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“海上風電+海洋養殖”的融合發展呢？
近日，在山東省煙臺萊州市土山鎮北部芙蓉島西側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展研究試驗項目順利并網發電。該試驗項目規劃裝機304兆瓦，主要試點工作集中在“深水網箱+海上風電”“深遠海養殖+休閑海釣”及海洋牧場、深遠海養殖漁場與海上風電融合發展領域。
隨著風電技術的日趨成熟，如何實現海域的綜合利用正在成為海上風電發展過程中的新課題。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“海上風電+海洋養殖”的融合發展呢？這又將給海工裝備領域帶來哪些挑戰？
現階段“空間融合”更易實現
雖然首個試驗項目剛剛并網，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合的相關研究工作。在海上風電發展成熟的國家，相關實踐也在陸續展開。歐盟的“多用途場景實現中的近海低營養水產養殖”項目在近4年內就有超過820萬歐元的相關投入。在德國赫爾戈蘭和丹麥東部卡特加特的海上風電項目內，已經建立起海帶和貽貝養殖試點。
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大會上表示，目前，海上風電與養殖的融合主要有結構融合和空間融合兩種思路。結構融合是將風電的基礎結構作為養殖網箱的框架，屬于深度融合。而空間融合則是在海上風電場的空白區域布置養殖設施，實現空間充分利用。“就現階段而言，結構融合的技術風險還比較高，空間融合分布松散、較為獨立，技術風險低，相對更容易操作。海上風電與養殖的融合應該本著從易到難、先分后合的原則，逐步深化。”
在“空間融合”的思路下，吳海濤表示，在風電場的中心區域，可以布置魚類養殖網箱，形成一定規模，采用自動化設施提高效率。在次中心區域，則設置貝類養殖區，提高餌料利用率的同時還可改善水質。外圍區域則是藻類養殖區，可以減弱波浪、進一步凈化水質，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合，可以提高海域資源利用率，實現多種養殖共贏。
智能化裝備需求增加
吳海濤強調，在融合發展的過程中，海洋養殖的品種要依據風電場的具體環境確定，具體裝備設施要根據養殖品種進行選擇。“養殖設施應具備抗臺風等極端工況的能力，保證安全。同時，養殖設施要不斷提升智能化水平，減少人類活動。”
據悉，目前丹麥技術大學已經成立了相關實驗室，專門研發可用于海上風力發電和海水養殖的模塊化的水下機器人。丹麥技術大學電氣工程專業副教授Roberto Galeazzi介紹，該機器人將主要用于海上風機運轉情況檢查、海水養殖魚類的健康狀態監測，以及海上油氣田環境特征調查等領域。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。“比如，當風機水下基座上的傳感器出現故障時，機器人的某個部件可充當備用傳感器。”
同樣，國內相關企業、高校和科研機構也在智能海洋裝備領域不斷發力。在海上風電巡檢、海上風機葉片維修、水下焊接檢修等領域都有專用的機器人產品不斷應用。吳海濤表示，智能化設備的應用一方面可以助力海上風電與海洋養殖成本不斷下行，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。
規模化建設尚需時日
此外，對于海上風電與海洋養殖的融合，吳海濤也表示，涉及海工和電氣技術、網箱和養殖技術等交叉領域，要在規劃、施工、運維等方方面面充分考慮融合設計。
“在規劃過程中，需要在滿足風電和養殖發展的需求同時，保障安全，提升生產運維效率。”吳海濤表示，在功能區域劃分上，應根據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部功能區域類別，包括機位海域以及海纜安全區、海洋養殖作業區和公共航道區。在空間拓撲規劃上，要根據機組運維作業和海洋養殖作業的時間和空間特點，在海洋養殖作業區域內選擇合適位置開展養殖。“在項目建成后，也要最大限度進行聯合運維，其間包括運維船只共用、航次共用、監控和調度系統共用等諸多細節。”
從試點到開展規模化建設，海上風電與海洋養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的建議。農業農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資源產生影響還需要長期監測評估，目前還不具備從國家層面出臺相關政策和規劃的基礎條件。農業農村部同時也表示，將視海洋牧場與海上風電融合發展試點情況和專家研究成果，研究論證成立協調推進機制的可行性。
來源：中國能源報
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