海洋戰略性新興產業發展的環境影響分析及我國監管對策

摘要：海洋戰略性新興產業已經成為我國海洋經濟發展的重要引擎和實現“雙碳”目標的重要發展領域。文章以海上風電場、海上光伏場、新型海水養殖基地及海底碳封存工程等為例，對國內外海洋戰略性新興產業發展趨勢及其環境影響展開分析，發現隨著產業種類及規模的增長，海洋生態環境影響及生態風險已逐步顯現。我國海洋戰略性新興產業整體上已處于由新增長點向戰略支柱產業跨越的關鍵節點，但環境影響研究及監管工作尚處于起步階段。為促進我國海洋戰略性新興產業的綠色高質量發展，應強化產業發展的生態環境影響基礎研究，重點關注長期生態影響及災害風險;根據產業類型、規模及區位等，制定具有針對性的法規標準及監管制度;做好海洋戰略性新興產業相關的國際公約履約工作，積極參與或組織相關國際政策文件及技術指南的制修訂，促進我國海洋戰略性新興產業國際化發展。

關鍵詞：海洋戰略性新興產業;環境影響;監管對策

中圖分類號：X37;P741 文獻標志碼：A 文章編號：1005-9857（2024）09-0147-08

0 引言

海洋戰略性新興產業是由海洋領域新技術誕生并應用或重大戰略需求牽引而產生的開發、利用和保護海洋所進行的生產和服務活動的總和[1]，通常包括海上新能源、海洋裝備制造、海洋新材料、海洋資源創新性利用等產業，具有新興性、高成長性和帶動性、技術密集、高附加值及動態性等特點。海洋戰略性新興產業的發展對推動整體海洋產業升級換代，促進我國海洋經濟高質量發展，建設海洋強國具有重要意義[2]。

隨著海洋戰略性新興產業種類和規模的增加，隨之而來的環境影響也逐步顯現，并被國內外廣泛關注，成為制約產業長遠發展的潛在因素。本文以海上風電場、海上光伏場、新型海水養殖基地及海底碳封存工程等為例，分析了海洋戰略性新興產業國內外發展現狀、趨勢及其環境影響，并從環境監管角度提出了我國海洋戰略性新興產業的綠色高質量發展的若干對策建議。

1 國內外發展現狀與趨勢

1.1 海上風電場

歐洲作為海上風電技術的誕生地，從1991年丹麥建成全球首個海上風電項目至今，英國、德國、荷蘭等引領行業發展30余年。中國在2010年完成首座大型海上風電場的裝機[3]，并于2021年超越英國，成為全球海上風電累計裝機規模最大的國家，到2022年，占全球新增總裝機容量的57.6%，累計裝機規模達到31.44GW，占全球海上風電累計裝機規模的48.9%[4]，年新增裝機和累計裝機均位居全球首位。

2023年，我國風電產業捷報頻傳，全球首臺單機容量最大的16MW 海上風電機組在福建平潭投運;廣東明陽集團的20 MW 海上風電機組在汕尾海工基地下線;我國首座深遠海浮式風電平臺“海油觀瀾號”在海南文昌海域正式投入運營;全球首次海上風電無淡化海水原位直接電解制氫技術海上中試在福建興化灣海上風電場獲得成功。

1.2 海上光伏場

海上光伏作為一種新興的清潔能源發電方式，有著巨大的發展潛力[5]。海上光伏通常包括樁基式和漂浮式，現階段海上光伏以樁基式為主，一般位于灘涂及潮間帶[6]。漂浮式光伏造價較高，但是環境影響較小、適用范圍更廣，預計未來將成為海洋光伏電站的主流形式。目前全球有60余個國家在積極推進漂浮式光伏電站建設，其中有超過35個國家擁有350個漂浮式光伏電站。據相關研究顯示，2021年全球部署的漂浮式光伏裝機容量為1.6GW，預計到2026年將增長到4.8GW[7]。

2022年，國家電投山東半島南3號海上風電場20MW 深遠海漂浮式光伏500kW 實證項目成功發電，成為全球首個投用的深遠海風光同場漂浮式光伏實證項目。2023年，國家電投集團在山東海陽市和威海市文登區近海建設的兩大樁基固定式海上光伏項目落地并穩定運行。同年，全球最大海上光伏項目———山東東營墾利1GW 海上光伏項目在東營廣利港正式開工。

1.3 新型海水養殖基地

傳統的陸地和淺海養殖，面臨著土地資源有限、環境污染等問題，而深海具有龐大的水體容量和穩定的水質條件，為魚類等經濟生物生長提供了更廣闊的空間，被視為海水養殖未來發展方向[8]。早在20世紀80年代，部分歐美發達國家開始進行深遠海養殖技術的探索與應用，推動新一輪海水養殖浪潮的興起[9]，經過近半個世紀的發展，深遠海養殖已從簡單的深水網箱養殖發展成深遠海智慧養殖工廠，包括養殖平臺和養殖工船等形式[10]。我國建造的全球首艘10萬噸級智慧漁業大型養殖工船“國信1號”于2022年交付運營，在全球范圍內，其養殖漁船單船噸位和養殖規模最大、單艙水體量最高。青島國信集團還計劃用5～10 年，投入約350億元，將養殖船隊拓展到50艘，年產值預計達500億元以上。

此外，人工上升流在養殖產業中的發展潛力也備受關注。人工上升流是通過在海洋中放置上升流裝備系統，人為產生自海底到海面的海水流動，增加上層水體營養鹽供給，從而實現養殖增產，被認為有利于促進藍碳增匯[11]。日本學者率先提出利用水泵抽水實現海底營養鹽的提升，并于2003年啟動了“拓海”（TAKUMI）上升流工程[12]。挪威為了抑制挪威海灣的有毒藻類生長，促進貽貝類的養殖，采取了氣泡幕舉升法形成人工上升流[13]。我國海洋人工上升流示范工程快速推進，已經成為國內外關注重點[14]。

由浙江大學牽頭的研究團隊在山東鰲山灣海域打造了國內首個人工上升流增匯示范工程，據稱在近333hm2 海帶養殖海域，3 年增加產值近8000萬元，同時實現了海洋碳增匯。2023年，該研究團隊在浙江省嵊泗縣貽貝養殖海域再次建造了人工上升流示范工程，計劃營造“貽貝增產-碳增匯”的養殖模式。

1.4 海底碳封存工程

海底碳封存是減少全球溫室氣體排放的重要途徑之一。挪威、英國、丹麥、荷蘭、日本等發達國家已將海底碳封存視為積極應對氣候變化的有效措施并開展了實驗或示范工程研究[15]。隨著減排形勢趨緊，傳統海上油氣田回注減排的量很有限，以“岸碳入海”為主的海底碳封存成為新方向，預計在未來10年將迎來暴發式增長。歐洲北海周邊國家啟動了多個海上碳封存項目，包括挪威NorthernLights項目、丹麥Greensand項目、英國Acorn項目、荷蘭Porthos項目等;此外，澳大利亞啟動了CarbonNet項目，美國在墨西哥灣啟動了HoustonShipChannel項目，馬來西亞在南海瓊臺礁海域啟動了Kasawari項目。

2023年，我國首個百萬噸級海上碳封存示范工程———恩平15-1油田碳封存示范工程在珠江口海域正式投用，標志著我國已初步形成海上二氧化碳注入、封存和監測的全套鉆井技術及裝備體系[16]。同年，中國海油、廣東省發展改革委、殼牌集團和埃克森美孚簽署了《在中國大亞灣地區開發和運營碳捕集、利用與封存（CCS/CCUS）項目聯合研究協議》，標志著我國首個海上千萬噸級碳捕集、利用與封存項目集群示范項目的聯合研究工作正式啟動。此外，由青島海洋地質研究所等單位開展了杭州灣南岸碳封存示范工程戰略研究項目，為未來長三角地區“岸碳入海”開展了可行性論證[17]。

1.5 小結

海洋戰略性新興產業整體上呈現由淺水到深水、由近海到遠海、由試點工程到大規模開發的趨勢，并成為世界海洋大國重點發展和競爭的前沿陣地。其中，海上風電大面積鋪開，向深遠海發展;新型海水養殖基地也紛紛亮相，種類創新且規模擴大;全球已有10余個不同規模的海底碳封存研究及示范性項目，并且規劃了多個千萬噸級“岸碳入海”項目;海上光伏快速發展，多個項目已經投入商業運營。

我國海洋裝備制造能力已處于國際先進水平，有力帶動和支撐了我國海洋戰略性新興產業的迅速發展，部分產業已處于國際先進水平，特別是海上風電、光伏及新型海水養殖捷報頻傳，實現多個“全球第一”，海底碳封存項目也在有序推進，示范工程已投入運營，并啟動了多個“岸碳入海”項目的規劃研究。根據《2022年中國海洋經濟統計公報》，我國海洋戰略性新興產業增加值比上年增長7.9%，遠高于傳統產業發展速度，整體上已經由新增長點向戰略支柱產業過渡。

2 環境影響分析

2.1 海上風電場

與陸上風電項目相比，海上風電場在發電效率等各方面的優勢更為明顯[18]，但是隨著海上風電的規模擴大，成片密布的風機基礎結構對海洋水動力條件，以及對候鳥及漁業資源遷徙的干擾，對地形地貌及生物群落的影響不容忽視。Galparsoro等[19]根據158份研究報告中提取的867項關于海上風電對生態環境的影響結果顯示，72%為負面影響，僅有13%是積極的。高度、中度負面影響占調查結果的45%，其中32%涉及鳥類、7%涉及海洋哺乳動物、2%涉及魚類。

海上風電對鳥類的影響主要表現為鳥類與風機發生撞擊導致死亡、占用鳥類的棲息地、影響了海鳥筑巢和繁衍，以及施工期間的機器噪聲、燈光、磁場都會對鳥類的覓食、繁殖和遷徙產生一定的影響等[20]。海上風電項目建設期的打樁工作會對哺乳動物的數量和分布產生重大影響，對魚類的影響程度取決于受影響的物種及其脆弱性和敏感性水平[21]。

此外，海上風電的污染影響也不容忽視，為避免風機基礎的鋼結構被海水腐蝕，海上風電通常采用犧牲陽極保護法，會導致重金屬隨流擴散，對周圍水質與海洋生態造成影響[22]。且海上風電廣泛采用充油電纜及變電器絕緣油，以及機組齒輪箱潤滑油，在自然損壞及維護不當時也存在漏油風險。目前海上風電的生態環境影響研究仍不夠深入系統，主要是缺乏實驗和長期的數據積累，未來需要通過設立長期定位觀測試驗站，分析海上風電場對海洋生物、群落及生態系統的影響機制。

2.2 海上光伏場

大面積布設海上光伏面板會產生遮光效應，導致水體太陽輻射減少并影響海中藻類生長。光伏面板還在一定程度上限制了水面和周圍環境之間的氧氣交換，造成淺水層的低氧或厭氧性環境[23]。遮光效應還會導致海水水溫結構和變幅發生改變，引起生物群落結構發生變化[24]。藻類生長受影響和水中氧氣補充不足，還可能導致漂浮性魚卵和淺水層的仔稚魚的死亡，光照減弱和水溫變幅的改變也會直接影響魚類生長發育過程[25]，以及近岸海草床及海藻場的生態功能受損，甚至會導致沉水植物消失[26]。密集的海上光伏設施樁基還會使水文動力環境包括流速、流向發生顯著變化，改變原有生境條件及生物群落，并對魚蝦類生物的洄游行為造成影響，可能降低生物物種的豐度和多樣性。

海上光伏建設及運營期間的噪音、燈光、對底質的擾動以及產生的污染物會對海洋生態環境以及周邊鳥類活動造成影響。根據世界自然保護聯盟（IUCN）發布的指南[27]，海上光伏發電場對鳥類的潛在影響主要有：①占用鳥類覓食地，影響鳥類覓食;②導致鳥類撞擊太陽能電池板或輸電線路致殘或致死;③讓部分鳥類誤以為太陽能電池板為水面，誘發降落撞擊。

此外，光伏板表面容易積塵，影響發電效率，因此通常需要定期清洗（每年約2次）。大面積清洗使用的表面活性劑及磷酸鹽等助洗劑可能會對海洋環境及生態系統造成影響。高鹽度、濕度條件下海上光伏采用的金屬構建容易腐蝕，鹽霧會使露出地面的預制管樁產生風化現象。與風電類似，犧牲陽極陰極保護是金屬材料在海洋環境下應用的主要腐蝕防護手段之一，也可能造成海水及沉積物中鋅等重金屬含量增加[28]。此外，臺風災害可能會導致海上光伏板大面積損毀，并造成碎片垃圾及污染物質溶出。

2.3 新型海水養殖基地

基于養殖工船及網箱的深遠海養殖相對于近岸養殖產生的環境影響較小，但仍需要密切關注養殖過程中可能引發的海水及沉積物污染，以及養殖規模的擴大可能導致的資源過度利用和餌料資源競爭加劇問題。大亞灣深水網箱養殖海域的調查發現，養殖區表層沉積物總氮和總磷含量總體上高于非養殖區[29]。除了殘餌及魚類排泄物帶來的環境及生態影響以外，養殖人員生活污水、生活垃圾，養殖魚類逃逸對原有生物群落的影響，維護網箱產生的固體廢棄物，船舶排放的艙底含油廢水、船舶廢氣、船舶噪聲對環境的影響也需要關注。

基于人工上升流的海水養殖通過改變海洋中的動力場及營養物質輸運促進養殖增產。大規模人工上升流對海洋生態環境的影響是全方位的，目前重點關注上升流加劇表層水體的酸化以及對群落結構的干擾。底層海水的pH 值通常較低，人工上升流系統將其提升到表層后將會導致表層水體酸化，對于海洋生態系統是重大威脅。Keller等[30]研究表明，人工上升流技術可能將深水區含高濃度二氧化碳的海水帶至表面，導致表層水體的pH 值下降0.15個單位，從而使貝類等生物的生長速度和存活率受到影響，并可能導致該區域海表碳排放通量增加。

2.4 海底碳封存工程

海底碳封存在運輸和地質封存過程中，由于人為操作失誤、封存體結構缺陷及自然災害等原因，二氧化碳可能會泄漏到海洋環境中，致使一定區域內的海水pH 值降低，并可能導致海洋底棲生物群落發生改變。若泄漏量巨大，二氧化碳將釋放回大氣圈，加劇溫室效應[31]。

目前尚無海底碳封存泄露案例，但相關項目也暴露了一些潛在風險。如挪威的Sleipner封存工程運行3年后，二氧化碳迅速移動到原計劃的第八層咸水層結構的頂部，進入到未知的第九層，還發現了之前未知的地震煙囪和Hugin 斷裂帶[32]。Sn?hvit項目更是與預期差異甚大，封存后儲存層的壓力迅速上升到危險水平，實際的儲存容量遠低于預算結果和實際需要，只能另外尋找封存結構進行封存[33]。截至2023 年年末，全球已啟動了10余個與海底碳封存監測相關的研究項目，并且全球7個大型海底碳封存工程都配套有監測項目[34]，但目前監測項目以井內監測及地球物理監測方式為主，海洋環境監測因技術不成熟、監測成本高、缺少規范約束等原因，在封存工程中的實際應用較少。

2.5 小結

現有研究結果及大量案例表明，海洋戰略性新興產業發展的生態環境影響不容忽視，特別是隨著新產業種類、用海規模的增加，對海洋生態系統結構和功能的影響已經逐步顯現，并引起國內外廣泛關注，甚至引發質疑和反對意見。多種形式的海洋產業組合式發展，如近期備受關注的風光漁融合項目及海上風電制氫能源項目，對規劃選址、環境影響評價、項目審批及配套管理提出新的挑戰[35]。

環境影響研究是海洋戰略性新興產業開發及管理中不可或缺的重要內容，也是目前的技術體系中的短板，需要通過研究明確不同類別、規模及區位條件下環境影響程度及其可接受性，并根據影響機制及分析預測結果，調整和優化選址、工藝結構、施工運營方式等。我國海洋戰略性新興產業環境影響研究起步較晚并滯后于產業發展，由于缺乏長時間跟蹤監測數據，產業長期海洋生態環境影響機制及程度尚不清楚，產業規模控制閾值、適應性調控對策還缺乏系統研究。

3 我國監管對策分析

3.1 加強環境影響基礎研究

我國海上風電、光電及新型海水養殖基地等產業迅速發展，已經處于世界前沿水平，并且隨著種類及規模的增長，我國海洋戰略性新興產業發展的生態環境影響已逐步顯現，但長期海洋生態環境影響尚缺乏系統研究。有必要開展頂層設計和統籌規劃，明確關鍵問題、技術難點及階段性攻關目標。通過國內外案例調查、實驗室和現場模擬實驗，以及數值模擬分析等方法可獲得對我國海洋戰略性新興產業生態環境影響的系統性認識，初步掌握不同情景下的產業規模控制閾值及適應性調控對策，并應用于管理實踐，通過大量、持續的跟蹤監測對結論進行驗證，迭代發展形成相對全面、系統的認識及有針對性的管理調控對策。

我國海洋戰略性新興產業的環境影響研究需要重點關注大規模項目對于區域生態系統的長期影響，包括生物多樣性、群落結構、漁業資源等。此外，還需考慮人為事故及自然災害帶來的生態環境風險，如二氧化碳海底封存中的泄露酸化風險、海上新能源基地廣泛使用的充油電纜的漏油風險、海上光伏在臺風災害下損毀產生的環境風險。環境影響研究不僅需要解決當前已有項目的環境監測、影響評價、預警監管中的技術及決策問題，更要具有一定的前瞻性，為未來我國海洋戰略性新興產業融合及大規模發展提供政策引導、優化設計、規模控制、生態管理的技術保障。

3.2 完善法規標準及監管制度

通過科學布局、優化設計、強化監管，可以有效提升我國海洋戰略性新興產業發展的環境安全性及資源利用的可持續性。2020 年，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關于構建現代環境治理體系的指導意見》，要求“健全法律法規標準，嚴格執法、加強監管，加快補齊環境治理體制機制短板”。2022年，生態環境部發布了《“十四五”生態保護監管規劃》，提出“提升生態風險防控與預警能力”。面對我國海洋戰略性新興產業的迅速發展，完善的法規標準及監管制度對于保障和促進產業的健康規范化發展、防范化解環境風險及企業投資風險具有重要意義，已成為推進生態環境治理體系和治理能力現代化的重要任務。

我國海洋戰略性新興產業發展時間較短，存在相關標準欠缺，監管制度不清的問題，需要在國家層面明確責任分工，在環境影響系統研究的基礎上，系統開展管理制度及配套法規標準研究，系統構建環境監管關鍵技術、方法、標準、法規、規劃、政策及監管制度體系，為保障和促進我國海洋戰略性新興產業高質量發展提供良好的科學支撐、政策引導及制度保障。

3.3 關注國際公約履約及文件制修訂

國際公約是保障國際社會共同利益、形成國際秩序及開展全球治理的重要基礎。我國締約、簽署和批準了一系列與海洋及環境保護相關的國際公約，如《聯合國海洋法公約》《防止傾倒廢物及其他物質污染海洋的公約》《生物多樣性公約》及《國際防止船舶造成污染公約》等，對我國海洋環境監管工作提供了有力的支撐。其中《聯合國海洋法公約》明確規定了締約國在海洋環境保護方面的責任和義務，為海洋環境的保護提供了法律框架和指導原則;《防止傾倒廢物及其他物質污染海洋的公約》及《生物多樣性公約》通過締約國大會文件對海底碳封存及海洋地球工程明確了具體的管理要求;《國際防止船舶造成污染公約》及其附則Ⅳ修正案對包括養殖工船在內的船舶排污進行了限制。此外，我國還與周邊國家簽訂了一系列合作協議及備忘錄，主要涉及海洋環境及漁業資源保護相關的內容。

我 國海洋戰略性新興產業主要分布于領海，未來可能向專屬經濟區擴展。開發過程中需要關注相關開發活動對海洋環境、漁業資源及生物多樣性的影響，切實做好相關國際公約履約工作，并積極參與或組織國際公約相關政策及技術文件的編制及修訂。充分利用好國際公約這一合作平臺，一方面可積極吸收和借鑒國外發達國家的先進經驗，解決國內海洋戰略性新興產業發展中的問題;另一方面我國也可以充分利用產業優勢，為世界提供中國智慧和中國方案。

4 總結

我國海洋戰略性新興產業發展迅速，已經成為海洋經濟發展的重要引擎和實現“雙碳”目標的重要發展領域，特別是海上風電、海上光伏及新型海水養殖基地建設已經處于世界前沿水平，由新增長點向戰略支柱產業過渡，但相關產業的環境影響研究及監管工作尚處于起步階段。亟待在國家層面開展頂層設計，明確未來工作重點及任務分工，并制訂行動方案。密切跟蹤國內外產業、科研及管理實踐最新進展，系統開展我國海洋戰略性新興產業的環境影響及災害風險研究，構建具有針對性的標準、法規、規劃、政策及監管制度體系，以保障和促進我國海洋戰略性新興產業的綠色高質量發展。積極參與或組織國際合作，為我國海洋戰略性新興產業國際化發展，營造開放創新、科學規范的發展政策環境。

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