我国是海洋大国，海洋资源得天独厚。

在生态文明可持续发展大方针的指引下，能源结构正由传统石化燃料向清洁能源转变，渔业资源利用正由传统捕捞型转变为海洋牧场的资源养护修复型。在生态保护与经济发展并重的前提下，将海洋牧场与海上风电相结合，形成既能产出稳定清洁的能源，又可以恢复海洋资源，达到海洋环境利用最大化的目的，契合了我国绿色发展与生态文明的需求。

从科学用海、文明用海、生态用海、变废为宝的宗旨出发，海上风电融合海洋牧场建设，可以减少海域开发利用对海洋生态和渔业资源的影响，同时高效的立体空间用海，可以使海域资源利用程度最大化，在提供水产优质蛋白和供给生活所需的能源之间，做到了既改善国民膳食结构，又促进了国家能源产出结构的调整。在大力推动国家供给侧结构性改革和产业新旧动能之间的转换等方面的同时，为实现“碳达峰”“碳中和”作出重要贡献。

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发展理念

由于传统能源相对缺乏，欧洲关于海上风电发展相关的研究较早，对海洋风电环境修复、生物聚集效应方面的研究也相对较多。调查显示，欧洲北部海域海上风电桩基，可以为紫贻贝提供新的栖息地，通过其滤食性特质以及贝壳残留物过滤和净化水质的共同作用，最终显著增加海洋生物的多样性和景观的异质性。

理论上认为，海上风电场风电机组基础，具有明显的可以成为海洋生物的理想栖息地的优势，这与海洋牧场人工鱼礁的功能原理十分相似，两者都是通过增加人工构筑物，改变海底环境，为鱼类等海洋生物营造良好的栖息场所，达到改善海洋生态环境、养护海洋生物资源的目的。

海上风电场的建设，会引起海水水质以及各理化因子产生明显变化。当水流经过风电桩基或半潜式海上平台时，迎流面会随着水流产生上升流，底层营养盐伴随上升流上涌，与表层海水充分交换，导致营养盐如硝酸氮、氨氮、化学需氧量、磷酸盐、总磷等浓度明显增加。上述水流活动可促进海域内大量浮游动植物的生长，从而提高风机桩基所在海域的初级生产力，进而诱集附近水域生存的其他浮游动物、游泳生物前来进行生殖或索饵等行为，甚至可能会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。

将海上风电建设与海洋牧场建设结合起来，与生态修复方面存在高度契合性。在海洋风电建设之前，对风机桩基等进行专门的规划设计，结合海区实际情况，设计特殊的结构和外形的桩基，以发挥人工鱼礁功能，不仅可以改善海域环境，还可以为鱼类等生物提供庇护所、索饵场等，形成良性发展的小生态系统。与此同时，在风机水上部分建设水上平台，配套监测设备、人工驯化设备和水产养殖设备等，形成海洋牧场产业体系，最终达到海洋牧场与海上风电融合发展。

“海洋牧场+海上风电”模式在国内尚处于初期探索阶段，目前已有专家开始进行相关的研究，并逐步形成在海上风电场区合理构建大型海洋牧场的初步思路。“海洋牧场+海上风电”是一种生态重构与双赢的方案，不仅可以使风电场生产出清洁电能，而且风电场区下层海域将为海洋生物提供营养、健康、安全的生存环境。

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发展必要性

1、海域资源利用最大化

海上风电由于其占海面积大、具有排他性、易受环境影响等原因，其发展速度在用海审批时受到很大限制。2016年发布的《国家海洋局关于进一步规范海上风电用海管理的意见》中，对海上风电项目中的海底电缆建设部分提出：“鼓励实施海上风电项目与其他开发利用活动使用海域的分层立体开发，最大限度发挥海域资源效益。海上风电项目海底电缆穿越其他开发利用活动海域时，在符合《海底电缆管道保护规定》且利益相关者协调一致的前提下，可以探索分层确权管理，海底电缆应适当埋深，避免用海活动的相互影响。”从政策角度，进一步明确了海域立体化开发和确权的管理思路。

海洋牧场作为一种新型的渔业生产方式，正好利用了海上风电场水下及间隙空间，减少海域开发使用对海洋生态和渔业资源的影响，使得海域资源利用程度最大化。

2、生态用海的重要举措

随着国家发展理念的转变，生态文明建设上升为国家战略，政策法规的陆续出台，对海洋综合管理提出了新的要求。海上风电无论是在项目的建设还是运行过程中，都或多或少不可避免地对周边海域或岸基生态环境造成一定影响。如布放密度过大的风机桩基对水位、流速、纳潮量及海洋调节能力等水动力条件的影响，海上风电场大型水面部分对候鸟迁徙的干扰以及对海洋生物的影响等。

海洋牧场作为一种海洋生态修复的重要手段，与海上风电融合发展可以有效减少对海洋生态环境的影响，在开发清洁能源的同时，又能进行生态修复、资源增殖，符合国家生态用海政策，可以实现多方共赢。

3、有效缓解能源紧张

由于我国海上风电产业存在的用海问题、环境影响问题等，往往因为选址不合理、用海矛盾难以协调等，导致项目迟迟难以动工，同时受到海上风电项目用海审批进程缓慢，项目推进困难等因素影响。海洋牧场与海上风电融合发展，可以有效解决海上风电与其他行业用海矛盾，弱化海上风电用海排他性，加快推动海上风电用海审批和建设进程。为我国清洁能源开发建设开辟新的道路，有效缓解东部沿海能源紧张问题。

4、促进相关产业转型升级

风电作为清洁能源，一直受到国家重视与支持，尤其是海上风电，因其具有风能更大更稳定、距离东南沿海发达城市较近等特点。

从2016年起，我国海上风电建设就步入了快速发展期，近几年，海上风电吊装容量每年的复合增长率超过60%。但海上风电产业也存在一些限制其产业发展速度的问题，例如运维成本高、过多依赖政府补助、自然环境风险及产业冲突等。

海上风电与海洋牧场融合发展，两者可以实现产业优势互补与互利共赢。通过海洋牧场的生态修复、资源增殖作用，吸引民间资本，开展渔业生产活动，创造经济效益，同时利用风电平台构建休闲垂钓与旅游观光平台，发展第三产业，增加收益。甚至可以利用风电持续稳定的电源，长期开展科研观测及自动化生产等建设，促进相关产业转型升级，最终达到“政产学研用”多方参与、多方共赢的发展格局。

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发展现状

坚持集约节约用海，高效配置海域资源，提高海域空间使用率，是今后海洋开发的方向，“海洋牧场+海上风电”融合发展，正是集约节约用海、生态和效率并举的可持续发展模式。

早在2000年，以德国、荷兰、比利时与挪威等为代表的欧洲国家，已经开展海上风电和海水养殖结合的试点研究。丹麦HORNSREV1海上风电场，通过10年现场跟踪调研，发现风电场区域海底生物及远洋鱼类数量保持稳定，生物多样性明显提高；荷兰Noordzeewind海上风电场，通过5年实地调查，发现风电场区域海底生物种群及数量虽然没有明显变化，但风机基础及四周覆石却聚集更多生物，包括鳎、鳕在内的鱼类数量得到提升；类似案例在英国WalneyExten—sion、Ormonde、WestofDuddonSands等海上风电场也有发生。

荷兰Wageningen大学研究中心、Waardenburg研究所和荷兰皇家海洋研究院（NIOZ），研究了北海EgmondaanZee（OWEZ）附近海上风电场对底栖生物、鱼类、鸟类和海洋哺乳动物的影响，经过2年的研究，发现OWEZ风电场已经成为生物群落的一个新的栖息地，甚至增加了生物多样性；早期国外的研究证实，风机桩基能聚集鳕、马鲭鱼等鱼类，不仅因为桩基迎流面产生的上升流可促进底层营养盐与表层海水充分交换，桩基背流面会产生背涡流，多数鱼类喜欢栖息于流速缓慢的涡流区。此外，涡流还可造成浮游生物、甲壳类和鱼类的物理性聚集。以韩国为代表的亚洲国家于2016年也开展了海上风电与海水养殖结合项目。

我国有些专家学者借鉴欧洲国家的发展经验和研究结果，提出在中国进行海上风电与海洋牧场融合发展理念。山东省率先出台《山东省现代化海洋牧场建设综合试点方案》，明确提出要提升海洋牧场绿色发展水平，探索深远海养殖方式，推动海洋牧场信息化智能化发展以及促进产业多元化融合。

在北方黄渤海区域，组织并开展海洋牧场与海上风电建设融合发展试验，将海上风电桩的桩基底座进行“鱼礁化”改造，验证海上风电桩基的建设是否会对海洋牧场中的土著生物产生生存及生物多样性的影响，从而进一步探索海洋牧场与海上风电建设兼顾发展、双管齐下的可能性，为探究适合深远海的新能源供给提供了研究方向。

研究人员采用海洋中常见的波浪能、太阳能、风电等清洁能源，作为深远海渔业生产所必需的电力来源，全方位集成了可以承受高盐、高湿、高海况等严峻条件下的电力供给系统，

进一步构建深远海生产海区微电网，提升极端气象及恶劣海况条件下，仍然具备不间断供给和自动化生产电力的可行性。

04

国内开发案例

1、山东昌邑海洋牧场与三峡300MW海上风电融合试验示范项目

项目地点：昌邑市北部渤海莱州湾海域

项目投资：约36亿元

项目规模：总装机容量300兆瓦

建设公司：中国三峡新能源（集团）股份有限公司山东分公司

项目状态：2022年12月16日实现并网发电

山东昌邑海洋牧场与三峡300兆瓦海上风电融合试验示范项目计划建设50台6兆瓦风电机组及一座海上220千伏升压站。项目建成投运后，年可发电9.4亿千瓦时，年可替代标煤约29万吨，减排二氧化碳79万吨。

项目建设兼顾生态与发展，创新探索海上风电与海洋牧场深度融合的发展方式，在风机基础周围50米海域内布置养殖区，采取投放产卵礁、集鱼礁、海珍品礁等措施，集聚、增殖鱼类，为鱼类、贝类和藻类等海洋生物提供良好的栖息和产卵场所，推进“水上水下立体开发利用”，打造“绿色能源+蓝色粮仓”新样板。

2、莱州海上风电与海洋牧场融合发展研究试验项目

项目地点：莱州市土山镇北部芙蓉岛西侧国家级海洋牧场示范区海域

项目规模：规划装机容量304MW，共布置38台风力发电机组

项目投资：总投资30亿元

项目状态：2022年11月25日首批机组顺利并网发电

莱州海上风电与海洋牧场融合发展研究试验项目位于莱州市土山镇北部芙蓉岛西侧国家级海洋牧场示范区海域，规划装机容量304MW，共布置38台风力发电机组，场址离岸距离约12km。项目将进行“深水网箱+海上风电”“深远海养殖+休闲海钓”及海洋牧场、深远海养殖渔场与海上风电融合发展模式的试点，通过立体式开发达到海域使用的最大限度，实现集中集约用海，为山东省乃至全国打造“蓝色能源+海上粮仓”模式的典范。

3、明阳集团东方CZ9海上风电场示范项目

项目地点：海南省东方市

项目规模：总装机容量为1500MW

项目状态：2022年11月30日动工

明阳东方CZ9海上风电示范项目是海南首个海洋能源立体开发示范项目，将建设成面向无补贴时代“海上风电+海洋牧场+海水制氢”立体化海洋能源创新开发示范项目，打造国内领先、省内第一的平价海上风电示范标杆。

该项目总装机容量为1500MW，投产后预计每年可为海南提供49.5亿度绿电，供206万户普通家庭一年用电，减少二氧化碳排放约383.4万吨，有效提高绿色能源占比，推进新型电力系统建设，支撑“十四五”和中长期海洋经济开发建设。

4、明阳阳江青洲四海上风电场项目

项目地点：广东省阳江市阳西县沙扒镇附近海域

项目规模：装机总容量为500MW

建设公司：明阳新能源投资控股集团有限公司

项目状态：2022年8月31日动工

明阳阳江青洲四海上风电场项目位于阳江市阳西县沙扒镇附近海域，装机总容量为500MW，拟布置25台MySE11-230机组、18台MySE12-242机组和1台16.6MW的漂浮式机组，为目前国内海上风电量产机型中单机容量最大、风轮直径最长，并投入国内首创的漂浮式技术。

预计项目在2023年年底建成投产后，每年可提供清洁能源发电量约18.3亿千瓦时，在火电机组同等条件下能够节约57万吨标准煤，减排二氧化硫1.1万吨，减排二氧化碳140万吨。同时，为进一步提升海域利用和项目整体效率，项目拟采用世界首创的“导管架+网衣融合”开发技术，配套建设风电制氢项目，有望成为全国首个“海上风电+海洋牧场+海水制氢”融合项目。

5、华电新能广东阳江青洲三500兆瓦海上风电项目

项目地点：广东省阳江市阳西县沙扒镇附近海域

用海面积：超过300公顷，随着后续项目的拓展，用海面积将超过1000公顷

建设公司：广东华电福新阳江海上风电有限公司

项目状态：2021年底全容量并网

华电新能广东阳江青洲三500兆瓦海上风电项目作为广东省首个近海深水区且总装机容量及单机装机规模最大的海上风电项目，旨在风电场海域资源集约利用、海洋生态环境修复改善、人工鱼礁试验及海洋牧场构建等领域进行技术创新和关键技术、重难点技术难题攻关，积极进行“深水网箱+海上风电”“深远海养殖+休闲海钓”及海洋牧场、深远海养殖渔场与海上风电融合发展模式的试点，为广东省乃至全国打造“蓝色能源+海上粮仓”模式的典范。

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发展需求

1、智能化装备需求增加

在融合发展的过程中，海洋养殖的品种要依据风电场的具体环境确定，具体装备设施要根据养殖品种进行选择。“养殖设施应具备抗台风等极端工况的能力，保证安全。同时，养殖设施要不断提升智能化水平，减少人类活动。”

据悉，目前丹麦技术大学已经成立了相关实验室，专门研发可用于海上风力发电和海水养殖的模块化的水下机器人。丹麦技术大学电气工程专业副教授Roberto Galeazzi介绍，该机器人将主要用于海上风机运转情况检查、海水养殖鱼类的健康状态监测，以及海上油气田环境特征调查等领域。与既有的海洋特种机器人不同，Roberto Galeazzi指出，这款模块化的机器人各个部件可单独进行工作且功能不一。“比如，当风机水下基座上的传感器出现故障时，机器人的某个部件可充当备用传感器。”

同样，国内相关企业、高校和科研机构也在智能海洋装备领域不断发力。在海上风电巡检、海上风机叶片维修、水下焊接检修等领域都有专用的机器人产品不断应用。吴海涛表示，智能化设备的应用一方面可以助力海上风电与海洋养殖成本不断下行，另一方面还能有效减少人工操作过程中给风电场带来的碰撞风险。

2、规模化建设尚需时日

此外，对于海上风电与海洋养殖的融合，吴海涛也表示，涉及海工和电气技术、网箱和养殖技术等交叉领域，要在规划、施工、运维等方方面面充分考虑融合设计。

“在规划过程中，需要在满足风电和养殖发展的需求同时，保障安全，提升生产运维效率。”吴海涛表示，在功能区域划分上，应根据海上风电场的机位和集电线路分布，明确划定海上风电场内部功能区域类别，包括机位海域以及海缆安全区、海洋养殖作业区和公共航道区。在空间拓扑规划上，要根据机组运维作业和海洋养殖作业的时间和空间特点，在海洋养殖作业区域内选择合适位置开展养殖。“在项目建成后，也要最大限度进行联合运维，其间包括运维船只共用、航次共用、监控和调度系统共用等诸多细节。”

从试点到开展规模化建设，海上风电与海洋养殖的融合模式未来将如何推进呢？其实，在去年的全国两会期间，已有代表提出了推动海上牧场和海上风电建设的建议。农业农村部也在回复中明确指出，虽然探索工作初见成效，但海上风电是否会对海洋牧场中渔业资源产生影响还需要长期监测评估，目前还不具备从国家层面出台相关政策和规划的基础条件。农业农村部同时也表示，将视海洋牧场与海上风电融合发展试点情况和专家研究成果，研究论证成立协调推进机制的可行性。

最后：展望

国际上虽然有一些海上风电和海洋牧场融合发展项目正在规划，但大多数项目规模较小，基本上是对现有尚未实现项目的假设情景。海上风电和海洋牧场融合发展相关技术，研发时间长、费用高，需要整合多种资源。

我国具有制度优势，在海上风电和海洋牧场融合发展的技术研发与产业发展方面与其他国家相比，更容易整合资源，快速推进，形成在世界上具有特色的中国模式和中国方案。产生效益方面，海上风电和海洋牧场融合直接经济效益有待考证，但生态与社会效益巨大是可以预期的。海上风电和海洋牧场融合契合我国绿色发展与生态文明的需求，可为实现“碳达峰”“碳中和”作出重要贡献。

文章来源： 掌上风电，海上风电装备， 中国能源报