海上光伏的立体分层用海模式研究

程永鑫，杨 潇，李国权

（国家海洋信息中心，天津 300171）

海洋是人类社会发展的重要物质来源和保障。随着海洋开发利用水平的逐渐提高，一方面海洋经济产业快速发展；另一方面由于海洋空间资源日益稀缺，不同用海活动之间的空间矛盾也愈发激烈。在此情况下，对海洋空间由平面开发转向立体利用成为一种行之有效的解决方案。近年来，海上光伏作为新型用海方式发展迅速，但受限于空间资源和产业特性，推动海上光伏与其他行业立体分层布局成为实践趋势。从中央到地方在迫切的需求引导下出台了一系列推动海上光伏立体分层布局的政策，“风光渔”“渔光互补”等新型复合利用方式相继出现。

学术界对于立体分层用海及兼容性的研究已比较普遍。其中，在海洋功能的兼容性上，王淼等从立体功能区划的划分原则和依据出发，尝试构建了基于叠置分析的海域空间兼容性利用立体功能区划模型[1]。赵琪等尝试选取海域使用情况、海域自然契合度、海域需求空间等相关指标构建了基于兼容性用海的评估指标体系，论证了兼容性用海的评估方法[2]。岳奇等通过对海洋功能区划的兼容性问题进行深入探讨，认为兼容性判定时应遵循区划目标优先、管理要求优先、维护基本功能优先和保证基本功能开发优先等四项原则[3]。在海洋空间的立体性上，李彦平等通过对海洋空间进行立体分层处理，并按照用海需求类型的不同将用海空间分为不同层次，而后基于“排他性”原则对分层用海的可行性进行了判别和分析[4]。翟伟康等通过分析我国海域空间资源的自然分层立体特性，以及空间资源开发由单一到多层次的开发过程，最后对我国海域空间资源开发利用所产生的权限界定问题进行探讨[5]。崔旺来等刻画了立体分层使用指引体系，并通过分阶段划定、分步骤化解，以及法律联动弹性机制实现对空间权属的精细化管理[6]。关于光伏与其他产业立体利用领域，学者们的研究多集中于“渔光互补”的产业模式及效益评估上。江富平从经济、社会、环境等方面选取指标，构建了“渔光互补型”光伏发电的效益评价体系[7]；曹玲以SWOT 分析法对主要的“渔光互补”模式进行分析，并对“渔光互补”模式进一步发展提出建议[8]；张家华等介绍了“渔光互补”的概念特点和价值，并针对性提出发展建议[9]；徐洪钢通过建立“渔光互补”项目的环境资源效益评价体系，提出改进项目环境资源效益评价的建议措施[10]；汤俊超等通过对光伏农业中“光伏+种植业”“光伏+畜牧业”“光伏+渔业”的业态进行分析，提出发展建议[11]。

综上所述，学者们对于立体分层用海及兼容性的概念及实践研究已较为丰富，对于光伏与其他产业尤其是渔业兼容发展的综合效益评估及环境影响等研究较为全面，但关于海上光伏的用海立体分层利用模式研究尚少见，关于海上光伏与其他行业立体分层布局管控的研究也较少。因此，本文从海上光伏用海的立体布局实践出发，研究其立体分层特性，厘清海上光伏能与哪些用海活动在同一海域立体分层布局，为明确海上光伏的布局管控政策和完善海洋空间布局管控体系提供参考。

1 管理实践及需求

1.1 海上光伏立体分层利用的需求背景

海上光伏立体分层利用主要有两方面的需求。一方面，近岸海域空间节约集约利用的需求。原海洋功能区划和海岛保护规划绝大多数停留于平面层次和单一用途，在部分空间利用需求集中区域仍有较大的综合利用潜力。探索海上光伏立体分层利用，实质上就是摆脱原有对海洋功能分区单一主导功能的开发利用，由原有二维平面的面上利用扩展至海洋三维空间综合开发，由粗放型用海转向集约化利用，能够极大地促进海洋资源使用效率的提升[12]。另一方面，由于海上光伏发展时间较短，原海洋功能区划编制时较少考虑到其发展空间需求，划定的光伏用海空间较少。当下布局发展海上光伏，在已无过多光伏专用空间的情况下，与其他用海活动共享同一海域，立体分层利用是必经之路。在此背景下，亟待厘清海上光伏能与哪些用海活动在立体空间共享海域，研究其立体分层用海的主要模式，为其立体利用和进一步的立体确权提供支撑。

1.2 海上光伏立体分层利用的管理实践

在光伏产业向海发展需求的驱使下，各级管理机构对于海上光伏复合开发、立体利用管控的相关政策和文件不断出台。在中央层面，国家发展改革委等部委出台的《“十四五”可再生能源发展规划》明确鼓励“渔光互补”；《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》进一步提出鼓励“风光渔”融合发展。在地方层面，辽宁、山东、浙江等沿海省份相继发布文件，推动海上光伏与围海养殖、盐田、电厂温排水区的立体综合利用，并提出海上光伏项目布局、立体确权的管控要求。由此可见，从中央到沿海地方均对海上光伏布局的需求不断增大、管理实践日益丰富，同时从政策角度对于光伏立体分层利用的引导和推动不断增强。但是由于缺乏系统研究，政策指引仅做方向性引导，多强调的是“要去做”，而距离落地实施的“如何做”尚有距离。在此情况下进行海上光伏立体分层利用的模式研究，确有必要性。

2 海上光伏立体分层用海的现实基础

2.1 海洋空间的立体性

海洋空间的立体性是海上光伏立体分层布局的前提和基础。《中华人民共和国海域使用管理法》（以下简称《海域法》），明确提出对于海域的定义，是指我国所属的内水、领海的水面、水体、海床和底土。据此，在海洋空间研究中一些学者将海洋空间在纵向层面分为水面、水体、海床和底土四个部分[13]。还有一些学者立足于实践，认为水面上方的边界范围较难界定，于是将水面上方空间从水面的概念中抽离，将海洋空间在纵向上分为水面上方空间、水面、水体、海床和底土5 个部分[14]。但考虑到契合管理实践的需要，以及与《海域法》的相关要求保持统一，采用第一种分层方式则更为适宜。由此将海洋定义为4 层空间，即水面、水体、海床和底土。其中，水面指海水表面及上下方一定的空间，水体指水面和海床之间的空间，海床指海底表面及上下方一定的空间，底土指海床以下的空间（图1）。

图1 海洋空间立体剖面图

2.2 海洋资源的立体分布特征

海洋空间在纵向上的多个层次均有不同的资源属性，从水面、水体、海床到底土均分布有独特的海洋资源。例如，水面主要分布着太阳能、风能等可再生能源资源，海床和底土则分布着石油、天然气、海砂等海洋矿产资源（表1）。而通常对于某种海洋资源的开发利用仅需占据立体空间的某一层次或部分层次，而非全部的海洋空间。这也就意味着，某区域在满足互不影响或互有促进的情况下，可以分层次同时供多种用海活动进行使用。资源的分层安排，也使得开发利用的分层变成现实可能，这也成为海上光伏能够进行立体分层利用的基本条件。

表1 各层级海洋空间资源分布

3 海上光伏立体分层用海的实施路径分析

3.1 基本逻辑

海洋空间的立体性和海洋资源分布的分层性，为海上光伏用海的立体分层利用提供了基本条件。基于此，海上光伏的立体分层利用，一方面要立足于海洋空间的立体性，厘清光伏和其他用海活动所占据的空间层次。另一方面，即使在同一空间层次，因同时存在不同的资源，如水面同时分布着空间资源、太阳能资源、风能资源等多种资源，这也表征着即使在同一空间层次也可能容许不同的用海活动，这就需要进一步判断海上光伏用海与同一空间层次上其余用海活动相互兼容的可行性。综上所述，从目前的用海需求及管理实践出发，要厘清海上光伏立体分层用海的具体模式，需要综合海上光伏在空间上的立体性和在功能上的兼容性，得出进一步的结论。

3.2 用海活动的纵向空间占用特征判别

自然资源部发布的《省级海岸带综合保护与利用规划编制指南（试行）》（以下简称《省级指南》），将海洋发展区进一步划分为渔业用海区、交通运输用海区、工矿通信用海区、游憩用海区、特殊用海区和海洋预留区6 个二级区，在二级区内划分了19个三级区。但是由于分区主要是按照用海行业不同进行分类，而非用海空间层次，即使在三级分区内部，不同用海活动之间其所占据的用海空间层次也并非一致，如路桥隧道区（三级分区）内的用海活动，跨海桥梁和海底隧道所占据的用海层次明显不一致，故以分区为单元进行立体层次划分并不科学，以分区内的用海活动来进行匹配则更为符合实践需求。具体的判别方式：一是要剔除因用海性质或特殊要求无法进行立体利用的用海方式，如军事用海、油气开采等活动；二是要考虑到用海活动主体所占据的空间层次，同时还需进一步考虑到保障用海活动顺利开展的其他空间，即附占空间（指用海活动的非主要占用空间，在该空间需优先保障主要用海活动顺利开展）所占据的空间层次。据此，我们对海上光伏所占据的海洋空间进行判定。目前的海上光伏主要有桩基式和漂浮式两种模式，其用海活动主体主要为光伏阵列和维持阵列的水上平台及其附属设施的用海空间，其主要利用的资源类型为太阳能，占据的空间层次主要为水面空间（图2）。桩基式海上光伏的附占空间主要是桩基所涉及的水体、海床和底土，漂浮式光伏的附占空间主要是固锚装置所依附的水体、海床和底土。因两种主流光伏用海占据空间层次几乎一致，以下不做进一步区别分析。

图2 海上光伏占据的空间层次分析

明确海上光伏的用海层次主要为水面空间后，需要进一步对其余可进行立体分层利用的用海活动进行分析，筛选出不占据水面空间的用海活动，以进一步与海上光伏进行立体分层用海。结合《省级指南》提出的分区要求和《海域使用分类》（HY/T 123-2009）明确的用海活动，按照上述判定规则，对剩余可进行立体利用的用海活动进行层次分析，得出其中可进行立体分层利用且不占据水面空间的用海活动主要有：渔业用海区中的底播养殖、人工鱼礁养殖，交通运输用海区中的海底隧道用海，工矿通信用海区中的取排水口用海、温排水用海、海上风电用海和海底电缆管道用海，特殊用海区内的倾倒用海（表2）。

表2 不占据水面的主要用海活动

3.3 海上光伏与其他用海的兼容性判别

仅从空间分层的角度判定某一用海活动能否与光伏分层利用不够全面。一方面，在同一用海层次可能存在能够与海上光伏进行立体分层利用的用海活动；另一方面，一些用海活动即使在空间上与海上光伏能够共存，但是也可能存在功能上互斥，导致无法立体分层利用。因此，需要对海上光伏与可立体利用的用海活动的兼容性进行进一步判别分析。在用海活动兼容性判别上，一些学者从区划目标、区划管理要求、基本功能等兼容原则角度进行研究[3]，还有一些学者从海域自然契合度、需求空间、使用状况、承载能力、投资收益等角度对兼容性进行评估[2]。结合相关学者的思路与方法，以及工作的实际需求，提出兼容性的判断基本原则为：一是要考虑用海行为的性质，需要建立海上固定设施、平台等的用海活动，由于其对海洋空间的占用具有长期性和不易改变性，往往兼容性差；仅进行小规模利用，不使用或较少使用固定设施的用海活动，通常兼容性较好。二是考虑到用海行为生态影响，一般生态影响较大的活动兼容生态影响小的。三是兼容需要考虑主要功能的实现，在兼容海上光伏的同时，不得影响其主要功能的实现。据此原则，将海上光伏与其他用海活动的兼容性划分为兼容和不兼容两种情形，具体判断如表3。

表3 海上光伏用海的兼容性判定

3.4 海上光伏立体分层用海方案的模式设置

对海上光伏的立体性和兼容性进行判定后，综合上述研究（表2，表3）得出如下结论：海上光伏在渔业用海区-增养殖区中能够与底播养殖和人工鱼礁在空间上分层利用，与网箱养殖虽同时占用水面空间，但通过兼容性判断得出网箱养殖与海上光伏能够兼容，因此在渔业用海区的增养殖区内，能够布设海上光伏。海底隧道用海与海上光伏用海在立体上可分层、功能上可兼容，故交通运输用海区-路桥隧道区内能够与海底隧道用海立体分层布设海上光伏。取排水口、温排水、海上风电、海底电缆和海上光伏在空间、功能上均可共存，盐田用海在功能上可兼容，因此在工矿通信用海区中的工业用海区、海底电缆管道用海区、盐田用海区、可再生能源用海区能够设置海上光伏。特殊用海区中的倾倒用海虽然在空间上和海上光伏能够共存，但是在功能上不能与海上光伏兼容，因此在倾倒用海区内不允许海上光伏的布设。海上光伏具体的分层用海方案如表4 所示。

表4 海上光伏立体分层用海方案

海上光伏立体分层布局的方案选择具有多宜性。由于海洋资源分布的立体性，在同一区域内不仅能与一种海洋功能进行立体分层利用，形成两种功能用海区（图3，方案1、2），在同一海域可能同时立体分布三个及以上的用海活动（图3，方案3、4、5），例如，一些地区正在推广的“风光渔”一体布局，正是在同一海域同时存在风电、光伏和养殖三种用海活动。但需要注意的是，若在同一立体空间同时布局除海上光伏外两个及以上的用海活动时，则不仅需要对海上光伏与其他用海活动的空间分层、功能兼容做判断，还需要对剩余用海活动及项目整体的实施做进一步研究论证。

图3 海上光伏立体利用示意图

3.5 海上光伏立体分层利用需考虑的因素

布局应符合分区管控规则。海上光伏立体分层用海应符合《海域法》等相关法律法规要求，符合国土空间规划、海洋环境保护规划确定的分区和对应的用途管制规则、环境准入规则和负面清单，其布局上应考虑到重要生态系统、海洋生态红线等的分布，控制对生态环境造成的不利影响。在其他功能区内立体分层布局海上光伏时，应当注意项目用海首先应保证由功能区划或海岸带规划确定的主导功能用海活动的顺利实施，保障主导功能用海所占据的用海空间。

项目布局应充分做好研究论证。实施立体分层利用的海上光伏项目，应以现行法律法规和技术导则为准则，综合考虑所在海域、所在功能分区的实际状况，充分论证项目布局的经济性、合理性以及技术上的可行性，同时考虑本空间其余用海项目的使用面积、年限、用海方式合理性，因时因地制宜选择方案。

做好用海活动间的协调管理。如光伏项目需要在已登记海域使用权的海域布局，要充分与海域现有使用权人进行符合用海的协商，充分处理好权属关系、使用年限、开发使用时序、进入退出管理、作业安排和补偿金额等问题，避免权属纠纷，并按照用海层次不同分层设置海域使用权。海上光伏项目建设、运行过程中要充分维护现有使用权人的用海权益。

4 结语

本文立足于海洋空间资源的立体性，对海上光伏的立体分层用海分区方案选择和实施模式进行了初步的研究探讨，以完善海上光伏布局管控的规则，为实践提供一定的参考，为行业发展提供助力。研究发现，海上光伏主要能够在渔业用海区、工矿通信用海区、交通用海区内，与养殖、海上风电、海底隧道等用海活动立体兼容布局。但本文主要基于较大尺度的空间视角，未立足具体海域的环境本底特征，提出的方案也更多为原则性的讨论，需要进行进一步的深入研究。