歐洲視北海海上風電為能源轉型關鍵支柱，計劃至 2050 年將海上風機容量由現有基礎擴大逾十倍。然而，德國亥姆霍茲中心（Helmholtz-Zentrum Hereon）最新研究指出，此擴張正大幅、長期重塑海底泥沙運移與沉積過程，並已在德國近海等海域顯現明顯變化。相關結果近日刊登於期刊《Communications Earth & Environment》。
研究顯示，北海泥粒物質處於持續運作中，既包括海浪與洋流驅動的海床沉積物，亦涵蓋經英國海峽由大西洋輸入的物質，以及河流攜帶入海的泥沙。這些泥粒反覆沉降與再懸浮，最終多在相對靜止水域累積為細泥層。海上風機則在水面與水下形成「障礙物」，干擾水體分層結構並在大尺度削弱湍流，從而改變泥沙運移與沉積的空間格局。
風電場對泥沙與碳匯的影響量化
亥姆霍茲中心團隊發現，現有海上風電場已在全北海範圍引發泥沙再分配，每年涉及泥沙量可達約 150 萬噸，其中包含大量有機碎屑。這些沉積物中相當一部分源自海洋植絨遺骸，富含有機碳碎屑（POC）。這些含碳泥粒沉降至海底後，可在沉積層中封存數百年，使海底成為重要碳匯，有助海洋吸收並長期鎖存二氧化碳，減緩氣候變化影響。 為量化風電場對泥沙與碳匯過程的影響，研究團隊建構全新數值模型，將大氣條件、海浪、海流及泥沙運移過程統整納入模擬框架。
該模型基於機構先前有關海上風機對氣候與水體運作影響的研究基礎，能在區域尺度評估風電場群對沉積動力學的綜合效應。 「我們的模擬結果顯示，伴隨海上風電場未來數十年的持續擴張，這種泥沙再分配的數量水平仍將不斷累積。」論文第一作者、亥姆霍茲中心海洋系統分析與建模研究所的陳佳悅（Jiayue Chen）表示。她指出，此變化可能影響北海生態系統的長期運作機制及碳儲存能力，其中約 52% 的泥沙再分配發生在德國近海，此海域遂成為受影響最顯著區域之一。
研究團隊計劃下一步重點評估這些變化對瓦登海等敏感淺海區域的影響。瓦登海的潮汐與島嶼演化依賴持續泥沙補給，以抵禦海平面上升帶來的形態調整壓力。泥沙運移路徑一旦被大規模工程設施改變，可能對海岸地貌穩定性及生態系統結構產生深遠影響。與此同時，團隊亦在進一步探討這些過程對海洋碳匯功能的反饋效應。若含碳細粒泥沙被由原有利長期埋藏的區域「運移」至更易再懸浮、再礦化的環境，海洋長期碳儲存效率或將發生變化，從而間接影響區域乃至全球碳循環。
「透過更良好理解北海的泥沙分佈與碳儲存格局，我們可以更全面評估海岸穩定性、航運安全以及德國近海生態系統功能的長期風險。」陳佳悅表示。她強調，此研究為海上風電的可持續發展提供重要基礎，有助政策制定者及企業與產業界在規劃未來風電場選址與佈局時，更充分顧及環境承載力及生態影響。
