【海洋观点】海洋牧场与海上风电融合发展：理念与展望

我国是海洋大国，海洋资源得天独厚，海岸线绵长。海洋牧场与海上风电作为海洋经济的重要组成部分，在提供优质蛋白和清洁能源，改善国民膳食结构和促进能源结构调整，推动供给侧结构性改革和新旧动能转换等方面具有重要意义。
% r- {' m! T) P( w5 x' D% `3 V一、海洋牧场与海上风电融合发展理念与机制
( K# V3 j% ^" v8 g! N（一）融合理念与机制
根据我国海洋牧场与海上风电产业特征与技术限制瓶颈，二者融合理念与机制包括3个方面。
第一，空间融合。水上水下、集海面与海底空间立体开发，综合利用海面风能与海洋生物资源，可实现清洁发电与无公害渔业产品生产空间耦合。融合途径为：利用海上风机的稳固性，将牧场平台、休闲垂钓载体、海上救助平台、智能化网箱、贝类筏架、藻类筏架、海珍品礁、集鱼礁、产卵礁等与风机基础相融合，降低牧场运维成本、提高经济生物养殖容量，从而实现海域空间资源的集约高效利用的海洋开发新模式。
第二，结构融合。通过开发增殖型风机基础，实现风电基础底桩与人工鱼礁的构型有机融合，进而达到资源养护、环境修复的功能融合。融合途径为：以单桩式风机底桩为基础，结合生态型牡蛎壳海珍品礁、多层板式集鱼礁、抗风浪藻类绳式礁等，打造新型海上风电-人工鱼礁融合构型，提高海上风电场建设区域初级生产力，实现底播型海珍品与恋礁性鱼类生态增殖，且进一步保障建设区域关键生态种繁殖、产卵、仔稚鱼发育，维护建设区域食物网稳定，从而实现生境养护、高值海珍品增殖、关键生态种保护与清洁能源产出的多元目标。
4 g8 ^8 [- E. \6 \. D第三，功能融合。综合利用季节性渔业生产高峰（春季、夏季、秋季）与风力发电高峰（冬季），实现海洋牧场内生物资源与风力资源周年持续利用生产时间耦合。耦合途径为：通过建立海上智能微网，保障海洋牧场电力长久持续供应，在季节性渔业生产高峰期，将海上风电直接用于海洋牧场平台、增养殖设施、资源环境监测设施、捕捞设施等，提高牧场生产效率，提高海洋牧场对赤潮、绿潮、高温、低氧以及台风等环境灾害的抵御能力，保障牧场生态与生产安全；在风力发电高峰期，将清洁风电并入建设区域电网，缓解火电压力、减小环境污染、保障居民生产生活，进而实现兼顾清洁能源产出与渔业资源持续开发的周年绿色生产新模式。通过海洋空间利用模式耦合、结构耦合与渔业周年生产模式耦合，打造“海上风电功能圈”，实现现代化海洋牧场产业与清洁能源产业双赢升级。
7 C% R' z* _% j) U# v! e# h4 Z（二）科学问题
海上风电与海洋牧场的互作过程和机制是二者融合发展的核心科学问题，主要包括：风机基础部分是否具有人工鱼礁的集鱼作用？浪花飞溅区等对海上风机的腐蚀如何作用？海洋牧场生产管理和海上风机运营应该保持怎样的协调机制？海上风电建设与运维期间所产生的噪音、震动与电磁场会对牧场生物造成何种影响？
/ }. C7 N: n1 X, `% B" O/ r2 H! K（三）技术瓶颈
海洋牧场与海上风电融合发展新模式创新是二者融合发展的主要技术瓶颈，即在海上风电建设的过程中必须重视与海洋牧场的融合发展问题，依托海上风电能源、结构优势，探索发展海上休闲垂钓、海上智能微网、潜水观光、海上住宿等相关产业，实现海洋牧场与海上风电融合发展，拉长产业链，实现产业多元化拓展，而不是仅关注风电效益。
（四）研究内容
3 Q2 }  ~( r4 H* _当前，海洋牧场与海上风电融合发展亟待开展的工作，包括海洋牧场与海上风机融合布局设计、环境友好型海上风机研发与应用、增殖型风机基础研发与应用、环保型施工和智能运维技术的研发与应用、海洋牧场与海上风电配套设施研发及应用，以及海上风电对海洋牧场资源环境影响观测与综合评价等。
, c- z* [% j5 W' ^0 H0 t0 K二、海洋牧场与海上风电融合发展对策与展望
（一）生态优先，创新海洋牧场与海上风电融合发展技术体系
  w# P% i# i$ \6 R2 c在远离生态保护红线区域，严格控制规模，因地制宜开展海洋牧场与海上风电融合发展试点试验；坚持生态优先，优化风机基础与人工鱼礁的融合方式，为牧场生物资源繁殖、生长构建优质生态环境；坚持技术创新，加强环境友好型海上风机研制、生态型运维技术研发；制定海洋牧场与海上风电融合发展标准、规范，为新技术推广应用提供良好市场环境；提高海洋牧场与海上风电融合发展技术原理研究水平以支撑核心技术创新，提高核心技术竞争力；推动形成科研院所与企业、农（渔）民密切合作的产业技术创新联盟，促进成果转化应用。
（二）科学布局，构建海洋牧场与海上风电融合发展监测体系
加强调研学习，总结国际海水增养殖与海上风电融合发展案例，结合本底调查和模型评估，科学选择适于海洋牧场与海上风电融合发展的区域；加强长期跟踪监测调查研究，构建海洋环境和海洋生物长期监测数据资料库，突出监测群体与监测方式的多样化，确保监测数据的准确性，科学评价海上风电生态效应；科学布局，优化实施方案，保障生态环境，降低海上风电对海洋牧场生物资源的影响；坚持科学发展，稳步推进，探索出一条可复制、可推广的海域资源集约生态化开发之路。
（三）明确定位，完善风险预警防控和应急预案管理体系
明确海洋牧场与海上风电融合发展试点目标定位，依法、依规、依政策稳步推进，严格遵守海岸线开发利用规划、重点海域海洋环境保护规划等政策要求；加强融合发展试点与海洋功能区划、海岸线开发利用规划、重点海域海洋环境保护规划、产业布局等统筹协调；明确各级政府、科研院所和相关企业的发展责任，并作为约束性指标进行考核；加强海上风机建设、运行过程对牧场环境资源的实时监测，健全海洋牧场与海上风电融合发展风险预警防控体系和应急预案机制。


文章来源：节选自《海洋牧场与海上风电融合发展：理念与展望》，原刊于《中国科学院院刊》2019年第6期
作者：杨红生，系中国科学院海洋研究所常务副所长，中国海洋发展研究会理事；张立斌，系中国科学院海洋研究所副研究员；茹小尚、林承刚，系中国科学院海洋研究所研究人员