海洋牧场理念源于19世纪发达工业国家的海鱼孵化运动,为缓解渔业资源衰退和满足捕捞需求,各国开展渔业资源增殖工作。20世纪70年代,美国和日本相继提出海洋牧场概念并开始建设。自20世纪90年代起,中国、日本、美国和韩国等国陆续制定发展规划,推动相关研究快速发展。近年来,部分国家已实现海洋牧场规模化建设,且取得显著的经济和生态效益。
(一)国外海洋牧场发展概况
1.日本海洋牧场发展状况
20世纪60年代,为增加渔业资源量,日本首次提出“海洋牧场”概念,推行保护沿岸资源和发展远海渔业政策。1979年,日本制定海洋牧场研究计划,建成世界首个海洋牧场。 20世纪90年代,日本开展音响驯化型海洋牧场研究,在实际生产中取得显著效果。2015年,日本制定《第7次栽培渔业基本方针》,旨在增加近海渔业资源,保护海藻场和海滩,进行沿岸综合治理。截至2017年,日本近岸12%以上的渔业海域已建有人工鱼礁区,覆盖面积达4.67万平方公里,投放人工鱼礁5396万空方。
2.美国海洋牧场发展状况
19世纪中后期,美国开展鲑鱼养殖与放流运动,其海洋牧场理念由此产生。为促进休闲垂钓和捕捞业的发展,1935年,美国在新泽西州梅角海域建成全球首座人工鱼礁, 1951年在菲伊亚岛和佛罗里达州开展规模化建设。1968年,美国提出海洋牧场建设计划,并于1974年建成加利福尼亚巨藻海洋牧场。 1984年,国会通过国家渔业增殖提案,规划人工鱼礁建设。1985年,《国家人工鱼礁计划》出台,由此人工鱼礁区建设得到迅速发展。截至2000年,美国已投放超过2400处人工鱼礁。调查显示,人工鱼礁显著提升了建礁海区的渔业资源,资源量增长43倍,年渔业产量增加约500万吨。
3.韩国海洋牧场发展状况
20世纪90年代,韩国制定《韩国海洋牧场事业的长期发展计划》,并于1998年启动。该计划分为三个阶段:示范阶段(1998-2010年)、开发和扩大阶段(2005-2014年)以及全海岸海洋牧场化阶段(2015-2030年)。 2007年,韩国在统营市投入270亿韩元建设首个海洋牧场,核心面积为20km2,投放人工鱼礁1000多个,放流水产苗种1300万余尾。至2013年,韩国已在丽水、济州等地建成5个海洋牧场示范区,累计投资15亿美元。 2015年,韩国海洋牧场进入了全海岸海洋牧场化阶段,建设和管理主体逐渐从政府转向地方民间团体和个人。
(二)我国海洋牧场发展概况
我国海洋牧场建设理念可追溯至20世纪40年代,科学家们相继提出“水即是鱼类的牧场”“海洋农牧化”和“海洋生产农牧化”的理念。1979年,广西钦州开展小型单体人工鱼礁试验,此后,各沿海省市陆续进行探索。21世纪初,因海洋生态环境恶化和近海渔业资源衰退,政府加强海洋环境保护和海洋牧场建设。
自2006年起,国家陆续发布《中国水生生物资源养护行动纲要》和《关于促进海洋渔业持续健康发展的若干意见》,明确海洋牧场在恢复渔业资源和促进可持续发展中的重要性。2021年,《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》特别提出“建设海洋牧场,发展可持续远洋渔业”的目标;同年,发布《海洋牧场建设技术指南》(GB/T 40946-2021),标志着海洋牧场建设迈向更加规范化阶段。2017年、2018年、2019年和2023年,中央一号文件相继提出“发展现代化海洋牧场”“建设现代化海洋牧场”“推进海洋牧场建设”和“建设现代海洋牧场,发展深水网箱、养殖工船等深远海养殖”, 标志着发展海洋牧场已成为农业农村工作的重点。
经多年发展,国家级海洋牧场示范区建设已取得显著成果,如表1所示,截至2024年8月,已批准建设189个示范区,总海域面积达384459.91ha, 其中,山东省示范区数量和海域面积均居全国首位。如图1所示,山东省、辽宁省和河北省三地的示范区管理单位以民营企业为主,占比分别为92%、86%和95%,其他省份则是以政府机构为主导。 黄海海域示范区数量最多,达95个,占总数量的50%;南海海域示范区数量相对较少,但其所占海域面积最大,达172083.86ha,占总面积45%,详见图2。
二、海上风电发展现状
20世纪80年代,欧洲多个国家开展海上风电技术研究。瑞典于1990年安装了首台海上风电发电机组,丹麦于1991年建成世界首个海上风电场。21世纪以来,中国、美国、日本和韩国等沿海国家积极发展海上风电全球装机容量逐年攀升。图3(a)表明,近10年全球累积装机容量快速增长,复合年均增长率达到25%。图3(b)显示,全球新增装机容量总体呈现上升趋势,2021年达到最高,为21.1GW。
我国和部分欧洲国家是海上风电的主要市场,如图4(a)所示,至2023年底全球累积装机容量达到75.2GW,中国、英国和德国占全球的84%, 其中,中国占比最高,为53%。 图4(b)表明,2023年全球新增装机容量为10.8GW,中国、荷兰和英国占全球的90%,其中,中国占比最高,为65%。
为实现“双碳”目标,我国加速规划新型能源体系。风能是新型能源体系的重要组成部分,随着陆上风电开发趋于饱和,海上风电成为能源结构转型的重要方向。我国拥有约18000km的海岸线和超过300万平方公里的可利用海域,具备发展海上风电的自然优势。
2009年龙源如东海上试验风电场建成,标志着海上风电规模化开发。2010年,上海东海大桥10万千瓦海上风电示范项目成为我国首个大型海上风电场。2011年~2015年,海上风电发展较缓慢,如图5所示,截至2015年底,累积装机容量为103万千瓦,未达到“十二五”规划目标。图5(a)显示,2020年底,累积装机容量达到10.9GW,提前完成“十三五”规划目标。2021年是“十四五”开局之年,受政策调整影响,出现海上风电“抢装潮”,如图5(b)所示,新增装机容量达到14.5GW。2022年,海上风电市场从“抢装潮”回归稳步增长,尽管较2021年有所下降,但整体呈现上升趋势至2023年底, 我国已成为全球最大的海上风电市场,累计装机容量达到37.7GW,占全球50%以上,稳居世界首位。
三、海洋牧场与海上风电融合案例分析
随着海上风电和海洋牧场建设向规模化与深远海化发展,海域空间冲突、资源利用效率低下、建设和运维成本较高等问题日益显著。坚持集约化用海和产业融合发展,是解决当前海上风电与海洋牧场发展困境的重要手段,也是未来海洋经济的发展方向。
(一)国外海洋牧场与海上风电融合案例
欧洲是风渔融合研究的热点区域,如表2所示。自21世纪初,多个国家已开展相关试点研究,将不同类型海洋牧场与海上风电结合,以探讨风渔融合的技术和经济可行性。韩国是亚洲较早开展风渔融合试验的国家,研究表明这一模式具有较好的养殖效果。
(二)国内海洋牧场与海上风电融合案例
我国风渔融合研究起步较晚,自2018年以来,随着技术提升及政策支持,逐步开展了一系列试点项目,如表3所示,山东省、广东省、福建省等省份开展了较多的风渔融合试验,主要融合模式为人工鱼礁或海水养殖与海上风电结合,以及一体式风渔融合平台,以此探究风渔融合可行性。
四、海洋牧场与海上风电融合发展面临的挑战与展望
(一)环境与技术方面的挑战
风渔融合主要有共场域融合和共结构融合两种方案。共场域融合指海上风电场与海洋牧场在同一海域内共享空间,需解决设施相互作用、协同管理和电缆布设等技术问题,重点在于优化布局以实现经济和生态效益最大化。共结构融合则将两者整合为一体化装备,实现深度融合,但仍面临装备强度、抗干扰能力及管理便捷性等问题。
海上工程建设可能会对海洋生态环境造成负面影响,如栖息地破坏、噪声污染和电磁辐射。施工期间的海底改造工程会直接破坏生境,施工产生的高强度噪声可能影响生物的摄食和繁殖。电磁辐射主要源自风电机组和海底电缆,可能对生物的迁徙、发育和生殖产生影响,但相关研究多在室内进行,自然环境中的影响尚不明确。尽管已有研究表明海洋牧场能改善生态环境,但风渔融合的协同效应仍需深入探讨,未来应关注不同融合模式对环境和生物的长期影响。
(二)成本与效益方面的挑战
风渔融合作为创新型产业,初期发展主要依赖于降本增效、产业互补和政策补贴。受技术限制,相关项目的建设和运维成本较高,2022年我国海上风电平均建设成本为12400元/kW,而风渔融合项目成本更高。此外,开放海域的恶劣自然环境导致设施故障率高和运维难度大,数据显示,同等装机容量下,海上风电运维成本是陆上风电的2倍。因此,技术创新和成本降低是推动风渔融合产业可持续发展的根本动力。
风渔融合可持续发展的关键在于风渔互补双收益,二者需充分利用空间资源,并通过海洋牧场营收弥补项目建设和维护费用,故需多方合作优化鱼种选择和区域规划。当前,风渔融合产业处于起步阶段,合理的财政补贴可降低投资成本,推动技术创新,从而实现风渔融合产业可持续发展。
(三)政策与管理方面的挑战
风渔融合涉及能源、渔业、生态环境等多个部门,需建立跨部门综合管理机制。然而,当前缺乏国家层面的统一政策和规划,现有法律法规多针对单一产业,使得风渔融合项目的实施和监管面临挑战。
统一的技术标准和规范是产业可持续发展的基础。风渔融合项目涉及多种技术,当前缺乏统一的技术标准体系,制定和推广统一的技术标准,可提升行业水平和竞争力,确保项目顺利实施和经济效益。
此外,风渔融合产业尚无完善的环境评估和监测机制,难以全面了解其对生态环境的影响,因此亟须建立科学的评估和监测体系,以指导后续管理和优化,促进产业健康发展。
* 本文信息来源:摘编自《中国水产》2025年03期
【作者简介】
项建强,三峡新能源山东昌邑发电有限公司
刘智华,三峡新能源山东昌邑发电有限公司
唐衍力,中国海洋大学
【通讯作者】
梁辉,中国海洋大学