海上风电对海洋生态环境与海洋生物资源的综合影响研究进展

海上风电具有就近消纳方便、发电效率高和不消耗化石能源等特点,在低碳经济发展背景下,加快海上风电开发已成为全球各国促进能源结构转型与可持续发展的普遍共识。但海上风电在建设及运营过程中所产生的噪音和磁场对海洋环境和生物的影响尚不明确。本文系统梳理了全球海上风电发展现状,分析了海上风电开发对海洋生态环境与生物资源的综合影响,从生理、行为和分子三个层面重点分析了海上风电所产生的噪音和磁场对海洋生物的潜在影响,以期为科学利用海上风电提供参考。     

海上风机噪声对海洋生物的影响研究

海上风电是未来沿海各国海上能源开发的重点。我国海上风电正处于起步阶段,已建和规划中的风电场逐渐增多。国内对海上风电场环境影响研究,尤其是风机噪声对海洋生物的影响研究几近空白。文章总结了近年来国外海上风电场运营过程中水下噪声的基本概况,以及对海洋鱼类（游泳鱼类和底栖鱼类）、哺乳动物和底栖生物影响的研究成果。就我国未来海上风电场建设规划,提出海上风电场运营期风机噪声研究的不足及海洋生物听闽范围研究的缺乏,为我国制定海上风电项目环境影响评价规范提供科学参考,并指出水下噪声对我国海洋生物影响的研究方向。     

海上风电工程对海洋生物影响的研究进展

随着世界各国对能源安全、生态环境、气候变化等问题日益重视,加快发展风电已成为国际社会推动能源转型发展、应对全球气候变化的普遍共识和一致行动。过去十余年,我国海上风电产业受益于国家政策的大力推动而蓬勃发展,大有乘势崛起,赶超其他清洁能源的势头。相比陆上风电场,海上风电场对环境的影响较小,但其开发实施以及运行对海洋生态环境和资源开发的累积影响还尚不明确。本文系统全面地梳理了海上风电工程对鸟类、鱼类、海洋哺乳动物、底栖生物、浮游生物及海洋生物多样性等影响的研究进展,总结了海上风电环境影响研究的现状。结合我国实际,提出了将科学研究与海上风电工程环境影响评价紧密结合,开展海上风电项目对区域生态环境影响的研究等有关建议。     

我国海上风电发展的主要问题及对策建议

随着陆上风电资源的大规模开发利用,海上风电作为我国高度重视的新能源产业,已进入发展的关键时期。文章从海域使用的角度分析风电用海的基本特点,研究海上风电在用海面积、规划编制、管理制度、资源环境影响等方面存在的问题,并据此提出"完善海上风电规划、创新管理制度、规范风电场选址和风机布置、加强海上风电资源环境影响评价"的海上风电发展对策建议。分析表明:风电用海具有确权用海面积小、实际占用海域面积大的特点,且风电用海具有排他性、容易造成海洋空间的破碎化;另外,目前海上风电存在规划面积和布局不合理、挤压其他行业用海空间,风电项目预可研阶段缺乏海洋管理部门的先期介入,风电建设对海洋资源环境的影响研究甚少等问题。在此基础上,提出我国海上风电发展的对策建议,以期促进中国海上风电产业平稳可持续发展。     

我国海上风电发展政策演变分析

海上风电是新能源和可再生能源发展的战略重点之一,目前我国海上风电发展已经取得一定成效,而且发展前景广阔。文章通过对我国海上风电发展现状和政策框架的深入研究,从政策背景、政策内容和政策实施评价3个方面分析我国海上风电发展政策演变历程,揭示其演变特征及存在的主要问题,提出关于我国海上风电发展政策的若干建议,以期为我国海上风电开发管理及政策制定提供参考借鉴。     

国内外海上风电机组基础结构设计标准浅析

对国内外海上风电机组基础结构设计规范和相关标准进行了对比研究,结合我国海上风电机组基础结构设计开发中遇到的问题,论述海上风电机组基础结构设计中关于安全理念和设计荷载的设计方法和标准;分析对比各国规范对海上风电机组基础结构设计的推荐做法,剖析各国规范的设计理念和方法;比较海上风电机组基础结构与海洋石油平台在设计理念和设计标准方面的异同,并根据海上风电和海洋油气的行业特点,分析海上风电机组基础结构设计规范和海洋石油平台设计规范对于海上风电机组基础结构设计的适用性。在此基础上,基于我国海洋工程技术和海上风电产业的发展水平,提出发展我国海上风电机组基础结构的设计建议,指出我国海上风电开发中应注意和避免发生的问题。     

海上风电智能运维关键技术与发展建议

风电运维是海上风电的控制性模块,其成本约占海上风电建设总成本的25%,但目前对风电运维尤其是智能运维的研究与应用呈现双重缺位。文章提出海上风电发展趋势及传统运维痛点,总结海上风电智能运维的重大意义;充分结合工程经验与中外文献,凝炼海上风电智能运维关键技术,阐释其内涵、应用、特点及研究现状,指出相关研究的成果与不足,进而提出数据融合、自主适应、实时监测、无余调配的“集管控”一体化海上智能运维平台方案,并以风场实测数据验证其经济价值;明确风电智能运维的发展趋势,从集成管理、装备赋能、智慧调度、融合开发四大方向,有针对性地给出跨越式提升我国海上风电智能运维水平的发展建议,助力我国风电产业发展水平跻身国际前列。     

基于海上风电产业发展的风电机维修市场

为促进海上风电产业和风电机维修市场的发展,文章概述风电及其产业的发展状况以及海上风电产业发展的主要地区,分析海上风电机维修市场的需求、特点和潜力,并提出该领域的投资建议。研究结果表明:风电具有巨大的经济、社会和环境效益,是全球发展的重点领域;欧洲、亚洲和美国等是海上风电产业发展的主要地区,其中欧洲发展最早和最好;由于海上风电机结构复杂和所处环境恶劣,维修市场需求旺盛;目前全球海上风电机维修市场具有地区不均衡、核心技术垄断和处于蓝海期的特点,在部件和工具及其供应链供给、运维船制造、智能化产品服务以及人员技能培训等方面具有发展潜力;海上风电机维修市场的自身潜力和辐射效应较大,市场前景广阔,该领域的投资应关注其优势、劣势、机遇和风险。     

基于灰色预测模型的我国海上风电发展规模和趋势研究

为掌握我国海上风电发展规模和趋势，进而为海上风电发展决策提供参考，文章基于灰色系统理论的3种模型，对全国和主要沿海地区海上风电发展规模和趋势作出预测。研究结果表明:装机量可作为海上风电发展规模的预测指标；通过历史数据模拟，GM（1，1）比NDGM和DGM（2，1）的拟合效果更好且预测精度较高，适用于海上风电装机量预测；GM（1，1）对海上风电发展的短期（1～3年）预测准确率较高，而中长期（5～10年）预测准确率有待检验；海上风电主要地区的装机量将持续增长，但各地区呈现不同的增长率；江苏海上风电发展在多年快速增长后可能放缓，广东和福建有望“接棒”江苏而成为海上风电大省；国内海上风电产业仍处于成长阶段，经济稳妥的发展策略是必然选择。     

自然资源框架下海上风电的管理困境及对策

地方政府和能源部门是海上风电迅速发展的主要推动力,自然资源部门的参与度和话语权相对较低,导致自然资源部门倡导的集约节约用海等原则在海上风电开发过程中难以得到有效落实。文章梳理我国海上风电开发与管理的基本情况,分析自然资源框架下海上风电管理面临的困境及原因,提出完善海上风电管理的对策建议。研究结果表明,海上风电开发现阶段存在着发展规划制定不完善,地方自然资源部门监督职能难以有效发挥,部分项目存在“化整为零”违规审批等问题。上述问题既是地方政府在海上风电开发过程中强势推动政策的负面结果,也与自然资源部门自身职责定位、相关规划和审批依据不健全、监督管理力量不足等因素有关。为有效履行国土空间用途管制的职责,自然资源部门需要发挥国土空间规划体系对海上风电开发的指导作用,借助海洋督察推动地方政府落实海洋自然资源监管责任,并通过及时制定可操作性审批标准、完善监督管理力量等方式,推动海上风电开发能够合理利用海洋空间。     

广东省海上风电海缆路由廊道研究

为增强对海上风电海缆路由廊道的认识以及促进海上风电项目集约节约用海,文章梳理广东省海上风电路由选划的基本情况,分析统一划定海上风电海缆路由廊道的困境及其原因。研究结果表明：虽然自然资源部门在审批过程中不断呼吁建立海缆路由廊道,并与企业和地方政府等利益相关者基于集约节约用海等原则选划部分海缆路由的登陆点,但海缆路由廊道仍面临选划工作严重滞后于产业发展、利益相关者复杂且众多以及技术工艺存在不确定性等难题,亟须加强与相关部门的协调,将路由廊道规划统一纳入国土空间规划体系,及时总结海上风电和海缆的相关技术并借鉴先进经验,科学合理地划定海上风电海缆路由,进而发挥路由廊道对海上风电产业发展的政策促进和引导作用。     

基于集约理念的海上风电用海面积控制指标研究

近年来我国沿海地区海上新能源用海、油气用海、交通运输用海等需求显著提高,对海洋空间资源的刚性需求急剧增加,供需矛盾日益紧张。尤其是海上风电用海,受国家宏观战略影响,呈现跨越式发展,装机容量跃居世界第一。大规模海上风电建设对海洋空间资源配置提出更高的要求,如何既保障海上风电用海需求,又协调海上风电与其他行业的用海矛盾,成为亟待解决的重要问题。树立自然资源集约利用理念能够良好解决上述问题,集约利用理念既是全面提高海洋空间资源利用效率的内在要求以及协调保护与利用显著矛盾的需要,更是协调保护与发展关系的关键。基于此,文章系统分析现有海上风电场外缘边线包络海域面积、确权海域面积等数据,采用集约化的空间资源开发理念,从项目选址与海缆路由、风电场设计与技术要求、用海范围及确权面积控制等方面完善海上风电用海面积控制指标体系,以期提高海上风电项目用海集约水平。     

基于海上风电场构建海洋水文同步实时现场观测系统的思考

海上风电是一种清洁的可再生能源。本文简述了海上风电发展概况, 并介绍了广东省在南海北部建设海上风电场的进展, 同时描述了南海北部一些典型的海洋水动力过程及其现场观测研究存在的难题; 最后提出利用海上风电场构建海洋水文现场同步实时网络系统的观点, 指出利用这些长期定点的网络式观测数据对研究海洋中小尺度动力过程等的优势。希望能为促进海上风电与海洋科学研究的融合发展提供参考。     

海上风牧融合的难题与挑战

在海洋战略和清洁能源战略背景下,我国围绕海洋牧场和海上风电开展了规模化建设并取得了巨大成就。但工程成本高昂、海洋生境破碎化和用海冲突等问题日益显著,国内外由此开展了海上风电和海洋牧场融合发展的试点与探索。文章整理分析了国内外相关研究和试点工作,针对海上风牧融合发展的现状以及在经济和政策可行性、选址与规划、鱼种选择、配套设备开发、生态影响评估（噪声、电磁场、底座干扰和重金属迁移等）等方面的难题与挑战提出建议。     

Fouling assemblages on offshore wind power plants and adjacent substrata

A significant expansion of offshore wind power is expected in the near future, with thousands of turbines in coastal waters, and various aspects of how this may influence the coastal ecology including disturbance effects from noise, shadows, electromagnetic fields, and changed hydrological conditions are accordingly of concern. Further, wind power plants constitute habitats for a number of organisms, and may locally alter assemblage composition and biomass of invertebrates, algae and fish. In this study, fouling assemblages on offshore wind turbines were compared to adjacent hard substrate. Influences of the structures on the seabed were also investigated. The turbines differed significantly from adjacent boulders in terms of assemblage composition of epibiota and motile invertebrates. Species number and Shannon–Wiener diversity were, also, significantly lower on the wind power plants. It was also indicated that the turbines might have affected assemblages of invertebrates and algae on adjacent boulders. Off shore wind power plant offer atypical substrates for fouling assemblages in terms of orientation, depth range, structure, and surface texture. Some potential ecological implications of the addition of these non-natural habitats for coastal ecology are discussed.     

海底有缆在线观测系统研究与应用综述

获取高质量海洋观测数据是维护国家安全和权益、保障人类生存与可持续发展、应对全球气候变化、开发利用海洋资源、防灾减灾等的重要基础。随着海底观测技术的发展，海底有缆观测已成为地球观测的第三个平台。通过借鉴国内外海底观测网的成熟技术，设计研发单节点海底有缆在线观测系统，主要包含海底观测、电力信息传输和陆上人机交互信息管理等三个子系统，具有高度可扩展性，可根据监测需求集成安装常用的各类海洋观测仪器和水下高清摄像头，从而实现海洋环境和水下生物资源的原位、长期、连续、稳定的在线观测。研发的海底有缆在线观测系统构造简单、扩展性强、经济成本低，已广泛应用于山东省海洋牧场观测网的海洋生态环境和渔业资源、辽东湾的冬季海冰、海洋牧场与海上风电的融合效应、河流入海口水质、海上溢油等不同领域的业务化监测中，为我国海洋生态环境保护与修复、海洋资源开发利用、海洋防灾减灾等提供了高质量的科学数据支撑。海底有缆在线观测系统是业务化海洋在线观测技术领域里的创新研究，具有重要科学意义和广泛应用前景。     

The potential compatibility of offshore wind power and fisheries: An example using bluefin tuna in the Adriatic Sea

Given the increasing competition for marine resources, regulatory strategies that benefit multiple stakeholders are increasingly important. Offshore wind power generating facilities are becoming more common in the marine environment and alter the characteristics of the fisheries in the surrounding area. Floating wind turbines can act as fish aggregating devices (FAD), thereby increasing the catchability for some species. Many marine recreational fisheries are open access without effort restrictions; therefore, control of total harvest is difficult. Creating a limited entry recreational fishery and excluding commercial fishing from the area surrounding offshore wind turbines may aid in controlling total harvest and may benefit several important stakeholder groups: (1) recreational and commercial fishermen in terms of higher recreational catch rates and potentially higher overall yield, (2) fisheries managers in terms of more precise control of recreational fisheries harvest, and (3) owners of offshore wind power facilities in terms of reduced risk of damage to infrastructure due to fishing activity. We discuss the compatibility of wind power facilities and fisheries, conditions conducive to this compatibility, and provide an example from a proposed offshore wind power facility in the Adriatic Sea and its potential to affect the fisheries management there, particularly for bluefin tuna (Thunnus thynnus).