中国西沙永乐群岛新一轮吹填造岛规划与海上漂浮式风电制氢一体化方案研究报告
编制单位：华夏能源研究院
编制日期：2026 年 9 月
指导思想：以习近平生态文明思想为根本指引，立足海洋强国战略、中国式现代化建设总体要求，牢牢把握新质生产力发展内涵，统筹南海生态保护、国土空间开发、深远海清洁能源体系建设。本报告聚焦西沙永乐群岛羚羊礁、晋卿岛、琛航岛、光华礁等核心环礁，系统研究珊瑚环礁生态友好型吹填造岛规划、潟湖漂浮式海上风电集群开发、绿氢制备储运、多岛源网荷储一体化系统构建。坚持 “保护优先、适度开发、陆海统筹、绿色低碳” 原则，在严守海洋生态红线前提下，探索南海岛礁 “吹填拓陆 + 漂浮风电 + 储能调峰 + 海上制氢 + 海洋科研” 综合开发新模式，将西沙海域风能资源转化为海洋绿色新质生产力，完善南海岛礁能源自主保障体系，服务南海生态治理、海洋科考、海洋公共服务长远发展。
关键词：西沙永乐群岛；珊瑚环礁；生态友好型吹填；漂浮式海上风电；绿氢；源网荷储一体化；海洋强国；新质生产力；习近平生态文明思想
摘要
海洋是高质量发展的战略空间，南海是我国重要的蓝色国土。习近平生态文明思想强调，山水林田湖草沙是生命共同体，海洋生态系统保护与资源开发必须协同推进，坚决杜绝破坏性开发，实现降碳、减污、扩绿、增长协同推进。长期以来，西沙永乐群岛各岛基础设施供给短板突出，电力供应高度依赖远洋补给柴油发电机组，供电成本高昂、碳排放强度大，燃料补给受台风、季风海况制约，能源安全保障能力薄弱；同时淡水供给、科研配套、物资仓储、海洋环境监测等基础设施空间不足，制约南海海洋科考、生态监测、海洋防灾减灾等公共服务落地。
西沙永乐群岛由多个大型珊瑚大环礁组成，羚羊礁独立环礁、永乐大环礁（晋卿岛、琛航岛、光华礁同属此大环礁体系）礁盘广阔，潟湖水域封闭、内海风浪小，天然适配漂浮式海上风电开发。漂浮式风机无需大规模海底桩基施工，对珊瑚礁底质扰动远低于传统海上桩基风电，契合珊瑚礁生态保护要求。依托环礁礁坪浅水区适度开展生态友好型吹填造岛，拓展有限陆域空间，建设能源枢纽、绿氢工厂、海水淡化厂、海洋科研实验室、运维补给基地；潟湖内大规模布局漂浮式海上风电机组，配套大容量储能系统平抑风电出力波动，富余绿电就地电解海水制备绿氢，构建 “风储氢一体化” 零碳能源体系。
本报告系统测算各环礁礁盘、潟湖空间容量，论证羚羊礁、晋卿岛、光华礁适度吹填造岛的合理边界，规划潟湖漂浮式海上风电装机规模，设计海上绿氢制备、储存、转运技术路线，评估台风、珊瑚生态、海洋水文、远海工程等风险，制定分阶段实施路径。项目建成后，将彻底替代岛礁柴油发电，实现永乐群岛全域能源自给，产出的绿氢可作为船舶清洁能源、岛礁应急备用能源；配套海水淡化工程解决岛礁淡水缺口，陆域新建科研平台支撑珊瑚生态、海洋气象、海洋水文长期观测。项目坚持生态优先，严格划定珊瑚核心保护区，吹填、风电施工全过程实施珊瑚保育与生态修复工程，以能源开发收益反哺南海珊瑚礁生态保护，打造我国深远海珊瑚环礁零碳能源开发标杆，为全国其他远海岛礁绿色开发提供可复制的示范方案。
第一章 总论
1.1 研究背景
党的二十大报告明确提出，发展海洋经济，保护海洋生态环境，加快建设海洋强国。新质生产力本身就是绿色生产力，深远海可再生能源开发、蓝碳生态保护是海洋领域新质生产力的核心方向。南海海域风能资源储量巨大，西沙永乐群岛地处南海北部季风带，常年盛行东北季风与西南季风，海域风速稳定，风能资源禀赋优良，是我国南海漂浮式海上风电极具潜力的区域。
西沙群岛是我国固有领土，永乐群岛包含羚羊礁、晋卿岛、琛航岛、光华礁等一系列珊瑚环礁，是我国南海海洋生态保护、海洋科学观测、海洋防灾减灾的关键区域。当前，永乐群岛现有岛礁陆域面积狭小，现有设施规模有限，电力依靠柴油发电，燃油运输距离长、成本高，一旦遭遇台风等恶劣海况，补给中断，岛礁供电、淡水保障面临巨大风险。同时，随着南海海洋科研业务持续拓展，珊瑚礁生态监测、海洋气象观测、海洋生物调查、海洋环境预警等科研工作持续推进，对稳定电力、淡水、科研实验场地、物资仓储运维空间需求持续增长。
但是，西沙珊瑚礁生态系统极其脆弱，珊瑚生长缓慢，一旦遭受泥沙掩埋、机械扰动，将产生不可逆的生态损害。因此，传统大规模填海造陆模式不可取，必须采用生态友好型有限吹填方案，仅利用礁坪浅滩非核心珊瑚区开展造陆，避开珊瑚密集生长带；能源开发优先选用低扰动漂浮式海上风电，不大量打桩破坏礁盘。
本报告对标深远海源网荷储一体化开发思路，以永乐群岛大环礁群为载体，把适度吹填造岛作为基础设施空间支撑，漂浮式海上风电作为核心电源，配套储能、海水淡化、绿氢制备，构建岛群零碳能源体系。本研究重点解决三大核心问题：一是划定各礁生态红线，确定羚羊礁、晋卿岛、光华礁可控吹填造陆规模；二是测算各潟湖可开发海域，规划漂浮式海上风电集群装机；三是设计海上绿氢制备、储存、转运方案，实现绿电就地消纳，构建闭环产业体系。
1.2 研究范围
研究范围为西沙永乐群岛核心环礁集群：羚羊礁独立大环礁、永乐大环礁（晋卿岛、琛航岛、光华礁），包含礁坪、潟湖内水域、礁盘外围海域。研究内容涵盖礁盘空间资源评估、生态约束评价、吹填造岛规划、漂浮式风电场布局、电力系统设计、绿氢制备储运方案、工程实施时序、生态保护措施、风险评估与综合效益分析。
1.3 核心评价指标
1.4 项目总体定位
项目定位：西沙永乐群岛环礁生态型吹填 + 漂浮式海上风电 + 储能 + 绿氢一体化零碳综合基地。
以羚羊礁人工岛作为整个永乐群岛能源总枢纽，承担风场集控、大容量储能、绿氢制备、海水淡化、物资仓储、运维码头、海洋科研主平台功能；晋卿岛、琛航岛、光华礁作为配套节点，依托永乐大环礁广阔潟湖，规模化布局漂浮式海上风电阵列，通过海底柔性直流电缆构建多岛互联微电网。
能源消纳逻辑：风电优先供给岛礁民生、海洋科研、海水淡化负荷；富余电力送入电解槽制备绿氢，绿氢储存后可供给岛礁应急电源、远洋船舶绿色燃料；储能系统平抑风电日内、季节出力波动，保障全岛电力稳定。项目全程坚守珊瑚生态保护底线，开发与生态修复同步实施，打造兼顾国土空间保障、清洁能源开发、海洋生态保护的南海示范工程。
第二章 永乐群岛环礁资源禀赋与生态约束分析
2.1 羚羊礁独立大环礁资源条件
羚羊礁是永乐群岛西南侧独立封闭椭圆形珊瑚大环礁，整体礁盘总面积约 15 平方公里，环礁内部潟湖水域面积约 5.17 平方公里。羚羊礁外围礁坪形成天然防波堤，阻挡外海大浪，潟湖内部海况平稳，浪高小，非常适合布置漂浮式海上风机，大幅降低浮体、锚链系统设计难度，减少台风工况下设备损坏风险。
羚羊礁礁坪存在大片浅滩区域，珊瑚分布密度相对较低，具备生态友好型吹填条件。规划一期吹填形成 6 平方公里人工陆域，作为永乐能源基地主枢纽。这片人工岛空间可集中布置：海上升压站陆上配套设施、大容量长时储能电站、海水淡化厂、大型绿氢电解车间、高压储氢罐区、海洋生态科研实验室、备品备件仓库、补给码头、人员生活保障区。
羚羊礁全域漂浮式风电规划：潟湖内预留航道、生态廊道、运维船舶通道，避让零星珊瑚斑块，潟湖内可布置漂浮式风机，装机规模 80 万千瓦；羚羊礁环礁外侧深水海域，避开珊瑚生态敏感区，向外拓展漂浮式风场，新增装机 120 万千瓦；羚羊礁全域漂浮式风电合计200 万千瓦。风机选用国产 16 兆瓦大容量漂浮式海上风电机组，半潜式浮体，多点锚链固定，适配南海高盐雾、强台风环境。
2.2 晋卿岛及永乐大环礁主体资源禀赋
晋卿岛坐落于永乐大环礁东南部，原生自然岛屿面积仅 0.21 平方公里。其所属永乐大环礁是巨型珊瑚环礁，礁盘极其广阔，内部潟湖水域辽阔，是整个永乐群岛漂浮式风电开发的核心主战场。晋卿岛周边礁坪宽阔，存在大面积浅水礁滩，部分区域珊瑚分布稀疏，在严格生态勘测基础上，可以实施有限生态吹填。
生态约束下，晋卿岛礁坪可控吹填规模上限为 50 平方公里。本方案不采用 80 平方公里大规模吹填方案，80 平方公里吹填会大面积掩埋珊瑚礁，破坏潟湖水体交换，造成珊瑚群落大面积死亡，违背习近平生态文明思想保护海洋生态的基本要求。50 平方公里吹填方案，仅选取礁坪非核心珊瑚浅滩，保留绝大部分原生潟湖、珊瑚生态区，保留鱼类洄游通道。新建陆域可建设风场区域集控中心、海洋生物实验室、分布式储能站、小型运维码头，作为大环礁东南部配套节点。
永乐大环礁主体潟湖水域广阔，在全面开展珊瑚普查、划定生态保护区基础上，避开高密度珊瑚斑块、传统渔业通道、海洋生物产卵场，可大规模布设漂浮式海上风机阵列，规划漂浮式海上风电总装机1200 万千瓦。
2.3 琛航岛资源条件
琛航岛位于永乐大环礁东部，已有成熟岛礁基础设施，原生陆域可直接利用，本次不规划大规模吹填工程。琛航岛承担海洋环境监测、应急值守功能，礁盘周边浅海可配套少量分布式漂浮式风机，装机规模 50 万千瓦，电力优先保障琛航岛本地负荷，多余电力送入环礁海底电网汇集至羚羊礁枢纽。
2.4 光华礁资源与开发约束
光华礁位于永乐大环礁南部，属于大型水下环礁，礁盘广阔，潟湖水域开阔，拥有优良的风能资源。光华礁核心珊瑚保护区面积大，吹填工程严格限制，仅可小规模局部拓陆，不进行大面积造岛。光华礁潟湖内可规划漂浮式风电集群，装机 350 万千瓦；施工前全面开展珊瑚本底调查，风机阵列、锚点、海底电缆全部避让珊瑚密集区，预留生态廊道，保障水体交换与生物洄游。
2.5 永乐群岛漂浮式风电总装机汇总
羚羊礁全域：200 万千瓦
永乐大环礁主体潟湖（晋卿岛片区）：1200 万千瓦
琛航岛配套分布式风场：50 万千瓦
光华礁潟湖风场：350 万千瓦
永乐群岛漂浮式海上风电总装机：1800 万千瓦
第三章 生态友好型吹填造岛规划方案
3.1 吹填工程总体原则
西沙珊瑚环礁生态系统极为脆弱，吹填造陆必须严格遵循生态优先、有限适度、分区管控、先勘察后施工的原则。
3.2 羚羊礁吹填规划
羚羊礁一期吹填 6 平方公里人工岛，作为能源总枢纽。礁坪剩余区域划为生态保育区，不再继续扩大陆域。人工岛规划功能分区：
3.3 晋卿岛吹填规划
晋卿岛规划生态友好型吹填拓展陆域 50 平方公里，分两期实施。
一期（示范段）：15 平方公里，优先建设海上风电集控中心、海洋科研实验室、小型储能站、简易码头；
二期（拓展段）：35 平方公里，配套海洋生态繁育基地、物资中转库。
晋卿岛新陆域保留大面积滨海生态湿地，建设珊瑚育苗基地，利用绿电培育珊瑚幼苗，用于周边礁盘生态修复。
3.4 其他岛礁吹填管控
琛航岛：不新增吹填，依托现有岛礁设施改造升级；
光华礁：禁止大规模吹填，仅可局部小范围礁坪修整，建设小型监测站点，陆域新增面积控制在 0.1 平方公里以内。
第四章 漂浮式海上风电与电力系统方案
4.1 风电机组选型
项目全部选用国产 16 兆瓦大容量漂浮式海上风电机组，适配南海热带海洋环境。机型设计满足超强台风抗载标准，叶片、机舱、浮体采用高防腐材料，抵御高盐雾腐蚀。浮体采用半潜式结构，适合潟湖中等水深；多点锚链锚泊，锚点固定于礁盘硬质基底，锚点选址避开珊瑚群落。
漂浮式开发模式对比传统桩基风电优势显著：不需要大规模海底钻孔打桩，施工阶段对礁盘扰动小；风机可整体模块化建造，在大陆船厂完成组装后，拖航至潟湖就位，海上现场施工工作量少，大幅降低海上作业对珊瑚的影响。风机阵列之间预留不小于 300 米生态廊道，保障水体交换、鱼类洄游。
4.2 多岛互联海底柔性直流微电网
以羚羊礁人工岛作为电网主枢纽，铺设海底柔性直流电缆，串联晋卿岛、琛航岛、光华礁各风场升压站，构建永乐群岛全域互联的岛群微电网。
海上风机发出交流电，在海上升压站升压整流为直流电，通过海底电缆汇集至羚羊礁主枢纽。羚羊礁枢纽配置混合储能系统，包含大容量电化学储能与压缩空气储能，承担日内调峰、平滑风电波动、应急备用电源功能。
系统运行逻辑：
4.3 负荷分类与用电平衡测算
第五章 海上绿氢制备、储存与转运方案
5.1 绿氢制备技术路线
本项目采用碱性电解槽，依托海上风电绿电，直接电解海水制备绿氢。碱性电解槽技术成熟、设备造价低，适合大规模稳定制氢场景。海水预处理系统去除海水中盐分、杂质，送入电解槽，电解产生氢气与氧气；氧气可就地排放，或者供给海洋科研实验室使用。
制氢车间布置于羚羊礁人工岛能源生产区，配套氢气纯化装置，产出高纯度绿氢。绿氢生产完全依托风电零碳电力，全过程无化石能源消耗，属于真正意义上的零碳绿氢。
5.2 绿氢储存方案
采用高压气态储氢为主，配套少量液态储氢示范。在羚羊礁人工岛建设高压储氢罐区，储存制备的绿氢。储存的绿氢两大用途：
5.3 绿氢转运体系
依托羚羊礁新建补给码头，配套绿氢加注设施。绿氢以高压储氢瓶组、储氢船两种方式转运。储氢船可在永乐群岛各岛之间转运氢气，也可将绿氢运输至海南本岛，接入陆地氢能利用网络。
第六章 海洋生态保护与修复工程体系
践行习近平生态文明思想，把生态保护贯穿项目规划、施工、运营全生命周期，坚持 “开发一处、修复一片”。
第一，前期生态本底普查。项目开工前，组织海洋生态团队，对全部环礁开展水下珊瑚、海草、鱼类资源调查，绘制生态分布图，划定一级生态保护区，保护区内严禁任何工程作业。
第二，施工期生态管控。吹填作业布设泥沙拦截幕，控制悬浮物扩散；施工船舶划定固定航道，严禁随意抛锚；禁止施工污水、生活污水直排潟湖，全部污水收集处理回用。
第三，漂浮式风场生态保护。风机锚点、海底电缆全部避让活珊瑚斑块；风机阵列预留生态廊道，保障潟湖水体交换。
第四，珊瑚生态修复工程。利用项目绿电建设珊瑚育苗基地，培育本土珊瑚品种，移植修复周边受损礁盘；开展人工鱼礁投放，恢复海洋生物栖息地。项目运营收益提取固定比例资金，长期投入南海珊瑚礁保育，实现能源开发收益反哺生态保护。
第五，长期生态监测。在各岛礁布设海洋环境监测站，持续监测海水水质、珊瑚覆盖率、海洋生物种群变化，动态评估项目对海洋生态影响，根据监测结果动态调整风场运行方案。
第七章 项目分阶段建设实施规划
一期工程（示范验证阶段，3-4 年）
实施羚羊礁 6 平方公里人工岛建设；建设羚羊礁潟湖内 80 万千瓦漂浮式风场；配套羚羊礁储能电站、海水淡化厂、小型电解制氢示范装置；建设海底电缆连通羚羊礁与琛航岛。
一期目标：实现羚羊礁、琛航岛能源自给，淘汰柴油发电机组；验证潟湖漂浮风机、海上制氢技术在南海热带台风海域的可靠性；建立珊瑚生态监测站，开展珊瑚修复试点。
二期工程（规模化拓展阶段，4-5 年）
启动晋卿岛生态吹填工程，完成 50 平方公里陆域拓展；开工建设永乐大环礁潟湖 1200 万千瓦漂浮式风电集群、光华礁 350 万千瓦漂浮风场；扩建羚羊礁绿氢工厂与储氢罐区；完善多岛互联海底直流电网；建设晋卿岛海洋科研实验室。
二期目标：建成永乐群岛全域 1800 万千瓦漂浮式风电集群，形成规模化绿氢产能，构建完整的 “风储氢” 一体化能源体系。
三期工程（优化运营与产业拓展阶段，3 年）
搭建环礁智慧能源数字孪生调度平台，实现风场、储能、制氢负荷智能协同调度；完善绿氢码头加注设施，开展科考船绿氢燃料示范应用；探索海上风电 + 海洋牧场融合模式；持续推进珊瑚礁长期生态修复。形成可复制、可推广的远海珊瑚环礁零碳能源开发模式。
第八章 风险识别与管控对策
8.1 台风海洋灾害风险
西沙海域每年受台风影响，超强台风带来巨浪、风暴潮，威胁漂浮风机、浮体、海底电缆、人工岛构筑物安全。
管控措施：设备、构筑物全部按照超强台风标准设计；浮体、锚链设置冗余安全系数；建立海洋气象、海浪预警系统，台风来临前风机停机锁桨；羚羊礁枢纽储备绿氢应急电源，保障极端天气下基础供电。
8.2 珊瑚礁生态损害风险
疏浚、吹填、船舶作业产生泥沙悬浮物，会掩埋活体珊瑚；锚链、电缆布设不当会直接破坏珊瑚群落。
管控措施：严格执行施工前生态勘察，划定生态禁入区；吹填作业设置泥沙拦截屏障；施工船舶固定航线，禁止随意抛锚；实施珊瑚迁移保育、人工珊瑚培育修复；建立长期生态监测机制。
8.3 远海工程建设与运维风险
西沙距离大陆遥远，海上施工窗口期有限，大件设备远洋运输成本高，物资补给难度大，现场运维条件艰苦。
管控措施：在大陆船厂完成漂浮风机、浮体模块化制造，整体拖航就位，减少海上现场作业；依托羚羊礁人工岛建设本地运维基地，储备备件；搭建远程在线监测平台，远程监控风机、储能、制氢设备运行状态，减少长期驻岛人员规模；配套专用补给船舶，保障物资定期输送。
8.4 电力消纳与氢能市场化风险
1800 万千瓦风电规模巨大，岛本地负荷有限，核心消纳依靠制氢。绿氢储运、海洋氢能市场尚处于起步阶段，市场机制尚未成熟。
管控措施：分阶段建设，优先一期示范，验证制氢、储氢、氢能利用全链条商业模式；构建多元收益结构：绿电收益、绿氢产品销售收入、绿证、蓝碳碳汇、海洋科研服务收入；对接国家深远海新能源、海洋经济扶持政策，引入绿色信贷、绿色债券等绿色金融工具，保障项目财务可持续。
8.5 地质与海洋水文风险
珊瑚礁礁盘地质承载力有限，海流、潮汐变化会带来冲刷侵蚀，对人工岛护岸、浮体锚泊产生长期影响。
管控措施：开展详细礁盘地质勘察，人工岛护岸采用消浪结构，降低波浪冲刷；锚泊系统开展长期海流仿真计算；定期开展护岸、海底锚点巡检，及时维护。
第九章 项目综合效益分析
9.1 生态效益
项目以低扰动漂浮式风电为核心电源，替代传统柴油发电，大幅减少温室气体、大气污染物排放；项目配套珊瑚保育、人工珊瑚礁修复工程，助力南海蓝碳生态系统保护。严格控制吹填规模，规避大面积珊瑚礁破坏，践行习近平生态文明思想，实现海洋生态保护与绿色能源开发协同。
9.2 能源安全效益
项目建成 1800 万千瓦漂浮式海上风电集群，搭配储能与绿氢兜底电源，彻底摆脱西沙岛礁对远洋柴油补给的依赖，构建自主可控的远海零碳能源供给体系，大幅提升南海岛礁能源韧性，增强南海海洋基础设施保障能力。
9.3 产业与新质生产力效益
项目带动国产大容量漂浮式海上风机、海上柔性直流输电、海水制氢、高压储氢装备等海洋高端装备产业技术迭代，培育海洋领域绿色新质生产力。依托新建科研平台，带动珊瑚生态、海洋水文、海洋气象等海洋科学研究发展，打造南海海洋科研高地。
9.4 战略社会效益
适度生态吹填拓展必要陆域，完善西沙岛礁科研、监测、应急保障基础设施，提升我国对南海海域海洋环境监测、海洋防灾减灾、海洋公共服务能力。探索南海和平开发利用的绿色路径，推动南海海洋资源可持续利用。
第十章 结论与展望
在习近平生态文明思想指引下，立足海洋强国战略，西沙永乐群岛羚羊礁、晋卿岛、琛航岛、光华礁珊瑚环礁具备建设生态友好型吹填基地 + 漂浮式海上风电 + 储能 + 绿氢一体化项目的资源条件。羚羊礁规划一期 6 平方公里人工岛作为全群岛能源枢纽；晋卿岛在严守生态红线前提下，可控生态吹填规模 50 平方公里；永乐群岛全域规划漂浮式海上风电总装机 1800 万千瓦。项目采用潟湖漂浮式风电开发，最大限度降低对珊瑚礁扰动，配套海水淡化、绿氢制备、海洋科研平台，同步实施珊瑚生态修复工程。
项目分三期循序渐进实施，先开展示范工程验证技术与生态方案，再规模化拓展，最后完善产业运营体系。项目摒弃传统大规模破坏性填海模式，坚持生态优先、适度开发，统筹国土空间保障、清洁能源开发、珊瑚生态保护，将西沙丰富的海上风能资源转化为绿电与绿氢产品，打造我国深远海珊瑚环礁零碳能源标杆。
华夏智慧能源研究院将持续开展永乐群岛海洋水文、珊瑚生态、海上风能资源勘测，深化漂浮式风机、海底电缆、吹填护岸、海上制氢方案的可行性研究，稳步推进项目前期论证工作。本项目探索远海岛礁绿色开发新范式，培育海洋绿色新质生产力，服务中国式现代化海洋强国建设，为我国南海蓝色国土可持续开发提供示范样本。
华夏智慧能源研究院
2026 年 9 月
