在“光伏+”模式遍地開花的今天，“海上風電+”能否打開類似的突破口，實現(xiàn)“海上風電+海洋養(yǎng)殖”的融合發(fā)展呢？
近日，在山東省煙臺萊州市土山鎮(zhèn)北部芙蓉島西側(cè)國家級海洋牧場示范海域，全國首個海上風電與海洋牧場融合發(fā)展研究試驗項目順利并網(wǎng)發(fā)電。該試驗項目規(guī)劃裝機304兆瓦，主要試點工作集中在“深水網(wǎng)箱+海上風電”“深遠海養(yǎng)殖+休閑海釣”及海洋牧場、深遠海養(yǎng)殖漁場與海上風電融合發(fā)展領(lǐng)域。
隨著風電技術(shù)的日趨成熟，如何實現(xiàn)海域的綜合利用正在成為海上風電發(fā)展過程中的新課題。在“光伏+”模式遍地開花的今天，“海上風電+”能否打開類似的突破口，實現(xiàn)“海上風電+海洋養(yǎng)殖”的融合發(fā)展呢？這又將給海工裝備領(lǐng)域帶來哪些挑戰(zhàn)？
現(xiàn)階段“空間融合”更易實現(xiàn)
雖然首個試驗項目剛剛并網(wǎng)，但福建、廣東、江蘇等沿海省份卻一直都在進行海上風電與海洋牧場結(jié)合的相關(guān)研究工作。在海上風電發(fā)展成熟的國家，相關(guān)實踐也在陸續(xù)展開。歐盟的“多用途場景實現(xiàn)中的近海低營養(yǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖”項目在近4年內(nèi)就有超過820萬歐元的相關(guān)投入。在德國赫爾戈蘭和丹麥東部卡特加特的海上風電項目內(nèi)，已經(jīng)建立起海帶和貽貝養(yǎng)殖試點。
南方科技大學(xué)海洋科學(xué)與工程系博士后吳海濤不久前在第六屆中國海上風電工程技術(shù)大會上表示，目前，海上風電與養(yǎng)殖的融合主要有結(jié)構(gòu)融合和空間融合兩種思路。結(jié)構(gòu)融合是將風電的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作為養(yǎng)殖網(wǎng)箱的框架，屬于深度融合。而空間融合則是在海上風電場的空白區(qū)域布置養(yǎng)殖設(shè)施，實現(xiàn)空間充分利用?！熬同F(xiàn)階段而言，結(jié)構(gòu)融合的技術(shù)風險還比較高，空間融合分布松散、較為獨立，技術(shù)風險低，相對更容易操作。海上風電與養(yǎng)殖的融合應(yīng)該本著從易到難、先分后合的原則，逐步深化?！?/p>
在“空間融合”的思路下，吳海濤表示，在風電場的中心區(qū)域，可以布置魚類養(yǎng)殖網(wǎng)箱，形成一定規(guī)模，采用自動化設(shè)施提高效率。在次中心區(qū)域，則設(shè)置貝類養(yǎng)殖區(qū)，提高餌料利用率的同時還可改善水質(zhì)。外圍區(qū)域則是藻類養(yǎng)殖區(qū)，可以減弱波浪、進一步凈化水質(zhì)，同時，藻類還可作為某些貝類的餌料。此外，在風電場外部，與波浪能的利用相結(jié)合，可以提高海域資源利用率，實現(xiàn)多種養(yǎng)殖共贏。
智能化裝備需求增加
吳海濤強調(diào)，在融合發(fā)展的過程中，海洋養(yǎng)殖的品種要依據(jù)風電場的具體環(huán)境確定，具體裝備設(shè)施要根據(jù)養(yǎng)殖品種進行選擇?！梆B(yǎng)殖設(shè)施應(yīng)具備抗臺風等極端工況的能力，保證安全。同時，養(yǎng)殖設(shè)施要不斷提升智能化水平，減少人類活動?！?/p>
據(jù)悉，目前丹麥技術(shù)大學(xué)已經(jīng)成立了相關(guān)實驗室，專門研發(fā)可用于海上風力發(fā)電和海水養(yǎng)殖的模塊化的水下機器人。丹麥技術(shù)大學(xué)電氣工程專業(yè)副教授Roberto Galeazzi介紹，該機器人將主要用于海上風機運轉(zhuǎn)情況檢查、海水養(yǎng)殖魚類的健康狀態(tài)監(jiān)測，以及海上油氣田環(huán)境特征調(diào)查等領(lǐng)域。與既有的海洋特種機器人不同，Roberto Galeazzi指出，這款模塊化的機器人各個部件可單獨進行工作且功能不一?！氨热纾旓L機水下基座上的傳感器出現(xiàn)故障時，機器人的某個部件可充當備用傳感器?！?/p>
同樣，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)、高校和科研機構(gòu)也在智能海洋裝備領(lǐng)域不斷發(fā)力。在海上風電巡檢、海上風機葉片維修、水下焊接檢修等領(lǐng)域都有專用的機器人產(chǎn)品不斷應(yīng)用。吳海濤表示，智能化設(shè)備的應(yīng)用一方面可以助力海上風電與海洋養(yǎng)殖成本不斷下行，另一方面還能有效減少人工操作過程中給風電場帶來的碰撞風險。
規(guī)模化建設(shè)尚需時日
此外，對于海上風電與海洋養(yǎng)殖的融合，吳海濤也表示，涉及海工和電氣技術(shù)、網(wǎng)箱和養(yǎng)殖技術(shù)等交叉領(lǐng)域，要在規(guī)劃、施工、運維等方方面面充分考慮融合設(shè)計。
“在規(guī)劃過程中，需要在滿足風電和養(yǎng)殖發(fā)展的需求同時，保障安全，提升生產(chǎn)運維效率。”吳海濤表示，在功能區(qū)域劃分上，應(yīng)根據(jù)海上風電場的機位和集電線路分布，明確劃定海上風電場內(nèi)部功能區(qū)域類別，包括機位海域以及海纜安全區(qū)、海洋養(yǎng)殖作業(yè)區(qū)和公共航道區(qū)。在空間拓撲規(guī)劃上，要根據(jù)機組運維作業(yè)和海洋養(yǎng)殖作業(yè)的時間和空間特點，在海洋養(yǎng)殖作業(yè)區(qū)域內(nèi)選擇合適位置開展養(yǎng)殖。“在項目建成后，也要最大限度進行聯(lián)合運維，其間包括運維船只共用、航次共用、監(jiān)控和調(diào)度系統(tǒng)共用等諸多細節(jié)。”
從試點到開展規(guī)模化建設(shè)，海上風電與海洋養(yǎng)殖的融合模式未來將如何推進呢？其實，在去年的全國兩會期間，已有代表提出了推動海上牧場和海上風電建設(shè)的建議。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部也在回復(fù)中明確指出，雖然探索工作初見成效，但海上風電是否會對海洋牧場中漁業(yè)資源產(chǎn)生影響還需要長期監(jiān)測評估，目前還不具備從國家層面出臺相關(guān)政策和規(guī)劃的基礎(chǔ)條件。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部同時也表示，將視海洋牧場與海上風電融合發(fā)展試點情況和專家研究成果，研究論證成立協(xié)調(diào)推進機制的可行性。
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