По мере ускорения перехода мира к возобновляемым источникам энергии, морские ветроэлектростанции (МВЭ) становятся важнейшей опорой энергетической структуры. В 2023 году установленная мощность морских ветроэлектростанций в мире достигла 117 ГВт, и ожидается, что к 2030 году она удвоится до 320 ГВт. Текущий потенциал расширения в основном сосредоточен в Европе (потенциал 495 ГВт), Азии (292 ГВт) и Северной и Южной Америке (200 ГВт), в то время как установленный потенциал в Африке и Океании относительно низок (1,5 ГВт и 99 ГВт соответственно). К 2050 году ожидается, что 15% новых проектов морских ветроэлектростанций будут использовать плавучие фундаменты, что значительно расширит границы развития в глубоководных районах. Однако эта энергетическая трансформация также влечет за собой значительные экологические риски. В процессе строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации морских ветропарков могут возникать проблемы для различных групп животных, таких как рыбы, беспозвоночные, морские птицы и морские млекопитающие, включая шумовое загрязнение, изменения электромагнитных полей, трансформацию среды обитания и нарушение кормовых путей. Однако в то же время конструкции ветротурбин могут также служить «искусственными рифами», обеспечивая укрытие и способствуя увеличению видового разнообразия в этом районе.

1. Морские ветроэлектростанции вызывают многомерные нарушения в жизни множества видов, и ответные реакции демонстрируют высокую специфичность с точки зрения видов и поведения.

Морские ветроэлектростанции оказывают сложное воздействие на различные виды, такие как морские птицы, млекопитающие, рыбы и беспозвоночные, на этапах строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации. Реакции разных видов значительно различаются. Например, летающие позвоночные (такие как чайки, гагары и трехпалые чайки) демонстрируют высокую степень избегания ветротурбин, и это поведение усиливается с увеличением плотности турбин. Однако некоторые морские млекопитающие, такие как тюлени и морские свиньи, проявляют поведение приближения или не демонстрируют явной реакции избегания. Некоторые виды (например, морские птицы) могут даже покинуть свои места размножения и кормления из-за помех со стороны ветроэлектростанций, что приводит к снижению их численности в этом районе. Смещение якорных кабелей, вызванное плавучими ветроэлектростанциями, также может увеличить риск запутывания кабелей, особенно для крупных китов. Расширение глубоководных районов в будущем усугубит эту опасность.

2. Морские ветроэлектростанции изменяют структуру пищевой цепи, увеличивая местное видовое разнообразие, но снижая региональную первичную продуктивность.

Конструкция ветряной турбины может действовать как «искусственный риф», привлекая фильтрующих организмов, таких как мидии и ракообразные, тем самым повышая сложность местной среды обитания и привлекая рыб, птиц и млекопитающих. Однако этот эффект «повышения уровня питательных веществ» обычно ограничивается окрестностями основания турбины, в то время как в региональном масштабе может наблюдаться снижение продуктивности. Например, модели показывают, что вызванное ветряными турбинами образование сообщества синих мидий (Mytilus edulis) в Северном море может снизить первичную продуктивность до 8% за счет фильтрационного питания. Более того, ветровое поле изменяет апвеллинг, вертикальное перемешивание и перераспределение питательных веществ, что может привести к каскадному эффекту от фитопланктона к видам более высоких трофических уровней.

3. Шум, электромагнитные поля и риск столкновений составляют три основных фактора, представляющих смертельную опасность, и птицы и морские млекопитающие наиболее чувствительны к ним.

В процессе строительства морских ветроэлектростанций деятельность судов и работы по забивке свай могут приводить к столкновениям и гибели морских черепах, рыб и китообразных. Модель показывает, что в пиковые периоды каждая ветроэлектростанция в среднем потенциально сталкивается с крупными китами один раз в месяц. Риск столкновений с птицами в период эксплуатации сосредоточен на высоте ветротурбин (20–150 метров), и некоторые виды, такие как евразийский кроншнеп (Numenius arquata), чернохвостая чайка (Larus crassirostris) и чернобрюхая чайка (Larus schistisagus), подвержены высокой смертности на миграционных путях. В Японии при определенном сценарии развертывания ветроэлектростанции ежегодное потенциальное число погибших птиц превышает 250. По сравнению с наземными ветроэнергетическими установками, хотя случаев гибели летучих мышей на морских ветроэлектростанциях не зарегистрировано, потенциальные риски запутывания кабелей и вторичного запутывания (например, в сочетании с брошенными рыболовными снастями) все еще требуют повышенного внимания.

4. Механизмы оценки и смягчения последствий не стандартизированы, и глобальная координация и региональная адаптация должны развиваться параллельно.

В настоящее время большинство оценок (ОВОС, ОВР) проводятся на уровне проектов и не включают в себя межпроектный и межвременной анализ совокупного воздействия (АВВ), что ограничивает понимание воздействия на уровне видов, групп видов и экосистем. Например, только 36% из 212 мер по смягчению последствий имеют четкие доказательства эффективности. Некоторые регионы Европы и Северной Америки исследовали интегрированный многопроектный АВВ, например, региональная совокупная оценка, проведенная BOEM на внешнем континентальном шельфе Атлантического океана у берегов США. Однако они по-прежнему сталкиваются с такими проблемами, как недостаточность исходных данных и непоследовательный мониторинг. Авторы предлагают содействовать разработке стандартизированных показателей, минимальной частоты мониторинга и адаптивных планов управления посредством международных платформ обмена данными (таких как КБР или МКЭС в качестве ведущих) и региональных программ экологического мониторинга (РЭМП).

5. Новые технологии мониторинга повышают точность наблюдения за взаимодействием ветровой энергии и биоразнообразия и должны быть интегрированы на всех этапах жизненного цикла.

Традиционные методы мониторинга (такие как судовые и воздушные обследования) дорогостоящи и подвержены влиянию погодных условий. Однако новые методы, такие как анализ ДНК окружающей среды (eDNA), мониторинг звуковых ландшафтов, подводная видеосъемка (ROV/UAV) и распознавание с помощью ИИ, быстро заменяют некоторые ручные наблюдения, позволяя часто отслеживать птиц, рыб, бентосные организмы и инвазивные виды. Например, системы цифровых двойников (Digital Twins) были предложены для моделирования взаимодействия ветроэнергетических систем и экосистемы в экстремальных погодных условиях, хотя текущие приложения все еще находятся на стадии исследования. Различные технологии применимы к различным этапам строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации. В сочетании с долгосрочными планами мониторинга (такими как структура BACI) ожидается значительное повышение сопоставимости и отслеживаемости изменений биоразнообразия в разных масштабах.

Компания Frankstar уже давно занимается предоставлением комплексных решений для мониторинга океана, обладая проверенным опытом в производстве, интеграции, развертывании и обслуживании таких систем.Метеорологические буи.

Поскольку развитие морской ветроэнергетики продолжается по всему миру,ФранкстарКомпания Frankstar использует свой обширный опыт для поддержки экологического мониторинга морских ветроэлектростанций и морских млекопитающих. Сочетая передовые технологии с проверенными на практике методами, Frankstar стремится внести свой вклад в устойчивое развитие возобновляемой океанической энергетики и защиту морского биоразнообразия.