上海風電發展路徑和對策研究

趙 路 郭 羽

1．上海市城市規劃建筑設計工程有限公司

2．上海市浦東新區規劃建筑設計有限公司

0 研究背景

在清潔能源供給方面上海始終堅持非化石能源規?；l展，大力推進可再生能源的技術進步和產業升級，促進布局優化和提質增效，已逐步建立了綠色多元的能源供應體系。綠色能源體系之一的風電有著清潔無污染、資源量巨大、易于開發利用等特點。在過去的幾年中，上海利用地理位置優勢，充分發揮優良的風能資源稟賦，因地制宜地發展風電[1]、[2]。

上海市的風電開發始于21 世紀初期奉賢海灣風電，“十一五”期間，上海率先建成了全國第一座海上風電場——東海大橋海上風電場，并開展南匯、老港、長興等陸上風電重點工程，在全國起到了較好的示范引領作用?！笆濉逼陂g，上海市風電保持平穩高速、優質示范的發展特征，已初步形成崇明、長興、老港三個陸上風電基地，海上風電發展沿東海大橋向兩翼展開的格局形態已基本形成。然而，上海風電發展也面臨著新的形勢和挑戰[3]、[4]。技術方面，風電建設投資成本不斷下降、發電效率提升、度電成本下降；政策方面，近年出臺了《分散式風電項目開發建設暫行管理辦法》《關于開展風電平價上網示范工作的通知》等，也進一步規范和推動了風電的開發。此外，相關文件的發布，如《上海市城市總體規劃（2017-2035 年）》、崇明世界級生態島建設、崇明鳥類保護與可再生能源協調發展等，明確了上海未來土地資源減量化，生態空間緊約束等一系列條件制約。

因此，面對外部條件的不斷變化，科學合理開發風電將是上海新能源開發的重要實現途徑，是上海市加快電力結構調整和產業轉型升級，促進能源、環境和經濟協調發展的戰略舉措。本文將結合城市發展轉型的大背景，充分考慮城市土地利用規劃和能源結構調整目標，從生態保護、規劃管理等多角度，探索適合上海風電中長期發展導向和開發模式，提出風電發展的策略建議和思考展望。

1 上海風電發展現狀及目標

1.1 全市風電發展現狀

從全市風電產業的發展歷程來看，陸上風電、海上風電以及分散式風電發展方面均有良好的開發利用和增長潛力。自2003年首次建成奉賢海灣4臺850 kW風力發電機至今，上海市風力發電已經走過了17 年。“十一五”初期，由于風電行業在國內尚在起步階段，上海風電的整體發展也處于試探期。隨著風電行業的興起和成熟，且受益于國家和本地電價政策的激勵，“十一五”末以及“十二五”期間，上海市風電發展進入了快車道，“十三五”期間，上海更是大力推進海上風電發展。上海市現已投產運營風電場20個，其中陸域風電場15個，海上風電場5 個，總計容量823.85 MW。陸上風電主要集中在崇明島北岸、南匯東灘；海上風電主要集中在臨港海上，東海大橋兩側。截止到2019年，本市風電總裝機容量已達到823.85 MW。風電裝機規模逐年上升，單機容量不斷提升，并形成了成熟的市場和商業化運作機制。上海風電發展雖然總體規模仍無法和傳統發電裝機相比，但是全市風電在過去的發展成績是值得肯定的。

1.2 與新一輪城市總體規劃的能源導向相契合[4]

《上海市城市總體規劃（2017-2035 年）》已獲得國務院批復，在目標愿景中提出了建設“生態之城”的要求。城市總體規劃提出：“推進資源全面節約和循環利用，倡導簡約適度、綠色低碳的生活方式。促進城市集約發展，優化能源結構，降低建筑和產業能耗，發展綠色交通，保護和建設碳匯空間，逐步實現低碳發展。實現全市碳排放總量與人均碳排放量2025 年前達到峰值，至2035 年，控制碳排放總量較峰值減少5%，萬元地區生產總值（GDP）能耗控制在0.22 tce 以下。同時，加快推進長江口、杭州灣等水域風電開發，探索深遠海域風電開發，在南匯、奉賢、金山等地區有序拓展陸上風電規模，進一步提高可再生能源占一次能源供應的比例?！?/p>

從全市能源的發展導向來看，風力發電是上海大力發展清潔能源進程中的重要組成和關鍵路徑，風電的發展完全符合總體規劃的清潔能源發展目標[1]。

1.3 風電發展的指導思想[2]、[5]-[8]

風電作為本市電源能源結構調整的有益補充，其發展應遵循創新、協調、綠色、開放、共享五大發展理念，落實能源發展“四個革命、一個合作”戰略思想，堅持清潔低碳、安全高效、創新引領的發展方針，以轉變能源供給方式、優化能源消費結構、推動清潔能源消納為目標，以提高能源綜合利用效率、實現節能減排為發展方向，以全市能源發展和城市總體規劃為指導，結合本市風能資源稟賦，優化風電建設布局，大力推動風電就近消納，加強低風速風電產業發展和技術進步，與其他分布式能源融合發展。

推進風電開發應充分利用風資源，合理布局風電場址，加強項目建設監管，實現風電開發與環境資源保護協調發展，促進能源結構優化和低碳綠色發展。聚焦海域風電領先發展，探索推動深遠海域的風電開發；兼顧陸域穩步發展，推動風電與周邊生態環境協調發展；鼓勵新型風電技術的研發與應用，鼓勵分散式小型風電建設，積極探索與上海市城市空間資源相匹配的各類新型陸域風電開發模式。

2 風電發展面臨的主要問題[9]、[10]

《崇明島世界級生態島建設2035 年總規》《上海市城市總體規劃（2017-2035 年）》《崇明鳥類保護與可再生能源協調發展》《風電競爭配置管理辦法》等文件的相繼出臺，對風電項目的開發影響較大。結合“十二五”、“十三五”風電項目開發、運營中的問題進行總結，以期深入問題根源，分析問題產生的相關因素，為后續制訂相應的發展模式和策略建議奠定基礎。

2.1 適宜風電開發區域與城市未來發展空間的協調問題

濱江沿海地帶以及灘涂農田區域適合風電場建設，但同時這些區域又是上海市發展的重要戰略空間或城市功能拓展的重要區域。大部分濱江沿海地帶已建成工業區或港口，風電場在江海沿岸地區的布局需要考慮岸線的合理使用。另外，大部分尚未有建設項目的灘涂區或風資源較好的農業用地，是上海市未來重要的發展備用空間。目前，大部分灘涂后續規劃性質尚未明確，需整體謀劃，謹慎考慮。

2.2 自然保護區與鳥類保護區對風電開發的限制

國家和上海對自然保護區的保護措施是十分嚴格和細致的。上海九段沙濕地國家級自然保護區、上海崇明東灘鳥類國家級自然保護區被列入新建國家級自然保護區。這些自然保護區雖然位于上海市風能資源最為豐富的區域，但根據《崇明鳥類保育與再生能源協調發展關鍵技術研究與示范》的研究成果，風電葉片將會受鳥類撞擊的直接影響，同時也會對鳥類棲息、筑巢、繁衍等產生間接影響。因此，受到鳥類保護及有關環境保護法規的限制，傳統上認為不適宜大規模開發風電。

2.3 規劃用地選址和建設審批

風電場的建設區域在城市土地利用規劃體系中一般都是城市開發邊界外的存量建設用地或農用地。在規劃建設程序嚴格管控的大背景下，開發邊界外的建設用地指標收緊，加上各區土地減量化任務較重，對于風電用地的選址既要避開基本農田，又要滿足減量化計劃任務以及后續耕保補償、指標掛鉤等利益平衡問題，協調難度大大增加，難以獲得相關規劃部門支持。

此外，分散式風電選在工業廠區，在辦理土地征用及“一書兩證”階段難度較大，土地往往是通過協議租地的方式獲得，因此在后續的建設程序審批過程中，難以獲取建設的相關證照許可，不利于風電的建設和發展。

2.4 海域風電受限于海洋功能區劃

海上風電開發利用受到海域功能條件限制，可供開發的面積相對較小，開發建設過程中可能對海洋生態環境造成一定影響，隨著國內環保要求的不斷提高，海上風電的發展空間受到了制約。此外，海上風電還多涉及對軍事的影響、配套陸域設施選址難等一系列的問題，也限制了海上風電的規?；l展。

2.5 電網調峰消納的瓶頸問題

電網調峰壓力是上海新能源消納面臨的主要技術問題。上海大都市的負荷特性決定了上海電網用電負荷中空調負荷占比較高，負荷受天氣因素影響明顯且用電峰谷差較大，而風電出力隨機，往往出現在負荷高峰時其出力較小，負荷低谷時其出力卻較大的特點，風電的反調峰特性將進一步加重電網的調峰壓力，影響新能源電力的安全消納。

3 風電發展的路徑建議[2]、[5]-[8]

上海市城市化程度高、土地資源緊張，近年來風力發電的迅速發展與城市規劃、土地利用規劃、生態空間等方面矛盾時有發生，在一定程度上影響了風資源的開發利用。另外，海上風電場的開發與海洋功能區劃還需進一步協調對接，陸上升壓站等變電設施和接入電網的也需要做到與城市土地利用規劃相協調。本文結合本市的城市規劃、能源規劃的發展導向，提出適合風電發展路徑的四個重點：

1）提高海上風電比重。今年，全市風電開發的主戰場慢慢從陸域走向了海域，同時根據以國家深化改革和科技創新為驅動，以節能減排和結構調整為指導，以技術創新為突破的要求，海上風電的技術創新和增長將是未來的重點。進一步推進海上風電的開發強度，有序提高海上風電的發電比重，確保近海與遠海以及深遠海同步謀劃。同時兼顧陸上風電集中式與分散式并重發展，進而全面提升電力消費中風力發電水平。

2）優化風電發展布局。從目前的風電格局來看，風電發展亟須厘清與生態空間、海洋功能區劃等相關規劃的關系。調整深遠海風電規劃布局，加快構建臨港海上風電基地、奉賢海上風電基地，挖掘顧園沙、杭州灣南側等海域風電資源潛力。同步統籌協調崇明、浦東、奉賢、金山等區域的沿江、沿海位置的陸域風電布局，探索可持續發展的風電發展模式。

3）探索風電技術創新。加快研究深遠海海上風電技術的研發與實踐。研究浮筒式風機基礎、柔性直流輸電等技術向低成本、高穩定性和可靠性發展。同步推進風電儲能配置建設，小型風電機組結合綜合智慧能源系統的應用以及風電就地制氫等能源利用創新模式。

4）完善風電產業發展政策。盡快建立適應當前風電規?；l展和高效利用的體制機制，加強對風電全額保障性收購的監管；在平價上網的背景下，研究適合上海風電產業尤其是海上以及深遠海風電的補貼激勵政策；結合輸配電價改革和售電側改革，積極探索適合分散式風電的市場資源組織形式、盈利模式與經營管理模式。

4 風電場規劃及實施的路徑及對策

4.1 針對風電場與城市空間的對策[11]

風電場是對空間資源影響范圍較大的一種能源形式，而在上海這個土地與空間資源異常緊缺的城市，如何解決風電開發與城市發展空間的矛盾，是首要需考慮的問題。總體而言，可提煉為以下幾類對策：

1）風電場初步選址應與城市規劃協調

風電場選址規劃應遵循新一輪城市總體規劃指導下，各區編制的區級城市總體規劃暨土地利用總體規劃等作為上位選址依據，研判所選風電場建設區域與總體規劃定位是否協調，所選場區周邊是否存在影響風電場開發控制線的限制因素。在充分分析區域現狀、上位規劃、地方政府發展意向的基礎上，合理合規進行風電場選址工作。

2）風電場微觀選址應結合土地使用情況

風電機組之間為了避免尾流影響，需要確保足夠的空間資源，但在風機的微觀選址方面單臺風機的占地面積是相對較小的，單位功率的占地面積是低于火電等能源形式的。利用這個特點，在風電場選址中選擇合理區域，讓風機與風電場內其它用地形式和諧共存，使得風電場對空間資源由占用模式變為一種共享模式，是風電場選址的核心工作。風電一般選址城市開發邊界外，在避讓基本農田的基礎上，可以結合海塘或備用海塘的青坎，結合圍墾區農業用地中的農村道路少量占用一般農用地，結合郊野公園、骨干河道兩側的綠廊等城市景觀生態區域進行布置。上海現有風電場中，已有不少類似風電與場區內部用地和諧發展的案例，在未來應繼續通過風機技術改進、風機微觀選址深入研究等方式，讓風電場更多地成為一種景觀、一種象征清潔環保的地標構筑物，而不是作為占用大量空間資源的、應受嚴格限制的能源開發設施看待。

3）配合城市發展時序進行建設

風機老化等原因不可避免，風電場發電期一般為20 至25 年，即從開發建設至最終拆除大約經歷25 至30 年的時間。相對于火電、水電、核電等能源形式，風電場的生命周期是相對較短的。利用此特點，可以讓風電場配合城市發展的時序，有序進行風電場建設。此特點讓風電場對于城市空間的占用并非永久性的，風電場開發區可選擇近中期城市未發展區域，例如配合灘涂圈圍而進行的風電開發即是此類策略的一個具體表現方式。

4.2 針對風電場環境影響的對策

隨著風電的規?；_發，風電場對周邊環境及生態的影響已逐步顯現，特別是對鳥類棲息地的占用、對候鳥遷徙路線的阻礙、對周邊的噪音環境等生態影響正越來越被人們所關注。因此，需對風電場開發建設及運營管理過程中可能出現的生態影響及生態風險進行評估，并采取有效的技術手段或管理辦法以緩解風電場所造成的負面的生態影響、降低生態風險。

1）規劃實施考慮生態環境保護

規避生態敏感區，是從規劃層面降低風電場生態影響的最基本措施。針對上海崇明島世界級生態保護島，其風電場的選址工作更需要緊密結合鳥類保護的相關研究，避讓鳥類棲息地及遷徙的途徑區域，工程實施階段應避開鳥類集群、繁殖、遷徙的高峰期。

在微觀規劃選址及風電場設計中，應盡量減少風機、升壓站對周邊生態環境產生負面影響，盡可能避免施工過程中砍伐林地、破壞濕地，最大限度減少生物量損失。同時，《崇明鳥類保育與再生能源協調發展關鍵技術研究與示范》明確了5 處水鳥重要棲息地，共計棲息地面積為446 km2，并同步劃示了崇明水鳥重要棲息地向海外緣建立10 km 寬的遷飛通道。研究認為，為保護水鳥的正常活動和覓食，對重要水鳥棲息地向陸邊緣需要劃出的1 300 m 緩沖區內及水鳥遷飛通道內，禁止新建、擴建風電場[12]。

此外，從工程實施來看，風電場道路建設應本著“永臨結合”原則，盡量利用原有道路，減少新建道路，控制道路寬度。在建設工程完成后，應盡量采用自然手段進行生態恢復。

2）降低風電場噪音的影響

風力發電機在運行時會產生噪聲。典型的現代風機噪聲主要由葉片產生的氣動寬頻噪聲。隨著技術的進步，風機由定速定槳風機向變速變槳風機轉變，而變速變槳風機在低風速下轉速很低，極大地降低了噪聲污染。但風機正逐漸向大型化發展，葉輪直徑增大導致葉尖線速度增大，使得風機噪聲水平提高，因此風機噪聲已是不可忽視的重要因素。

針對噪聲問題，首先應在規劃選址階段就高度重視，應避讓城鎮集中建設區、避讓農村集中居民點，并同步開展環評研究。本文通過對多個實際案例的分析，一般情況下認為風電場400 m緩沖區范圍以外視為噪聲影響可基本忽略的區域，而考慮到背景噪聲值、居民心理噪聲安全距離閾值等因素，在規劃選址時，風機盡可能退讓零散農村居民點500 m 以上,并通過對周邊存在影響的建筑物進行相應的降噪改建措施，例如安裝隔音玻璃等，以降低風電場的負面社會影響。

3）通過技術手段降低風電場生態影響

借鑒一些國外案例，風電與環境協調的相關技術優化手段也逐步豐富。例如在風機葉片及輸電線應采用橙紅與白色相間的警示色，警示鳥類繞行，或是將傳統風機建設成垂直軸等其它風機形式，由于垂直軸風機尾流影響較小，葉片掃掠面積也較小，能夠有效降低鳥類、蝙蝠等動物的撞擊風險。

4.3 針對規劃建設審批的對策

上海市在土地、規劃、建設等領域的行政管理工作在全國范圍內都處于領先地位，關鍵體現在管理流程的規范化與管理步驟的嚴格化上。嚴格規范的管理有效地控制了風電的無序發展和過度開發，但審批流程長，行政成本高也是客觀事實。如今在上海深化“放管服”改革、優化營商環境的大背景下，創新優化風電規劃建設的體制機制也將是體現上海的精細化管理水平，鼓勵支持風電產業發展的重要舉措。

1）多部門聯動機制

不論是陸域還是海域的風電場開發前期工作涉及市、區兩級多個部門。由于部門權責不同、關注角度不同，在工作過程中建立溝通協調機制是非常必要的。因此，風電開發前期，需要關注頂層設計，形成國土、規劃、住建、環保、電力、水務、海洋、海事等多部門高效協調的管理工作機制，加強對風電發展的宏觀指導，推進規劃風電場的建設落地，協調項目建設過程中遇到的問題，提高行業發展水平，從而降低風電前期工作的時間成本、工作成本和行政管理成本。

2）創新優化審批管理模式

優化上海市風電項目開發建設審批流程的實施細則，加快風電項目審批速度，相關部門要按照供給側結構性改革的思路，明確公開各自領域的審批事項清單和審批流程。針對風電建設項目，尤其是分散式風電，建議簡化手續流程，建立審核審批綠色通道，充分發揮和利用風電靈活設置、就近利用的特點，明確有關土地權屬建設程序，探索通過租賃工業、倉儲用地的形式進行建設許可的辦理；開展分散式風電電力市場化交易試點，鼓勵分散式風電項目向配電網內就近電力用戶直接售電，豐富電力市場化交易形式、改進電價形成機制，提升分散式風電項目經濟收益，從而帶動社會資本采取混合所有制、組建聯合體等多種方式，以PPP 合作模式參與分散式風電項目投資建設。

5 結語

上海為實現與國際城市定位相匹配的能源結構體系，合理、有序地推進風電的發展是其重要路徑之一。在新一輪城市總體規劃的指導下，城市上位的邊界條件愈漸清晰，妥善處理風電與城市發展中生態空間、生活空間、生產空間之間的關系。同時，發揮上?？苿撝行膬瀯?，保持和提升上海在風電產業和技術在國內的領先地位。在風電的審批和管理方面，吸取先進經驗，優化流程，尋求機制體制的創新和突破，在多方的共同努力下，實現陸上風電穩步推進、精明增長，海上風電技術創新、探索前行的風電格局。