海上风力发电要积极评估极端天气影响丨能源思考

随着全球能源结构低碳化进程不断加快，海上风电凭借其技术成熟度高、可实现大规模开发的显著特性，正在迎来新的加速布局阶段。

从全球角度看，欧洲长期处于海上风电发展的前沿阵地。英国、德国、荷兰等国积极践行能源转型战略，持续加大对深远海风电项目的投入力度，稳步推进项目建设，部分海上风电场已实现平价上网，为商业化运营积累了宝贵经验。

近年来，亚洲地区海上风电市场发展迅猛，呈现出后来居上的态势。韩国、日本、越南等国纷纷出台激励政策，从政策扶持、资金补贴、技术研发等多维度发力，全力抢占发展战略高地，推动区域海上风电产业快速崛起。

根据《中国海洋能源发展报告2024》数据，2024年全球海上风电呈现规模化、集群化、平价化的新格局。全球累计装机容量预计达到8391万千瓦，在建规模接近2500万千瓦，资源配置及场址招标规模突破8000万千瓦，关键指标均创新高，充分彰显了海上风电产业发展的强劲动力。

然而，台风、飓风、雷暴等极端天气对海上风电设备构成严重威胁，影响其安全稳定运行，并可能造成巨大的经济损失。例如，2022年7月2日，台风“暹芭”登陆阳江，造成粤电青洲一、青洲二海上风电场项目风机基础桩等设备损坏。2024年9月6日，台风“摩羯”登陆海南文昌，华能文昌风电厂“以大代小”增容改造项目风电机组折断。由于项目尚未完工，风机无法通电实施抗台措施，损失惨重。因此，深入探讨极端天气对海上风电的影响，剖析我国在该领域的短板和风险隐患，提前布局针对性措施，对保障我国海上风电产业的可持续发展具有重要意义。

我国海上风电的发展现状

在碳中和目标与能源结构深度转型的双重驱动下，海上风电正成为可再生能源规模化发展的核心领域，正经历前所未有的技术革新与产业扩张。根据《“十四五”可再生能源发展规划》，我国已将海上风电纳入国家能源安全战略，明确提出“优化近海海上风电布局，开展深远海海上风电规划”的发展方向。中央与地方协同推进产业链升级和技术自主创新，推动规模化、基地化、深远海化布局，同时，漂浮式风电技术、智能化运维系统等新技术不断突破，为深海风资源开发提供了新路径和支撑。

我国海上风电资源潜力巨大，近海5~50米水深范围内可开发风能约5亿千瓦，深远海可开发量则是近海的3~4倍。截至2023年9月底，我国海上风电累计装机容量达3189万千瓦，全球累计装机容量达到75.2吉瓦。发展海上风电被视为沿海省份推进能源转型、保障能源安全的重要抓手。

极端天气下海上风电的短板及隐患

然而，在极端天气下，海上风电发展也存在一些短板和风险隐患。

第一，抗极端天气设计标准及核心技术水平仍需提升。目前，我国海上风电机组在设计和制造过程中，针对台风、飓风等高强度极端气象条件的适应性仍存在不足，相关标准体系尚不完善。部分海上风电机组在设计风速、结构强度等方面的参数选取相对保守，未能充分覆盖极端天气条件下可能出现的最大风载荷，尤其在我国东南沿海台风频繁登陆区域，风机往往难以在超设计工况下保持安全稳定运行。

此外，我国在叶片材料强度、耐疲劳性能、抗腐蚀性能等核心部件技术上，仍与欧洲等发达地区存在差距。高端控制系统、高性能复合材料、可靠性设计等关键领域的自主创新不足，使得风机在遭遇极端天气时表现出耐久性弱、控制精度低的问题，进而增加了设备故障和停运的风险，给项目运维带来较大不确定性，也在一定程度上制约了深远海及复杂海域风电场的安全发展。

第二，随着风电机组单机容量不断提升、风场规模持续扩大，对智能化水平的要求也越来越高。现代海上风电机组应当具备能够根据实时气象环境、海洋条件自动调整运行参数的自适应能力，例如在极端风速出现前完成叶片变桨、机舱偏航调整，从而优化机组受力状态，减少结构疲劳和瞬态冲击。但目前我国海上风电机组在传感器技术、边缘计算、气象数据快速融合等方面的研发和应用还相对滞后，智能控制系统的响应速度和决策能力相对不足，无法做到高效、精准的极端天气应急响应。

第三，风险评估体系不完善，区域布局存在集中性风险。我国在海上风电场的选址与布局等方面的探索仍存在较大改进空间。当前，风电选址工作往往将重点放在风能资源的评估上，而对极端天气事件的历史分布规律、未来发生概率、路径变化趋势以及海洋地质灾害等风险因素缺乏系统性分析，导致部分风电场位于高风险区域而未做充分防护。同时，出于经济性和电网接入便利性考虑，部分沿海地区在短期内集中开发大规模海上风电项目，形成高度集聚的风电集群，这种区域过度集中的布局方式，一旦遭遇台风、飓风等大范围极端天气，可能会使多个风电场同时受损，带来巨额经济损失，并且对区域电网稳定性产生冲击，增加大规模停电的风险。

第四，生态环境协调性不足，增加潜在风险。海上风电的开发建设应与海洋生态环境保护高度协同，但目前在选址及运维过程中，生态因素往往被忽视或弱化。部分海上风电项目位于海洋生物重要栖息地、迁徙通道或繁殖区域附近，风机的运行噪声、电磁场影响以及施工过程中产生的水体浑浊、泥沙沉积等，均可能给海洋生物的生存和繁殖带来不良影响，破坏局部生态系统的平衡。这种生态系统变化甚至会反向影响海洋局部气象环境和水动力条件，进而使风电场在未来面对极端天气时承受更多的不确定性。此外，部分项目在生态保护措施落实上不到位，缺乏有效的海洋生态修复手段，增加了潜在环境风险和运维成本，削弱了风电场的长期可持续性和系统韧性。

针对性的政策建议

对于极端天气对海上风电的影响，我们可以提前布局针对性措施，保障海上风电产业的可持续发展。

一是，完善抗极端天气设计标准，推动核心技术突破。组织科研机构、行业协会和企业联合开展沿海极端气象条件的深入调研，结合国际上先进的技术经验和标准，修订并完善海上风电机组的抗极端天气设计标准，涵盖结构强度、抗风能力、防雷措施等，确保机组具备更强的耐受能力。同时，现有的设计标准应根据不同海域、不同气象条件的特殊性进行调整，做到因地制宜，增强风电机组的适应性。

此外，政府应加强对核心技术的自主研发投入，推动企业与科研机构的联合攻关。技术验证平台和示范应用的建设也至关重要，应建立起系统的技术验证体系，通过多场景、多环境的试验和实地应用，提升风电机组的整体可靠性与安全性。这不仅能推动核心技术的成熟与转化，还能加速产业化进程，保障设备在极端天气下的稳定性和安全性。

二是，推进设备智能化升级，强化自适应能力。加快海上风电设备智能化改造，引入先进的传感器、卫星通信和大数据分析技术，实现极端天气下的实时监测、精准预警。与此同时，建立智能化远程监控系统，这些系统不仅可以实时监控风电机组的运行状态，还能基于实时气象数据进行自主调整。例如，风电机组在面对极端风速时，能够根据实际情况自动调整偏航角度、变桨角度等控制策略，减轻极端天气对机组造成的压力，确保设备的正常运行。此外，还应加强对智能控制技术的持续研发，推动基于大数据和人工智能的优化控制系统的应用，从而不断提高设备在极端天气下的自我保护能力和应急反应速度。

三是，健全风险评估体系，优化区域布局与应急管理。海上风电的选址和布局直接关系到其在极端天气下的抗风险能力，因此必须建立全面的风险评估体系。需要完善海上风电场选址和布局的多维度风险评估体系，将极端天气发生概率、强度、路径以及海洋地质灾害因素纳入科学评估。

由国家层面统筹规划风电场合理分散布局，避免区域集中度过高，提升电网整体稳定性。同时，建立健全应急管理体系，完善应急预案并加强演练，强化跨部门、跨企业的协同联动，形成极端天气下的快速响应和联合处置能力。

四是，加强海洋生态环境保护与修复，提升系统韧性。海上风电场的建设和运营不仅要关注设备的安全性和可靠性，还要考虑对海洋生态环境的影响。在风电场的选址、设计和建设过程中，必须严格落实海洋生态环境保护法规，强化对海洋生物栖息地、迁徙通道以及水下环境的影响评估，避免对海洋生态系统造成过度扰动。

同时，风电场的建设应采取有效的保护措施，减少对海洋生态环境的负面影响。例如，风电场可在施工过程中采取隔音、减震技术，降低施工噪音。此外，海洋生态修复工程也是提升系统韧性的重要举措。风电场可以通过投放人工鱼礁、恢复海草床等方式，改善海洋生态环境，增强生态系统的稳定性，减少因生态失衡而可能带来的风险。

（作者系厦门大学管理学院讲席教授、中国能源政策研究院院长）