《Renewable Energy》：System Interactions Constraining Offshore Wind Deployment in the Dutch North Sea
编辑推荐：
荷兰计划到2050年在其水域部署高达70 GW的海上风电。作为世界上最繁忙的海域之一，荷兰北海部分因化石燃料开采、航运和渔业等活动而面临空间紧张和自然状态退化。部门和参与者之间的相互关联导致了与空间需求大的海上风电的各种交互，可能促进或制约其部署。研究人员采用
荷兰计划到2050年在其水域部署高达70 GW的海上风电。作为世界上最繁忙的海域之一，荷兰北海部分因化石燃料开采、航运和渔业等活动而面临空间紧张和自然状态退化。部门和参与者之间的相互关联导致了与空间需求大的海上风电的各种交互，可能促进或制约其部署。研究人员采用系统思维（systems thinking）来探索因海上风电转型而在荷兰北海产生的交互。研究人员访谈了22名利益相关者，组织了一次结构化焦点小组讨论和四次后续研讨会。通过系统思维方法，研究人员阐明了海上风电社会技术系统、空间竞争和生态质量领域内不同部门和活动之间的交互，从而拓宽了分析范围。这使得研究人员能够识别出一组影响荷兰海上风电部署的交互，这些交互位于基础设施、社会、空间和生态领域。总体而言，研究人员发现空间和生态交互表明需要建立不同活动之间的协同作用以实现成功转型。由于海上风电的扩张将因与其他领域的交互而产生各种影响，很可能会与生态和海洋空间规划等其他政策领域产生冲突。
研究背景：荷兰计划到2050年在其专属经济区部署高达70 GW的海上风电，这将使现有装机容量（2024年为4.7 GW）增加约15倍，并占用约四分之一的荷兰北海空间。然而，北海作为全球最繁忙的海域之一，已因化石燃料开采、航运和渔业等活动面临空间紧张和生态退化。欧盟鸟类和栖息地指令、自然恢复法以及奥斯陆和巴黎公约（OSPAR）等法规要求大幅增加自然保护区域，并限制人类活动对海洋环境的影响。现有研究多孤立分析海上风电的技术经济、空间竞争或生态影响，忽略了这些子系统之间的交互作用，导致对大规模部署可能引发的连锁效应认识不足。因此，本研究旨在回答“荷兰海上风电的部署如何受其他领域交互的影响？”这一问题，采用系统思维（systems thinking）方法，通过利益相关者参与，揭示不同部门活动之间的动态关联，为未来量化建模和政策制定奠定基础。论文发表在《Renewable Energy》。
关键技术方法：研究人员采用系统思维和系统动力学（system dynamics）方法，通过群体模型构建（group model building, GMB）和后续研讨会，与利益相关者共同构建因果环路图（causal loop diagrams, CLD）。样本来源包括来自荷兰北海相关行业的30名利益相关者（能源公司、电网运营商、港口、承包商、咨询公司、政府部门、研究机构、环保组织、渔业等），通过访谈（22人）、一次GMB研讨会（12人）和四次后续研讨会（12人）收集数据，并利用Grounded Theory和NVivo软件进行编码分析。
研究结果：
3.1.1 海上风电容量的技术经济与社会政治
通过GMB和后续研讨会构建的CLD显示，海上风电容量受多种反馈机制驱动。在技术经济层面，电能需求、传输基础设施和储能（如氢能）的盈利能力构成增强循环（R1*），但港口和船只可用性形成平衡循环（B1*），限制容量增长。在社会政治层面，公众接受度受基础设施陆上落点影响（B4、B5*），而氢能替代电力网可减轻居民负担（R2*），同时行业就业机会可提升接受度（R3）。渔业失业则可能降低地方支持。
3.1.2 空间竞争的动态变化
CLD表明，多用途空间利用（如被动渔业）可能增加总体活动量（R5），并加剧空间竞争（R6*）。港口容量（B6*）和生态质量（B7*）对所有活动起平衡作用，限制可部署容量。能源基础设施（如碳捕集与储存）的扩展进一步增加空间需求（R4），迫使渔业等传统行业面临份额缩减。
3.1.3 栖息地变化影响生态质量
CLD指出，环境政策（B8）调节人类活动对生态的影响，但若政策不够严格，减排温室气体（GHG）带来的生态增益可能被抵消（R7）。海上风电基础设施（如硬基质）可创造海洋栖息地（R8），但短期安装噪声和物理扰动对海床有害，且退役后正面效应消失。风电对鸟类和蝙蝠种群造成碰撞、屏障等负面影响（B9）。渔业等活动被替代可改善鱼类栖息地（R10），提升生态质量（R9）。
3.2 荷兰海上风电转型中的交互
通过分析所有反馈循环，研究人员在基础设施、社会、空间和生态四个领域识别出关键交互。例如，大规模海上风电需要系统集成（如氢能），但受港口容量限制；空间竞争加剧导致渔业冲突；生态质量虽可从减排中获益，但当前退化状态可能限制短期部署。这些交互表明，必须从早期阶段考虑协同效应，但多用途空间可能增加海上交通，长期生态增益取决于基础设施是否持续存在。
总结讨论部分：研究人员将结果与现有文献进行了对比，确认了港口容量、公众接受度、环境政策等已知因素，但指出本研究的创新点在于揭示了不同子系统之间的交互作用，以及这些交互可能导致的意外后果，如生态目标与能源目标之间的冲突。讨论部分还指出了局限性：CLD简化了因果关系，未量化反馈强度，且研究结果具有情境特异性；同时，参与者构成可能影响模型输出。未来研究可结合量化建模，或扩展到其他海域。
研究结论翻译：本研究采用参与式系统思维方法，揭示了荷兰海上风电转型中的一系列交互，这些交互分布在基础设施、空间、生态和社会领域，共同决定了海上风电目标的实现程度。研究人员还发现了一些紧张关系，源于巨大的海上风电目标与已有密集活动之间的冲突。尽管部分能源基础设施旨在促进西北欧脱碳，但结果表明荷兰北海可能已达到其生态和空间增长极限。随着脱碳目标逼近，迫切需要快速行动。若荷兰通过大规模海上风电成为西北欧能源枢纽，空间争夺和生态退化可能加剧；若降低海上风电目标，空间和生态压力可减轻，但可能威胁氢能战略并需要补充措施。无论如何，政治决策需迅速做出，以避免因果环路图中识别出的系统交互导致最坏情况下的严重负面后果。
