王海诗：打桩、泥沙和鱼群……海上风电如何与海洋生态和谐共处？

摘要：大家可能第一时间想到的是那些高高耸立在海上的风车，一排排站在海里，风一吹，叶片就呼啦啦地转起来，把风能转化为电能。这种发电方式绿色又环保，不用烧煤，不冒烟，对空气污染几乎为零，真是个好东西啊。尤其是现在大家都在提倡碳中和，减少温室气体排放，海上风电无疑是其中的

【导语】促进保护生物多样性与应对气候变化行动的协同增效

本文来源于“海洋与湿地”（OceanWetlands）：

作者：王海诗（Amphitrite Wong）

‍本文约3400字，阅读约6分钟‍

说起海上风电，大家可能第一时间想到的是那些高高耸立在海上的风车，一排排站在海里，风一吹，叶片就呼啦啦地转起来，把风能转化为电能。

这种发电方式绿色又环保，不用烧煤，不冒烟，对空气污染几乎为零，真是个好东西啊。尤其是现在大家都在提倡碳中和，减少温室气体排放，海上风电无疑是其中的一大帮手。

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海上风电（Offshore wind power）是在海洋或大海上的风力发电项目。它利用海上风力资源，通过安装风力发电机将风能转化为电能。与陆地上的风力发电相比，海上风电由于海上风速较大且更加稳定，能够产生更多的电力，被认为是一种非常有效的可再生能源。上图：三座位于德国海域的南部Alpha-Ventus海上风力发电机以及它们的变电站。图片拍摄于2009年，摄影：SteKrueBe（CC BY-SA 3.0）

但你可能不知道，这些看起来美好又清洁的“海上风车”，在它们建造和运转的过程中，其实会对周围的海洋生态环境产生一些影响。为了保护好我们的海洋生态环境，就需要对它们进行跟踪监测。这到底是怎么回事呢？

咱们先来看看海上风电工程会怎么影响海洋环境。

其实，一说到“风电工程”，这可不只是把风车插进海里那么简单。建造这些风车需要打桩，这些桩不是普通的铁棍，而是又粗又长的钢桩，要稳稳地扎进海底的泥沙或者岩石里。你想想，这得多大的动静？这时候就会有噪声问题——风车打桩时发出的声音在水下会传播得很远，特别是对一些海洋生物，比如鱼类、海豚和鲸等，它们可是靠声波来导航和交流的。这一下打桩的声音，可能会把它们吓跑，甚至让它们迷路或者受到伤害。

一个三脚架式海上风力发电机组（或支撑结构）运抵德国威廉港的场景。来源：DOTI/Jan Oelker

还有就是泥沙的问题。为了把这些桩插得深深的，施工时难免会搅动海底的泥沙。本来清澈的海水，一下子变得浑浊起来，水里的光线被挡住了，很多靠阳光生活的海洋植物，比如海草，就会受到影响。而泥沙一旦悬浮起来，还可能被海流带走，跑到远处去，影响到别的地方的生态环境。

再比如，这些风车建好以后，海底会埋一些电缆，用来把发电的电送到岸上去。这些电缆会产生电磁场，对海底的一些动物，比如鱼类和贝类，可能会有干扰。除此之外，风车本身也会发出一些机械噪声，虽然不大，但也需要注意。还有鸟类的问题，特别是那些迁徙的候鸟。海上风电场如果正好建在它们的迁徙路线上，可能会对它们的飞行造成影响。

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随着技术的进步，风力涡轮机将能够部署在更深、更远离海岸线的海域，以获取更丰富的风能资源。上图是海上风力涡轮机向更深水域发展的预期演变过程。数据来源：美国国家可再生能源实验室，2016年7月（CC BY-SA 4.0）

听到这里，你可能会问了，那是不是海上风电不应该建呢？

其实也不是。和传统的火电、核电相比，海上风电对环境的影响已经小得多了，毕竟它不排放污染物，也不需要大规模的土地。问题在于，我们要科学地管理好这些工程，让它们对环境的影响降到最低，这就需要用科学的方法对它们进行监测。

所谓“监测”——说白了，就是观察、记录和分析，并且服务于决策。

我们得知道风电工程的建设和运行，对海洋环境具体产生了哪些影响，这些影响有多大、会持续多久，是否会对某些海洋生物造成长期危害？以及，危害的程度？…… 这类问题，只有摸清楚这些情况，我们才能找到合理的办法来减轻影响，或者在以后新建风电场时避免类似的问题。

比如说，打桩的噪声，我们可以用监测的数据来分析噪声的范围和强度，看哪些区域、哪些生物受到了影响。然后，我们可以调整施工时间，比如在鱼类产卵期或者鲸豚活动频繁的季节，尽量减少施工，或者在施工时使用降噪设备，比如在桩基周围放一种叫“气幕屏障”的装置，用来阻隔噪声传播。

再比如泥沙问题，监测可以告诉我们，施工搅动的泥沙影响范围有多大，沉淀速度如何？…… 如果发现某些区域的泥沙沉降对海洋植物影响特别大，就可以在施工时采取措施，比如使用更环保的施工方式、减少对海底的扰动。

还有电磁场的影响。通过监测，可以了解哪些动物受到了干扰，然后在电缆铺设时采取屏蔽措施，或者优化电缆的设计，降低电磁辐射的强度。

同样的，对鸟类、蝙蝠等生物的影响也可以通过监测来评估，比如通过雷达和追踪技术，观察迁飞的鸟类、蝙蝠等动物的飞行路径和行为变化，分析风电场对它们的干扰程度，从而调整风车的布局或者运行模式。

早在20世纪70年代，人们就开始设想在美国海岸附近的海域建造大型风能转换系统。尽管那时技术尚未成熟，但人们已经意识到海上风能的巨大潜力，尤其是在风速较高且稳定的海洋环境中，能够产生比陆地风电更高效的电力。上图是一张1977年的图片，当时畅想未来可能出现在美国海岸附近海域的多个大型海上风能转换系统。图源：美国能源部（ENERGY.GOV）

听到这儿，你可能觉得，这些监测听起来挺复杂的，是不是费时费力，成本也很高啊？

确实，这些监测工作需要专业团队和设备，短时间内很难见到效果。但你想想，海洋生态环境可是我们的“命根子”。大海养育了无数生物，也为我们提供了丰富的资源。如果因为风电场的建设让生态环境遭到破坏，那可就是得不偿失了？！通过科学监测和管理，我们不仅能让风电场对环境的影响降到尽可能最低，还能为未来的项目积累宝贵经验。所以说，这是一件利在当代、功在千秋的事情，不能光看眼前的投入。

其实，说到这儿，你会发现，监测这事儿不光是为了风电场本身，也是为了我们更好地了解海洋环境。因为通过这些监测数据，我们能对海洋生态系统有更深入的认识，比如海水的质量、鱼类的分布、底栖生物的种群变化等等。这些数据对科学研究和海洋保护来说，其实，都是非常宝贵的资源。所以，你看，对风电场进行环境监测，也是一举两得的好事。

海底电缆。图源：美国能源部

再打个比方吧，海上风电就像是在大海里安了一个个“电力工厂”，而这些“工厂”如果要长期稳定地运行下去，得让它们和周围的生态系统“和谐相处”，不能打扰“邻居”的正常生活。环境监测就像是咱们的耳朵和眼睛，通过它，我们能时刻关注到“工厂”和“邻居”之间的关系。如果发现有不和谐的地方，咱们就能及时采取措施，不让问题扩大化。

海上风电场对海洋哺乳动物的影响也是一个需要关注的问题，但是需要具体问题具体分析。一般来说，在海上风电项目的规划、建设和运营过程中，需要充分评估并尽量减缓可能的影响。大西洋中央的亚速尔群岛（Azores Islands）的一头抹香鲸。根据资料，抹香鲸可以在水底闭气超过一小时。©摄影：王敏幹教授（Prof.John MK Wong） | 绿会融媒·“海洋与湿地”（图文无关）

你可能又会问了，那具体怎么监测呢？

这个过程很有技术含量，也很有趣。比如说，监测海水的质量，我们要用专业的仪器，去测量水里的化学成分，比如有没有污染物、溶解氧含量如何等；监测海底的生物，就得潜水员下去取样或者用水下摄像机观察；要监测鱼类的活动，可以用声呐设备追踪它们的运动；而对鸟类的监测，则需要用雷达或者在鸟身上安装定位装置。每一项工作都需要专业的团队来完成，数据收集回来后，还得用科学的分析方法来解读。

海上风电的生态环境监测听起来复杂，但本质上就是一个保护环境、兼顾发展的过程。

说到最后，其实咱们要明白的是，海上风电总体来说是个好东西，它是未来清洁能源的重要组成部分。我们需要它，但，也不能因为发展它而伤害海洋生物多样性、忽视对海洋环境的保护。通过科学的监测和管理，我们完全可以“鱼与熊掌兼得”——让两者相辅相成，既发展绿色能源，又保护好我们的蓝色海洋。

海洋与湿地

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文 | 王海诗（Amphitrite Wong）

编辑 | Linda

排版 | 绿叶