8海上風電與海洋牧場融合發展模式實踐與展望.pdf

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1、青島森科特智能儀器有限公司海上風電與海洋牧場融合發展模式實踐與展望海上風電與海洋牧場發展現狀海洋牧場現代化技術與裝備融合實踐與展望目錄第一章海上風電與海洋牧場發展現狀據世界能源展望報告2019預測：1、未來全球能源消費總量將持續增長；2、2030年全球電力需求預計達到約36萬億千瓦時，較2018年增長約47%；2050年全球電力需求預計達到約61萬億千瓦時，較2018年增長約150%；3、當前的能源結構及開發模式無法滿足未來全球市場化的需求。24.536612018年2030年2050年全球電力需求（預計）世界能源需求遼寧河北山東廣東福建江蘇浙江上海天津廣西海南臺灣大西洋地中海北海波羅的海挪威

2、瑞典芬蘭法國德國波蘭西班牙英國意大利2019年11月，在哥本哈根召開的歐洲海上風能大會上，歐洲風能協會發布了我們的能源，我們的未來報告，規劃至2050年裝機450GW，其中北海、大西洋和波羅的海海域規劃380GW，地中海區域規劃裝機70GW，海上風電將結合海水制氫、海洋牧場等新模式，成為未來能源發展的核心。單位：GW國家（區域）英國荷蘭法國德國丹麥挪威波蘭愛爾蘭瑞典芬蘭比利時立陶宛拉脫維亞愛沙尼亞地中海區域法國西班牙葡萄牙合計規劃容量8060403635302822201564313117139450省份廣東廣西海南福建浙江江蘇上海山東河北遼寧合計批復容量9.85/3.9513.36.4714

3、.756.1512.755.61.974.7450 GW75 GW國家“十三五”規劃數據世界海上風電發展海洋牧場發展現狀 發展現狀：自2015年起，我國海洋牧場建設進入快速發展期，2018年底，我國已完成64處國家級海洋牧場建設，產生直接經濟效益超過319億元、生態效益超過604億元，年度固碳量超過19萬噸，年可接納游客超過1600萬人次；未來規劃：國家級海洋牧場示范區建設規劃（2017-2025年）修訂版，提出2025年在全國創建國家級海洋牧場示范區200個，截止2022年12月，共有169個國家級海洋牧場獲得批準認證。國家級海洋牧場建設情況國家級海洋牧場規劃（2021年-2025年）部分數

4、據來源：2019年農業部國家級海洋牧場示范區建設規劃（2017-2025年）215452043867111201020304050607080福建 廣東 廣西 海南 河北 江蘇 遼寧 山東 上海 天津 浙江國家級海洋牧場分布2023年國家級海洋牧場分布海洋牧場是發展趨勢，山東可以搞試點。習近平2018年6月，習近平總書記煙臺視察 以山東為例進行海洋牧場介紹建設“投礁型、游釣型、底播型、田園型、裝備型”五種類型海洋牧場。在深遠海建設以大型智能網箱、深海養殖工船、養殖平臺為主要設施的裝備型海洋牧場，2022年 山東建成國家級海洋牧場67處，國家級海洋牧場占全國的40%。投礁型海洋牧場游釣型海洋牧場

5、底播型海洋牧場田園型海洋牧場裝備型海洋牧場山東海洋牧場介紹-建設“五型海洋牧場”山東海洋牧場介紹-海洋牧場第一階段：人工魚礁投放山東海洋牧場介紹-海洋牧場第二階段：平臺建設山東海洋牧場介紹-海洋牧場第三階段：網箱建設海洋牧場發展方向:信息化、智能化、無人化第二章海洋牧場現代化裝備與技術多功能海洋牧場平臺深遠海智能網箱休閑漁業綜合體其他海洋牧場裝備 典型海洋牧場裝備海洋牧場裝備核心系統-智能化作業系統介紹大數據平臺數字化養殖管理系統水下生物監控系統智能作業機器人系統水質、水動力監測系統雷達光電看護系統氣象系統剖面觀測系統投喂控制系統-水面安防系統能源管理系統 雙目攝像 云臺攝像 聲納 溶解氧 溫

6、鹽深 葉綠素 流速流向 波浪 網衣清洗 死魚回收 補網 充電 水聲定位系統實現海洋環境監測、生物量統計、精細投餌、網衣清洗、網衣維護、魚類行為分析、病害診斷、養殖決策系統自動運行、可遠程操控；實現無人化養殖。微波、衛星系統智能化作業系統介紹大數據平臺數字化養殖管理系統剖面觀測系統安防系統能源管理系統微波、衛星系統1、海洋立體剖面觀測系統系統實現從海底到海面的水質參數、水動力參數、攝像等的剖面觀測；系統一套傳感器替代了多套傳感器，節約成本并獲得百倍數據量，維護方便。智能化作業系統介紹雷達光電聯動系統以雷達、光電為主要傳感器，主動探測水面各種移動和固定目標。通過對水面目標的篩選、跟蹤、區域警戒、光

7、電聯動等功能，實現對水上船只等目標的24小時實時監控、取證和航跡的實時監控與記錄，將極大提高水域的綜合管控能力和水平。起到看護網箱和海域的作用。2、雷達光電系統智能化作業系統介紹3、水下生物監控系統系統包括自研雙目攝像機，水下云臺攝像機 完成魚類種類識別、尺寸和重量的測量；聲納系統完成 魚類數量的統計；水下聲吶-雙目生物資源評估系統智能化作業系統介紹原圖水下圖像增強（渾濁水成像）目標識別魚實例分割全自動尺寸、重量測量水下生物監控系統-人工智能技術示例：完整性判別+損傷檢測聲納掃描數量統計Faster R-CNN（region-proposals+Convolutional Neural Net

8、works）自建深度神經網絡個體識別智能化作業系統介紹4、智能作業機器人智能網衣觀測、清洗機器人 搭載視覺系統、聲學定位通訊設備慣性導航，機器人搭載多臺水下高清攝像機，分布在機器人周邊，可以有效大范圍的進行拍攝，并搭載清洗機構實現網衣自主清洗。智能化作業系統介紹水下作業機器人水下清洗作業機器人水下清洗作業機器人海上風電巡檢機器人海底爬行車尺寸：長 2100 mm，寬1300 mm，高 1800 mm；重量：1500kg標準下潛深度：3000m；負載能力：200-285kg；最大游動速度：1.5 m/s；最大爬行速度：1 m/s；ROV與履帶底盤可拆卸式，分別可做為獨立單元。應用領域：科學考察海

9、底取樣海底探礦海底管路檢查水下設備檢修水下作業機器人5、數字化養殖管理系統數字化養殖管理系統是深遠海網箱作業系統的大腦，指揮各系統協同作業，并通過通信系統與岸站大數據系統實時通信。大數據系統實時采集各個網箱、平臺的水質、水動力、氣象及海洋生物的各項數據、信息；并遠程操控各個設備。利用采集的數據進行分析，建立模型，指導深海養殖、服務于海洋氣象、海洋環境監測。智能化作業系統介紹智能化作業系統介紹投入使用的智能網箱長鯨一號耕海一號國鮑一號經海一號智能化作業系統介紹全球80%農用地用于動物養殖，到2050年食物增量的土地空間受限；未來水產養殖的新空間在海洋深遠海；深藍漁業是21世紀藍色蛋白質計劃的基石

10、。深遠海養殖新能源供給是亟待解決的問題。經海系列單個網箱的用電量在600kW智能化作業系統介紹第三章融合實踐與展望海上風電/海洋牧場單獨發展瓶頸海上風電+海洋牧場融合發展意義提供優質動物蛋白，改善居民膳食結構；調整漁業產業結構，實現漁業轉型升級；養護海洋生物資源，改善海域生態環境；推動海洋經濟增長，助力海洋強國戰略。共用同一海域，提高集約節約用海效率；形成立體開發模式，提高海洋資源利用率；共用同一支撐基礎，降低海洋資源開發成本；形成海洋資源開發新模式，助力產業升級轉型；形成優勢互補，解決單一海洋資源開發模式的瓶頸難題；提高海洋資源開發水平，提高海洋經濟、社會及生態效益。開創“海上糧倉+藍色能源

11、”新模式，實現現代化海洋牧場產業和海上風電產業雙贏升級！海上風電+海洋牧場融合發展可行性風機噪聲傳播途徑示意圖風場聚魚效果圖 海上風電對海洋牧場影響風機噪聲：海上風電機組主要為低頻噪聲，湮沒在海洋環境背景噪聲中；風電磁場：尚未有研究或試驗明確表明風電磁場對漁業養殖有較大影響；聚魚效應：研究數據表明風機基礎類似魚礁功能，具有明顯聚魚效應；棲息場所：荷蘭研究表明，海上風電場已經成為生物群落的新棲息地。海洋牧場對海上風電影響風場破壞：漁業養殖裝備若發生移位，可能會造成風機或電纜破壞；運維影響：漁業養殖裝備位于風電場區域，可能會影響運維交通通航；解決措施：通過合理風漁融合方案規劃與裝備設計，可規避上述

12、問題。海上風電場成為海豹、海鳥等生物新的棲息地國內外研究數據和試驗結果表明，海上風電與海洋牧場融合發展呈現良好的可行性！海上風電+海洋牧場融合模式探索海上風電+海洋牧場海上風電場+養殖網箱海上風電場+貝藻筏架海上風電場+人工魚礁/底播海上風電場+多功能海洋平臺海上風電場+綜合性海洋牧場HDPE圓形網箱半潛式大型智能化網箱坐底式大型智能化網箱單樁基礎+養殖網箱/筏架多樁基礎+養殖網箱/筏架導管架基礎+圍網網衣/筏架漂浮式基礎+圍網網衣/筏架大圍網空間融合結構融合系統融合運維管理融合完全融合強弱融合 過程未來展望 現代化、信息化、智慧化海洋牧場建設，將是未來發展大勢所趨！基于我國對海洋牧場的建設要

13、求，結合物聯網、大數據、人工智能等技術的發展進步，現代化海洋牧場將是未來發展趨勢；智能監控監測系統，高精度、智能化海洋牧場監測儀器設備，為現代化海洋牧場建設運營，提供強有力的技術手段與支撐?！昂Ｉ巷L電+海洋牧場”融合開發模式將是“十四五”期間海洋資源綜合開發的重要方向之一！基于國家對海洋能源開發要求，結合海上風電和海洋牧場產業發展現狀與局面，二者融合發展展現出良好的發展前景與空間；三峽昌邑“海上風電+海洋牧場”示范項目獲得核準，青洲島風漁融合國家級海洋牧場獲批，明陽沙扒風漁融合項目正式立項“海上綜合能源島”將是未來海上資源/能源開發的最終形態！未來“海上綜合能源島”將成為海上能源開發主要模式，同時海上資源開發及配套產業呈集群化發展。海上風電海洋牧場海上風電+海洋牧場海上綜合能源島謝謝大家！青島森科特智能儀器有限公司