海上風電與海洋牧場的融合在各國的鼓勵下如火如荼地進行,但同時面臨諸多挑戰。本文旨在通過國內外相關研究對比分析,梳理在選址規劃、設備兼容、生態影響評估和經濟政策可行性等方面的難題與挑戰,定位我國發展建設風牧融合面臨的問題。1.選址規劃和魚種選擇前文提到相關規劃沒有專門立法,造成了風電的規劃區域經常更改及延滯建設。海上風電和海洋牧場有各自獨立的選址方法,這讓選址兼顧二者變得極具挑戰。海上風電對海域地理條件有極高的要求,海洋牧場則對海域生態基礎等要求較高,二者融合時需綜合考慮風電的選址與區域海洋環境的生態環境、水文條件、適宜的經濟魚種。2設備兼容海上風電與海洋牧場的融合很重要的一環是設計研發融合設備和結構,需要開發增殖性風機基礎和漁業養殖系統的配套設施,并進行組裝作業,也要做好設備的受力仿真模擬,如附著在風機基礎上的牧場設備,會改變風機基礎在海洋中的受力,需要進行模擬,驗證結構穩定性、可靠性。對于海上風電和海洋牧場的結構設備融合以及相關運營,有反面的聲音存在。歐洲的風力發電開發商認為風電場中的水產養殖設備可能會對風力渦輪機系統造成損壞,如網箱養殖錨固系統與風力發電機組是否可以整合仍有待確定,由于現有風電場開發存在一定的投資風險,為了將其與水產養殖生產相結合,影響了金融和保險公司承接業務的意愿,增加了保險成本和借貸成本。歐洲的大多數風電場開發商認為與水產養殖生產的整合可能會影響風力渦輪機的運行和維護。3生態影響評估:噪聲、電磁場、底座干擾和重金屬海上風牧融合需要做好對海洋環境和海洋生物的影響評估,目前因為數據的缺乏以及研究方式較為片面,又受制于海洋環境的復雜性,很難區分風電場與其他因素的影響關系,不能很好地揭示海上風電對環境影響的作用機制。海上風電對生境影響主要包括噪聲、電磁場、底座干擾等。本節將分別介紹目前對于主要影響因子的評估研究。3.1噪聲噪聲振動可以誘發物理損傷,掩蓋生物對重要信號(通信、捕食者躲避和獵物尋找)的探測,影響海洋生物行為。例如,動物可能會離開噪聲區域,這可能會干擾覓食或繁殖。海上風電施工期噪聲可能造成生物物理損傷、生理行為異常和遮蔽效應。施工過程中基礎的安裝通常可以產生廣泛的峰值源聲級。多項研究表明施工期噪聲可以對魚類和海洋哺乳動物造成損害和影響。許多科學家對此進行了研究。海上風力發電場的預期壽命為20~30年,因此運行期階段將是一個持續時間較長的水下聲音來源,來自風力渦輪機的水下聲音可以被描述為連續聲源。由于材料特性和施工方法不同,各類型海上風電的基礎可能具有不同的聲學輸出,基礎類型也會影響風電場作為聲源的方向性。因此在設計監測方案時,需要考慮不同的聲學情況。各區域經濟魚種有差異,魚種間的噪聲耐受度也不同,需要實驗室與實地調研結合的評估工作來給出閾值。所以,運行期的海上風電噪聲依然會對一些魚類產生影響,而施工期的噪聲甚至可以帶來損傷。如果風牧融合,則牧場中的魚類比自然魚類離噪聲源更近,探明我國主要經濟魚類對風電場噪聲的反應和耐受度,是風牧融合的一個難點。3.2電磁場括海上風電對海洋生物的電磁輻射影響來源包纜海上風電機組、升壓站和海底電纜,海底輸出電是最主要的電磁輻射影響來源（圖）。圖

典型海上風電布置示意圖電磁輻射產生影響主要是因為某些海洋生物具有磁敏感性,磁場可能影響魚類遷徙等海洋生物行動,且足夠強度的磁場還會影響海洋生物的生殖和發育等生理過程。目前廣泛認為掩埋的海底光纜產生的電磁場影響隨距離衰減很快,在海洋中對生物具體能產生何種影響不明晰,不過考慮到風電場與牧場結合后,養殖的物種相比于海洋中野生物種更近地暴露在電磁場中,所以本研究整理了一些國外關于海上風電電磁場影響的文章。除了少量的實驗室結果或實測結果,大部分都是一些潛在影響評估。3.3底座干擾提起海上風電基礎的生境影響,更多的研究表明了底座的人工礁效應。海上風電的結構會引起水流擾動從而影響水體營養物質交換。有資料顯示,海水流經風電機組樁基和半潛式平臺時,迎流面會產生上升流,沖刷底質,底層營養鹽上涌與表層海水充分交換,促進各種浮游植物生長,從而誘集各類海洋生物前來索餌,形成高度復雜的食物鏈。同時,海水背流面會產生背渦流,多數魚類喜歡棲息于流速緩慢的渦流區。3.4重金屬遷移與懸沙有學者對打樁引起的懸沙和通電保護基礎產生的鋅元素遷移進行了研究。但施工期的懸沙影響廣泛認為是暫時的且影響甚微,且牧場運行時不會處于施工期的海上風電場內。海上風電采用犧牲陽極保護法來避免風機基礎的鋼結構被海水腐蝕的同時,也會導致重金屬隨流擴散,對周圍水質與海洋生態造成影響。王愿寧以莊河海上風電場運行期間釋放出的重金屬鋅為例,研究其輸移擴散,在水動力模型基礎上,添加對流擴散模型,得到重金屬鋅的濃度、水平擴散系數和擴散面積之間的關系。但重金屬離子濃度低,懸沙濃度低且影響時間短,目前尚無更有效的評估。若海上風牧融合,牧場生物將處于重金屬輸運區域,探明具體影響十分重要。4.

經濟可行性和政策可行性經濟可行性方面,海上風電對傳統漁業存在排斥性,牧場和風電自身的造價、日常維護費用也較高,如介紹了波的尼亞灣一個結合了風能和魚類養殖的多用途平臺的案例研究,投資成本主要來自風力發電和平臺建設,研究表明附著了魚籠的風電結構方案增加了成本。因此與海洋牧場的融合既要盡量彌補包括漁業在內的損失,又要在后期能夠覆蓋高昂的建設維護費用,所以二者融合對經濟效益的要求很高,這就需要多方合作,在經濟魚種選擇、區域規劃、效益評估等方面做到最好。政策可行性方面來看,從發展清潔能源,實現碳中和的理念出發,我國頒布了一系列政策法規以扶持海上風電產業發展,以期引導海上風電產業快速形成規模,并實現平價并網輸電。其中間接政策是運用經濟杠桿進行引導和管理,包括金融支持、上網電價補貼、稅收優惠、科研鼓勵等。我國對海上風電的投入主要體現為上網電價補貼和科研專項經費支持,但2020年1月,《關于促進非水可再生能源發電健康發展的若干意見》中明確新增海上風電項目不再納入中央財政補貼范圍。鄧江鋒等基于演化博弈理論,分析研究了海上風電企業和政府在海上風電產業是否補貼問題上的演化博弈過程,認為當前海上風電全面退補為時過早,海上風電還難以在2022年做到平價上網,退補導致企業成本壓力巨大。此外,我國尚未對海上風電做出專門立法,由于風電法律規范過于籠統、粗放,導致了我國在海洋資源規劃上缺乏法律保障,在海上風電開發規劃上沒有充分考慮漁業資源、軍事需要、海洋環境等各系統、各行業的統籌布局。例如,浙江瑞安海上風電場項目選址就進行過多次重新規劃,這必定對評估、勘察、招標工作有一定阻礙作用。沒有對海上風電由近海岸向深海發展的導向進行明確規定,這會給海上風電規劃發展的一致性帶來阻礙,海上風電的審批、規劃、建設缺乏有力的法律保障,容易使得海上風電布局碎片化。對于風牧融合,我們關注到中華人民共和國農村農業部在回復人大