位于中广核后湖50万千瓦海上风电场中心场区的“伏羲一号”。
“伏羲一号”配有一个50千瓦的风力发电机。
工作人员往吊笼中投放波纹龙虾苗。
装有波纹龙虾苗的吊笼被投放入水。 中国广核集团供图
9月9日下午，广东汕尾中广核后湖50万千瓦海上风电场中心场区，全球单体最大抗台型风渔融合网箱平台——中广核“伏羲一号”平台上，数名工作人员正在巡检，对照监控数据分析超强台风“摩羯”给网箱平台带来哪些影响。
按照设计，“伏羲一号”可正面抗击17级超强台风。“摩羯”过境期间，受外围环流影响，其所在海域风力约11级。“摩羯”过后，技术人员检查发现，刚建成投运不到一周的“伏羲一号”一切正常，显示出在极端天气条件下的可靠性和稳定性。
“伏羲一号”在技术上实现多个“全球首创”，对我国“海上风电+海洋牧场”产业融合发展具有重要示范意义。什么是风渔融合型海洋牧场，“上可发电、下可养鱼”如何实现？它依靠哪些技术，成为全球抗台风能力最强的网箱平台？作为国内最大的海上综合实验平台，它将为开展相关研究提供哪些助力？记者近日采访了“伏羲一号”建设方——中国广核集团有限公司有关负责人。
采用桩基桁架式结构，可正面抗击17级超强台风
开展深远海养殖，建设现代化海洋牧场，打造“蓝色粮仓”，是践行大食物观、推动海洋经济高质量发展的重要途径。
建设海洋牧场有很多种选择，为什么要建在风电场？中广核“伏羲一号”风渔融合项目科研主管刘固固揭开了谜底。
“风电场的设备和电缆等设施所占用的海域面积，一般不超过整个风电场规划总面积的10%。这就意味着，风电场有90%左右的海域面积闲置。”刘固固介绍，中广核坚持生态优先、绿色低碳发展道路，响应国家关于建设现代化海洋牧场的号召。探索将风电场跟海洋牧场相结合，就是要充分利用海域。这不仅能帮助海水养殖业走向深远海, 还能降低以往养殖模式带来的海岸线生态环境压力。
其次，中广核雄厚的海洋工程装备实力,为建设海洋牧场提供了技术保障。
而且，“伏羲一号”所在海域海水溶解氧全年稳定，无夏季缺氧区，且临近粤东沿岸上升流，具有低温、高盐、高磷等优势，为深远海养殖提供了十分优越的自然基础条件。
养殖网箱在海洋牧场中具有重要地位，在这片无遮挡、无掩护，风急浪高、台风频发的海域，如何提高养殖网箱的抗台风性能成为亟待解决的问题。
中广核海上技术研究中心主任、红海湾实验室常务副主任冯茹鸣介绍，为提高养殖网箱在恶劣海洋环境下的稳定性和安全性，他们聚焦养殖网箱抗台风性能展开深入研究。
国内现有的海洋牧场养殖网箱往往采取半潜式、全潜式或升降式结构来规避台风风险，但这些结构更适合遮蔽海域，在这片风大浪急的开阔海域却难以满足抗击台风需求。
结合风电场建设中应用的桩基技术，中广核首次在南海开阔海域建设桩基式海洋牧场网箱设施。
在设计过程中，研发团队精确模拟超强台风的影响，研究无掩护海域平台基础失稳、整体倾覆、网箱破损等事故的发生机理，设计超强台风等极端工况下平台受力分析模型，建立了一套超强台风对养殖平台安全性影响量化评估方法，创新应用抗台风、防撞击、强防腐的巨型海洋牧场养殖网箱结构设计建造技术，使“伏羲一号”可正面抗击17级超强台风。
距离汕尾海岸约11公里，以白、蓝双色为主色调的“伏羲一号”位于海上一片风机林中。它采用的是“6桩+斜撑+双上部组块”的桩基桁架式结构，由网箱主体结构和上建平台两部分组成。
网箱主体结构有6根长度约为66米的桩，它们总共重约1552吨，深深打入海底。其导管架结构加附属结构也很重，约3000吨。如此重的桩基式结构，具备高度稳定性和较强承重能力。斜撑形成交叉支撑，用于抵抗波浪剪力与弯矩，同时提升结构整体抗震能力。
上建平台则分两部分布置，由实验甲板、机械平台、生活平台、登乘靠泊平台和养殖平台等组成，重约750吨。
“伏羲一号”采用整体式布置，连同其内部电气设备均在陆地上建造，组装后整体运输和水上安装。“建造、运输等环节没有难题，困难主要集中在设计环节。因为没有先例，没有经验可循，需要一步步探索。”刘固固介绍。
“伏羲一号”的设计和建造整体均达到国际先进水平，是全球抗台风能力最强的网箱平台。技术人员检查发现，“摩羯”外围环流未给“伏羲一号”带来破坏，平台风机结构并未受损，平台整体结构一切正常，符合设计预期，经受住了台风考验。
构建综合多营养水产养殖系统，提升生态系统稳定性和生物多样性
9月4日，“伏羲一号”正式建成投运。随着吊机“手臂”高扬轻放，装有波纹龙虾苗的吊笼一个个徐徐入海。
首批投放的吊笼共80个，每个吊笼内有六七百只波纹龙虾苗，在这里的养殖周期为4个月。正式投产后，养殖运营方广东省海洋投资发展有限公司还将分多批次投苗，第一年波纹龙虾产量可达100吨，产值约4000万元。
记者了解到，网箱主体结构长70米、宽35米，水深约25.7米。“伏羲一号”的养殖水体可达6.3万立方米，是全球单体规模最大的风渔融合网箱平台。
“吊笼是垂直多层的。大约50个吊笼可铺满一层，如果在水下垂直挂满整个网箱，吊笼总数会达三四百个。”刘固固说。
这么多吊笼，日常管理却只需数人便可完成。按照设计，“伏羲一号”上的生活配套设施，可供8名作业人员使用。日常养殖工作基本可通过岸上远程系统操控实现，仅需在鱼苗投放、饲料补充、成鱼回收等环节配备三四名作业人员。
怎样提高养殖效率，如何实现顺利管理运营？
研发团队为“伏羲一号”配置应用的绿电供能保障、气水联合投喂、网衣自动清洗、环境监控预警、活鱼保鲜驳运等五大海洋牧场智能化系统，是高效的“智慧”助手。
刘固固介绍，目前技术人员正在结合网箱情况、养殖方需求等对五大海洋牧场智能化系统进行调试，改进操作界面整体设计、功能集成、监控点位设计等，预计将于9月内调试完成正式投入使用。届时，工作人员通过监控室集中控制系统，轻按按钮便可进行统一管理和调控。
在海洋生态科研领域中，综合多营养水产养殖系统已有了较多研究成果，但在深远海养殖网箱中的应用较少。
“伏羲一号”研发团队创新在深远海养殖网箱中构建综合多营养水产养殖系统，引进底播增殖技术，将鱼虾类投喂型物种与贝藻类提取型物种一起养殖。同时，探索引入人工鱼礁、珊瑚苗圃等，提升深水网箱周边生态系统的稳定性和生物多样性，助力海洋生物增殖。
研发团队人员介绍，在这一系统中，贝藻类提取型物种的生长可利用水产养殖中过剩的营养物质，喂养鱼虾的残饵及鱼虾粪便会成为其他物种的食物或肥料，这些不同营养级的水产养殖物种能够形成协同效应。这不仅可以保证生物代谢产物的多层利用，促进生物减排，提高养殖效益，还可以改善渔业环境，形成良性循环。
根据汕尾市有关规划，“伏羲一号”投运后预计年产优质海水鱼类约900吨，年产值可达5400万元。
全部依靠绿色能源供能，打造全国最大海上综合实验平台
“伏羲一号”是首例风渔融合型深水网箱养殖与海洋生态环境可持续发展项目，是全部依靠绿色能源供能的大型风渔融合网箱平台。
海风拂面，在“伏羲一号”上，一个50千瓦的风力发电机缓缓转动叶片。
记者了解到，“伏羲一号”生活平台的顶层还配备有18千瓦光伏阵列，此外平台上还有储能设备，实现“风光储”一体，全部依靠绿色能源供能。据刘固固介绍，目前“伏羲一号”依靠风光储一体化供电系统即可满足日常运营的需求，未来将规划风电场直供电至网箱平台。
“风渔融合”，不能简单理解为在风电场建设海洋牧场。
有关负责人介绍，“伏羲一号”不仅集成网箱养殖、光伏和风力发电以及储能，还集成新能源制氢、水下储能等实验装备，是全国最大的海上综合实验平台，可为“海上风电+海洋牧场”的高科技发展注入新活力，对于推动我国“海上风电+海洋牧场”产业融合发展具有重要意义。
汕尾市与中广核联合共建红海湾实验室，重点围绕海上风电先进设计建造技术、智能运维技术以及海洋资源综合利用技术展开研究，进行相关产业孵化。
研发团队在“伏羲一号”设计之初，便考虑到科研所需，为其配备了相关设备、设施，供科研人员长期工作、生活使用。它的建成，为红海湾实验室开展相关工作提供了重要平台。
中广核（广东）新能源投资有限公司负责人潘天国介绍，红海湾实验室将利用“伏羲一号”，重点开展海上风电与海洋生态互作机制研究、渔业养殖可持续生态环境建设研究、渔业养殖关键作业装备研制、海上风电电解海水制氢技术研究、水下智能运维机器人实证等系列科研项目。结合阶段性研究成果，红海湾实验室还将编制有关技术指南手册，进一步推动“海上风电+海洋牧场”产业融合发展。
近年来，汕尾市依托海洋资源禀赋及区位优势，在2.39万平方公里海域中初步规划20片共768平方公里的海洋牧场。
根据规划，“伏羲一号”投产3年后，随着汕尾后湖风渔融合海洋牧场项目全面建成，当地将形成“海上风电+深海养殖+生态增益+休闲旅游”的风渔融合示范集群，届时总养殖水体预计达到30万立方米。投产5年后，汕尾风渔融合现代化海洋牧场产业园区有望形成完整的海洋经济产业链，有力推动相关配套产业发展。（记者 初英杰）
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