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气候变化背景下海洋能源发展的挑战与破局路径

2026-06-04分类:风光储氢 / 风光储氢来源:中国电力报
【CPEM全国电力设备管理网】

当前,全球气温持续攀升,引发海平面抬升、极端天气频发等一系列环境变化,深刻改变着海洋生态与资源环境条件。气候变化带来的海洋环境复杂化、不确定性加剧,为海洋能源开发利用同时带来机遇与挑战。唯有辩证把握气候变化的双重影响,主动防范化解风险、抢抓产业发展机遇,才能推动海洋能源产业稳定、高质量发展。


气候变化给海洋能源发展带来的机遇和挑战


(一)资源格局重塑,区域差异显著


气候变化正在重构海洋能源的时空分布格局,催生了具备优质开发潜力的热点海域,为产业发展创造了新机遇。


海上风能资源空间分布受全球变暖影响显著,部分热带海域资源持续富集,开发潜力大幅提升。波浪能资源受风场驱动,在风速增强的海域资源量明显上升,自1980年以来全球有效波高已从2.21米增至2.54米,发电潜力显著增强。


全球海平面抬升改变了河口海域的潮汐动力条件,部分海域水深增加、潮差扩大,潮汐能与潮流能资源得以优化,如加拿大芬迪湾。同时,表层海水升温加剧了海洋垂直温差,显著提升了温差能资源储量,为规模化开发创造了条件。


与此同时,部分海域也面临资源衰减的困境。气候变暖导致全球多数海域近地面风速下降,北半球中纬度海域风能密度普遍衰减,波浪能资源随之衰退。海平面抬升对潮汐能的影响存在区域差异,例如英国布里斯托尔海峡潮差缩小,发电效率下降。此外,深层海水温度异常攀升,也在一定程度上抵消了部分海域温差能的资源增益效果。


(二)极端天气事件频发,开发风险加剧


对海洋能源开发影响突出的极端事件主要包括台风、强暴雨、海洋热浪与高温热浪等,其频率、持续时间和强度显著增加,大幅提升了产业开发运营风险。


台风与极端大风可引发风暴潮,一方面直接冲击海上设施与岸基设备,造成损毁与停运;另一方面会扰乱正常潮差、潮流与波浪状态,导致发电功率不稳、并网波动加剧,增加电网调度难度,并迫使工程标准提高,推高建设与投资成本。


近年来,极端高温、暴雨事件频次增加、持续时间延长。海洋热浪加速设备金属部件腐蚀老化,缩短使用寿命、降低运行稳定性。持续暴雨易导致岸基变电站、运维基地积水受损,引发供电中断与海上交通受阻,制约项目常态化稳定运行。


总体而言,气候变化对海洋能源产业呈现双重影响:一是海洋环境演变重构资源分布格局,在催生新热点的同时,也带来部分海域资源衰减风险;二是极端天气频发直接威胁设施安全与并网稳定,持续推高开发运维成本。如何平衡机遇与风险,实现高质量、可持续发展,是当前亟待深入研究的重要课题。


气候变化背景下海洋能源发展的破局路径


面对气候变化带来的机遇与风险,海洋能源产业需主动突破发展瓶颈,以政策引领、技术赋能、生态优先为核心,构建适配气候变化的产业发展与风险防控体系,在抵御气候风险中提质增效,推动产业稳健升级。


(一)强化政策引领,构建长效保障体系


2025年2月,国家能源局、自然资源部等部门联合印发《关于推动海洋能规模化利用的指导意见》,明确提出要坚持科学核算,规划引领,分类分区开展海洋能资源调查和潜力核算,明晰资源分布。在政策落地与项目规划过程中,需充分纳入气候变化影响因子,动态研判海洋能源资源时空演变趋势,规避因资源格局变动引发的项目选址失误、投资低效等问题。同时,加快推动海洋能源气候适应专项政策出台,将气候风险评估、气候适应性评价纳入项目审批、建设、运维全流程。


海洋能源开发横跨能源、海洋、生态、应急、气象等多个领域,产业发展涉及多部门协同管理。对此,需搭建统一协调、信息共享、联动响应的跨部门工作机制,统筹推进气候变化背景下海洋能源资源重构研判、灾害风险防控、产业规范发展等各项工作,协同应对各类气候风险与发展挑战。


气候变化相关风险具备长期性、持续性特征,海洋能源产业实现长效发展,离不开健全的法律法规体系与成熟的市场机制支撑。需持续完善海洋能源行业法规制度,构建激励相容的市场化发展机制,对采用高抗灾建设标准、搭载智能化预警系统、践行生态友好设计的海洋能源项目给予政策与资金倾斜,依托完善的制度保障,推动海洋能源产业实现可持续、高质量发展。


(二)聚焦技术创新,筑牢抗灾提效根基


技术创新是应对气候风险、推动海洋能源产业提质升级的核心驱动力。产业发展需聚焦抗灾、耐久、高效三大核心方向,集中突破关键核心技术,全面提升海洋能源设施对极端海洋环境的适配能力与抵御能力,同步提升能源利用效率,强化产业低碳减排效能。


相关研究表明,风机设备的优化选型与科学排布,对发电效率的提升幅度,远高于气候变化引发的资源波动负面影响,是抵消气候不利影响、提升发电效能的核心举措。因此,需持续优化海上风机的设备设计、参数选型与阵列排布,最大程度降低气候变化引发的资源波动带来的不利影响。


针对风暴潮、巨浪、高盐腐蚀、极端水温等复杂极端海洋环境,重点研发抗灾、耐腐蚀、长寿命的新型海洋工程装备,持续优化设备结构设计与特种材料选型,同步提升海洋能源工程建设标准,全面强化设施抗灾防灾能力,降低极端灾害天气下的设备损毁风险。


搭建动态化、长效化的海洋能源资源监测评估体系,融合卫星遥感、海洋原位观测、数值模拟、AI大模型等多元技术手段,实时监测海域风速、水温、潮差、波浪等关键要素的动态变化,实现海洋能源发电功率的精准预测与动态研判。


(三)坚守生态底线,推动开发保护协同


气候变化深刻重塑海洋能源资源禀赋的同时,海洋能源开发建设、运维作业也会对海洋生态系统产生一定扰动,水下设备布设、海上施工、常态化运维等环节均可能影响海洋生物栖息、破坏海洋生态平衡。为此,海洋能源开发必须始终坚守生态优先、绿色发展的核心理念。


在海洋能源项目规划建设中,严格落实生态保护红线管控要求,常态化开展系统性生态环境影响评价,持续优化项目选址、施工工艺与作业方案,最大限度降低开发活动对海洋水体、生物、栖息地的干扰破坏,实现海洋能源开发与海洋生态保护协同共生。


(作者分别系中海油研究总院风资源工程师;中海油研究总院清洁电力室主任)


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