越来越多的风电设备在出口时,面临着“生物多样性影响”的技术壁垒。本文为特约稿件,作者观点供读者参考。
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本文约4000字,阅读约8分钟

文 | 王昆山

海上风电是现在非常受重视的一种清洁能源。说得直白点,就是把一排排巨大的风车插到大海里,利用海风来发电。大家都知道,煤炭会冒烟,石油和天然气也会带来碳排放,而风能清洁又可再生,看上去是一个完美的选择。很多人觉得这是绿色发展的象征,未来能源的希望。

的的确确,首先要承认,风电对于能源、绿色发展贡献巨大。可是,事情从来不会只有光鲜的一面。风电场虽然环保,但毕竟是在大自然里建起了一片“钢铁森林”,它不可能对周围环境没有任何影响。

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以往的部分媒体报道。图源:网络

比如鸟类迁徙时就可能飞过风场,如果运气不好,撞上了叶片就会受到伤害。这个问题在媒体上常被提起,但蝙蝠的故事大家听得就少一些。

很多人会奇怪:蝙蝠不都是在山洞、树林、老房子里生活吗?它们为什么会出现在大海上?

别小看蝙蝠。科学研究早就发现,尤其在秋天迁徙的季节,一些蝙蝠确实会飞到离岸几十公里甚至上百公里的地方。有些是在横跨海湾,有些则是在寻找食物或者栖息地。欧洲有一种叫“纳氏伏翼”的小蝙蝠,就被监测到在北海一带频繁活动。北美也有几种迁徙蝙蝠同样会出现在海上。如果在这些区域建了风电场,叶片飞快旋转,对蝙蝠来说就有潜在的风险。

那么,问题来了:人类到底要不要关注海上风电对蝙蝠的影响?科学界的回答是肯定的。虽然整体风险远远没陆上那么大,但需要用科学数据来说话。于是,各种各样的蝙蝠监测方法应运而生。

第一招:听蝙蝠说话

最常见的一种方法,叫做超声声学监测。

听上去挺复杂,其实原理很简单。蝙蝠飞行时会发出超声波,用来定位障碍物和捕捉昆虫。我们人耳听不到这些声音,但科学家们有专门的录音设备能捕捉到。换句话说,这些设备就像给风电场装上了一双“电子耳朵”,只要蝙蝠一叫,它们就能把声音记下来。

这种方法为什么在国际上特别流行?一个重要原因是它方便实用。设备体积小,功耗不高,可以长期工作,而且有专门的防水防风设计,能适应风吹雨打的海上环境。研究人员通常会把它们绑在风机的塔架上,或者装在海上的气象塔、浮标、甚至升压站上。只要设备稳定运行,就能不断记录下夜晚经过的蝙蝠活动。回到实验室后,科学家用软件分析这些声音,就能知道什么时候蝙蝠活动最多,甚至大致推断是哪一类蝙蝠。

不过,任何技术都有局限。超声录音只能证明蝙蝠出现过,活动多少,却不能直接告诉你它们是不是会撞上叶片。至于分辨具体是哪一种蝙蝠,也不是百分之百准确。海上的风浪和噪音会干扰录音,自动识别软件也可能出错,所以需要人工抽检来保证数据的可靠性。换句话说,它更像一个“打卡机”,能告诉我们蝙蝠有没有来过,但没法完全回答“危险程度有多高”。

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Sundby港口远眺海上风电装机群 | 本图摄于哥本哈根市南部Amager岛Sundby小港口,远方可见排列于海岸线上的一系列近海风力发电装置。该区域构成哥本哈根可再生能源部署的重要节点之一,与城市近岸基础设施形成典型的港-海耦合式风电场景。©周子又 摄影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)

第二招:看蝙蝠的影子

光靠“听”还不够,有时候人类还想“看”。

可蝙蝠大多数时候都在夜里活动,普通相机根本拍不到它们。于是科学家们就想到用热成像相机。热成像的原理你可能在电视里见过,就是把动物的体温转化成图像。即便在漆黑的夜里,蝙蝠飞过时也能在画面上留下一个小亮点。

在一些研究项目里,研究人员会把热成像相机固定在风机的机舱上,对准叶片方向。这样一来,如果蝙蝠真的飞近风机,就能在画面里看到它的轨迹。通过观察这些影像,科学家可以判断蝙蝠是绕过风机飞行,还是直接接近叶片。这些信息能帮助我们更直观地理解蝙蝠的行为,比单纯听声音要更直观。

不过,海上的环境总是复杂多变。大雾、细雨、盐雾都会影响镜头清晰度,蝙蝠又小又快,画面上往往只能看到模糊的影子,想要分辨物种几乎不可能。而且热成像的视野有限,只能监测某一台风机附近,覆盖范围不大。

说到成本,单个热成像设备本身价格并不离谱,但海上安装、供电、数据传输和后期维护,都会让总体投入上升。所以说它比雷达便宜没错,但也不能简单说“成本很低”。不过相比之下,它还是一个性价比不错的选择。更重要的是,当热成像和超声监测结合使用时,一个负责“听”,一个负责“看”,两者的数据能够互相印证,科学性就大大增强了。

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为了监测、研究蝙蝠,科研手段其实远不止上面的。比如上图是项圈,用于跟踪蝙蝠的运动路线。不过笔者认为,上面这种方式对于海上风电涉及到的生物多样性监测来说,可能成本有点太高。

▲上图:三种为蝙蝠设计的项圈示例。A是一个18克重的太阳能PTT佩戴在黑狐蝠(Pteropus alecto)颈部背侧,位于肩胛骨之间并与脊柱轴线平行。B是一个12克重的太阳能PTT佩戴在小红狐蝠(Pteropus scapulatus)颈部背侧,并垂直于脊柱轴线。C是一个22克重的电池供电PTT佩戴在俾斯麦大狐蝠(Pteropus neohibernicus)颈部背侧,并垂直于脊柱轴线。图源:Smith, Craig S., et al.(2011) doi:10.1371/journal.pone.0014696.g001

为什么要监测蝙蝠?

讲了这么多,许多人可能不解:蝙蝠在海上的数量本来就不多,为什么要费这么大劲去监测?

其实道理很简单。最直接的,是科学研究讲究证据。风电场的开发需要做环境影响评估,蝙蝠是生态系统的重要成员,哪怕数量不多,也要用数据来确认它们有没有受到影响。

二是,国际上对这方面的要求越来越严格。欧洲和美国的海上风电项目普遍都会做蝙蝠监测,否则审批可能过不了关。

国际上有不少具有法律约束性的工具。假设你是一个风电设备的出口商,想要把产品卖到欧洲市场,那么你就需要考虑当地法律。比如说,《欧洲蝙蝠种群保护协定》(EUROBATS)是一个多边国际条约,旨在保护欧洲蝙蝠种群。自1994年生效以来,已被38个国家和地区批准,包括欧盟成员国。该协定要求各缔约方采取立法、教育、保护措施和国际合作,以保护所有55种欧洲蝙蝠物种。

《伯尔尼公约》是另外一个国际公约,作为欧洲野生动植物和自然栖息地保护的核心国际公约之一,伯尔尼公约要求缔约国采取措施保护蝙蝠及其栖息地。该公约鼓励建立特殊保护区,并要求在开发活动中考虑蝙蝠的保护。

从欧盟法律框架讲,另外,《栖息地指令》(Habitats Directive,92/43/EEC)是欧盟生物多样性保护的核心法律之一,要求成员国保护栖息地和物种。所有蝙蝠物种均被列入附录II(需指定特殊保护区)和附录IV(需严格保护)中。成员国需采取措施,确保这些物种的栖息地不受破坏。

查阅媒体报道,有一些相关诉讼案例。比如,2025年4月,法国蒙彼利埃法院裁定,位于厄尔省Aumelas的风电场因未充分考虑对蝙蝠和鸟类的影响,必须暂停运营四个月,并对运营公司处以罚款。

又如,法国尼姆风电场拆除案例:同年,法国尼姆法院裁定,位于厄尔省Bernagues的风电场因对环境造成损害,必须拆除。法院认为,该项目未充分评估对蝙蝠等保护物种的影响,违反了环境保护法律。

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ARC垃圾处理厂楼顶远眺哥本哈根东部海上风电群 | 本图拍摄于丹麦哥本哈根的Amager Resource Center(ARC)垃圾焚烧与能源中心楼顶。远方可见位于哥本哈根东部近海水域的大型风力发电装置群,构成城市可再生能源系统的重要组成部分。另,ARC集垃圾处理、发电与集中供热于一体,也是丹麦绿色能源循环系统的典型示范项目。(摄影:周子又)

所以,未雨绸缪总是没错的。特别是考虑到我国是风电设备的主要出口商,为了避免被卡脖子、被进口国的环境政策导致的“绿色贸易壁垒”所困,提前研究是一种良好的未雨绸缪之举。现在我们可能觉得影响不大,但谁能保证未来不会发现某些区域其实是蝙蝠的重要通道?早点掌握数据,到时候才有底气。

当然了,监测和评估,也要考虑到成本。如果成本太高,能用、好用的渠道就会大大变窄。

目前,听声和看影的组合综合来看,是比较实用的。超声声学监测和热成像相机是一对现实又靠谱的搭档。前者能长期、稳定地记录蝙蝠活动,后者能直观地捕捉蝙蝠的飞行路径。两者结合,就能对蝙蝠在海上风电场的情况有一个更全面的认识。它们的成本虽然不是完全“低到可以忽略”,但相对于复杂昂贵的雷达系统来说,确实还是比较可行的方案。

在一些地方,还有其他补充手段。比如给蝙蝠装上小小的无线电发射器,再在风机或平台上布设接收器,就能知道蝙蝠是否经过。不过这种方法得先抓蝙蝠,还要贴上标记,样本数量有限,操作难度也大。还有一些新兴的方法,比如从空气或者海水中检测蝙蝠的DNA,用来确认它们是否出现过。这些手段虽然有趣,但靠谱度、可操作性目前还难讲,目前还主要停留在实验阶段,暂时还不是常规操作。

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制图:Liu Xiuyu

到底影响程度有多大?

那么,蝙蝠到底会不会被海上风机伤害呢?这是很多人最关心的问题。

笔者查看了许多论文,发现科学界目前大概的一个结论是,海上风电总体来说对蝙蝠的威胁远没有陆上那么大。陆地上很多地方蝙蝠数量多,夜晚活动频繁,确实有过蝙蝠被风机叶片击中的记录;但在海上,蝙蝠出现的频率很低,大多数研究显示,它们只是在特定季节偶尔飞过,真正的风险不算大。尤其是在低风速、天气温暖潮湿的夜晚,蝙蝠活动的概率才会增加。

所以目前的共识是,海上风电对蝙蝠的总体影响比较小,但我们仍然需要监测来确认。就像看病要体检一样,做了检查,结果正常,大家心里才踏实。

风电场建在海上,本来比陆地对蝙蝠更友好,但科学讲究实事求是,不能光凭感觉。我们必须拿出数据,用证据来说话。最现实、最有性价比的办法,就是采用超声声学监测和热成像相机这对组合。它们一个负责“听”,一个负责“看”,两者互相印证,就能给出比较可靠的答案。

所以,如果哪天你听说某个海上风电场要装超声设备、或者是热成像相机,不要觉得是在瞎折腾。这背后其实是一个非常严谨的科学逻辑。科学家们就是要用看得见、听得见的数据,来告诉大家——风电既能发清洁电,也能和蝙蝠和谐共处,让清洁能源与生物多样性保护协同增效。

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声明:本文仅代表资讯/作者个人观点。供读者参考。本文不代表平台观点。

作者 | Kunshan

编辑 | 海潮君

日期 | 2025年8月21日

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