海洋風電場對航行和救助的影響

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摘要：隨著海上風電項目的蓬勃開展，將對海上交通格局影響深遠。對其附近海域帶來諸多安全方面的問題和挑戰，無論是海上施工，還是后續風電場運維，拓展救助船（艇）、直升機包括應急潛水隊等在內的多種海上應急救援型式，以及緩解海上風電與航行、救助的矛盾已經勢在必行。本文具體分析海洋風電場對航行和救助的影響，并提出安全保障策略。

關鍵詞：海洋風電場；航行；救助；影響與思考

一、引言

我國海上風電資源豐富，開發利用潛力巨大，作為我國可再生能源發展的重點領域，因其清潔低碳，在“碳達峰、碳中和”中的重要作用愈加凸顯，隨著海上風電行業的不斷發展，風力渦輪機的尺寸越來越大，風電場逐漸推進到遠離海岸的外海，勢必會改變附近水域的通航環境。此外風電場的建設還會對其附近海域的過往商船以及執法、公務、救援等船（艇）的安全帶來諸多風險，為保障風電場附近水域的航行安全和人命、財產、環境的救助，強化應急救助保障能力建設，更好服務于海洋強國、交通強國的國家戰略，針對存在的風險和問題，加強風險管控，保障航行和救助的安全。

二、我國海上風電發展及海上救助力量現狀分析

1．我國海上風電發展現狀海上風能因其自身優勢——資源蘊藏量大，分布廣、可再生、清潔無污染等特性，發展海洋風電不僅有助于風能資源的合理利用，而且對環境保護和改善能源結構有十分重要的意義。我國海洋風電建設發展速度較快。特別近幾年，在政府政策的支持和推動下，我國海上風力發電項目呈穩步增速發展勢頭，發展潛力巨大。海洋風電場將是未來十幾年甚至更長時間內我國新能源和清潔能源發展的重要方向之一。以現有風電場區的規劃來看，河北樂亭、山東半島、大連莊河等風電場的場址均在漁船的高頻活動區域，同時也是漁船事故多發區域；汕尾后湖、福建長樂、平海灣工地等是船舶近岸航行習慣航線區域尤其是中小船舶的習慣常用航線。海洋風電場的建立，不僅會增加海上事故風險，也會增加救助的難度。因此，如何在海上風電場附近水域實施科學救助，將會成為難點問題。2．我國海上救助形勢及專業海上救助力量部署我國海岸線長達18,000多公里，改革開放以來，隨著經濟的高速發展，海上運輸業繁忙，通航密度急劇增大，海上石油開采、海產品養殖和海上觀光旅游等產業都在迅猛發展，特別是海上風電近幾年得到了長足的推廣建設。因此我國海上救助形勢日趨嚴峻，海上救助力量和技術迫切需要加強。我國唯一一支國家專業救助打撈力量——交通運輸部救助打撈局，下設3個救助局（包含20個救助基地和4個海上救助飛行隊）、3個打撈局。配備了大量先進的大功率救助拖輪、噴水式高速救助艇、華英系列高速救助艇、基地配套工作艇、救助直升機以及各種先進的救撈設備（無人救生員、無人機、救生撈網、智能遙控救生圈、救生撈桿、無人救助艇等），形成空中、水面、水下三位一體”的海空立體救撈網絡，實行全天候動態救助值班待命。圖1為國家專業海上救助力量部署圖。圖1國

三、海洋風電場施工及運維期間附近水域潛在風險識別

1．對航路及船舶交通流的影響海洋風電場可視為海上較大的礙航物，使得風電場內外鄰近水域的通航條件變的復雜，不可避免的在一定程度上改變該水域的交通流特征，減少海面避讓海域和富裕水深、形成阻塞點，危及航行和救助的安全，救助船（艇）為避開該區域需要偏離正常航線。因此，在規劃航程時，需評估相關的風險和危害。需考慮的風險點包括風電場渦輪機間距、水深、海床變化、潮汐流、海岸標記、變電站、轉子效應等等。海上風電場占用了一定范圍內的部分水域，客觀上對附近縱橫交錯的各航路形態進行了地理分隔，使相同航路的交通流形成匯聚，增加了附近水域的通航密度，船舶的會遇率增大，風險提升。因此，救助船（艇）在通過海上風電場附近水域救助作業時，除了要遵守適用的安全區域規定外，還要考慮諸如船舶尺寸、機動性、環境因素以及船長和船員的經驗、能力等因素，提前做好風險評估。2．海洋風電項目施工階段的影響分析施工作業階段，各種工程船、錨艇、鋪纜船、錨纜、駁船、錨漂、交通船分布密集，來往穿梭，頻繁進出風電場施工水域；若發生碰撞、失控、擱淺、破損進水、斷纜、觸礁、火災、爆炸、沉沒等事故，不僅威脅到人命和財產安全，對施工水域的作業航行安全帶來很大的影響。另外，工程船有時會出現錨系混亂使其他船舶產生誤判導致事故的情況，以及在大風浪海況下出現斷纜走錨隨風流漂移等險情。2021年10月11日下午，受18號臺風“圓規”影響，在福建莆田南日島附近風電場海域的無動力工程船“企業6”輪定位錨錨纜斷裂導致失控，向西南方向飄移，42名船員遇險，現場風力10-11級，陣風達12-14級。東海第二救助飛行隊救助直升機“B-7345”配合“東海救113”輪克服惡劣海況，終于成功使其轉危為安，“企業6”輪在汕頭附近被救時已經整整漂航170多海里，其危險情況不容輕視。3．海洋風電場運維階段的風險識別運維階段，風電場區域安全形勢依然復雜多變，不僅有數量眾多的渦輪風機、風機基座、塔臺等，還有風電場運營管理企業的運維船舶穿梭其間，進行巡察和維護管理作業，都會對附近水域正常航行的船舶造成一定的干擾。此外，風電場運行期間，由于渦輪風機的阻擋、反射等因素，船用雷達對距離和方位的分辨產生一定的誤差，削弱對目標的定位和識別，同時也會干擾其它船用通訊、導航、定位等設備。武漢理工大學劉克中教授等人研究了海洋風電場對船用雷達帶來的影響，其實驗結果表明當雷達與風機距離較近時會產生一定的陰影區，陰影區隨著距離增加而變小。當雷達與風機距離200m以上時，陰影區就對觀測影響較小，但雷達對風電場內部的物標觀測仍存在較大困難。建成后的風電場作為半永久性礙航物，在能見度不良情況下，存在船舶與風機的碰撞風險，同時還會影響救助船（艇）及救助直升機的自身安全和救援效率。4．對航行、救助作業值班瞭望的影響大部分的海洋風電場形狀不規則，再加上風電場附近水域的交通流相對密集，船舶會遇頻繁，通航環境差，回旋余地小，給航行、救助作業的值班瞭望帶來障礙；尤其夜間航行或者救助作業時，由于數量較多的助航標志以及風機、塔臺信號燈等集中在場區附近，使得值班人員視線受阻，導致定位、導航、避讓等比較困難，判斷不當將導致偏航、擱淺、觸礁、或碰撞惡性事故發生。

四、風電場內外附近水域航行及救助安全及難點分析

海洋風電場內外附近水通航安全形勢多變，特別是施工階段突發事件呈頻發趨勢，遇險種類多樣化、復雜化，海上航行和救助將面臨較大的風險和挑戰。（1）海洋風電場內外附近水域障礙物眾多，作業時救助船（艇）操縱受限，不僅危及救助船（艇）、直升機的自身安全，同時影響救助效率。（2）海洋風電場內外附近水域潮流混亂，近岸由于島多流亂，風電樁自身也會擾亂潮流，這都將會增加救助船（艇）、直升機的救助作業難度。（3）風電設備高大，外加葉片旋轉，直接影響救助直升機的懸停與救助。現在風機有大型化對趨勢，國外已在規劃15mw與20mw的大型風機，其高度分別可達230m與340m，隨著風機大型化，其對直升機的威脅將越來越大。（4）風電場運行時產生對電磁輻射和風機噪聲干擾助航儀器，影響航行和救助作業安全。（5）風場導致風速變化，據測，風場內部風速將下降8-16%，外部下降的更明顯。（6）風電樁水下結構種類多、結構復雜，同一個風場的風電樁可能水下結構并不一致，除了影響救助船（艇）航行救助外，還會對水下潛水救助作業帶來一定的困難。（7）風電場內電纜、錨纜、錨漂、漁網等障礙物眾多，也會對水下潛水救助作業產生一定威脅。

五、風電場建設及運維期間航行救助作業安全防范策略

1．加強跨部門統籌規劃協調海洋風電場建設初期，建議成立跨部門聯合組織，比如政府能源部門牽頭，海事、海洋漁業、安監、軍事等相關主管部門參與，加強跨組織協作，各主管部門根據自身的行業規則，樹立“一盤棋”工作思想，形成工作合力，協助風電建設單位深入分析項目建設對通航安全的影響，從源頭上減少海上風電項目建成后對通航安全造成的永久性影響。風電場運維階段，各部門要加強溝通，規范協調配合管理，克服海洋風電場對航行、救助帶來的不利因素，提高緊急情況下的應急反應能力，保障其附近水域航行和救助的安全。2．航行及救助作業時安全距離的確定為防止航行或救助作業時與海上風電場風機和基座發生碰撞，應與航路間保持一定的安全距離。國際航運協會（PIANC）從船舶機動性的角度出發，提出了風電場位于航路左、右舷的安全距離計算方法如下：（圖3為風電場與航路間安全距離示意圖）當風電場位于航路左舷：6×船長+500m當風電場位于航路右舷：0.3nm+6×船長+500m當風電場位于航路右舷時，考慮到《國際海上避碰規則》（COLREGs）中第八條避免碰撞的行動指南：如果被讓路船沒有遵守COREGs中的條款采取適當的避讓措施，則讓路船最后的避碰措施是采取右滿舵。因此當風電場位于航路右舷的情況下，風電場與航路的距離會多出來0.3nm的緩沖區用于右滿舵的實施。而一般船舶的回旋半徑為5-6倍船長，為確保安全，PIANC在WG161中取了6倍船長作為船舶的回旋圈直徑。500m為海上風電場設施保護的范圍。救助船（艇）在進入風電場區救助作業前，應考慮風機組的位置和風、流等情況，選擇適當位置進入風電場陣列。進入陣列后，應與風機基座保持適當的安全距離，并以安全航速頂浪（或偏頂浪）接近被救助目標。3．自身約束管理及其它風險緩解措施（1）自身約束管理風電場附近水域航行或救助作業船舶應具備有效的船舶證書，船員配備應滿足國家規定的最低配員標準，并持有有效適任證書；全面檢查救生設備，急救設備，通信導航設備，信號燈（旗）、汽笛、擴音器、安全防護裝備、拖帶設備等，保證處于良好的適用狀態；提前熟悉風電場附近水域的物標、航標、礙障物、過往船舶等周圍情況，定時查看海圖，了解當前船位以及航向、航速、羅經差、風流壓差等，要正確判斷和使用各種信號燈（旗），按規定開啟VHF，協調避讓、注意聯系，早讓寬讓，保障航行救助安全。在風電場附近水域應安排充足的瞭望人員和連續的瞭望過程；充分考慮海況、氣象、安全等因素，制定完善的航行計劃；嚴格遵守航行值班制度和避碰規則，分道航行，會讓時按規定彼此交換信號，正確使用車、舵；采用安全航速，自動舵改操手動舵，預留一定的制動距離，便于緊急情況時有效采取措施，避免事故的發生。另外，還應準確把握現場海域狀況，比如潮汐、風級、浪高、潮流、水深、通航密度等信息，針對海洋風電場附近水域可能發生的各種事故，做好相關風險評估，制定及完善專門的應急預案，定期進行應急演練及總結，以便應急情況下及時采取應對措施。（2）其它風險緩解措施海事部門應對風電場附近水域船舶的習慣航法進行必要的調整和規范，加強監管并完善通航管理規定；利用強大的通訊網絡及時發布NAVETEX航警以及風、流等情況，協調航行和救助作業船舶順利通行，出現緊急情況，應立即啟動應急預案，避免受復雜水域環境的影響，確保風電場內外附近水域的人員、船舶、財產以及環境安全。有關部門應對水域淺點、礙航物、導助航標志、警示標志等進行深入準確的了解，根據附近港口、錨地和航道資料及時更新海圖、航海資料等，給附近水域航行和救助作業船舶提供強有力的技術支撐；風電場周邊設置警示標志（如涂刷反光漆、安裝摩爾斯信號燈、安裝雷達應答器等），以達到白天和夜晚均能提醒附近航行和救助作業船舶；對海洋風電場附近水域VTS監管盲區及通信信號、磁場方向變化進行確認，保障航行救助的安全。4．加強安全管理和風險管控根據安全管理的MMEM理論，即人、機、環境和管理四個方面，具體措施如下：加強人員培訓和學習，通過參加海上風電場實戰訓練，了解掌握風電場相關的知識；加強船員教育和管理，利用安全宣傳和技術指導，強化船員對船機性能的掌控，熟練設備操作規范，提升業務技能水平；加強助航儀器設備的專業學習，從操作級向技術級升華，從容應對風電場內外附近水域的各種緊急情況；加強對救助環境信息的收集，如風機分布、基座的結構、水文氣象、安全距離的掌握等；全面系統地對風險源進行識別，加強風險管控，進入風電場航行救助作業前進行風險評估，細化應急預案，防止航行救助時發生次生事故。

六、結束語

救助船（艇）、直升機及應急潛水隊等海上救助力量一旦接到海洋風電場內外附近水域的救援信息，積極組織應急行動，做好安全管理和風險管控，提高預警、組織、協調、指揮能力和各類遇險救助的應急處置能力，提高救助效率，切實做好遇險救助工作，保障航行和救助的安全。

作者：游軍偉 單位：交通運輸部北海救助局