南通如东海上风电建设制约因素

张国春+刘利

摘 要：本文根据南通如东沿海实际情况，总结当前存在的问题，供各海上风电建设施工单位管理人员和相关监管部门参考。

关键词：海上风电建设 通航环境 通航安全

近年来，受碳排放限制和环保问题影响，可再生清洁能源的需求日渐增加，海上风电由于具有资源丰富、发电利用小时数高、不占土地、不消耗水资源和适宜大规模开发的特点，近几年在欧美国家得到大力发展。目前我国的风力发电量已超越核电成为第三大电源，业界普遍认为，未来能源结构调整风电将扮演重要角色，在陆上风电开发进入成熟期之后，海上风电的丰富资源日渐受到重视。调查显示，我国海上风电待开发规模相当于九个三峡工程水电站的装机容量，目前国内投产海上风电38.9万千瓦，位居世界第五。随着国家对风电产业的重视，仅2014年开工的海上风电项目就高达156.6万千瓦，是过去数年累计安装总量的三倍，2015年及之后两年计划开工的项目更是达到355万千瓦。江苏沿海是全国海上风能最丰富的海区之一，近年来风电建设在国内处于领先水平，随着该项产业的发展自然因素、社会因素、政策因素对产业发展的制约作用日渐显现。

发展环境

自然气象。南通沿海受季风影响较大，夏季盛行偏东南风，冬季盛行西北风，多年平均风速6.8m/s。强风向为NNE。六级风以下的频率年均每年94%。全年的大风主要集中在下半年的11-12月及翌年1月，六级风上的比例大于10%；下半年的8月受台风影响，六级风以上的比例也达10%。本区全年出现风力≥6级大风日数平均为21.9d，最多可达70d（1969 年）；全年出现风力≥7级大风日数平均为14.2d，最多可达22d。同时受热带气旋影响台风天气多发，台风影响时的风向多为NE～SE向。

海域情况。南通沿海地形低平，底质多为砂土，潮间带浅滩宽8-10公里，浅滩众多，海底为辐射沙洲地貌，造成水文条件复杂，潮波从东海传向黄海时在江苏沿海南部保持前进波的性质，小庙洪水道主要受东海前进波控制。外海潮波进入浅水区后，在近岸地形影响下形成驻波，根据2010年的观测数据推算全年波高均值约为0.84米，最大波高为6.36米，该海域波浪较大，秋冬季为大波浪多发季。同时该海区潮差大，实测最大潮差8.21米。

海洋规划。如东县海岸线长达106公里，滩涂面积104万亩，其中已围垦滩涂36.1万亩，被誉为“第二如东”。虽然如东沿海具有较为丰富的海域资源，但是基于综合利用角度考虑，可用于风电建设的水域不多，如东沿海近年来大力开发洋口港，并坚定不移的发展港口航运业，相当一部分海区被规划用于港口、航道和锚地建设，同时，如东沿海是传统的渔业作业海域，相当一部分海域被划定作为农渔业区，且目前如东县东凌陆上已建成一座军用雷达站，站点辐射半径25KM，高度127.5M，辐射范围内的海域禁止风电建设。

自然生态。如东沿海具有丰富的潮间带海洋资源，作为滨海湿地的最重要组成部分，生长着大量的贝类等底栖生物，潮间带在退潮后还会留下许多搁浅的鱼，它们给迁徙的候鸟提供了丰富的食物，如东沿海位于世界八大候鸟迁徙路线之一的“东亚-澳大利亚候鸟迁徙路线”上，是全球8大路线中物种数量最多的区域，同时如东传统农业经济对沿海滩涂养殖产业和自然渔业资源的依赖度较高。

通航环境。如东沿海海域是传统的渔区，有三个大型渔港，共有数千艘艘各种吨位的渔船。近岸作业的渔船一般在离岸50海里以内，多为各自作业，没有形成编队；近海作业的渔船一般在离岸100-150海里左右，多是编队成组作业。主要海洋捕捞作业形式有帆张网、流刺网、定置刺网、虾拖网、以及少量蟹笼等。每年4月下旬开始春节渔汛期，4月底至5月初为盛渔期，9-11月为秋季渔汛期。鱼汛季节，沿海海域有大量流网和定制渔具。且随着近年来洋口港的逐步开发建设，各种施工船、运输船数量较多，通航环境复杂。

存在困难

自然条件限制海上风电的开发和运营。海上风电虽然以风为主要资源，但是需要的是持续稳定的风源，间歇性的强风暴不利于海上风电的运营，如果同一海区20m/s以上风力天气较多，虽然风功率相应增大，但是由于超过风机载荷，风电机组无法把风力转化为电能必须停止运转，当风力过大时甚至可以损坏风电机组， 2014年7月18日，超强台风“威马逊”登陆海南文昌，中心风力17级（60米每秒），给海南沿海风电带来一场致命考验，华能集团旗下的海南文昌风电场三台机组损毁，一台被整体吹倒，两台叶片飞掉，粤电集团旗下的湛江徐闻勇士风电场有13台风机被整体吹倒，5台叶片破裂，机舱揭开，发电机掉落，损失惨重，如何降低台风带来的灾害，成为发展海上风电发展必须考量的问题。

如东沿海的辐射沙洲地貌，虽然距海平面的深度相对较浅，但是同样由于深度较浅造成施工困难相对增大，吃水较深的大型浮吊船在该水域难于运作，吃水较浅的小型船舶无法完成，且该海域海底呈现辐射沙洲深槽冲刷滩地淤积的态势，水下地势变化较大，且风机建成后在风机基础周围会形成冲刷坑，影响风机的稳性。

现有资料关于风电对鸟类影响主要体现在三个方面：①噪声，当风机运行时，风轮转动对鸟类低飞起到驱赶和惊扰效应。②气象天气条件，根据鸟类的习性一般是在有雾天气和云层很低时，易发生鸟类低空飞行碰撞风机设备。③影响摄食，海上风电建设占用的海域是候鸟迁徙摄食的海域，占用海域造成渔业资源减少并影响滩涂生物成长，发展海上风电不可避免的会对自然生态和涉海农渔业带来影响。

从海域规划图来看，如东沿海有限的海域范围内遍布着烂沙洋南北水道和多条渔船习惯航道，在滩涂风电资源日趋稀少的今天，风电建设越来越走向深海，风电场和船舶航行作业水域距离越来越短，规划建设中的中广核风电场距离烂沙洋南水道中心线仅2.5公里，复杂的船舶流势必威胁海上风电场安全。

发展海上风电产业的建议与思考

根据实地情况，合适选型。如东沿海属于温带和亚热带湿润气候区，又属于东亚季风区，具有南北气候及海洋大陆性气候双重影响的气候特征，受大气环流、海陆分布和地理条件等因素的共同影响，该地区季风气候占主导地位，风向季节性变化强，夏季盛行东南风冬季盛行东北风，风能资源丰富，根据如东气象站的数据推算，沿海50米到100米净空年平均风速在7m/s到8m/s之间，测算风功率密度在350w/㎡到500w/㎡之间，具有很好的开发价值。endprint

如东沿海实测极限风速为33m/s，为2011年超强台风“梅花”影响形成，根据江苏省气候中心2011年针对如东沿海水域编制的气象灾害专题评估报告，在99%保证率时，90米高度50年一遇最大风力为41.3m/s，有气象监测以来如东沿海未有强台风正面登陆过，属于灾害性天气相对较少的海域，从效益和安全角度考虑可以在IECⅡ型或IECⅢ型风电机组中根据实际情况选择。

合理选址，加强防护。如东沿海受风、浪、流等海洋水文条件的共同作用，在进行风电场基础工程设计时对结构稳定性、安全性产生影响，在进行风机结构设计时需要全面考虑以上因素的影响，确保风机基础稳定，同时该海区海床侵蚀和堆积的过程是一个动态过程，仍在不断发生，在进行选址时应尽可能的避开海床冲刷区，或加强冲刷区附近机位基础设计及电缆防护，同时对风电场机位附近地形定期检测，及时跟踪冲刷情况，该海区潮差大，水域水深是一个动态过程，如果低潮位水深低于5米水域无法保证全天候施工，建议根据海域情况灵活选择施工船舶。

合理利用海域。从国外国内的经验来看，目前适于建设海上风电场的海域基本上都区划为浅海养殖区和捕捞区等，由于海上风机的单个基座面积较小，一般占用海域面积400㎡，海上风电场仅在建设和维修时对养殖和渔业活动产生影响，其他时期与养殖和渔业生产功能相兼容，如东沿海规划中，农渔业用海占有很大比重，适于风电开发海域面积较大，加上近年来港口开发的过热褪去，必将有一部分港口规划用海将空置出来，如如东沿海的金牛岛作业区的规划目前就已取消，若是最终确定转做风电用或者可和风电兼容海区规划将大大增加风电适用海域面积。

开展生态环境研究。针对沿海风电对自然环境影响的区域研究，针对风电建设运行对不同鸟类在不同季节、不同净空高度下的影响开展长期科学跟踪研究，对风电场对禽类影响的噪音、碰撞、光污染、觅食等方面的影响开展课题研究，进行有针对性的预防措施，如避开迁徙季节施工、叶片涂装警示色、避免使用鸟类敏感红色光或者强光光源、在鸟类迁徙路径和传统养殖捕捞海区开展贝类等鸟类摄食海生物投放，降低对自然生态的影响。

进行通航安全论证，降低施工和运行期对通航安全影响。海上风电对通航影响集中体现在以下几个方面：①大型施工船舶操纵受限，需要交通管制；②施工船舶随意进出航道对航道内船舶流造成影响；③风电塔筒和迷航船、失控船、夜航船的碰撞风险；④施工和运营对渔业作业的影响；⑤风电场对船舶雷达波的影响。这些问题需要大量的前置工作，针对风电场对通航的直接影响，必须及时设置警示标志并发布航行通（警）告，争取海事部门和渔政部门的支持，完善相应的应急预案。

结论

江苏沿海的海上风电建设走在全国的前列，具有良好的发展前景，但是海上风电从设备到施工工艺再到并网电价等方面都处于一个动态过程，有很多不确定因素，海上风电建设要稳扎稳打，采用“先近海再远海、先示范再批量”的原则，广泛调查研究，不断积累经验找到合适的发展路径，确保产业健康发展。

（作者单位：南通海事局）endprint