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            李雙成:要站在人與自然和諧共生的高度謀劃海上風電發展
            2023-07-12 來源:《風能》雜志
             2023年6月28日-29日,第八屆全球海上風電大會在河北省唐山市舉行。此次大會得到了唐山市人民政府的大力支持,由遠景能源與《風能》雜志共同承辦,中國華能集團、中國大唐集團、國家能源集團、國家電力投資集團、中國廣核集團、中國長江三峽集團、中國節能環保集團、華電新能、華潤電力、廣東省能源集團、申能集團戰略合作;金風科技、明陽智能、電氣風電、東方風電、中國海裝、大金重工、陽光電源協辦。1200位來自國內外政府部門、電網公司、海上風電產業鏈企業、金融保險服務商以及研究咨詢機構的高層領導和資深專家參加了此次會議。
             
            北京大學城市與環境學院劉迎陸博士代表李雙成教授,在題為“海上風電的氣候與生態環境效應”的主題演講中表示,我國關于海上風電研究成果在全球位居第一,然而,對海上風電生態環境效應關注較少,遠不及歐美一些主要國家。這提示我們應該加大對于海上風電生態環境效應的研究。
             
            以下為演講的主要內容:
             
            海上風電是我國實施能源安全新戰略的重要抓手?!?ldquo;十四五”可再生能源發展規劃》顯示,要優化近海海上風電布局,開展深遠海海上風電規劃,推動近海規?;_發和深遠海示范化開發,重點建設山東半島、長三角、閩南、粵東、北部灣五大海上風電基地集群。“十四五”期間,各地出臺的海上風電發展規劃規模已達8000萬千瓦,到2030年累計裝機將超過2億千瓦?!?022年全球海上風電報告》顯示,我國新增海上風電裝機容量達到6.8GW,累計達到26GW,全球海上風電主要由中國驅動。
             
            海上風電研究方興未艾。我們項目組通過實地考察、調查訪談、問卷調查、大數據分析等方式,完成了《中國風電生態環境效應評估報告》。通過對web of science(WOS)核心合集數據庫以“offshore wind farm”與”ecological effects” or “environmental effects” or “ecosystem”等相同或者相近的主題詞進行搜索,結果發現,2009-2023年共計發表海上風電生態環境效應相關的文獻258篇,呈現逐年波動上升趨勢。在中國知網上查詢,也發現了類似的研究文獻增長態勢。
             
            對比發現,我國關于海上風電研究發文在全球位居第一,這與我國風電在全球地位一致。然而,關于我國海上風電生態環境效應的關注較少,遠不及歐美一些主要國家。這提示我們應該加大對于海上風電生態環境效應的研究。通過對web of science關鍵詞演進脈絡,2009年以來,關鍵詞共現頻次最多的是“海上風電場”、“可再生能源”、“影響”、“北海”、“漁業”、“生態系統服務”、“生物多樣性”等關鍵詞;隨著時間的推移,“氣候變化”、“海底噪聲”等逐漸成為新的研究熱點。
             
            為使海上風電成為生態環境友好的產業發展典范,噪聲、電磁輻射問題和生態效應應當引起足夠的重視。
             
            海上風電場噪聲在準備期主要通過物理勘探以及爆破清淤等行為產生,施工期主要通過打樁、船只運輸產生,運營期主要通過風電機組轉動產生。對上海東海大橋海上風電場進行了噪聲監測,結果表明,單個風電機組噪聲能級較低,聲壓級在81-101 dB之間,甚至低于背景噪音,在海況較差、風速較高的情況下,風電機組噪音會完全被背景噪音所掩蓋。噪聲對海洋生物在掩蔽通訊、改變生理行為、聽力損害等方面產生影響。研究一致認為海上風電建設期對不同海洋哺乳動物具有不同的聽覺損傷臨界距離,運營期海上風電對海洋哺乳動物影響較小且可以恢復。
             
            海上風電機組、升壓站和海底電纜是海上風電主要的電磁輻射影響來源。海上風電機組、升壓站處于海面之上,電磁衰減較快,對海洋影響較小。海上風電的輸電電纜是主要電磁輻射影響來源,對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,整體上海上風電產生的電磁輻射對海洋生物的影響有限。不過,未來仍需大量的長時間實測研究予以證實。
             
            海上風電工程建設期間通過擾動海底沉積物影響水質,進而影響到魚類、寄生物,運營期噪聲可能影響鳥類遷徙。但海上風電場對海洋生物也有積極作用,例如形成人工魚礁效應,創造了藻類和底棲生物棲息地,吸引新的魚類和更多哺乳動物。研究證實,不同棲息地種群通過交換卵、幼蟲和成體的擴散相互關聯,為卵、幼蟲等提供固著場所,發現物種的種類和數量會因為人工魚礁效應,比建設之前增加。
             
            從全生命周期來看,海上風電是低碳綠色的。以中國東海大橋海上風電場為例,對于每單位(1 kWh)的電力供應,與燃煤發電相比,海上風電具有顯著的能源和環境效益,能源和溫室氣體排放量分別減少96%和97%;與光伏、生物質、地熱等可再生能源發電場相比, 海上風電場全生命周期能耗和溫室氣體排放依然具有一定優勢。生命周期階段來看,全生命周期碳足跡集中在風力發電上游,即風電機組生產與運輸階段和風電場建設階段。風電場的設備占總能耗的91.23%,建設施工占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%,風電機組和塔基分別占 21.37%和 39.21%。針對海上風電開發的預防和保護措施,需要做到生態環境友好型海上風電機組裝備研發,創新風電機組裝備織造,研制低噪音裝備;研發風電機組綠色防腐技術,涂抹海洋防腐涂料,減少海洋環境污染;進行海上風電前期科學選址和優化布局,避開魚類產卵和鳥類遷徙路線;建立數字化的動態監測和預警系統,全域感知海上風電物理和生物,建立海上風電的數字孿生系統,對其生態環境影響進行實時監測和動態模擬;安裝雷達檢測系統,監測風電機組附近鳥類飛行動態和距離,從而控制風電機組的轉動與否,最大可能避免鳥類碰撞;建立海洋生物保護協會,致力于解決海上風電和海洋生物之間的沖突,并可以提供相關研究資金;提供行業指南和咨詢,為風電設施的選址提供專業的指導方針,將對海洋生物的威脅降低到最低水平。
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