南、粤东、北部湾五大海上风电基地集群。“十四五”期间，各地出台的海上风电发展规划规模已达8000万千瓦，到2030年累计装机将超过2亿千瓦。《2022年全球海上风电报告》显示，我国新增海上风电装机容量达到6.8GW，累计达到26GW，全球海上风电主要由中国驱动。

海上风电研究方兴未艾。我们项目组通过实地考察、调查访谈、问卷调查、大数据分析等方式，完成了《中国风电生态环境效应评估报告》。通过对web of science（WOS）核心合集数据库以“offshore wind farm”与”ecological effects” or “environmental effects” or “ecosystem”等相同或者相近的主题词进行搜索，结果发现，2009-2023年共计发表海上风电生态环境效应相关的文献258篇，呈现逐年波动上升趋势。在中国知网上查询，也发现了类似的研究文献增长态势。

对比发现，我国关于海上风电研究发文在全球位居第一，这与我国风电在全球地位一致。然而，关于我国海上风电生态环境效应的关注较少，远不及欧美一些主要国家。这提示我们应该加大对于海上风电生态环境效应的研究。通过对web of science关键词演进脉络，2009年以来，关键词共现频次最多的是“海上风电场”、“可再生能源”、“影响”、“北海”、“渔业”、“生态系统服务”、“生物多样性”等关键词；随着时间的推移，“气候变化”、“海底噪声”等逐渐成为新的研究热点。

为使海上风电成为生态环境友好的产业发展典范，噪声、电磁辐射问题和生态效应应当引起足够的重视。

海上风电场噪声在准备期主要通过物理勘探以及爆破清淤等行为产生，施工期主要通过打桩、船只运输产生，运营期主要通过风电机组转动产生。对上海东海大桥海上风电场进行了噪声监测，结果表明，单个风电机组噪声能级较低，声压级在81-101 dB之间，甚至低于背景噪音，在海况较差、风速较高的情况下，风电机组噪音会完全被背景噪音所掩盖。噪声对海洋生物在掩蔽通讯、改变生理行为、听力损害等方面产生影响。研究一致认为海上风电建设期对不同海洋哺乳动物具有不同的听觉损伤临界距离，运营期海上风电对海洋哺乳动物影响较小且可以恢复。

海上风电机组、升压站和海底电缆是海上风电主要的电磁辐射影响来源。海上风电机组、升压站处于海面之上，电磁衰减较快，对海洋影响较小。海上风电的输电电缆是主要电磁辐射影响来源，对捕食者和猎物互相作用影响，引起回避、吸引和迁移等行为。已有研究表明，整体上海上风电产生的电磁辐射对海洋生物的影响有限。不过，未来仍需大量的长时间实测研究予以证实。

海上风电工程建设期间通过扰动海底沉积物影响水质，进而影响到鱼类、寄生物，运营期噪声可能影响鸟类迁徙。但海上风电场对海洋生物也有积极作用，例如形成人工鱼礁效应，创造了藻类和底栖生物栖息地，吸引新的鱼类和更多哺乳动物。研究证实，不同栖息地种群通过交换卵、幼虫和成体的扩散相互关联，为卵、幼虫等提供固着场所，发现物种的种类和数量会因为人工鱼礁效应，比建设之前增加。

从全生命周期来看，海上风电是低碳绿色的。以中国东海大桥海上风电场为例，对于每单位（1 kWh）的电力供应，与燃煤发电相比，海上风电具有显著的能源和环境效益，能源和温室气体排放量分别减少96%和97%；与光伏、生物质、地热等可再生能源发电场相比， 海上风电场全生命周期能耗和温室气体排放依然具有一定优势。生命周期阶段来看，全生命周期碳足迹集中在风力发电上游，即风电机组生产与运输阶段和风电场建设阶段。风电场的设备占总能耗的91.23%，建设施工占8.72%; 在温室气体排放方面，吊装施工占温室气体排放的 31.11%，风电机组和塔基分别占 21.37%和 39.21%。针对海上风电开发的预防和保护措施，需要做到生态环境友好型海上风电机组装备研发，创新风电机组装备织造，研制低噪音装备；研发风电机组绿色防腐技术，涂抹海洋防腐涂料，减少海洋环境污染；进行海上风电前期科学选址和优化布局，避开鱼类产卵和鸟类迁徙路线；建立数字化的动态监测和预警系统，全域感知海上风电物理和生物，建立海上风电的数字孪生系统，对其生态环境影响进行实时监测和动态模拟；安装雷达检测系统，监测风电机组附近鸟类飞行动态和距离，从而控制风电机组的转动与否，最大可能避免鸟类碰撞；建立海洋生物保护协会，致力于解决海上风电和海洋生物之间的冲突，并可以提供相关研究资金；提供行业指南和咨询，为风电设施的选址提供专业的指导方针，将对海洋生物的威胁降低到最低水平。

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