作者簡介： 丁健，國家海洋信息中心，助理工程師，主要從事海洋空間規(guī)劃相關(guān)研究。
0 1 歐洲發(fā)展海上能源島的探索與實踐
1.1 設(shè)想由來 2017年，歐洲輸電系統(tǒng)運營商首次提出海上能源島的概念，經(jīng)過后續(xù)的不斷迭代升級形成了當(dāng)前海上能源島的理論雛形。如今的海上能源島概念已經(jīng)從最初的海上風(fēng)電樞紐，逐漸演化到“PowertoX’模式，即利用富余的海洋清潔電力生產(chǎn)化學(xué)原料或液體燃料，例如海上制氫等。 鑒于當(dāng)前穩(wěn)定收集、傳輸和消納所有的綠色電力仍存在技術(shù)壁壘，因此靈活利用電力轉(zhuǎn)化方式，如電解制氫等，逐步形成當(dāng)前最主流的替代發(fā)展方案。此外，與傳統(tǒng)的互不相連的海上風(fēng)電場相比，海上能源島的優(yōu)勢在于其可以作為連接各國海上風(fēng)能的電力樞紐，緩解海上風(fēng)電場海底電纜與陸上接口單獨連接帶來的無序狀態(tài)，避免海底電纜管道與航道、錨地等海洋功能區(qū)的沖突，并為跨國輸電和開發(fā)利用遠海海洋風(fēng)能提供有效途徑。
2022年5月， 北海沿岸國家首先簽署了《埃斯比約宣言》，就海上風(fēng)電開發(fā)達成協(xié)議，并加速推動相關(guān)輸電設(shè)施建設(shè)。2022年8月，德國和丹麥宣布在波羅的海共同建設(shè)伯恩霍爾姆能源島項目， 并向兩國傳輸電能。2023年4月， 第二屆北海峰會通過了《奧斯坦德宣言》，旨在促進歐洲環(huán)北海各國進一步發(fā)展海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，為歐盟實現(xiàn)碳中和目標(biāo)提供助力，并計劃將環(huán)北海地區(qū)打造成“歐洲最大的綠色能源基地”。該宣言還強調(diào)要“在充分合作開發(fā)北海區(qū)域能源潛力的同時，加強對海洋生態(tài)系統(tǒng)的保護，以確保經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護之間的里衡
1.2 政策背景
歐洲對海上能源島的構(gòu)想源于對大規(guī)模海上風(fēng)電組網(wǎng)并實現(xiàn)跨區(qū)域輸電的需求。從歐洲能源行業(yè)發(fā)展歷程看，歐洲較高的能源成本使其發(fā)展重心逐漸向新能源領(lǐng)域傾斜。而歐洲毗鄰的北海、波羅的海等區(qū)域擁有較為豐富的風(fēng)能資源，因此歐洲各沿海國逐漸將海上風(fēng)電作為新的能源發(fā)展方向。2015年《巴黎協(xié)定》簽署后，碳關(guān)稅導(dǎo)致綠電需求激增歐洲各國加速向可再生能源轉(zhuǎn)型曰。海上風(fēng)電因其資源潛力巨大、發(fā)電效率較高、運營成本相對較低等優(yōu)勢，成為緩解化石能源短缺的重要選項。2022年2月，俄烏沖突爆發(fā)，致使歐洲原本就處于高位的能源價格出現(xiàn)大幅波動。
當(dāng)前，歐洲的能源問題是在歐盟相對脆弱的能源轉(zhuǎn)型過渡期由俄烏危機直接引發(fā)的能源短缺和市場系亂危機。隨著歐洲能源供應(yīng)緊迫情況的持續(xù)歐洲輸電系統(tǒng)運營商認為歐洲的能源獨立必須從海上開始。由此，歐洲正率先推進在北海地區(qū)建立互聯(lián)能源系統(tǒng)的計劃，并將自己定位為海上可再生能源的領(lǐng)導(dǎo)者。在此背景下，結(jié)合海上風(fēng)電并作為跨區(qū)域電力調(diào)配主要途徑的海上能源島應(yīng)運而生。
1.3 發(fā)展現(xiàn)狀及問題
2023年，丹麥計劃在北海和波羅的海建設(shè)兩座海上能源島，其中，位于北海的人工能源島將建設(shè)在距離日德蘭半島西海岸約80km處，島上設(shè)施主要包括電力傳輸系統(tǒng)、基本服務(wù)、運營和維護設(shè)施等，其用海范圍主要包括島體本身和一條寬度達1500m的海底電纜走廊區(qū)。另一座海上能源島是位于波羅的海的天然島嶼--博恩霍爾姆島，其周邊海上風(fēng)電場的電力將在此轉(zhuǎn)換之后進行長距離傳輸，目的地初步定在波蘭和德國。目前，兩座能源島均已進入到最終的項目審查階段。2024年，比利時開始在其沿岸45km外的北海海域建設(shè)全球首座海上能源島，預(yù)計于2026年年底完工日。除連接比利時外，該能源島也會與英國和丹麥實現(xiàn)跨國電力融通。此外，愛爾蘭、荷蘭和德國等國家均計劃通過由海上能源島構(gòu)建的跨國電網(wǎng)連接參與“北海綠氫”能源協(xié)作項目。
雖然歐洲各國聯(lián)合規(guī)劃了多座海上能源島，但較高的成本使歐洲海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)逐漸陷入困境。結(jié)合環(huán)北海國家對能源行業(yè)及海洋資源開發(fā)的審批流程和資金支持狀況，距離大規(guī)模建設(shè)能源島并投入使用仍需較長時間。同時，建設(shè)海上能源島還將對傳統(tǒng)用海，例如漁業(yè)航運和生態(tài)環(huán)境造成沖擊，后續(xù)需著重關(guān)注對海洋生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測與評價。
0 2 歐洲海上風(fēng)電及能源島建設(shè)經(jīng)驗
歐洲國家在海上風(fēng)電、海上能源島與海洋空間開發(fā)利用領(lǐng)域積累了豐富的實踐經(jīng)驗，其戰(zhàn)略布局與政策機制體現(xiàn)了對資源高效利用、節(jié)能減排及綠色循環(huán)發(fā)展的相應(yīng)效果。
2.1海上風(fēng)能資源高效開發(fā)與空間布局優(yōu)化 歐洲依托北海、波羅的海等地區(qū)的風(fēng)能資源稟賦，優(yōu)先選擇風(fēng)能密度高、靠近負荷中心的近海區(qū)域，構(gòu)建了全球領(lǐng)先的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)體系，將北海地區(qū)打造成為全球海上風(fēng)電裝機最密集的區(qū)域。同時，通過漂浮式風(fēng)電、長距離輸電等技術(shù)突破地理限制，逐步向深遠海拓展風(fēng)能資源開發(fā)邊界。此外，歐盟推動跨國海域協(xié)同開發(fā)，通過聯(lián)合研究、跨國合作等措施推動海上能源島建設(shè)，進一步提高資源利用效率。
2.2 依托海洋空間規(guī)劃的基本思路
歐盟海洋空間規(guī)劃以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為核，強調(diào)人類活動與生態(tài)保護的動態(tài)平衡。其通過跨界合作機制，將規(guī)劃尺度從單一國家海域擴展至整個海盆，整合北海、波羅的海和地中海沿岸國家資源，形成跨管轄區(qū)的協(xié)調(diào)框架。通過歐洲海洋空間規(guī)劃平臺，實現(xiàn)成員國間實時數(shù)據(jù)共享與用海沖突預(yù)警，降低了重復(fù)規(guī)劃成本，并根據(jù)《海洋空間規(guī)劃框架指令》定期更新用海規(guī)劃并提交審查以確保海洋開發(fā)活動與生態(tài)承載力動態(tài)匹配回
2.3 政策機制創(chuàng)新與市場化發(fā)展
歐洲將海上風(fēng)電納人歐盟碳排放交易體系，通過碳排放要求推動能源脫碳轉(zhuǎn)型，促進海上清潔能源產(chǎn)業(yè)布局。依據(jù)空間數(shù)據(jù)科學(xué)規(guī)劃海上能源島及其輸電設(shè)施，連接電網(wǎng)并實現(xiàn)跨區(qū)域電力傳輸與調(diào)配，保障歐洲自主能源供應(yīng)，以緩解因地緣政治經(jīng)濟格局變化導(dǎo)致的能源緊張或高成本等問題。
2.4 技術(shù)創(chuàng)新與全產(chǎn)業(yè)鏈整合
歐洲持續(xù)通過海洋工程科技裝備迭代，實現(xiàn)了海上風(fēng)電大容量機組、浮動風(fēng)機與長距離電力傳輸?shù)燃夹g(shù)突破，進一步提升了海上發(fā)電效率，促進了風(fēng)電場深遠海布局及遠距離傳輸，降低了并網(wǎng)成本并通過完善相關(guān)港口與陸地設(shè)施配套建設(shè)，初步形成了漢堡、埃斯比約等專用化海上風(fēng)電航運深水港顯著縮短建設(shè)周期并滿足海上風(fēng)電開發(fā)設(shè)施的全生命周期運維需求。
2.5 多元化利用與綠色轉(zhuǎn)型路徑
歐洲將海上風(fēng)電與綠色資源整合為多能互補系統(tǒng)，將浮式風(fēng)電項目與天然氣、光伏等平臺聯(lián)供，探索風(fēng)光儲一體化模式。丹麥在海上風(fēng)電開發(fā)中實施了海洋生物棲息地修復(fù)計劃，通過人工魚礁建設(shè)抵消海上風(fēng)電開發(fā)對底棲生境的影響，致力于提升相關(guān)區(qū)域的生物資源量和物種多樣性。
0 3 我國現(xiàn)狀及有關(guān)借鑒
3.1 我國當(dāng)前海上風(fēng)電現(xiàn)狀及海上能源島發(fā)展政策 我國海上風(fēng)能資源豐富、開發(fā)潛力巨大。截至2024年年底，我國海上風(fēng)電裝機總量已達4127x104kW，規(guī)模居世界第一，多個沿海省份已完成落實“十四五”期間的海上風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)。2022年全國政協(xié)委員舒印彪提出，建議在國家層面加強宏觀統(tǒng)籌和整體規(guī)劃，制定國家海上風(fēng)電發(fā)展專項規(guī)劃，積極推進近遠海風(fēng)電有序開發(fā)。打造多用途集成的海上能源島，協(xié)同推進生態(tài)保護與資源開發(fā)3。2022年6月，國家發(fā)展改革委等九部門印發(fā)的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，有序推進海上風(fēng)電基地建設(shè)，開展省級海上風(fēng)電規(guī)劃制定修訂，優(yōu)化近海海上風(fēng)電集約布局，制定深遠海海上風(fēng)電規(guī)劃，完善深遠海海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理，推動深遠海海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新和示范應(yīng)用，探索集中輸出和集中運維模式，積極推進深遠海海上風(fēng)電降本增效，探索推進具有海上能源資源供給轉(zhuǎn)換樞紐特征的海上能源島建設(shè)示范，建設(shè)海洋能儲能、制氫、海水淡化等多種能源資源轉(zhuǎn)換利用一體化設(shè)施。由此，我國逐步形成了探索建設(shè)海上能源島的初步設(shè)想。
2022年8月，《美麗煙臺建設(shè)戰(zhàn)略規(guī)劃綱要(2021-2035年)》提出，打造煙臺長島國際零碳島先行示范區(qū)，探索進行海洋能發(fā)電示范和海上太陽能開發(fā)，嘗試建設(shè)海上能源島。2022年9月，《國務(wù)院關(guān)于支持山東深化新舊動能轉(zhuǎn)換推動綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的意見》指出，支持山東大力發(fā)展可再生能源，打造千萬千瓦級深遠海海上風(fēng)電基地，打造集成風(fēng)能開發(fā)、氫能利用、海水淡化及海洋牧場建設(shè)等的海上能源島。2023年10月，國家能源局發(fā)布的《關(guān)于組織開展可再生能源發(fā)展試點示范的通知》提出開展海上能源島示范，主要支持結(jié)合海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)，融合區(qū)域儲能、制氫、海水淡化海洋養(yǎng)殖等發(fā)展需求，探索推進具有海上能源資源供給轉(zhuǎn)換樞紐特征的海上能源島建設(shè)，建設(shè)包括但不限于海上風(fēng)電、海上光伏、海洋能、制氫(氨、甲醇)、儲能等多種能源資源轉(zhuǎn)換利用一體化設(shè)施形成多種功能集合的海洋綜合立體開發(fā)利用示范。
3.2 我國與歐洲海上能源島的異同及發(fā)展趨勢
3.2.1兩者異同
我國與歐洲海上能源島的依托均為深遠海風(fēng)電，推動海上風(fēng)電規(guī)?；_發(fā);均強調(diào)實現(xiàn)多能互補與綜合利用，發(fā)揮多元化功能，例如制氫、儲能，海水淡化、海洋牧場等。此外，漂浮式風(fēng)電的穩(wěn)定性長距離輸電技術(shù)的經(jīng)濟性，以及深遠海環(huán)境下的運維成本高是雙方均面臨的難題。
我國與歐洲海上能源島的差異主要體現(xiàn)在功能定位層面。歐洲更側(cè)重能源島的跨國能源樞紐功能，致力于實現(xiàn)低成本、高效率的跨國電力交易，并配備港口、機場等設(shè)施，強化區(qū)域能源互聯(lián)與傳輸。我國更注重“海上風(fēng)電-能源島-海岸帶”協(xié)同發(fā)展模式，以風(fēng)能為主導(dǎo)推動綠電消納與制氫，服務(wù)于沿海經(jīng)濟帶需求。在政策與機制層面，歐洲通過《埃斯比約宣言》等多邊協(xié)議推動跨國產(chǎn)能合作，以多國聯(lián)合開發(fā)為主。我國則更多依賴有關(guān)專項政策指引，聚焦于國內(nèi)資源整合與相關(guān)產(chǎn)業(yè)示范推廣并最終實現(xiàn)用海業(yè)態(tài)規(guī)?；l(fā)展。
3.2.2 發(fā)展趨勢
我國與歐洲在海上能源島的核心目標(biāo)基本一致，但歐洲在國際合作及市場化機制上更具優(yōu)勢未來發(fā)展致力于繼續(xù)擴大跨國電網(wǎng)互聯(lián)，強化能源島作為區(qū)域電力交易樞紐的功能，并通過綠氫出口實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。而我國在政策驅(qū)動的示范項目與多功能集成方面特色顯著，后續(xù)需借鑒歐洲經(jīng)驗，結(jié)合本國現(xiàn)狀與海上風(fēng)電發(fā)展趨勢，完善相關(guān)海洋產(chǎn)業(yè)配套，加速深遠海風(fēng)電技術(shù)突破與布局，推動海上能源島示范項目落地，并探索“綠電制氫”、儲能、綜合利用等新型發(fā)展模式，形成藍色經(jīng)濟新增長極。
3.3 我國規(guī)劃布局海上能源島的主要問題與對策
我國海域面積廣闊，海上風(fēng)能資源極其豐富;擁有數(shù)量眾多的各類海島，其中不乏周邊海域風(fēng)力資源豐富的邊遠海島。風(fēng)能資源普查的結(jié)果顯示，我國東南沿海地區(qū)具有豐富的海洋風(fēng)能資源潛力，海岸帶地區(qū)巨大的能耗需求，良好的消納能力均表明我國海上風(fēng)電的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
我國有居民海島的數(shù)量多，依靠現(xiàn)有島嶼開展海上能源島建設(shè)不僅能以低成本整合海上風(fēng)能資源，還可以解決有居民海島的能源供應(yīng)等問題。另外，從海島能源供應(yīng)保障需求來看，有居民海島及海岸帶空間開發(fā)與區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展均需要充足的能源供應(yīng)，因此海島和海岸帶地區(qū)即是我國海上能源島重要的服務(wù)對象。
3.3.1主要問題
發(fā)展海上能源島有利于對深遠海區(qū)域風(fēng)電的開發(fā)與探索。我國深遠海風(fēng)能資源總量約10x108kW，相當(dāng)于近海風(fēng)能資源的2倍。隨著我國近海海域空間資源日益緊張，海上風(fēng)電面向深遠海布局已成為必然趨勢。目前，我國海上風(fēng)電開發(fā)的主要問題是其與周邊其他類型用?；顒又g的沖突。由于海上風(fēng)電場布局長期處于分散、獨立狀態(tài)，且風(fēng)電場址內(nèi)部風(fēng)機與電纜排布相對松散，致使海上風(fēng)電實際占用和影響的海域面積遠大于實際海域確權(quán)面積，對周邊海域空間開發(fā)利用及其用?；顒?，尤其是航道、漁業(yè)捕撈的影響較為突出。此外，當(dāng)前現(xiàn)存及新批準(zhǔn)建設(shè)的海上風(fēng)電場絕大部分落實了集中連片分布原則，但其相連接線路仍較為分散且混亂。集中連片布局海上風(fēng)電場、能源島選址、與其他用?；顒又g的矛盾，場間互聯(lián)、對陸長距離傳輸與海底電纜走向的規(guī)劃與設(shè)計難題，陸上設(shè)施選址及相關(guān)產(chǎn)業(yè)布局等問題均需妥善論證。此外，現(xiàn)階段深遠海海上風(fēng)電開發(fā)還面臨建設(shè)成本高以及海域使用方式的不確定性，由此帶來一系列海域空間管理的后續(xù)問題。
3.3.2 對策
注重能源島選址與用海功能的協(xié)調(diào)。在當(dāng)前海上工程技術(shù)可實現(xiàn)的前提下，重點關(guān)注風(fēng)能資源，選址位置及海底電纜走向，需考慮對于航道與海底管廊等項目用海空間的避讓與接駁。根據(jù)能源島類型與設(shè)計使用需求，充分考慮各類型用海活動之間的兼容與避讓問題，妥善分析用海方式，根據(jù)分析結(jié)果合理避讓其他用?；顒樱A(yù)留緩沖空間。對于涉及到的文化與自然遺產(chǎn)等分布區(qū)域，要進行全面評估與調(diào)查工作，科學(xué)選址，合理避讓，避免造成不可逆影響。
注重能源島建設(shè)與配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展全流程管理。人工建設(shè)的海上能源島建設(shè)與運營成本較高，應(yīng)在結(jié)合海域自然地理要素的前提下，兼顧穩(wěn)定性與經(jīng)濟性，綜合考慮天然島礁選址或建設(shè)人工島。在缺乏天然島礁的遠海區(qū)域，可以依據(jù)實際情況建設(shè)人工能源島。與能源島接駁的陸域地區(qū)應(yīng)遵循“功能適配、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、制度創(chuàng)新”等原則，通過多學(xué)科交叉研究優(yōu)化布局，重點考慮布局海洋能消納與傳輸樞紐、集群化布局協(xié)同性創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)、陸?；A(chǔ)設(shè)施與政策協(xié)同等發(fā)展路徑，通過理論與實踐的深度結(jié)合，推動相關(guān)地區(qū)逐步形成“藍色經(jīng)濟新增長極
0 4 我國發(fā)展海上能源島的方向與實施路徑
4.1 在空間規(guī)劃指引下協(xié)同布局海上能源島
我國海上能源島建設(shè)需基于區(qū)域環(huán)境承載能力與資源稟賦，遵循與海上風(fēng)電相同的“深水遠岸”原則。依據(jù)國土空間規(guī)劃與海岸帶專項規(guī)劃等要求，將人工能源島嚴格限定在可再生能源用海區(qū)或兼容風(fēng)電的功能區(qū)內(nèi)，妥善利用天然島嶼，避免影響生態(tài)保護紅線等敏感區(qū)域。在空間布局上，需依托省級海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃，在容量評估后打破行政區(qū)域限制，通過國土空間規(guī)劃“一張”實現(xiàn)多部門協(xié)調(diào);在保護海洋生態(tài)環(huán)境的前提下，確保能源島與漁業(yè)航運等用海功能的兼容性。依據(jù)空間疊加分析與數(shù)值模擬技術(shù)，對風(fēng)能資源潛力與環(huán)境承載力進行測算，并根據(jù)結(jié)果得出能源島建設(shè)位置和規(guī)模容量。
4.2 發(fā)展清潔能源多能轉(zhuǎn)換新業(yè)態(tài)
突破海上能源島單一功能，探索“能源島+”綜合發(fā)展模式。構(gòu)建“綠電制氫一儲運一綜合利用’的藍色低碳經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈"。鼓勵在已開發(fā)海域疊加風(fēng)電、光伏、制氫、儲能、監(jiān)測等設(shè)施，拓展海洋能海洋監(jiān)測、深海漁業(yè)、旅游觀光等復(fù)合功能，并通過統(tǒng)一設(shè)計降低重復(fù)建設(shè)成本。結(jié)合不同區(qū)域資源環(huán)境稟賦，探索能源島差異化開發(fā)策略，形成多行業(yè)融合的“海洋新基建”體系。
4.3 海陸能源體系協(xié)同與支撐保障
貫通海岸帶能源體系，通過“島間互聯(lián)”與“海電上陸”等規(guī)劃舉措，構(gòu)建“海陸一體化”電網(wǎng)，優(yōu)化海岸帶能源結(jié)構(gòu)，緩解東南沿海地區(qū)能源短缺問題P。依托海上能源島持續(xù)開發(fā)利用深遠海清潔能源，重構(gòu)海岸帶能源體系，充分考慮配套產(chǎn)業(yè)協(xié)同，實現(xiàn)風(fēng)電與沿海產(chǎn)業(yè)負載的動態(tài)調(diào)配，持續(xù)保障離岸島礁的能源自給。
4.4 政策制度保障海上能源島全流程管理
持續(xù)推進海洋空間規(guī)劃技術(shù)體系構(gòu)建與內(nèi)容更新，將海域使用論證、環(huán)評、航道影響評估等整合為空間規(guī)劃符合性審查。確立海上能源島建設(shè)的空間準(zhǔn)人負面清單制度，實行海域空間全周期生態(tài)修復(fù)與監(jiān)測。制定海上能源島管理條例，研究漂浮式風(fēng)電、海上制氫等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，完善“空間一制度一資金一技術(shù)”保障體系，引導(dǎo)社會資本參與，推動技術(shù)驗證與產(chǎn)業(yè)化示范創(chuàng)新。
0 5 結(jié)語與展望
本文通過分析歐洲海上能源島發(fā)展的背景與經(jīng)驗，結(jié)合當(dāng)前我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀和能源島特點綜合考慮海岸帶經(jīng)濟社會發(fā)展趨勢和需求，研究得出我國建設(shè)海上能源島，助力海上能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向和路徑。遵循“生態(tài)優(yōu)先、梯次推進、多業(yè)融合、智慧管控”的原則，逐步形成具有全球示范意義的海洋能源開發(fā)新模式。預(yù)計將帶動海洋工程裝備、氫能儲運等產(chǎn)業(yè)形成萬億級市場規(guī)模。構(gòu)建以海上風(fēng)電為能源主體，海上能源島為平臺節(jié)點，結(jié)合海洋牧場、海上制氫、海水淡化、海洋監(jiān)測等為一體的多元化綜合利用方式，深人促進對深遠海的開發(fā)和利用，逐步推動海岸帶地區(qū)形成以海洋清潔能源為支撐的高質(zhì)量發(fā)展的新模式，引導(dǎo)海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展深刻變革，助力我國海洋強國建設(shè)。
來源：節(jié)選自《發(fā)展海上能源島的歐洲經(jīng)驗與中國借鑒》
