海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展：理念與展望

楊紅生 茹小尚 張立斌 林承剛

1 中國(guó)科學(xué)院海洋研究所 海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 青島 266071

2 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)功能實(shí)驗(yàn)室 青島 266237

3 中國(guó)科學(xué)院海洋大科學(xué)研究中心 青島 266071

我國(guó)是海洋大國(guó)，海洋資源得天獨(dú)厚，海岸線綿長(zhǎng)。我國(guó)海岸線長(zhǎng)約 18 000 公里，島嶼 6 000 多個(gè)，擁有 300 萬(wàn)平方公里的藍(lán)色國(guó)土。海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電作為海洋經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，在提供優(yōu)質(zhì)蛋白和清潔能源，改善國(guó)民膳食結(jié)構(gòu)和促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換等方面具有重要意義。

1 海洋牧場(chǎng)研究進(jìn)展和發(fā)展現(xiàn)狀

海洋牧場(chǎng)是基于海洋生態(tài)學(xué)原理和現(xiàn)代海洋工程技術(shù)，充分利用自然生產(chǎn)力，在特定海域科學(xué)培育和管理漁業(yè)資源而形成的人工漁場(chǎng)[1]。海洋牧場(chǎng)發(fā)展經(jīng)歷了以漁業(yè)資源增殖放流、人工魚(yú)礁投放和海洋牧場(chǎng)系統(tǒng)化建設(shè)為標(biāo)志的 3 個(gè)主要發(fā)展階段：① 建設(shè)試驗(yàn)期（1979 2006 年）。期間在東南沿海地區(qū)共建立了 23 個(gè)人工魚(yú)礁試點(diǎn)，投放人工魚(yú)礁 28 000 多個(gè)，建設(shè)面積為 10 萬(wàn)立方米。② 建設(shè)推進(jìn)期（2006 2015 年）。期間發(fā)布了《中國(guó)水生生物養(yǎng)護(hù)行動(dòng)綱要》，投入資金 22.96 億元人民幣，建設(shè)魚(yú)礁 3 152 萬(wàn)立方米，形成海洋牧場(chǎng) 464 平方公里。③ 建設(shè)加速期（2015 年之后）。近年來(lái)我國(guó)已完成了以島礁型、海灣型、灘涂型、離岸深水型為主要類(lèi)別，覆蓋渤海、黃海、東海與南海四大海域的 86 個(gè)國(guó)家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)建設(shè)；計(jì)劃到 2025 年將達(dá)到 178 個(gè)國(guó)家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)，這標(biāo)志著我國(guó)海洋牧場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)初具雛形。

當(dāng)前，為了建設(shè)適宜我國(guó)海域特點(diǎn)及漁業(yè)發(fā)展特性的牧場(chǎng)，我國(guó)科研工作者在海洋牧場(chǎng)建設(shè)理念、建設(shè)技術(shù)原理、集成應(yīng)用實(shí)踐上都取得了最新進(jìn)展。① 在海洋牧場(chǎng)建設(shè)理念方面，提出了以“生態(tài)優(yōu)先、陸海統(tǒng)籌、三產(chǎn)貫通、四化同步”為核心的原創(chuàng)性發(fā)展理念[2]；② 在海洋牧場(chǎng)構(gòu)建技術(shù)與原理方面，建立了以恢復(fù)近海海草（藻）床、產(chǎn)卵場(chǎng)為核心的牧場(chǎng)生境構(gòu)建技術(shù)，以提高重要牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)種資源量為核心的物種擴(kuò)繁、修復(fù)與行為解析技術(shù)，以保障牧場(chǎng)生境安全、資源安全為核心的環(huán)境-資源綜合預(yù)警預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，以及以保障牧場(chǎng)可持續(xù)性利用為核心的生態(tài)承載力評(píng)估技術(shù)等綜合技術(shù)體系[3-6]；③ 在海洋牧場(chǎng)建設(shè)實(shí)踐方面，構(gòu)建了國(guó)際領(lǐng)先的“互聯(lián)網(wǎng)+海洋牧場(chǎng)”生產(chǎn)體系，創(chuàng)建了“科研院所+企業(yè)+合作社+漁戶”相結(jié)合的“澤潭模式”生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)了牧場(chǎng)企業(yè)發(fā)展與漁民收入同步提升、海域生態(tài)與產(chǎn)出效益同步改善[7]。

經(jīng)過(guò) 50 年的努力，我國(guó)海洋牧場(chǎng)建設(shè)從理念構(gòu)想到初具規(guī)模，其形式和內(nèi)涵不斷發(fā)展豐富：從以人工魚(yú)礁為基礎(chǔ)的海洋牧場(chǎng)，逐步形成重視理念、設(shè)備、技術(shù)和管理現(xiàn)代化的海洋牧場(chǎng)。

2 海上風(fēng)電研究進(jìn)展和發(fā)展現(xiàn)狀

截至 2018 年，按照海上風(fēng)電技術(shù)成熟度，國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電發(fā)展大致經(jīng)歷了 3 個(gè)階段：（1）百千瓦級(jí)機(jī)組示范階段（1970 2000 年）。在 20 世紀(jì) 70 年代初，歐洲國(guó)家就提出了利用海上風(fēng)能發(fā)電的設(shè)想。1991——1997 年，丹麥、荷蘭和瑞典完成了樣機(jī)的試制并獲得了海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（500——700 kW）的工作經(jīng)驗(yàn)。（2）兆瓦級(jí)機(jī)組商業(yè)應(yīng)用階段（2000 2010 年）。期間歐洲完成了功率為 1.5——2 MW 的海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)并成功向公共電網(wǎng)輸送電力，這標(biāo)志著海上風(fēng)電發(fā)展進(jìn)入了商用新階段。（3）數(shù)兆瓦級(jí)機(jī)組商業(yè)應(yīng)用階段（2010 年至今）。以德國(guó)市場(chǎng)為代表的數(shù)兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用，標(biāo)志著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組向大型化發(fā)展的趨勢(shì)，目前市場(chǎng)主流風(fēng)機(jī)的功率為 3——6 MW。

目前，我國(guó)海上風(fēng)電已經(jīng)進(jìn)入了規(guī)?；?、商業(yè)化發(fā)展階段，且呈現(xiàn)由近海到遠(yuǎn)海、由淺水到深水、由小規(guī)模示范到大規(guī)模集中開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)。為獲取更多的海上風(fēng)能資源，未來(lái)海上風(fēng)電項(xiàng)目將逐漸向深遠(yuǎn)海發(fā)展。根據(jù)《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，“十三五”期間將以江蘇、浙江、福建、廣東、天津、河北、上海、海南、遼寧、山東、廣西等省份為試點(diǎn)積極穩(wěn)妥推進(jìn)海上風(fēng)電建設(shè)；計(jì)劃到 2020 年，全國(guó)海上風(fēng)電開(kāi)工建設(shè)規(guī)模達(dá)到 107kW，力爭(zhēng)累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到 5×106kW 以上。

3 海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展案例

海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展是節(jié)約集約用海的重要新型產(chǎn)業(yè)模式與未來(lái)發(fā)展方向（圖 1）。目前，以德國(guó)、荷蘭、比利時(shí)、挪威等為代表的歐洲國(guó)家已于 2000 年實(shí)施了海上風(fēng)電和海水增養(yǎng)殖結(jié)合的試點(diǎn)研究，其原理為將魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖網(wǎng)箱、貝藻養(yǎng)殖筏架固定在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)之上，以達(dá)到集約用海的目標(biāo)，為評(píng)估海上風(fēng)電和多營(yíng)養(yǎng)層次海水養(yǎng)殖融合發(fā)展?jié)摿μ峁┝说湫桶咐齕8]。以韓國(guó)為代表的亞洲國(guó)家于 2016 年也開(kāi)展了海上風(fēng)電與海水養(yǎng)殖結(jié)合項(xiàng)目，其結(jié)果表明雙殼貝類(lèi)和海藻等重要經(jīng)濟(jì)生物資源量在海上風(fēng)電區(qū)都出現(xiàn)增加[8]。

但我國(guó)尚未有海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展的先例，亟待通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究海上風(fēng)電與海洋牧場(chǎng)的互作機(jī)制，查明海上風(fēng)電對(duì)海洋牧場(chǎng)的影響機(jī)理，建立海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展新模式，實(shí)現(xiàn)清潔能源與安全水產(chǎn)品的同步高效產(chǎn)出。

3.2 海上風(fēng)電對(duì)資源環(huán)境影響研究進(jìn)展

3.2.1 海上風(fēng)電建設(shè)期對(duì)資源環(huán)境的影響

海上風(fēng)電建設(shè)期間對(duì)海洋資源與環(huán)境的影響較弱。德國(guó)和瑞典海上風(fēng)電場(chǎng)的研究結(jié)果表明，風(fēng)電建設(shè)期間，海豚和海豹可以探測(cè)到 80 km 內(nèi)打樁產(chǎn)生的噪聲，在 20 km 內(nèi)噪聲可能對(duì)其行為產(chǎn)生一定影響；鱈魚(yú)和鯡魚(yú)可以感知到 80 km 以內(nèi)打樁產(chǎn)生的噪聲；但在施工期產(chǎn)生的海洋環(huán)境改變?yōu)榫植康?、暫時(shí)的，隨著工程施工的結(jié)束，影響會(huì)逐步減小，并逐漸恢復(fù)到平衡狀態(tài)[9,10]。

3.2.2 海上風(fēng)電運(yùn)行期對(duì)資源環(huán)境影響

海上風(fēng)電運(yùn)行期間，風(fēng)機(jī)運(yùn)行所產(chǎn)生的噪聲可被 4 km 以內(nèi)的鱈魚(yú)和鯡魚(yú)與 1 km 以內(nèi)的鰈魚(yú)和鮭魚(yú)感知到，風(fēng)電場(chǎng)噪聲可能對(duì)魚(yú)類(lèi)行為和生理狀態(tài)產(chǎn)生一定影響，但會(huì)局限在非常近的距離范圍內(nèi)[10]。在荷蘭 Egmond aan Zee 的 OWEZ 公司海上風(fēng)電場(chǎng)，以底棲生物、魚(yú)類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)和海洋哺乳動(dòng)物多樣性為評(píng)價(jià)對(duì)象，通過(guò) 2 年實(shí)地調(diào)查，研究發(fā)現(xiàn) OWEZ 海上風(fēng)電場(chǎng)已經(jīng)成為生物群落的一個(gè)新的棲息地，甚至增加了生物多樣性[11]。在我國(guó)相關(guān)研究較少，但根據(jù)江蘇省林業(yè)局消息，攝影愛(ài)好者在江蘇如東海上風(fēng)電場(chǎng)拍攝到了瀕危鳥(niǎo)類(lèi)棲息在風(fēng)電場(chǎng)的珍貴畫(huà)面。這表明海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行所產(chǎn)生的噪音、磁場(chǎng)等對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)也不存在明顯負(fù)面影響，但機(jī)組運(yùn)行時(shí)可能存在“鳥(niǎo)撞”現(xiàn)象[12]。

4 海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展必要性

4.1 海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到高度重視

圖1 海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電結(jié)合示意圖

清潔能源產(chǎn)業(yè)一直是國(guó)家發(fā)展的熱點(diǎn)，黨的十九大報(bào)告指出：“構(gòu)建市場(chǎng)導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系，發(fā)展綠色金融，壯大節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、清潔生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)、清潔能源產(chǎn)業(yè)。推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系?！绷?xí)近平總書(shū)記強(qiáng)調(diào)：“發(fā)展清潔能源是改善能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要任務(wù)?！?/p>

黨和國(guó)家對(duì)現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)建設(shè)寄予厚望，2017 年和 2018 年中央一號(hào)文件分別強(qiáng)調(diào)發(fā)展和建設(shè)現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)。建設(shè)現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)已經(jīng)是修護(hù)近海生態(tài)環(huán)境、養(yǎng)護(hù)生物資源，實(shí)現(xiàn)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的重要抓手之一。2018 年 4 月，習(xí)總書(shū)記在海南時(shí)也強(qiáng)調(diào)支持海南建設(shè)現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)。2018 年 6 月，習(xí)近平總書(shū)記在山東考察工作時(shí)又再次作出重要指示：“海洋牧場(chǎng)是發(fā)展趨勢(shì)，山東可以搞試點(diǎn)?！?/p>

集約節(jié)約用海是持續(xù)、高效、綠色發(fā)展的重要途徑。提高海洋資源開(kāi)發(fā)能力，著力推動(dòng)海洋經(jīng)濟(jì)向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變；保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，著力推動(dòng)海洋開(kāi)發(fā)方式向循環(huán)利用型轉(zhuǎn)變；堅(jiān)持集約節(jié)約用海，提高海域資源使用效率。

4.2 現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)體系亟待完善

海洋牧場(chǎng)是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境保護(hù)和漁業(yè)資源高效產(chǎn)出的新業(yè)態(tài)，是推動(dòng)漁業(yè)開(kāi)發(fā)、海洋生態(tài)保護(hù)、海洋生境修復(fù)與海洋生物資源可持續(xù)利用協(xié)調(diào)發(fā)展的重要舉措。但根據(jù)相關(guān)企業(yè)調(diào)研結(jié)果表明，目前在海洋牧場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐中卻出現(xiàn)了一些“卡脖子”問(wèn)題：① 因海洋牧場(chǎng)內(nèi)存在“供電難、供電不足”的現(xiàn)狀，導(dǎo)致大型現(xiàn)代化牧場(chǎng)增養(yǎng)殖設(shè)備、資源環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)施等無(wú)法使用、維持，導(dǎo)致海洋牧場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中普遍存在增養(yǎng)殖效率低、捕撈效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、危險(xiǎn)系數(shù)高等綜合性難題。② 因海洋牧場(chǎng)內(nèi)海洋空間開(kāi)發(fā)不足，目前僅水下部分空間通過(guò)增養(yǎng)殖得以開(kāi)發(fā)，而水上空間無(wú)法得到有效利用。因此，伴隨我國(guó)海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模日益擴(kuò)大，以海上供電難、立體開(kāi)發(fā)技術(shù)模式缺乏為核心的現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)體系落后問(wèn)題已經(jīng)成為制約海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，成為當(dāng)前最突出和急需解決的問(wèn)題。

4.3 清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式亟待拓展

清潔能源是推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和保障國(guó)家能源安全的戰(zhàn)略需要。而海上風(fēng)電是清潔能源發(fā)展的重要方向。我國(guó)海上風(fēng)能資源豐富，根據(jù)全國(guó)普查成果，我國(guó) 5——25 m 水深、50 m 高度海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)潛力約 2×108kW；5——50 m 水深、70 m 高度海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)潛力約 5×108kW。即在我國(guó)大部分近海海域 70 m 高度內(nèi)都具備較好的風(fēng)能資源條件，適合大規(guī)模開(kāi)發(fā)建設(shè)海上風(fēng)電場(chǎng)。

根據(jù)相關(guān)企業(yè)調(diào)研結(jié)果，表明海上風(fēng)電生產(chǎn)出現(xiàn)了一些限制因素：① 因海上風(fēng)電機(jī)組離岸距離遠(yuǎn)，導(dǎo)致電力在輸送過(guò)程中普遍存在損耗大、電網(wǎng)運(yùn)維成本高的現(xiàn)狀。② 因海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)占地面積大，導(dǎo)致海上風(fēng)電建設(shè)過(guò)程中存在風(fēng)電基礎(chǔ)造價(jià)高、運(yùn)維成本高卻無(wú)法得到有效利用的現(xiàn)狀。因此，以運(yùn)維成本高、水下風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)無(wú)法得到有效利用為核心的單一發(fā)展模式落后問(wèn)題已經(jīng)成為制約海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，成為當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展作為現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)跨界融合發(fā)展的典型案例，是綜合利用海洋空間的創(chuàng)新思路。通過(guò)節(jié)約集約使用有限海洋空間，統(tǒng)籌海洋漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)，建設(shè)現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)，從而開(kāi)創(chuàng)“水下產(chǎn)出綠色產(chǎn)品，水上產(chǎn)出清潔能源”的新局面，探索出一條可復(fù)制、可推廣的海域資源集約生態(tài)化開(kāi)發(fā)的“海上糧倉(cāng)+藍(lán)色能源”新模式。這將為我國(guó)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換綜合試驗(yàn)區(qū)建設(shè)提供新思路，為國(guó)家海岸帶地區(qū)可持續(xù)綜合利用提供科學(xué)依據(jù)和典型范例，實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的統(tǒng)一。

5 海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展理念與機(jī)制

5.1 融合理念與機(jī)制

根據(jù)我國(guó)海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)特征與技術(shù)限制瓶頸，二者融合理念與機(jī)制包括 3 個(gè)方面。

（1）空間融合。水上水下、集海面與海底空間立體開(kāi)發(fā)，綜合利用海面風(fēng)能與海洋生物資源，可實(shí)現(xiàn)清潔發(fā)電與無(wú)公害漁業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)空間耦合。融合途徑為：利用海上風(fēng)機(jī)的穩(wěn)固性，將牧場(chǎng)平臺(tái)、休閑垂釣載體、海上救助平臺(tái)、智能化網(wǎng)箱、貝類(lèi)筏架、藻類(lèi)筏架、海珍品礁、集魚(yú)礁、產(chǎn)卵礁等與風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)相融合，降低牧場(chǎng)運(yùn)維成本、提高經(jīng)濟(jì)生物養(yǎng)殖容量，從而實(shí)現(xiàn)海域空間資源的集約高效利用的海洋開(kāi)發(fā)新模式。

（2）結(jié)構(gòu)融合。通過(guò)開(kāi)發(fā)增殖型風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電基礎(chǔ)底樁與人工魚(yú)礁的構(gòu)型有機(jī)融合，進(jìn)而達(dá)到資源養(yǎng)護(hù)、環(huán)境修復(fù)的功能融合。融合途徑為：以單樁式風(fēng)機(jī)底樁為基礎(chǔ)，結(jié)合生態(tài)型牡蠣殼海珍品礁、多層板式集魚(yú)礁、抗風(fēng)浪藻類(lèi)繩式礁等，打造新型海上風(fēng)電-人工魚(yú)礁融合構(gòu)型，提高海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)區(qū)域初級(jí)生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)底播型海珍品與戀礁性魚(yú)類(lèi)生態(tài)增殖，且進(jìn)一步保障建設(shè)區(qū)域關(guān)鍵生態(tài)種繁殖、產(chǎn)卵、仔稚魚(yú)發(fā)育，維護(hù)建設(shè)區(qū)域食物網(wǎng)穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)生境養(yǎng)護(hù)、高值海珍品增殖、關(guān)鍵生態(tài)種保護(hù)與清潔能源產(chǎn)出的多元目標(biāo)。

（3）功能融合。綜合利用季節(jié)性漁業(yè)生產(chǎn)高峰（春季、夏季、秋季）與風(fēng)力發(fā)電高峰（冬季），實(shí)現(xiàn)海洋牧場(chǎng)內(nèi)生物資源與風(fēng)力資源周年持續(xù)利用生產(chǎn)時(shí)間耦合。耦合途徑為：通過(guò)建立海上智能微網(wǎng)，保障海洋牧場(chǎng)電力長(zhǎng)久持續(xù)供應(yīng)，在季節(jié)性漁業(yè)生產(chǎn)高峰期，將海上風(fēng)電直接用于海洋牧場(chǎng)平臺(tái)、增養(yǎng)殖設(shè)施、資源環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)施、捕撈設(shè)施等，提高牧場(chǎng)生產(chǎn)效率，提高海洋牧場(chǎng)對(duì)赤潮、綠潮、高溫、低氧以及臺(tái)風(fēng)等環(huán)境災(zāi)害的抵御能力，保障牧場(chǎng)生態(tài)與生產(chǎn)安全；在風(fēng)力發(fā)電高峰期，將清潔風(fēng)電并入建設(shè)區(qū)域電網(wǎng)，緩解火電壓力、減小環(huán)境污染、保障居民生產(chǎn)生活，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兼顧清潔能源產(chǎn)出與漁業(yè)資源持續(xù)開(kāi)發(fā)的周年綠色生產(chǎn)新模式。通過(guò)海洋空間利用模式耦合、結(jié)構(gòu)耦合與漁業(yè)周年生產(chǎn)模式耦合，打造“海上風(fēng)電功能圈”，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)產(chǎn)業(yè)與清潔能源產(chǎn)業(yè)雙贏升級(jí)。

5.2 科學(xué)問(wèn)題

海上風(fēng)電與海洋牧場(chǎng)的互作過(guò)程和機(jī)制是二者融合發(fā)展的核心科學(xué)問(wèn)題，主要包括：風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)部分是否具有人工魚(yú)礁的集魚(yú)作用？浪花飛濺區(qū)等對(duì)海上風(fēng)機(jī)的腐蝕如何作用？海洋牧場(chǎng)生產(chǎn)管理和海上風(fēng)機(jī)運(yùn)營(yíng)應(yīng)該保持怎樣的協(xié)調(diào)機(jī)制？海上風(fēng)電建設(shè)與運(yùn)維期間所產(chǎn)生的噪音、震動(dòng)與電磁場(chǎng)會(huì)對(duì)牧場(chǎng)生物造成何種影響？

5.3 技術(shù)瓶頸

海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展新模式創(chuàng)新是二者融合發(fā)展的主要技術(shù)瓶頸，即在海上風(fēng)電建設(shè)的過(guò)程中必須重視與海洋牧場(chǎng)的融合發(fā)展問(wèn)題，依托海上風(fēng)電能源、結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，探索發(fā)展海上休閑垂釣、海上智能微網(wǎng)、潛水觀光、海上住宿等相關(guān)產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展，拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)多元化拓展，而不是僅關(guān)注風(fēng)電效益。

5.4 研究?jī)?nèi)容

當(dāng)前，海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展亟待開(kāi)展的工作，包括海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)機(jī)融合布局設(shè)計(jì)、環(huán)境友好型海上風(fēng)機(jī)研發(fā)與應(yīng)用、增殖型風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)研發(fā)與應(yīng)用、環(huán)保型施工和智能運(yùn)維技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用、海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電配套設(shè)施研發(fā)及應(yīng)用，以及海上風(fēng)電對(duì)海洋牧場(chǎng)資源環(huán)境影響觀測(cè)與綜合評(píng)價(jià)等。

（1）海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)機(jī)融合布局設(shè)計(jì)。開(kāi)展海上風(fēng)機(jī)布設(shè)目標(biāo)海域內(nèi)資源環(huán)境本底調(diào)查與承載力評(píng)估，建立海洋牧場(chǎng)中海上風(fēng)機(jī)布局適宜性評(píng)價(jià)體系；評(píng)估不同底質(zhì)對(duì)海上風(fēng)機(jī)工作穩(wěn)定性的影響，建立海洋牧場(chǎng)中海上風(fēng)機(jī)布設(shè)底質(zhì)選擇技術(shù)；優(yōu)化不同海洋牧場(chǎng)構(gòu)建設(shè)施與海上風(fēng)機(jī)協(xié)同布局方式；構(gòu)建海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)機(jī)融合互作模型，完善海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)機(jī)融合布局設(shè)計(jì)。

（2）環(huán)境友好型海上風(fēng)機(jī)研發(fā)與應(yīng)用。系統(tǒng)評(píng)估風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和維護(hù)等全過(guò)程對(duì)牧場(chǎng)資源環(huán)境的影響；明確風(fēng)機(jī)在施工、運(yùn)行和維護(hù)中的噪聲污染來(lái)源，研發(fā)綜合降噪控噪技術(shù)；研發(fā)低噪聲施工工具和工藝，降低風(fēng)機(jī)和基礎(chǔ)施工噪聲；優(yōu)化海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)，提升風(fēng)機(jī)的運(yùn)行可靠性，減少運(yùn)維頻率，降低風(fēng)機(jī)運(yùn)維對(duì)牧場(chǎng)資源環(huán)境的影響，建立環(huán)保型海上風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化施工技術(shù)體系。

（3）增殖型風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)研發(fā)與應(yīng)用。開(kāi)發(fā)環(huán)保型風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)防腐技術(shù)；評(píng)估風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)融合構(gòu)型對(duì)海洋初級(jí)生產(chǎn)力的影響機(jī)制；開(kāi)展風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)融合構(gòu)型對(duì)戀礁性魚(yú)類(lèi)、甲殼類(lèi)、大型底棲動(dòng)物等海洋牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物的行為和生理特征的影響；研究風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)融合構(gòu)型對(duì)腹足類(lèi)卵袋附著、頭足類(lèi)產(chǎn)卵、仔稚魚(yú)發(fā)育等重要牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物繁殖、增殖的效果；綜合行為、生理、繁殖等多元數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)兼具漁業(yè)資源增殖功能的新型海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)。

（4）環(huán)保型施工和智能運(yùn)維技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。比較不同打樁作業(yè)方式對(duì)海洋牧場(chǎng)內(nèi)的環(huán)境因子、噪聲產(chǎn)生、震動(dòng)、牧場(chǎng)生物及保護(hù)動(dòng)物（如鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳類(lèi)等）的綜合影響機(jī)制，優(yōu)化海上環(huán)保施工技術(shù)；建立海上氣泡墻隔離技術(shù)，比較不同氣泡墻密度對(duì)施工海域內(nèi)環(huán)境因子、噪聲產(chǎn)生、震動(dòng)的隔離效果，降低海上施工對(duì)海洋牧場(chǎng)的綜合影響；開(kāi)發(fā)海上風(fēng)電智能運(yùn)維技術(shù)，降低運(yùn)維成本；建立風(fēng)電運(yùn)維數(shù)據(jù)庫(kù)，提高風(fēng)場(chǎng)單機(jī)可利用率和風(fēng)場(chǎng)可利用率。

（5）海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電配套設(shè)施研發(fā)及應(yīng)用。建立海洋牧場(chǎng)海上自供電與能源供給融合發(fā)展新技術(shù)；充分利用海上風(fēng)電能源和結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)與海洋牧場(chǎng)運(yùn)行、監(jiān)測(cè)、管理等相配套的能源供應(yīng)、監(jiān)測(cè)、管理設(shè)施；探索升降式筏架、智能網(wǎng)箱、觀光垂釣平臺(tái)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等設(shè)施裝備與海上風(fēng)機(jī)的融合機(jī)制，創(chuàng)新海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展新模式。

（6）海上風(fēng)電對(duì)海洋牧場(chǎng)資源環(huán)境影響觀測(cè)與綜合評(píng)價(jià)。研究海上風(fēng)電工程建設(shè)期、運(yùn)行期對(duì)海洋牧場(chǎng)資源環(huán)境的影響，闡明海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)所產(chǎn)生的聲音、震動(dòng)、電磁場(chǎng)、光照等因素對(duì)海洋牧場(chǎng)內(nèi)的環(huán)境因子、初級(jí)生產(chǎn)力、牧場(chǎng)生物（生長(zhǎng)、行為、生理與存活）和保護(hù)動(dòng)物（如鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳類(lèi)等）的行為、生理等綜合作用機(jī)制，客觀評(píng)價(jià)海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展的科研、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。

6 海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展對(duì)策與展望

6.1 生態(tài)優(yōu)先，創(chuàng)新海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展技術(shù)體系

在遠(yuǎn)離生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)域，嚴(yán)格控制規(guī)模，因地制宜開(kāi)展海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展試點(diǎn)試驗(yàn)；堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，優(yōu)化風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)與人工魚(yú)礁的融合方式，為牧場(chǎng)生物資源繁殖、生長(zhǎng)構(gòu)建優(yōu)質(zhì)生態(tài)環(huán)境；堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)環(huán)境友好型海上風(fēng)機(jī)研制、生態(tài)型運(yùn)維技術(shù)研發(fā)；制定海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，為新技術(shù)推廣應(yīng)用提供良好市場(chǎng)環(huán)境；提高海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展技術(shù)原理研究水平以支撐核心技術(shù)創(chuàng)新，提高核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力；推動(dòng)形成科研院所與企業(yè)、農(nóng)（漁）民密切合作的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

6.2 科學(xué)布局，構(gòu)建海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展監(jiān)測(cè)體系

加強(qiáng)調(diào)研學(xué)習(xí)，總結(jié)國(guó)際海水增養(yǎng)殖與海上風(fēng)電融合發(fā)展案例，結(jié)合本底調(diào)查和模型評(píng)估，科學(xué)選擇適于海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展的區(qū)域；加強(qiáng)長(zhǎng)期跟蹤監(jiān)測(cè)調(diào)查研究，構(gòu)建海洋環(huán)境和海洋生物長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料庫(kù)，突出監(jiān)測(cè)群體與監(jiān)測(cè)方式的多樣化，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，科學(xué)評(píng)價(jià)海上風(fēng)電生態(tài)效應(yīng)；科學(xué)布局，優(yōu)化實(shí)施方案，保障生態(tài)環(huán)境，降低海上風(fēng)電對(duì)海洋牧場(chǎng)生物資源的影響；堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展，穩(wěn)步推進(jìn)，探索出一條可復(fù)制、可推廣的海域資源集約生態(tài)化開(kāi)發(fā)之路。

6.3 明確定位，完善風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警防控和應(yīng)急預(yù)案管理體系

明確海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展試點(diǎn)目標(biāo)定位，依法、依規(guī)、依政策穩(wěn)步推進(jìn)，嚴(yán)格遵守海岸線開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃、重點(diǎn)海域海洋環(huán)境保護(hù)規(guī)劃等政策要求；加強(qiáng)融合發(fā)展試點(diǎn)與海洋功能區(qū)劃、海岸線開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃、重點(diǎn)海域海洋環(huán)境保護(hù)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局等統(tǒng)籌協(xié)調(diào)；明確各級(jí)政府、科研院所和相關(guān)企業(yè)的發(fā)展責(zé)任，并作為約束性指標(biāo)進(jìn)行考核；加強(qiáng)海上風(fēng)機(jī)建設(shè)、運(yùn)行過(guò)程對(duì)牧場(chǎng)環(huán)境資源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，健全海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警防控體系和應(yīng)急預(yù)案機(jī)制。