在“光伏+”模式遍地開(kāi)花的今天,“海上風(fēng)電+”能否打開(kāi)類(lèi)似的突破口,實(shí)現“海上風(fēng)電+海洋養殖”的融合發(fā)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(chǎng)示范海域,全國首個(gè)海上風(fēng)電與海洋牧場(chǎng)融合發(fā)展研究試驗項目順利并網(wǎng)發(fā)電。該試驗項目規劃裝機304兆瓦,主要試點(diǎn)工作集中在“深水網(wǎng)箱+海上風(fēng)電”“深遠海養殖+休閑海釣”及海洋牧場(chǎng)、深遠海養殖漁場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展領(lǐng)域。
隨著(zhù)風(fēng)電技術(shù)的日趨成熟,如何實(shí)現海域的綜合利用正在成為海上風(fēng)電發(fā)展過(guò)程中的新課題。在“光伏+”模式遍地開(kāi)花的今天,“海上風(fēng)電+”能否打開(kāi)類(lèi)似的突破口,實(shí)現“海上風(fēng)電+海洋養殖”的融合發(fā)展呢?這又將給海工裝備領(lǐng)域帶來(lái)哪些挑戰?
現階段“空間融合”更易實(shí)現
雖然首個(gè)試驗項目剛剛并網(wǎng),但福建、廣東、江蘇等沿海省份卻一直都在進(jìn)行海上風(fēng)電與海洋牧場(chǎng)結合的相關(guān)研究工作。在海上風(fēng)電發(fā)展成熟的國家,相關(guān)實(shí)踐也在陸續展開(kāi)。歐盟的“多用途場(chǎng)景實(shí)現中的近海低營(yíng)養水產(chǎn)養殖”項目在近4年內就有超過(guò)820萬(wàn)歐元的相關(guān)投入。在德國赫爾戈蘭和丹麥東部卡特加特的海上風(fēng)電項目?jì)?,已?jīng)建立起海帶和貽貝養殖試點(diǎn)。
南方科技大學(xué)海洋科學(xué)與工程系博士后吳海濤不久前在第六屆中國海上風(fēng)電工程技術(shù)大會(huì )上表示,目前,海上風(fēng)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(fēng)電的基礎結構作為養殖網(wǎng)箱的框架,屬于深度融合。而空間融合則是在海上風(fēng)電場(chǎng)的空白區域布置養殖設施,實(shí)現空間充分利用?!熬同F階段而言,結構融合的技術(shù)風(fēng)險還比較高,空間融合分布松散、較為獨立,技術(shù)風(fēng)險低,相對更容易操作。海上風(fēng)電與養殖的融合應該本著(zhù)從易到難、先分后合的原則,逐步深化?!?br />
在“空間融合”的思路下,吳海濤表示,在風(fēng)電場(chǎng)的中心區域,可以布置魚(yú)類(lèi)養殖網(wǎng)箱,形成一定規模,采用自動(dòng)化設施提高效率。在次中心區域,則設置貝類(lèi)養殖區,提高餌料利用率的同時(shí)還可改善水質(zhì)。外圍區域則是藻類(lèi)養殖區,可以減弱波浪、進(jìn)一步凈化水質(zhì),同時(shí),藻類(lèi)還可作為某些貝類(lèi)的餌料。此外,在風(fēng)電場(chǎng)外部,與波浪能的利用相結合,可以提高海域資源利用率,實(shí)現多種養殖共贏(yíng)。
智能化裝備需求增加
吳海濤強調,在融合發(fā)展的過(guò)程中,海洋養殖的品種要依據風(fēng)電場(chǎng)的具體環(huán)境確定,具體裝備設施要根據養殖品種進(jìn)行選擇?!梆B殖設施應具備抗臺風(fēng)等極端工況的能力,保證安全。同時(shí),養殖設施要不斷提升智能化水平,減少人類(lèi)活動(dòng)?!?br />
據悉,目前丹麥技術(shù)大學(xué)已經(jīng)成立了相關(guān)實(shí)驗室,專(zhuān)門(mén)研發(fā)可用于海上風(fēng)力發(fā)電和海水養殖的模塊化的水下機器人。丹麥技術(shù)大學(xué)電氣工程專(zhuān)業(yè)副教授Roberto Galeazzi介紹,該機器人將主要用于海上風(fēng)機運轉情況檢查、海水養殖魚(yú)類(lèi)的健康狀態(tài)監測,以及海上油氣田環(huán)境特征調查等領(lǐng)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(gè)部件可單獨進(jìn)行工作且功能不一?!氨热?,當風(fēng)機水下基座上的傳感器出現故障時(shí),機器人的某個(gè)部件可充當備用傳感器?!?br />
同樣,國內相關(guān)企業(yè)、高校和科研機構也在智能海洋裝備領(lǐng)域不斷發(fā)力。在海上風(fēng)電巡檢、海上風(fēng)機葉片維修、水下焊接檢修等領(lǐng)域都有專(zhuān)用的機器人產(chǎn)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(fēng)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(guò)程中給風(fēng)電場(chǎng)帶來(lái)的碰撞風(fēng)險。
規?;ㄔO尚需時(shí)日
此外,對于海上風(fēng)電與海洋養殖的融合,吳海濤也表示,涉及海工和電氣技術(shù)、網(wǎng)箱和養殖技術(shù)等交叉領(lǐng)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(guò)程中,需要在滿(mǎn)足風(fēng)電和養殖發(fā)展的需求同時(shí),保障安全,提升生產(chǎn)運維效率?!眳呛硎?,在功能區域劃分上,應根據海上風(fēng)電場(chǎng)的機位和集電線(xiàn)路分布,明確劃定海上風(fēng)電場(chǎng)內部功能區域類(lèi)別,包括機位海域以及海纜安全區、海洋養殖作業(yè)區和公共航道區。在空間拓撲規劃上,要根據機組運維作業(yè)和海洋養殖作業(yè)的時(shí)間和空間特點(diǎn),在海洋養殖作業(yè)區域內選擇合適位置開(kāi)展養殖?!霸陧椖拷ǔ珊?,也要最大限度進(jìn)行聯(lián)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?!?br />
從試點(diǎn)到開(kāi)展規?;ㄔO,海上風(fēng)電與海洋養殖的融合模式未來(lái)將如何推進(jìn)呢?其實(shí),在去年的全國兩會(huì )期間,已有代表提出了推動(dòng)海上牧場(chǎng)和海上風(fēng)電建設的建議。農業(yè)農村部也在回復中明確指出,雖然探索工作初見(jiàn)成效,但海上風(fēng)電是否會(huì )對海洋牧場(chǎng)中漁業(yè)資源產(chǎn)生影響還需要長(cháng)期監測評估,目前還不具備從國家層面出臺相關(guān)政策和規劃的基礎條件。農業(yè)農村部同時(shí)也表示,將視海洋牧場(chǎng)與海上風(fēng)電融合發(fā)展試點(diǎn)情況和專(zhuān)家研究成果,研究論證成立協(xié)調推進(jìn)機制的可行性。
來(lái)源:中國能源報