Khi thế giới đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo, các trang trại điện gió ngoài khơi (OWF) đang trở thành trụ cột quan trọng của cơ cấu năng lượng. Năm 2023, công suất lắp đặt điện gió ngoài khơi toàn cầu đạt 117 GW và dự kiến ​​sẽ tăng gấp đôi lên 320 GW vào năm 2030. Tiềm năng mở rộng hiện tại chủ yếu tập trung ở châu Âu (tiềm năng 495 GW), châu Á (292 GW) và châu Mỹ (200 GW), trong khi tiềm năng lắp đặt ở châu Phi và châu Đại Dương tương đối thấp (lần lượt là 1,5 GW và 99 GW). Đến năm 2050, dự kiến ​​15% các dự án điện gió ngoài khơi mới sẽ sử dụng móng nổi, mở rộng đáng kể phạm vi phát triển ở vùng nước sâu. Tuy nhiên, sự chuyển đổi năng lượng này cũng mang lại những rủi ro sinh thái đáng kể. Trong các giai đoạn xây dựng, vận hành và tháo dỡ các trang trại điện gió ngoài khơi, chúng có thể gây xáo trộn nhiều nhóm sinh vật như cá, động vật không xương sống, chim biển và động vật có vú biển, bao gồm ô nhiễm tiếng ồn, thay đổi trường điện từ, biến đổi môi trường sống và cản trở đường kiếm ăn. Tuy nhiên, đồng thời, các công trình tuabin gió cũng có thể đóng vai trò như những "rạn san hô nhân tạo" để cung cấp nơi trú ẩn và tăng cường sự đa dạng sinh học địa phương.

1. Các trang trại điện gió ngoài khơi gây ra những xáo trộn đa chiều đối với nhiều loài, và các phản ứng thể hiện tính đặc thù cao về loài và hành vi.

Các trang trại điện gió ngoài khơi (OWF) có tác động phức tạp đến nhiều loài khác nhau như chim biển, động vật có vú, cá và động vật không xương sống trong suốt các giai đoạn xây dựng, vận hành và tháo dỡ. Phản ứng của các loài khác nhau rất khác biệt. Ví dụ, các loài động vật có xương sống biết bay (như mòng biển, chim lặn và mòng biển ba ngón) có tỷ lệ tránh né cao đối với các tuabin gió, và hành vi tránh né của chúng tăng lên khi mật độ tuabin tăng. Tuy nhiên, một số động vật có vú biển như hải cẩu và cá heo lại thể hiện hành vi tiếp cận hoặc không có phản ứng tránh né rõ ràng. Một số loài (như chim biển) thậm chí có thể bỏ rơi khu vực sinh sản và kiếm ăn của chúng do sự can thiệp của trang trại điện gió, dẫn đến sự suy giảm số lượng cá thể tại địa phương. Sự trôi dạt của dây neo do các trang trại điện gió nổi gây ra cũng có thể làm tăng nguy cơ vướng dây cáp, đặc biệt là đối với cá voi lớn. Việc mở rộng vùng nước sâu trong tương lai sẽ làm trầm trọng thêm mối nguy hiểm này.

2. Các trang trại điện gió ngoài khơi làm thay đổi cấu trúc chuỗi thức ăn, làm tăng sự đa dạng loài tại địa phương nhưng làm giảm năng suất sinh học sơ cấp trong khu vực.

Cấu trúc tuabin gió có thể hoạt động như một “rạn san hô nhân tạo”, thu hút các sinh vật ăn lọc như trai và hà, từ đó làm tăng độ phức tạp của môi trường sống địa phương và thu hút cá, chim và động vật có vú. Tuy nhiên, hiệu ứng “thúc đẩy dinh dưỡng” này thường chỉ giới hạn ở khu vực xung quanh chân đế tuabin, trong khi ở quy mô khu vực, năng suất có thể giảm. Ví dụ, các mô hình cho thấy sự hình thành quần thể trai xanh (Mytilus edulis) do tuabin gió gây ra ở Biển Bắc có thể làm giảm năng suất sơ cấp lên đến 8% thông qua quá trình ăn lọc. Hơn nữa, trường gió làm thay đổi sự trồi nước, sự trộn lẫn theo chiều dọc và sự phân bố lại chất dinh dưỡng, có thể dẫn đến hiệu ứng dây chuyền từ thực vật phù du đến các loài ở bậc dinh dưỡng cao hơn.

3. Tiếng ồn, trường điện từ và nguy cơ va chạm là ba áp lực gây chết người chính, và chim và động vật có vú biển là những loài nhạy cảm nhất với chúng.

Trong quá trình xây dựng các trang trại điện gió ngoài khơi, hoạt động của tàu thuyền và công tác đóng cọc có thể gây ra va chạm và tử vong cho rùa biển, cá và các loài động vật có vú biển khác. Mô hình ước tính rằng vào giờ cao điểm, mỗi trang trại điện gió trung bình có nguy cơ chạm trán với cá voi lớn một lần mỗi tháng. Nguy cơ va chạm với chim trong thời gian vận hành tập trung ở độ cao của các tuabin gió (20 – 150 mét), và một số loài như cò quăm Á Âu (Numenius arquata), mòng biển đuôi đen (Larus crassirostris) và mòng biển bụng đen (Larus schistisagus) dễ gặp tỷ lệ tử vong cao trên các tuyến đường di cư. Tại Nhật Bản, trong một kịch bản triển khai trang trại điện gió nhất định, số lượng chim chết tiềm tàng hàng năm vượt quá 250 con. So với điện gió trên đất liền, mặc dù chưa có trường hợp dơi chết nào được ghi nhận đối với điện gió ngoài khơi, nhưng vẫn cần phải cảnh giác với các rủi ro tiềm tàng về việc vướng cáp và vướng thứ cấp (chẳng hạn như kết hợp với ngư cụ bị bỏ rơi).

4. Các cơ chế đánh giá và giảm thiểu thiếu tính chuẩn hóa, và cần phải thúc đẩy sự phối hợp toàn cầu và thích ứng khu vực trên hai hướng song song.

Hiện nay, hầu hết các đánh giá (ESIA, EIA) đều được thực hiện ở cấp độ dự án và thiếu phân tích tác động tích lũy (CIA) xuyên dự án và xuyên thời gian, điều này hạn chế sự hiểu biết về các tác động ở cấp độ loài-nhóm-hệ sinh thái. Ví dụ, chỉ có 36% trong số 212 biện pháp giảm thiểu có bằng chứng rõ ràng về hiệu quả. Một số khu vực ở châu Âu và Bắc Mỹ đã nghiên cứu CIA đa dự án tích hợp, chẳng hạn như đánh giá tích lũy khu vực do BOEM thực hiện trên thềm lục địa ngoài khơi Đại Tây Dương của Hoa Kỳ. Tuy nhiên, họ vẫn phải đối mặt với những thách thức như dữ liệu cơ sở không đầy đủ và giám sát không nhất quán. Các tác giả đề xuất thúc đẩy việc xây dựng các chỉ số tiêu chuẩn hóa, tần suất giám sát tối thiểu và kế hoạch quản lý thích ứng thông qua các nền tảng chia sẻ dữ liệu quốc tế (như CBD hoặc ICES là tổ chức dẫn đầu) và các chương trình giám sát sinh thái khu vực (REMP).

5. Các công nghệ giám sát mới nổi giúp tăng cường độ chính xác trong việc quan sát sự tương tác giữa năng lượng gió và đa dạng sinh học, và cần được tích hợp xuyên suốt tất cả các giai đoạn của vòng đời.

Các phương pháp giám sát truyền thống (như khảo sát trên tàu và trên không) tốn kém và dễ bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết. Tuy nhiên, các kỹ thuật mới nổi như eDNA, giám sát âm thanh, quay phim dưới nước (ROV/UAV) và nhận dạng bằng trí tuệ nhân tạo đang nhanh chóng thay thế một số quan sát thủ công, cho phép theo dõi thường xuyên các loài chim, cá, sinh vật đáy và các loài xâm lấn. Ví dụ, hệ thống mô hình song sinh kỹ thuật số (Digital Twins) đã được đề xuất để mô phỏng sự tương tác giữa hệ thống điện gió và hệ sinh thái trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, mặc dù các ứng dụng hiện tại vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu. Các công nghệ khác nhau có thể áp dụng cho các giai đoạn khác nhau của việc xây dựng, vận hành và ngừng hoạt động. Nếu kết hợp với các thiết kế giám sát dài hạn (như khung BACI), dự kiến ​​sẽ tăng cường đáng kể khả năng so sánh và truy xuất nguồn gốc của phản ứng đa dạng sinh học trên nhiều quy mô.

Frankstar từ lâu đã cam kết cung cấp các giải pháp giám sát đại dương toàn diện, với chuyên môn đã được chứng minh trong sản xuất, tích hợp, triển khai và bảo trì.phao MetOcean.

Khi năng lượng gió ngoài khơi tiếp tục mở rộng trên toàn thế giới,FrankstarFrankstar đang tận dụng kinh nghiệm sâu rộng của mình để hỗ trợ giám sát môi trường cho các trang trại điện gió ngoài khơi và động vật có vú biển. Bằng cách kết hợp công nghệ tiên tiến với các phương pháp đã được kiểm chứng thực tế, Frankstar cam kết đóng góp vào sự phát triển bền vững của năng lượng tái tạo đại dương và bảo vệ đa dạng sinh học biển.