目标是减少70%的CO22030年的排放——主要是通过促进更多排放可再生能源丹麦议会于2020年6月通过了一项气候协议，使丹麦成为世界上第一个建造人工能源岛的国家。
第一个能源岛将位于北海离岸约100公里处，最初计划从周围的风力发电场收集3吉瓦的电力(分阶段扩大到10吉瓦)。该岛屿将作为一个枢纽，促进电力传输，容纳电力存储，并将电力转换为新形式的能源(power -to- x)。
人工能源岛的建设是一项巨大的投资，对于如此大规模的关键基础设施来说，将风险降至最低至关重要。为了安全起见，到目前为止，岛上所有的概念设计都基于硬结构的使用，如防波堤、岩石护岸和混凝土沉箱。然而，海岸保护只能通过硬结构来实现，这是一种常见的误解。
现实世界的经验表明，即使在暴露的地点，天然海滩和软工程方法，如海滩滋养，也能最好地保护海岸线免受海浪袭击。
DHI海岸工程系主任Nicholas Grunnet博士回答了我们关于使用软工程作为有效海岸保护策略的问题。继续阅读，了解计算海岸工程的最新创新如何让设计专业人员巧妙地使用沙子作为可持续海岸保护的一种形式。
Q1:建设能源岛的挑战是什么?
能源岛设想在稳定和强风条件盛行的地方，这通常意味着在公海上。这需要更高的波浪条件和更深的水，这两者都对施工性能提出了挑战，因为非常短的天气窗口允许安全的工作条件。另一个相关的挑战是将所需建筑材料运输到远海的物流问题。这自然会引发一个问题:“为什么不用沙子呢?”，因为它通常是附近丰富的海底物质。
你能告诉我们更多关于“软工程”的信息吗?
在海岸管理中，软工程是与自然一起保护海岸。这减少了对环境的负面影响，并创造了更可持续的解决方案，相比于硬工程项目，如建造海堤、码头和其他结构。
在DHI，我们将波动视为外部机会，而不是将其视为我们需要保护的问题制造者。我们承认自然力量正在不断地重塑海岸线。用沙子做的艺术海岸保护正在设计一个接近平衡形状的海滩。横向支撑结构通常是必要的，以维持稳定的海滩，在360度的情况下是必需的o岛。DHI已经设计了一个概念性的能源岛，以满足北海拟议能源岛的需求。虽然这是一个真正的沙粒工程解决方案，但优化后在周边安装了一些鱼尾墩，以稳定沙粒。
Q3:能源岛会提高当地生物多样性吗?
任何人工岛都有可能把海底从单一的“沙漠”变成一个新的当地生物多样性的“绿洲”。虽然垂直墙只有利于海洋贻贝等少数物种，但作为堤坝和防波堤的一部分，石头将在较浅的深度(0-10米)充当当地的石礁，从而增强生态系统的设计。较深的岩石覆盖层(10米以下)将充当当地的石礁，为鳕鱼、龙虾和大型藻类等鱼类创造潜在的栖息地。沙滩将成为海豹等动物的潜在休息点。
Q4:为什么丹麦能源岛不考虑软工程方法?
几十年来，硬结构已经成为沿海基础设施解决方案中的舒适商品。计划在25-30米深的北海基地的海上条件是极端的，可以认为，设计12米左右的显著波浪高度可能会使这个开创性的能源岛的沙基海岸保护过于遥远。
此外，这种极端的波浪气候可能会导致暴风雨期间沙子的损失。虽然我们可以采取措施减少沙子的流失，或设计预防性营养维护计划，以弥补干燥海滩上的缓冲，但沉积物是可移动的，因此在暴风雨期间海岸线将保持动态。我不得不承认，资产所有者可能很难想象海岸保护的水平会随着时间而变化。然而，这种威胁是可以妥善管理的，我们已经完成了许多成功的项目，解决了这一挑战。
Q5:这种基于沙子的方法在全球范围内应用吗?
DHI在设计横跨大洋的休闲岛屿方面有着广泛的记录，例如，在有吸引力和稳定的海滩是业务先决条件的旅游开发项目中。我们最近设计的岛屿正在印度洋中部建造(见图)，同样暴露在极端的海浪中，但与北海相比，它们的水深更浅。海上风能在亚太地区是一项快速发展的业务，韩国、台湾、越南、日本、中国和印度等国家都制定了雄心勃勃的目标。对于任何想要冒险开发沙基能源岛屿的组织来说，南中国海和黄海可能是理想的选择。
Q6: DHI是否有可靠的工具来设计由沙子保护的能源岛?
人工岛屿和海滩不知道它们是人造的，所以它们会像天然海滩一样对自然的影响做出反应。因此，了解产生自然和弹性海滩的机制非常重要。DHI的决策涉及海岸线管理基于对复杂自然过程的深刻理解。我们详细的海岸模型捕捉了最新的科学和技术进展。正是这种深厚的知识和模型的结合，为决策提供了对现代海岸工程工具的信任。
问7:您认为数字时代将给沿海恢复力规划带来什么样的未来可能性?
我们当然可以通过软工程实现更多的目标。未来的海岸保护应该结合特定地点的海岸过程和自然存在的植物和动物物种。数值模型在为与生态系统相互作用的创新海岸保护方案打开机会之门方面发挥着重要作用。为什么不设想用砾石结构(例如水下礁石)进行动态保护，以促进保护而且生物多样性甚至是海滩营养材料?它有一个需要揭示的优点——我们新的多重沉积物传输模型是探索这个方向的第一步。以自然为本、对环境影响较小的海岸保护是我们前进的方向，我们已准备好踏上这段旅程。
看看内置的波浪模型MIKE 21 Boussinesq波DHI最近在印度洋中部设计的岛屿:
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