文 | 阳杰
风渔融合正在成为趋势
我国海洋资源丰富，大陆海岸线绵延约1.8万公里，面积为500平方米以上的海岛6900余个，管辖海域总面积约300万平方公里，是名副其实的海洋大国。
作为海洋经济发展的重要组成部分，海上风电和海洋牧场近年来发展迅速。目前，我国海上风电装机容量已跃居世界第一，耕海牧渔的海洋牧场也在加快建设，“水上清洁能源，水下蓝色粮仓”的图景正在铺开。
而与此同时，海上风电与海洋牧场融合发展正在成为趋势。一方面，对海上风电场与海洋牧场进行空间、结构及功能上的融合设计建造，可以实现海域的集约高效利用，是可再生能源产业和现代化渔业养殖产业的双赢升级思路。另一方面，海上风电场的建设会使水流活动发生变化，导致海域营养盐浓度明显增加，促进海域内浮游动植物的生长，进而诱集其他浮游动物、游泳生物，甚至吸引不同类型的海鸟或其他猎捕型生物，形成一条高度复杂且紧密的食物链，二者融合也将有助于生态修复。
作为新能源产业和现代高效农业跨界融合发展的新模式, 海上风电与海洋牧场融合发展也将有效推动海上资源开发模式由单一型向综合型转变，对推动新旧动能转换具有重要意义，对提高我国海洋资源开发能力、推动海洋经济高质量发展、建设海洋强国具有十分重要的意义。
目前，海上风电与海洋牧场的融合应用仍处于试验示范阶段，德国、荷兰、比利时、挪威等国家已开展了海上风电和海产养殖融合探索，我国在这方面起步稍晚，但近年来随着海洋牧场装备的建造能力、研发设计水平、产品配套能力的快速发展，也在风渔融合发展方面积累了必要的技术支撑和研发经验。
↑2022年1月，明阳集团广东阳江沙扒深海渔业养殖实验区完成首次收鱼，标志着我国首个“海上风电+海洋牧场”示范区实践成功，开创了世界深远海抗台风养殖的先河。
↑ 2023年4月，全球首台“导管架风机+网箱”风渔融合装备在浙江舟山开工建造，并将于今年下半年在阳江明阳青洲四海上风电场项目中安装投运。
海上风电与海洋牧场应如何融合？
目前，海上风电与海洋牧场融合方案主要可分为共场域融合和共结构融合两类。
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共场域融合方案
共场域融合是指在海上风电场区域内规划海洋牧场养殖区域，利用海上风电机组之间的空白海域，进行海洋渔业养殖。一方面，外围的海上风电结构设施，可确保渔业养殖设施的安全，防止附近船舶失控碰撞及外部恶劣环境的影响。另一方面，在海上风电项目的设计阶段，对海洋牧场及其他需要供电的产业进行接口预留，可实现在风电造价基本不增加的前提下，海洋牧场在建设期的自由化，即：实时建成实时接入、自由扩展用海规模、自行确定养殖品种。
目前，共场域融合方案主要分为以下几种：
海上风电+人工鱼礁融合方案
人工鱼礁是为改善海域生态环境、营造海洋生物栖息的良好环境而人为在海中设置的构造物。它可以为鱼类等提供繁殖、生长、索饵和庇敌的场所，达到保护、增殖和提高渔获量的目的。目前建设人工鱼礁的设施和材料种类繁多，前者从汽车到轮船等，后者则从水泥到玻璃钢等，而最常用的还属水泥人工鱼礁。
海上风电+人工鱼礁的融合方案主要通过在固定式风电基础周围投放人工鱼礁，一方面可以吸引鱼类聚集和产卵，养护渔业资源，另一方面可以起到风电桩基础冲刷防护的效果。此种融合方案主要重视生态效益。
海上风电+贝类藻类融合方案
这种融合方案先是用贝藻类养殖浮子和绳索组成浮筏，再用缆绳将其固定于风电场周围海底，使海藻（ 如海带、紫菜）和固着动物（如贻贝）幼苗固着在吊绳上，悬挂于浮筏上开展养殖。
海上风电+独立网箱融合方案
这种融合方案相对简单，即根据不同养殖品种的需求、水深、海洋环境条件等，将养殖网箱布设在海上风电机组之间的空白海域，通过海上风电为海洋牧场供电，根据不同形式的网箱，采用不同形式的融合方案。
海上风电+休闲渔旅融合方案
这种融合方案是以海上风电场能源资源为基础，结合具备先进养殖设施的海洋渔业生产人工浮岛平台和深海智能网箱，形成风电场能源转化、渔业生产、休闲旅游、环境保护的海洋开发产业综合体。
共场域融合方案将海上风电与海洋渔业尽可能地分离开来，相互独立，互不干扰，海上风机与海洋牧场分布相对松散，技术风险低，是当前近海海上风电和海洋牧场融合的首选方案。但是，这种融合方式属于空间融合，在结构和功能融合方面还存在一些缺点。海上风机与养殖网箱虽处于同一海域内，但两者相对独立，而海洋牧场的布置还需要考虑海上风机电缆布置、航道布置等因素，这就削弱了两者之间的协同增益功能，降低成本效果不够明显。
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共结构融合方案
共结构融合是通过固定式或漂浮式风机基础与海产养殖装备进行融合设计，即在固定式或漂浮式风机基础设计时，考虑加装养殖装备（主要是网衣）所增加的工作载荷，以形成新一代的海上风电与海产养殖一体化装备。
对于固定式风机基础，可在导管架平台的支撑结构围上网衣，形成封闭的养殖空间，或在单桩基础周围附加养殖结构形成养殖空间。
对于漂浮式风机基础，则可根据浮式基础的型式设计风渔结合一体化综合支撑平台，形成结构共融。
共结构融合方案的优势是可以充分利用海上风电支撑基础结构，将海上风电与海洋牧场深度融合，形成多功能平台，实现真正的功能融合。其结构紧凑，降本增效显著，是未来深远海资源和能源综合开发的重要方向。但是，在目前海上风电与海洋牧场融合的初期，共结构融合方案还有许多关键问题需要解决，比如新型融合装备的结构强度、网衣水动力载荷影响、养殖品种对风机基础的影响等，短期内技术风险和成本较高。
风渔融合过程还有哪些亟需解决的关键问题？
一是风渔融合开发环境与综合效益。在进行海上风电与海洋牧场融合开发前，需要明确开发海域的生态环境、资源承载力、适养鱼种等问题，进而准确评估风渔融合开发的综合效益。
二是风渔融合方案设计。在进行海上风电与海洋牧场融合开发前，需要根据拟开发场址的水深、风浪流条件、海底条件、离岸距离等，合理选择共场域或共结构融合方案。采用共场域融合方式需合理进行场域规划布置，包括网箱选择、网箱布局、鱼礁布放及生境再造等。采用共结构融合方式则需要考虑共结构平台设计、风机网箱相互影响等问题。
三是协同运维机制。海上风电与海洋牧场隶属于两个不同的行业，两个行业位于同一区域，必然存在协同运维的空间。因此，如何最大可能发挥协同运维作用，降本增效，也是必须解决的关键问题之一。
作者 | 阳杰
单位 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司
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