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。
南方科技大學海洋科學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?，當風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)品不斷應用。吳海濤表示，智能化設(shè)備的應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)?；ㄔO(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?！眳呛硎?，在功能區(qū)域劃分上，應根據(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)?！?/p>
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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