越來越多的風電設備在出口時,面臨著“生物多樣性影響”的技術壁壘。本文為特約稿件,作者觀點供讀者參考。
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文 | 王昆山
海上風電是現在非常受重視的一種清潔能源。說得直白點,就是把一排排巨大的風車插到大海里,利用海風來發電。大家都知道,煤炭會冒煙,石油和天然氣也會帶來碳排放,而風能清潔又可再生,看上去是一個完美的選擇。很多人覺得這是綠色發展的象征,未來能源的希望。
的的確確,首先要承認,風電對于能源、綠色發展貢獻巨大。可是,事情從來不會只有光鮮的一面。風電場雖然環保,但畢竟是在大自然里建起了一片“鋼鐵森林”,它不可能對周圍環境沒有任何影響。
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以往的部分媒體報道。圖源:網絡
比如鳥類遷徙時就可能飛過風場,如果運氣不好,撞上了葉片就會受到傷害。這個問題在媒體上常被提起,但蝙蝠的故事大家聽得就少一些。
很多人會奇怪:蝙蝠不都是在山洞、樹林、老房子里生活嗎?它們為什么會出現在大海上?
別小看蝙蝠。科學研究早就發現,尤其在秋天遷徙的季節,一些蝙蝠確實會飛到離岸幾十公里甚至上百公里的地方。有些是在橫跨海灣,有些則是在尋找食物或者棲息地。歐洲有一種叫“納氏伏翼”的小蝙蝠,就被監測到在北海一帶頻繁活動。北美也有幾種遷徙蝙蝠同樣會出現在海上。如果在這些區域建了風電場,葉片飛快旋轉,對蝙蝠來說就有潛在的風險。
那么,問題來了:人類到底要不要關注海上風電對蝙蝠的影響?科學界的回答是肯定的。雖然整體風險遠遠沒陸上那么大,但需要用科學數據來說話。于是,各種各樣的蝙蝠監測方法應運而生。
第一招:聽蝙蝠說話
最常見的一種方法,叫做超聲聲學監測。
聽上去挺復雜,其實原理很簡單。蝙蝠飛行時會發出超聲波,用來定位障礙物和捕捉昆蟲。我們人耳聽不到這些聲音,但科學家們有專門的錄音設備能捕捉到。換句話說,這些設備就像給風電場裝上了一雙“電子耳朵”,只要蝙蝠一叫,它們就能把聲音記下來。
這種方法為什么在國際上特別流行?一個重要原因是它方便實用。設備體積小,功耗不高,可以長期工作,而且有專門的防水防風設計,能適應風吹雨打的海上環境。研究人員通常會把它們綁在風機的塔架上,或者裝在海上的氣象塔、浮標、甚至升壓站上。只要設備穩定運行,就能不斷記錄下夜晚經過的蝙蝠活動。回到實驗室后,科學家用軟件分析這些聲音,就能知道什么時候蝙蝠活動最多,甚至大致推斷是哪一類蝙蝠。
不過,任何技術都有局限。超聲錄音只能證明蝙蝠出現過,活動多少,卻不能直接告訴你它們是不是會撞上葉片。至于分辨具體是哪一種蝙蝠,也不是百分之百準確。海上的風浪和噪音會干擾錄音,自動識別軟件也可能出錯,所以需要人工抽檢來保證數據的可靠性。換句話說,它更像一個“打卡機”,能告訴我們蝙蝠有沒有來過,但沒法完全回答“危險程度有多高”。
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Sundby港口遠眺海上風電裝機群 | 本圖攝于哥本哈根市南部Amager島Sundby小港口,遠方可見排列于海岸線上的一系列近海風力發電裝置。該區域構成哥本哈根可再生能源部署的重要節點之一,與城市近岸基礎設施形成典型的港-海耦合式風電場景。?周子又 攝影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)
第二招:看蝙蝠的影子
光靠“聽”還不夠,有時候人類還想“看”。
可蝙蝠大多數時候都在夜里活動,普通相機根本拍不到它們。于是科學家們就想到用熱成像相機。熱成像的原理你可能在電視里見過,就是把動物的體溫轉化成圖像。即便在漆黑的夜里,蝙蝠飛過時也能在畫面上留下一個小亮點。
在一些研究項目里,研究人員會把熱成像相機固定在風機的機艙上,對準葉片方向。這樣一來,如果蝙蝠真的飛近風機,就能在畫面里看到它的軌跡。通過觀察這些影像,科學家可以判斷蝙蝠是繞過風機飛行,還是直接接近葉片。這些信息能幫助我們更直觀地理解蝙蝠的行為,比單純聽聲音要更直觀。
不過,海上的環境總是復雜多變。大霧、細雨、鹽霧都會影響鏡頭清晰度,蝙蝠又小又快,畫面上往往只能看到模糊的影子,想要分辨物種幾乎不可能。而且熱成像的視野有限,只能監測某一臺風機附近,覆蓋范圍不大。
說到成本,單個熱成像設備本身價格并不離譜,但海上安裝、供電、數據傳輸和后期維護,都會讓總體投入上升。所以說它比雷達便宜沒錯,但也不能簡單說“成本很低”。不過相比之下,它還是一個性價比不錯的選擇。更重要的是,當熱成像和超聲監測結合使用時,一個負責“聽”,一個負責“看”,兩者的數據能夠互相印證,科學性就大大增強了。
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為了監測、研究蝙蝠,科研手段其實遠不止上面的。比如上圖是項圈,用于跟蹤蝙蝠的運動路線。不過筆者認為,上面這種方式對于海上風電涉及到的生物多樣性監測來說,可能成本有點太高。
▲上圖:三種為蝙蝠設計的項圈示例。A是一個18克重的太陽能PTT佩戴在黑狐蝠(Pteropus alecto)頸部背側,位于肩胛骨之間并與脊柱軸線平行。B是一個12克重的太陽能PTT佩戴在小紅狐蝠(Pteropus scapulatus)頸部背側,并垂直于脊柱軸線。C是一個22克重的電池供電PTT佩戴在俾斯麥大狐蝠(Pteropus neohibernicus)頸部背側,并垂直于脊柱軸線。圖源:Smith, Craig S., et al.(2011) doi:10.1371/journal.pone.0014696.g001
為什么要監測蝙蝠?
講了這么多,許多人可能不解:蝙蝠在海上的數量本來就不多,為什么要費這么大勁去監測?
其實道理很簡單。最直接的,是科學研究講究證據。風電場的開發需要做環境影響評估,蝙蝠是生態系統的重要成員,哪怕數量不多,也要用數據來確認它們有沒有受到影響。
二是,國際上對這方面的要求越來越嚴格。歐洲和美國的海上風電項目普遍都會做蝙蝠監測,否則審批可能過不了關。
國際上有不少具有法律約束性的工具。假設你是一個風電設備的出口商,想要把產品賣到歐洲市場,那么你就需要考慮當地法律。比如說,《歐洲蝙蝠種群保護協定》(EUROBATS)是一個多邊國際條約,旨在保護歐洲蝙蝠種群。自1994年生效以來,已被38個國家和地區批準,包括歐盟成員國。該協定要求各締約方采取立法、教育、保護措施和國際合作,以保護所有55種歐洲蝙蝠物種。
《伯爾尼公約》是另外一個國際公約,作為歐洲野生動植物和自然棲息地保護的核心國際公約之一,伯爾尼公約要求締約國采取措施保護蝙蝠及其棲息地。該公約鼓勵建立特殊保護區,并要求在開發活動中考慮蝙蝠的保護。
從歐盟法律框架講,另外,《棲息地指令》(Habitats Directive,92/43/EEC)是歐盟生物多樣性保護的核心法律之一,要求成員國保護棲息地和物種。所有蝙蝠物種均被列入附錄II(需指定特殊保護區)和附錄IV(需嚴格保護)中。成員國需采取措施,確保這些物種的棲息地不受破壞。
查閱媒體報道,有一些相關訴訟案例。比如,2025年4月,法國蒙彼利埃法院裁定,位于厄爾省Aumelas的風電場因未充分考慮對蝙蝠和鳥類的影響,必須暫停運營四個月,并對運營公司處以罰款。
又如,法國尼姆風電場拆除案例:同年,法國尼姆法院裁定,位于厄爾省Bernagues的風電場因對環境造成損害,必須拆除。法院認為,該項目未充分評估對蝙蝠等保護物種的影響,違反了環境保護法律。
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ARC垃圾處理廠樓頂遠眺哥本哈根東部海上風電群 | 本圖拍攝于丹麥哥本哈根的Amager Resource Center(ARC)垃圾焚燒與能源中心樓頂。遠方可見位于哥本哈根東部近海水域的大型風力發電裝置群,構成城市可再生能源系統的重要組成部分。另,ARC集垃圾處理、發電與集中供熱于一體,也是丹麥綠色能源循環系統的典型示范項目。(攝影:周子又)
所以,未雨綢繆總是沒錯的。特別是考慮到我國是風電設備的主要出口商,為了避免被卡脖子、被進口國的環境政策導致的“綠色貿易壁壘”所困,提前研究是一種良好的未雨綢繆之舉。現在我們可能覺得影響不大,但誰能保證未來不會發現某些區域其實是蝙蝠的重要通道?早點掌握數據,到時候才有底氣。
當然了,監測和評估,也要考慮到成本。如果成本太高,能用、好用的渠道就會大大變窄。
目前,聽聲和看影的組合綜合來看,是比較實用的。超聲聲學監測和熱成像相機是一對現實又靠譜的搭檔。前者能長期、穩定地記錄蝙蝠活動,后者能直觀地捕捉蝙蝠的飛行路徑。兩者結合,就能對蝙蝠在海上風電場的情況有一個更全面的認識。它們的成本雖然不是完全“低到可以忽略”,但相對于復雜昂貴的雷達系統來說,確實還是比較可行的方案。
在一些地方,還有其他補充手段。比如給蝙蝠裝上小小的無線電發射器,再在風機或平臺上布設接收器,就能知道蝙蝠是否經過。不過這種方法得先抓蝙蝠,還要貼上標記,樣本數量有限,操作難度也大。還有一些新興的方法,比如從空氣或者海水中檢測蝙蝠的DNA,用來確認它們是否出現過。這些手段雖然有趣,但靠譜度、可操作性目前還難講,目前還主要停留在實驗階段,暫時還不是常規操作。
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制圖:Liu Xiuyu
到底影響程度有多大?
那么,蝙蝠到底會不會被海上風機傷害呢?這是很多人最關心的問題。
筆者查看了許多論文,發現科學界目前大概的一個結論是,海上風電總體來說對蝙蝠的威脅遠沒有陸上那么大。陸地上很多地方蝙蝠數量多,夜晚活動頻繁,確實有過蝙蝠被風機葉片擊中的記錄;但在海上,蝙蝠出現的頻率很低,大多數研究顯示,它們只是在特定季節偶爾飛過,真正的風險不算大。尤其是在低風速、天氣溫暖潮濕的夜晚,蝙蝠活動的概率才會增加。
所以目前的共識是,海上風電對蝙蝠的總體影響比較小,但我們仍然需要監測來確認。就像看病要體檢一樣,做了檢查,結果正常,大家心里才踏實。
風電場建在海上,本來比陸地對蝙蝠更友好,但科學講究實事求是,不能光憑感覺。我們必須拿出數據,用證據來說話。最現實、最有性價比的辦法,就是采用超聲聲學監測和熱成像相機這對組合。它們一個負責“聽”,一個負責“看”,兩者互相印證,就能給出比較可靠的答案。
所以,如果哪天你聽說某個海上風電場要裝超聲設備、或者是熱成像相機,不要覺得是在瞎折騰。這背后其實是一個非常嚴謹的科學邏輯。科學家們就是要用看得見、聽得見的數據,來告訴大家——風電既能發清潔電,也能和蝙蝠和諧共處,讓清潔能源與生物多樣性保護協同增效。
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聲明:本文僅代表資訊/作者個人觀點。供讀者參考。本文不代表平臺觀點。
作者 | Kunshan
編輯 | 海潮君
日期 | 2025年8月21日
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