本文最初刊登于 Hakai Magazine, 该杂志是一份关于沿海生态系统中的科学与社会的在线出版物。更多类似文章请阅读 hakaimagazine.com。
应对气候危机——到2050年实现全球净零碳排放——需要宏大的解决方案。化石燃料排放必须减少，替代能源需要加速发展。为了实现这一目标，一个名副其实的大型解决方案——海上风能，及其众多巨大的涡轮机——正变得越来越大。
目前，全球的海上风力涡轮机——主要分布在美国、英国、欧洲和中国——每年总共产生75吉瓦的电力。这大约是加拿大每年通过水力、核能、化石燃料、风能、太阳能和其他可再生能源产生的总功率的一半。要实现全球气候目标，预测表明，到本世纪中叶，全球海上风电容量需要扩大到2000吉瓦。这意味着在未来25年里，每年都需要在海洋中安装高达5000台新涡轮机。
然而，建造、运营，最终拆除这样一个庞大的新能源系统——即使是一个可再生能源系统——也会以不可避免的方式影响海洋。
建造海上风电场是一项巨大的技术工程。施工人员——居住在浮动酒店里——使用巨大的设备将锚桩打入海底。其他人铺设重型海底电缆，并建造海上变电站。一旦涡轮机开始运行，维护人员就会乘船外出，让叶片在海风的强劲吹拂下稳定运转。所有这些都可能导致船舶撞击、与涡轮机发生碰撞以及大量的海底噪音。
存在真正的环境危害的可能性，但关于海上风电的讨论充斥着大量虚假信息——部分由美国前总统、现共和党总统候选人唐纳德·特朗普传播。特朗普已威胁称，如果他在2024年11月赢得连任，将动用行政权力来阻止海上风电的扩张。与此同时，石油和天然气行业——该行业应对气候危机恶化和漏油损害鸟类和鲸鱼负有责任——正在资助虚假信息宣传活动，反对美国东海岸的海上风电项目。
同样在东海岸，自2016年以来，死亡的鲸鱼数量有所增加。一项2024年的研究将死亡数量的激增归因于年轻的座头鲸正在扩展到新的觅食区，导致与渔具的互动增加以及船舶撞击。然而，传播虚假信息的人试图将鲸鱼死亡与少数近期海上风电场的建设和运营联系起来。“科学明确表明并非如此，”北卡罗来纳州杜克大学海洋地理生态学家帕特里克·哈尔平（Patrick Halpin）说。尽管如此，一些小型社区团体，有时在自由市场智囊团和化石燃料利益集团的支持下，却依赖于断章取义和推广假专家来错误地将责任归咎于海上风电——尽管鲸鱼死亡的时间和地点与船舶交通和渔具缠绕的增加相符。
但在最近的几篇综合综述中，英国普利茅斯大学的海洋生态学家阿娜尔·勒马松（Anaëlle Lemasson）及其同事对海上风力涡轮机预计将产生的真实环境后果进行了全面梳理。他们的文献回顾和荟萃分析揭示了对生态权衡的科学理解的最新进展，这些权衡将伴随着向海上风电的转变。在此基础上，他们指出了社会可以帮助避免这些意外后果中最糟糕情况的领域。
在第一项研究中，研究人员仔细审查了132篇现有的同行评审研究，以检查海上风力涡轮机的建造和运营如何影响关键的生态系统服务，例如食物的可获得性和水质。在第二项研究中，科学家们试图展望遥远的未来——找出已退役的风力涡轮机的环境影响。
建造
勒马松及其同事发现，关于海上风能潜在环境影响的大部分研究，都源于对英国、欧盟和美国涡轮机建造和运营的研究。
可预见的是，建造会带来许多问题，包括破坏栖息地、增加碰撞风险、通过噪音和电磁场干扰动物、引入入侵物种，以及产生所谓的“视觉和美学”影响。涡轮机建造会损害多种鱼类（例如鳕鱼）和一些鸟类，例如普通海雀。
并且，随着涡轮机的部署越来越多，研究人员预计这种损害也会随之扩大。
运营
一旦建成，涡轮机的影响是复杂的。勒马松及其同事发现，运行中的风力涡轮机同时具有积极和消极的环境后果，其程度大致相等。
“这是对损害和效益的平衡，”勒马松说。“例如，已有案例显示具有保护意义的鸟类将涡轮机平台用作筑巢地。”
许多专注于风力涡轮机在其运行寿命期间影响的研究，都考察了它们对鱼类、鸟类和海洋哺乳动物的影响。值得注意的是，研究表明，运行中的海上风电场对鲸鱼和其他海洋哺乳动物没有可观察到的影响。然而，科学家们无法确定海上风电对其他物种，如海龟和鲨鱼，是积极、消极还是中性影响。
在综述研究中记录的所有环境后果（包括积极和消极的）中，勒马松和她的团队发现，总体而言，海上风电场产生的负面影响略多于正面影响，许多研究表明后果具有很强的地域性。作者写道，不同物种通常会受到不同方式的影响，因此涡轮机的影响是好是坏，取决于你在乎什么。（值得注意的是，分析仅包括涡轮机对环境的直接影响，因此故意忽略了转向可再生能源的这些气候效益。）
使用寿命结束后
风力涡轮机在其大约25年的使用寿命结束后会发生什么，仍然是一个未解之谜。
由于这个年轻行业的第一批涡轮机仅在1991年才投入使用，很少有涡轮机被拆除。勒马松及其同事发现，没有同行评审的研究评估过拆除或移除风力涡轮机对周围生态系统有何影响。
在海上风电行业内部，开发商和监管机构尚未为海上风力涡轮机的拆除制定明确的计划。他们会移除整个结构吗？还是只移除一部分？他们会将其留在水中作为人工鱼礁吗？“这令人担忧，不是吗？”勒马松说。
在缺乏关于拆除的直接研究的情况下，勒马松及其同事采取了逆向思维。虽然他们无法确定移除风力涡轮机会如何影响生态系统，但他们确信拆除涡轮机会抵消涡轮机可能带来的益处。因此，他们研究了运行中的涡轮机如何影响鱼类数量或无脊椎动物生物多样性，然后得出结论，移除这些结构将抵消这些影响。
“总的来说，益处非常有限，”勒马松说。就像海洋中的许多人造结构一样，海上涡轮机可以吸引鱼类来到附近。“这并不意味着它在生产鱼类，”她说，只是表明该区域有更多的鱼。
在英国，一项新的政策推动要求海上风电项目为生物多样性的净增长做出贡献。勒马松和她的团队探讨了将退役的涡轮机留在水中作为潜在的人工鱼礁是否有助于实现这一目标。“用非常熟悉和通俗的语言来说，”她说，一架退役的风力涡轮机“什么也没做”——既没有积极影响，也没有消极影响。
海洋生态学家谢纳·苏拉（Shayna Sura）是负责准备墨西哥湾可能部署海上风电的某工作组的成员，她表示，尽管科学家们关注着海上风电行业简短历史提供的经验教训，但仍需要更多数据——尤其是在涉及特定区域、物种或时间段的问题上。“五年、十年、二十年后，这些影响看起来会是怎样的？”苏拉说。
苏拉补充说，向人们提供真实、有意义的关于海上风电潜在影响的讨论至关重要。“重要的是从‘从一种生境到另一种生境的转变’的角度来思考这个问题，”她说。“为了获得一些东西，你必须失去一些东西。”
杜克大学的生态学家哈尔平强调，精确的科学和周密的计划是避免海上风电与野生动物之间不必要冲突的关键。“建造的时间、维护的时间、拆除的时间，与放置在哪里同样重要，”他补充道。
哈尔平表示，最终，考虑到向可再生能源的转型包括减少化石燃料排放和温室气体，所涉及的问题 amounted to“第二代环境冲突——即一种环境效益与另一种环境效益之间的冲突。”
尽管如此，他强调这些挑战并非不可克服。“这是可以做到的，”他说。“这是可以深思熟虑地管理的。”
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