離岸風電搭配海洋牧場商機無限

一、可再生能源的複合式發展

    目前中國大陸的太陽能及風力發電都是世界第一，太陽能光電板可蓋在魚池、疏菜田甚至牧場形成多重效益，同樣海上風電也可與海洋養殖牧場結合產生更大效益。在中國山東省煙台芙蓉島西側國家級海洋牧場示範海域，中國首個海上風電與海洋牧場融合發展研究試驗項目順利並網發電。該項目風電裝機304MW，主要試驗集中在“深水網箱+海上風電”、“深遠海養殖+休閒海釣”及海洋牧場、深遠海養殖漁場與海上風電融合等發展領域。同時，福建、廣東、江蘇等沿海省份也一直在進行海上風電與海洋牧場結合的研究工作。在海上風電發展成熟的國家，相關海洋牧場也陸續展開。在德國赫爾戈蘭和丹麥卡特加特的海上風電項目內，已建立海帶和貽貝養殖試點。目前，海上風電與養殖的融合有結構融合和空間融合兩種，結構融合是將風電的基礎結構作為養殖網箱的框架，屬於深度融合。而空間融合則是在海上風電場的空白區域佈置養殖設施，實現空間充分利用。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。同時，養殖設施要採智能化減少人工需求。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。

   2023年3月19日，中國的大型深遠海智能網箱平台“經海005號”在山東煙台長島海域安裝成功。“經海005號”長寬各68米，養殖包圍水體達9.4萬立方米，搭載了智能監測、自動投餵、自動洗網等設備，可以讓魚群在類野生環境中生長，年產漁獲可達1000噸。近年來，山東煙台開展海洋牧場“百箱計劃”，將海洋工程裝備技術嫁接到漁業領域，實現工程化、智慧化深遠海養殖，促進傳統漁業向現代漁業轉型升級。近日，在廣州召開的廣東省現代海洋牧場建設推進會上，珠海建成全國首個浮體與桁架混合式智能海洋養殖平台。該平台由“德海一號”和另外三個大型深遠海洋養殖牧場組成。現有重力式深水網箱190個，每個網箱周長60至90米，可容納水量26.2萬立方米。建設現代化海洋牧場，加快構建多元化糧食供應體系，是保障糧食安全、促進經濟高質量發展、促進城鄉協調發展的重要舉措。未來珠海將新增9個智能化養殖平台，以及2艘大型養殖船。還將新增300個周長90米的重力式聚合物深水網箱。該市將利用洪灣中心漁港及周邊區域，打造集漁港、海產品交易中心、冷鏈倉儲加工基地、漁港風情街等功能為一體的漁港經濟區。台灣澎湖近海有一些規模小的海洋牧場，但中國大陸以離岸風電平台做基礎，發展遠海海洋牧場，值得台灣參考。

二、山東海洋牧場平台發展狀況

   海上平台，是高出海面且具有水平檯面的一種桁架構築物，供進行生產作業或其他活動用。平台一般分為生產設施區、生活設施區和能源動力設備區等。隨著海上油氣資源的發現，海上平台應運而生，用於海上油氣資源的開發與利用。海上平台按其位置是否固定，分為固定式和浮式兩種，固定式海上平台又分為樁式、繃繩式和重力式，浮式海上平台分為坐底式、自升式、半潛式和船式。就作業水深而言，固定式 海上平台穩定性強但使用水深有限，浮式海上平台適應水深範圍較大但穩定性差。2005年，山東啟動以“改善海洋 生態、養護漁業資源”為目的的“漁業資源修復行動計劃”，帶動了漁業相關產業的快速發展。2014年，山東省加快推動海洋牧場建設，提出“投 礁型、田園型、底播型、裝備型、遊釣型”五大類海洋牧場協同發展的新理念，促進了漁業增養殖業由近岸走向深遠海，緩解近岸養殖壓力，同時推動產業融合發展，重點帶動海上體驗、休閒海釣等高附加值產業發展，引導海洋 漁業發展走向深藍。當前，海洋牧場發展的“支點”就是海上平台。中國海上平台的設計建造起步晚但後來居上，目前海上平台設計建造技術已位於世界前列。2015年，第七代超深水半潛式平台在山東建造完成並交付，其最大作業水深首次突破3600米，刷新了當時世界最大作業水深的紀錄。

    2017年中國出台了《海洋牧場平台試點管理暫行辦法》，指出海洋牧場平台是在海洋牧場區域內設置，用於開展海洋牧場生態環境監測、海上管護、牧漁體驗、生態觀光、安全救助等工作，並明訂分為固定式和浮動式兩種。海洋牧場平台是海洋牧場建設、管護、運營等方面的陸域延伸支點、 海中根據地。在平台建造方面，除涵蓋生產設施區、生活設施區和能源動力設備區等基本功能區外，還可以根據功用與自然條件的不同調整平台結構，增添所需設施。此外，海洋牧場平台必須配備垃圾處理設施並使用清潔能源。2017年，山東省把海洋牧場作為“海上糧倉”建設的主戰場，針對山東海域水文、地質特點，設計海洋牧場平台類型，形成自升式、半潛式、漂浮式、可移動式四大類型平台，滿足各類海洋牧場的發展需求。截至2020年上半年，山東建造完成海洋牧場平台共計48座。海洋牧場平台的投用，有效解決了中國在開發海洋資源和管理漁民作業過程中面臨的問題。海洋牧場平台的維護較困難，海洋牧場平台設在海中，海況復雜、海水腐蝕性強、空氣濕度大，隨著平台使用年限的增加，平台整體維護檢修面積擴大、檢修難度增加、檢修費用提高，特別是自升式平台的樁腿、半潛式平 台的浮體等水下結構部分的檢修尤為複雜。重新設計建造海洋牧場平台成本高昂，企業難以承受，最經濟的方式就是能在平台原有基礎上進行升級改造。海洋牧場平台在設計建造時雖配備了風力發電及光伏發電設備，但產生的電力只能供應照明、水下觀監測設備使用，對於吊裝設備、自升式平台的液壓起降設備等耗電量大的設備大多采用柴油機發電的傳統供電方式。風力發電受部署海區風力大小影響，光伏發電受太陽能電池板布放空間限制，風力和光伏發電無法滿足目前實際需求。因此，綠色能源供應問題是困擾海洋牧場平台發展的又一大難題。

三、海洋牧場配合海上風電發展較為經濟

   海洋牧場若能配合海上風電發展較為經濟，海上離岸風電是中國能源轉型的重要支撐，也是沿海發展海洋經濟的重要力量，中國已迅速成長為全球最大的海上風電市場。中國海上風電發展起源於2007年安裝在渤海的1台金風科技1.5 MW海上風電項目，2010年7月10日，東海大橋風電場一期全部34台3 MW風電機組並網發電，總裝機容量102 MW的上海東海大橋風電場是中國首個大規模海上風電場，且是歐洲以外的第一個海上風電項目。該項目為中國開展海上風電建設技術，形成擁有自主知識產權的海上風電場設計和機組製造技術。“十二五”期間（2011—2015年），中國海上風電發展緩慢，2014年6月，國家發改委公佈《關於海上風電上網電價政策的通知》，明確了海上風電價格政策：非招標的海上風電項目，潮間帶風電項目0.75元/千瓦時（含稅），近海風電項目0.85元/千瓦時（含稅）。標杆電價的推出，活躍了市場，推動了產業“起飛”。“十三五”時期，中國海上風電迎來了快速發展，近海海上風電進入規模化發展階段。截至2020年6月底，共計約1 100萬千瓦的海上風電項目處於在建狀態，主要分佈於廣東、江蘇、遼寧和福建等地區。2020年，海上風電新增並網裝機306萬千瓦。到2020年年底，海上風電累計並網裝機容量約為900萬千瓦。在技術創新層面，適用於海上的大容量機型呈現快速迭代的趨勢，不僅5 MW實現批量應用，10 MW時代也已開啟。在此期間，福建福清興化灣風電場是中國國內領先的海上風電機組科研創新平台，以及國內首個大功率海上風電試驗風電場。它是三峽集團福建福清興化灣300 MW海上風電場一期工程，總裝機容量為79.4 MW ，平均單機容量為5.7 MW ，共安裝有來自8家風電廠商的14台機組。該風電場是中國首個批量使用5 MW以上機組的示範海上風電場。2020年4月28日，中國國內首台具有完全自主知識產權的8 MW風電機組在該風電場完成吊裝，2020年7月12日，國內首台10 MW海上風電機組在福清興化灣二期海上風電場成功並網發電。2021年上半年，中國海上風電新增並網容量2.15GW ，呈現強勁的發展態勢。“十四五”時期是實現“30·60”目標的關鍵期，中國海上風電開發速度將大幅提升，成為新能源裝機增長的新引擎。

   目前，世界各國海洋牧場平台仍處於探索階段，其信息系統的建設程度與應用需求仍存在差距。如信息處理緩慢，信息共享通道不暢，信息處理系統亟需升級。海洋牧場平台是海洋牧場建設、管護、運營等方面的陸域延伸支點、海中根據地，在海洋牧場建設管理、漁業資源開發挺進深遠海之中佔據重要位置，支點作用顯著。海洋牧場平台是根據牧場管護運營單位生產作業需求，借鑒海上石油鑽井平台的功能作用而演生出的。目前，山東海洋牧場平台以自升式平台居多，四根樁腿支撐方形上部工作平台，上部工作平台可通過液壓裝置沿樁腿升降。但上部工作平台的結構外型較為單一，建議在滿足六大功能基礎上根據自身海洋牧場特色，設計建造結構造型多樣化並體現海洋牧場元素的平台，如日照順風陽光國家級海洋牧場示範區的“陽光1號”，空中俯瞰猶如一隻巨大的海星，造型新穎、吸引眼球。同時開發更多休閒娛樂項目，使其對社會公眾更具吸引力，為大力發展休閒垂釣、觀光遊覽、漁事體驗提供特色觀光資源。