上海风电发展路径和对策研究

赵 路 郭 羽

1．上海市城市规划建筑设计工程有限公司

2．上海市浦东新区规划建筑设计有限公司

0 研究背景

在清洁能源供给方面上海始终坚持非化石能源规模化发展，大力推进可再生能源的技术进步和产业升级，促进布局优化和提质增效，已逐步建立了绿色多元的能源供应体系。绿色能源体系之一的风电有着清洁无污染、资源量巨大、易于开发利用等特点。在过去的几年中，上海利用地理位置优势，充分发挥优良的风能资源禀赋，因地制宜地发展风电[1]、[2]。

上海市的风电开发始于21 世纪初期奉贤海湾风电，“十一五”期间，上海率先建成了全国第一座海上风电场——东海大桥海上风电场，并开展南汇、老港、长兴等陆上风电重点工程，在全国起到了较好的示范引领作用。“十二五”期间，上海市风电保持平稳高速、优质示范的发展特征，已初步形成崇明、长兴、老港三个陆上风电基地，海上风电发展沿东海大桥向两翼展开的格局形态已基本形成。然而，上海风电发展也面临着新的形势和挑战[3]、[4]。技术方面，风电建设投资成本不断下降、发电效率提升、度电成本下降；政策方面，近年出台了《分散式风电项目开发建设暂行管理办法》《关于开展风电平价上网示范工作的通知》等，也进一步规范和推动了风电的开发。此外，相关文件的发布，如《上海市城市总体规划（2017-2035 年）》、崇明世界级生态岛建设、崇明鸟类保护与可再生能源协调发展等，明确了上海未来土地资源减量化，生态空间紧约束等一系列条件制约。

因此，面对外部条件的不断变化，科学合理开发风电将是上海新能源开发的重要实现途径，是上海市加快电力结构调整和产业转型升级，促进能源、环境和经济协调发展的战略举措。本文将结合城市发展转型的大背景，充分考虑城市土地利用规划和能源结构调整目标，从生态保护、规划管理等多角度，探索适合上海风电中长期发展导向和开发模式，提出风电发展的策略建议和思考展望。

1 上海风电发展现状及目标

1.1 全市风电发展现状

从全市风电产业的发展历程来看，陆上风电、海上风电以及分散式风电发展方面均有良好的开发利用和增长潜力。自2003年首次建成奉贤海湾4台850 kW风力发电机至今，上海市风力发电已经走过了17 年。“十一五”初期，由于风电行业在国内尚在起步阶段，上海风电的整体发展也处于试探期。随着风电行业的兴起和成熟，且受益于国家和本地电价政策的激励，“十一五”末以及“十二五”期间，上海市风电发展进入了快车道，“十三五”期间，上海更是大力推进海上风电发展。上海市现已投产运营风电场20个，其中陆域风电场15个，海上风电场5 个，总计容量823.85 MW。陆上风电主要集中在崇明岛北岸、南汇东滩；海上风电主要集中在临港海上，东海大桥两侧。截止到2019年，本市风电总装机容量已达到823.85 MW。风电装机规模逐年上升，单机容量不断提升，并形成了成熟的市场和商业化运作机制。上海风电发展虽然总体规模仍无法和传统发电装机相比，但是全市风电在过去的发展成绩是值得肯定的。

1.2 与新一轮城市总体规划的能源导向相契合[4]

《上海市城市总体规划（2017-2035 年）》已获得国务院批复，在目标愿景中提出了建设“生态之城”的要求。城市总体规划提出：“推进资源全面节约和循环利用，倡导简约适度、绿色低碳的生活方式。促进城市集约发展，优化能源结构，降低建筑和产业能耗，发展绿色交通，保护和建设碳汇空间，逐步实现低碳发展。实现全市碳排放总量与人均碳排放量2025 年前达到峰值，至2035 年，控制碳排放总量较峰值减少5%，万元地区生产总值（GDP）能耗控制在0.22 tce 以下。同时，加快推进长江口、杭州湾等水域风电开发，探索深远海域风电开发，在南汇、奉贤、金山等地区有序拓展陆上风电规模，进一步提高可再生能源占一次能源供应的比例。”

从全市能源的发展导向来看，风力发电是上海大力发展清洁能源进程中的重要组成和关键路径，风电的发展完全符合总体规划的清洁能源发展目标[1]。

1.3 风电发展的指导思想[2]、[5]-[8]

风电作为本市电源能源结构调整的有益补充，其发展应遵循创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念，落实能源发展“四个革命、一个合作”战略思想，坚持清洁低碳、安全高效、创新引领的发展方针，以转变能源供给方式、优化能源消费结构、推动清洁能源消纳为目标，以提高能源综合利用效率、实现节能减排为发展方向，以全市能源发展和城市总体规划为指导，结合本市风能资源禀赋，优化风电建设布局，大力推动风电就近消纳，加强低风速风电产业发展和技术进步，与其他分布式能源融合发展。

推进风电开发应充分利用风资源，合理布局风电场址，加强项目建设监管，实现风电开发与环境资源保护协调发展，促进能源结构优化和低碳绿色发展。聚焦海域风电领先发展，探索推动深远海域的风电开发；兼顾陆域稳步发展，推动风电与周边生态环境协调发展；鼓励新型风电技术的研发与应用，鼓励分散式小型风电建设，积极探索与上海市城市空间资源相匹配的各类新型陆域风电开发模式。

2 风电发展面临的主要问题[9]、[10]

《崇明岛世界级生态岛建设2035 年总规》《上海市城市总体规划（2017-2035 年）》《崇明鸟类保护与可再生能源协调发展》《风电竞争配置管理办法》等文件的相继出台，对风电项目的开发影响较大。结合“十二五”、“十三五”风电项目开发、运营中的问题进行总结，以期深入问题根源，分析问题产生的相关因素，为后续制订相应的发展模式和策略建议奠定基础。

2.1 适宜风电开发区域与城市未来发展空间的协调问题

滨江沿海地带以及滩涂农田区域适合风电场建设，但同时这些区域又是上海市发展的重要战略空间或城市功能拓展的重要区域。大部分滨江沿海地带已建成工业区或港口，风电场在江海沿岸地区的布局需要考虑岸线的合理使用。另外，大部分尚未有建设项目的滩涂区或风资源较好的农业用地，是上海市未来重要的发展备用空间。目前，大部分滩涂后续规划性质尚未明确，需整体谋划，谨慎考虑。

2.2 自然保护区与鸟类保护区对风电开发的限制

国家和上海对自然保护区的保护措施是十分严格和细致的。上海九段沙湿地国家级自然保护区、上海崇明东滩鸟类国家级自然保护区被列入新建国家级自然保护区。这些自然保护区虽然位于上海市风能资源最为丰富的区域，但根据《崇明鸟类保育与再生能源协调发展关键技术研究与示范》的研究成果，风电叶片将会受鸟类撞击的直接影响，同时也会对鸟类栖息、筑巢、繁衍等产生间接影响。因此，受到鸟类保护及有关环境保护法规的限制，传统上认为不适宜大规模开发风电。

2.3 规划用地选址和建设审批

风电场的建设区域在城市土地利用规划体系中一般都是城市开发边界外的存量建设用地或农用地。在规划建设程序严格管控的大背景下，开发边界外的建设用地指标收紧，加上各区土地减量化任务较重，对于风电用地的选址既要避开基本农田，又要满足减量化计划任务以及后续耕保补偿、指标挂钩等利益平衡问题，协调难度大大增加，难以获得相关规划部门支持。

此外，分散式风电选在工业厂区，在办理土地征用及“一书两证”阶段难度较大，土地往往是通过协议租地的方式获得，因此在后续的建设程序审批过程中，难以获取建设的相关证照许可，不利于风电的建设和发展。

2.4 海域风电受限于海洋功能区划

海上风电开发利用受到海域功能条件限制，可供开发的面积相对较小，开发建设过程中可能对海洋生态环境造成一定影响，随着国内环保要求的不断提高，海上风电的发展空间受到了制约。此外，海上风电还多涉及对军事的影响、配套陆域设施选址难等一系列的问题，也限制了海上风电的规模化发展。

2.5 电网调峰消纳的瓶颈问题

电网调峰压力是上海新能源消纳面临的主要技术问题。上海大都市的负荷特性决定了上海电网用电负荷中空调负荷占比较高，负荷受天气因素影响明显且用电峰谷差较大，而风电出力随机，往往出现在负荷高峰时其出力较小，负荷低谷时其出力却较大的特点，风电的反调峰特性将进一步加重电网的调峰压力，影响新能源电力的安全消纳。

3 风电发展的路径建议[2]、[5]-[8]

上海市城市化程度高、土地资源紧张，近年来风力发电的迅速发展与城市规划、土地利用规划、生态空间等方面矛盾时有发生，在一定程度上影响了风资源的开发利用。另外，海上风电场的开发与海洋功能区划还需进一步协调对接，陆上升压站等变电设施和接入电网的也需要做到与城市土地利用规划相协调。本文结合本市的城市规划、能源规划的发展导向，提出适合风电发展路径的四个重点：

1）提高海上风电比重。今年，全市风电开发的主战场慢慢从陆域走向了海域，同时根据以国家深化改革和科技创新为驱动，以节能减排和结构调整为指导，以技术创新为突破的要求，海上风电的技术创新和增长将是未来的重点。进一步推进海上风电的开发强度，有序提高海上风电的发电比重，确保近海与远海以及深远海同步谋划。同时兼顾陆上风电集中式与分散式并重发展，进而全面提升电力消费中风力发电水平。

2）优化风电发展布局。从目前的风电格局来看，风电发展亟须厘清与生态空间、海洋功能区划等相关规划的关系。调整深远海风电规划布局，加快构建临港海上风电基地、奉贤海上风电基地，挖掘顾园沙、杭州湾南侧等海域风电资源潜力。同步统筹协调崇明、浦东、奉贤、金山等区域的沿江、沿海位置的陆域风电布局，探索可持续发展的风电发展模式。

3）探索风电技术创新。加快研究深远海海上风电技术的研发与实践。研究浮筒式风机基础、柔性直流输电等技术向低成本、高稳定性和可靠性发展。同步推进风电储能配置建设，小型风电机组结合综合智慧能源系统的应用以及风电就地制氢等能源利用创新模式。

4）完善风电产业发展政策。尽快建立适应当前风电规模化发展和高效利用的体制机制，加强对风电全额保障性收购的监管；在平价上网的背景下，研究适合上海风电产业尤其是海上以及深远海风电的补贴激励政策；结合输配电价改革和售电侧改革，积极探索适合分散式风电的市场资源组织形式、盈利模式与经营管理模式。

4 风电场规划及实施的路径及对策

4.1 针对风电场与城市空间的对策[11]

风电场是对空间资源影响范围较大的一种能源形式，而在上海这个土地与空间资源异常紧缺的城市，如何解决风电开发与城市发展空间的矛盾，是首要需考虑的问题。总体而言，可提炼为以下几类对策：

1）风电场初步选址应与城市规划协调

风电场选址规划应遵循新一轮城市总体规划指导下，各区编制的区级城市总体规划暨土地利用总体规划等作为上位选址依据，研判所选风电场建设区域与总体规划定位是否协调，所选场区周边是否存在影响风电场开发控制线的限制因素。在充分分析区域现状、上位规划、地方政府发展意向的基础上，合理合规进行风电场选址工作。

2）风电场微观选址应结合土地使用情况

风电机组之间为了避免尾流影响，需要确保足够的空间资源，但在风机的微观选址方面单台风机的占地面积是相对较小的，单位功率的占地面积是低于火电等能源形式的。利用这个特点，在风电场选址中选择合理区域，让风机与风电场内其它用地形式和谐共存，使得风电场对空间资源由占用模式变为一种共享模式，是风电场选址的核心工作。风电一般选址城市开发边界外，在避让基本农田的基础上，可以结合海塘或备用海塘的青坎，结合围垦区农业用地中的农村道路少量占用一般农用地，结合郊野公园、骨干河道两侧的绿廊等城市景观生态区域进行布置。上海现有风电场中，已有不少类似风电与场区内部用地和谐发展的案例，在未来应继续通过风机技术改进、风机微观选址深入研究等方式，让风电场更多地成为一种景观、一种象征清洁环保的地标构筑物，而不是作为占用大量空间资源的、应受严格限制的能源开发设施看待。

3）配合城市发展时序进行建设

风机老化等原因不可避免，风电场发电期一般为20 至25 年，即从开发建设至最终拆除大约经历25 至30 年的时间。相对于火电、水电、核电等能源形式，风电场的生命周期是相对较短的。利用此特点，可以让风电场配合城市发展的时序，有序进行风电场建设。此特点让风电场对于城市空间的占用并非永久性的，风电场开发区可选择近中期城市未发展区域，例如配合滩涂圈围而进行的风电开发即是此类策略的一个具体表现方式。

4.2 针对风电场环境影响的对策

随着风电的规模化开发，风电场对周边环境及生态的影响已逐步显现，特别是对鸟类栖息地的占用、对候鸟迁徙路线的阻碍、对周边的噪音环境等生态影响正越来越被人们所关注。因此，需对风电场开发建设及运营管理过程中可能出现的生态影响及生态风险进行评估，并采取有效的技术手段或管理办法以缓解风电场所造成的负面的生态影响、降低生态风险。

1）规划实施考虑生态环境保护

规避生态敏感区，是从规划层面降低风电场生态影响的最基本措施。针对上海崇明岛世界级生态保护岛，其风电场的选址工作更需要紧密结合鸟类保护的相关研究，避让鸟类栖息地及迁徙的途径区域，工程实施阶段应避开鸟类集群、繁殖、迁徙的高峰期。

在微观规划选址及风电场设计中，应尽量减少风机、升压站对周边生态环境产生负面影响，尽可能避免施工过程中砍伐林地、破坏湿地，最大限度减少生物量损失。同时，《崇明鸟类保育与再生能源协调发展关键技术研究与示范》明确了5 处水鸟重要栖息地，共计栖息地面积为446 km2，并同步划示了崇明水鸟重要栖息地向海外缘建立10 km 宽的迁飞通道。研究认为，为保护水鸟的正常活动和觅食，对重要水鸟栖息地向陆边缘需要划出的1 300 m 缓冲区内及水鸟迁飞通道内，禁止新建、扩建风电场[12]。

此外，从工程实施来看，风电场道路建设应本着“永临结合”原则，尽量利用原有道路，减少新建道路，控制道路宽度。在建设工程完成后，应尽量采用自然手段进行生态恢复。

2）降低风电场噪音的影响

风力发电机在运行时会产生噪声。典型的现代风机噪声主要由叶片产生的气动宽频噪声。随着技术的进步，风机由定速定桨风机向变速变桨风机转变，而变速变桨风机在低风速下转速很低，极大地降低了噪声污染。但风机正逐渐向大型化发展，叶轮直径增大导致叶尖线速度增大，使得风机噪声水平提高，因此风机噪声已是不可忽视的重要因素。

针对噪声问题，首先应在规划选址阶段就高度重视，应避让城镇集中建设区、避让农村集中居民点，并同步开展环评研究。本文通过对多个实际案例的分析，一般情况下认为风电场400 m缓冲区范围以外视为噪声影响可基本忽略的区域，而考虑到背景噪声值、居民心理噪声安全距离阈值等因素，在规划选址时，风机尽可能退让零散农村居民点500 m 以上,并通过对周边存在影响的建筑物进行相应的降噪改建措施，例如安装隔音玻璃等，以降低风电场的负面社会影响。

3）通过技术手段降低风电场生态影响

借鉴一些国外案例，风电与环境协调的相关技术优化手段也逐步丰富。例如在风机叶片及输电线应采用橙红与白色相间的警示色，警示鸟类绕行，或是将传统风机建设成垂直轴等其它风机形式，由于垂直轴风机尾流影响较小，叶片扫掠面积也较小，能够有效降低鸟类、蝙蝠等动物的撞击风险。

4.3 针对规划建设审批的对策

上海市在土地、规划、建设等领域的行政管理工作在全国范围内都处于领先地位，关键体现在管理流程的规范化与管理步骤的严格化上。严格规范的管理有效地控制了风电的无序发展和过度开发，但审批流程长，行政成本高也是客观事实。如今在上海深化“放管服”改革、优化营商环境的大背景下，创新优化风电规划建设的体制机制也将是体现上海的精细化管理水平，鼓励支持风电产业发展的重要举措。

1）多部门联动机制

不论是陆域还是海域的风电场开发前期工作涉及市、区两级多个部门。由于部门权责不同、关注角度不同，在工作过程中建立沟通协调机制是非常必要的。因此，风电开发前期，需要关注顶层设计，形成国土、规划、住建、环保、电力、水务、海洋、海事等多部门高效协调的管理工作机制，加强对风电发展的宏观指导，推进规划风电场的建设落地，协调项目建设过程中遇到的问题，提高行业发展水平，从而降低风电前期工作的时间成本、工作成本和行政管理成本。

2）创新优化审批管理模式

优化上海市风电项目开发建设审批流程的实施细则，加快风电项目审批速度，相关部门要按照供给侧结构性改革的思路，明确公开各自领域的审批事项清单和审批流程。针对风电建设项目，尤其是分散式风电，建议简化手续流程，建立审核审批绿色通道，充分发挥和利用风电灵活设置、就近利用的特点，明确有关土地权属建设程序，探索通过租赁工业、仓储用地的形式进行建设许可的办理；开展分散式风电电力市场化交易试点，鼓励分散式风电项目向配电网内就近电力用户直接售电，丰富电力市场化交易形式、改进电价形成机制，提升分散式风电项目经济收益，从而带动社会资本采取混合所有制、组建联合体等多种方式，以PPP 合作模式参与分散式风电项目投资建设。

5 结语

上海为实现与国际城市定位相匹配的能源结构体系，合理、有序地推进风电的发展是其重要路径之一。在新一轮城市总体规划的指导下，城市上位的边界条件愈渐清晰，妥善处理风电与城市发展中生态空间、生活空间、生产空间之间的关系。同时，发挥上海科创中心优势，保持和提升上海在风电产业和技术在国内的领先地位。在风电的审批和管理方面，吸取先进经验，优化流程，寻求机制体制的创新和突破，在多方的共同努力下，实现陆上风电稳步推进、精明增长，海上风电技术创新、探索前行的风电格局。