作者:李乃胜

海洋在调节全球气候变化，特别是吸收二氧化碳等温室效应气体方面作用巨大。人类活动每年向大气排放的二氧化碳总量达55亿吨，其中约20亿吨被海洋所吸收，陆地生态系统仅吸收7亿吨左右。

通过增加海洋的碳汇能力，发展海洋低碳技术，可以在一定程度上缓解化石能源消费造成的全球气候变化问题，将进一步推进我国经济结构调整，转变经济增长方式，有利于建设资源节约型、环境友好型社会。 

　　海洋覆盖地球表面的70.8%，是地球上最重要的“碳汇”聚集地。据目前测算，地球上每年使用化石燃料所产生的二氧化碳约13%为陆地植被吸收，35%为海洋所吸收，而其余部分暂留存于大气中。 

因此，利用海洋的固碳作用，发展海洋低碳技术，对实现我国40%～45%的减排战略目标至关重要。

海洋的碳汇能力

地球上的碳元素主要存在于大气圈、水圈、岩石圈、生物圈中。虽然全球的碳元素主要以碳酸盐岩石的形式存在于地壳中，但其中的碳元素几乎处于静止状态，较少参与碳循环。所以，海洋是除地质碳库外最大的碳库，也是参与大气碳循环最活跃的部分之一，海洋的固碳能力约为4000万亿吨，年新增储存能力约5亿～6亿吨，碳元素在海洋中主要以颗粒有机碳、溶解有机碳和溶解无机碳三种主要形态存在。 

海洋在调节全球气候变化，特别是吸收二氧化碳等温室气体效应方面作用巨大。人类活动每年向大气排放的二氧化碳总量达55亿吨，其中约20亿吨被海洋所吸收，陆地生态系统仅吸收7亿吨左右。温室气体引起的全球气候变化，备受国际社会关注。虽然目前就大气中碳浓度增加是否造成全球温度的升高，以及是否会影响到未来的气候变化等问题，在学术界中还存在着广泛的争议。但可以确认：二氧化碳是碳元素在自然界“碳库”之间传输的最主要形式，是人类活动影响气候的最重要的温室气体。因此，通过增加海洋的碳汇能力，发展海洋低碳技术，可以在一定程度上缓解化石能源消费造成的全球气候变化问题，将进一步推进我国经济结构调整，转变经济增长方式，有利于建设资源节约型、环境友好型社会。 

通常把吸收大气二氧化碳的区域称为“碳汇”，反之，向大气释放二氧化碳的区域称为“碳源”。二氧化碳在较短时间尺度上（譬如几年甚至几十年）的聚集存储称为“碳汇聚”。在较长时间尺度上（譬如千年以上量级）稳定聚集存储称为“碳固定”。研究表明，自20世纪70年代以来，全球海洋一直是大气二氧化碳的“净汇”。但海洋吸收或释放二氧化碳的能力在不同海域中是非常不均匀的，赤道太平洋是最大的海洋二氧化碳“源”。其原因是该区域富含二氧化碳的水体上升，水温升高，造成海水中二氧化碳向大气释放。全球海洋主要的碳汇区分布在较冷的大洋区域。表层海水温度越低，其吸收二氧化碳的能力越强，碳汇的强度也就越大。北大西洋、北太平洋是大气二氧化碳最重要的碳汇地，原因在于墨西哥湾流和北大西洋暖流将温暖的表层海水向北输送，海水逐渐变冷，从而不断从大气中吸收二氧化碳。南大洋是另一个重要的二氧化碳汇聚区域，那里同样存在寒冷的表层水沉降，且生物生产力较高。由于南大洋上空的持续强风使该海区成为一个完美的温室气体吸收器，南大洋仅占全球海洋面积的6%，但吸收的二氧化碳却占到海洋吸收总量的40%。 

中国临近的渤海、黄海、东海和南海按自然疆界为473万平方公里，其海洋生态系统的区域碳循环在全球碳循环过程中占有重要地位。以年为尺度，渤海、黄海、东海、南海均表现为大气二氧化碳的“汇”。海洋科技界比较公认的研究结果为：渤海每年可从大气中吸收284万吨碳，黄海每年吸收900万吨左右，东海可吸收2500万吨，南海可达到2亿吨左右。

海洋的固碳机理

海洋与大气中二氧化碳的界面交换决定于气体分压规律，二氧化碳从高分压向低分压界面转移，而且气体在水中的溶解度随水温降低而升高。因此，海洋在低温水域，大气二氧化碳分压高于表层海水，并借助风驱动的波浪搅动作用，二氧化碳从大气进入海水，在海水中以二氧化碳—碳酸盐体系的形式存储，形成海洋的碳汇；而在高温水域，表层海水二氧化碳分压高于大气二氧化碳的分压时，二氧化碳从海水释放到大气，形成海面碳源。

1. 物理泵

海—气界面的气体交换过程以及二氧化碳从海洋表面向深海输送的水动力过程称为“物理泵”。物理泵作用受控于海洋的热盐环流及洋流的纬度和季节变化。在高纬度海域，特别是北大西洋和南大洋，寒冷并且密度较大的“冷水团”吸收该区域中大气的二氧化碳，并在物理作用下沉到深海。这些下沉的二氧化碳随着大洋环流，到达低纬度海区。在赤道海域，来自高纬度海域的“冷水团”随着上升流上升，将下层一部分较高二氧化碳浓度的低温海水带到表层，因气温高而使海水温度升高变成 “暖水团”，导致这一区域表层海水二氧化碳分压升高，因此会有部分二氧化碳释放到空气中。

2. 生物泵

二氧化碳进入海水体系后，浮游植物通过光合作用，吸收海水中的二氧化碳而生长繁殖，将其由无机碳转化为生物肌体的有机碳，这些有机碳一部分随生物死亡后沉入海底，形成“生物软泥”；一部分通过食物链被逐级转移至其他动物体内，这些海洋动物在生命过程及死亡过程中形成颗粒有机碳，在沉积过程中，部分颗粒有机碳经真菌或细菌的分解又转化为水中的有机碳，进入海洋再循环，大部分则被沉积埋藏在深海里。这种由生物进行的有机碳生产、消费、传递、沉降、分解、沉积等系列过程实现的“碳转移”即称之为“生物泵”。海洋中的生物钙化外壳（扇贝、牡蛎、鲍鱼等）、骨骼中的碳酸钙、造礁珊瑚沉积以及生物肌体的颗粒有机碳，在生物死亡后实现的碳转移，也属于生物泵的范畴。

海洋的固碳方式

 1. 海洋物理固碳

通过海洋物理泵的作用，能够使海水中的二氧化碳—碳酸盐体系向深海扩散和传递，最终形成碳酸钙（CaCO3），沉积于海底，形成钙质软泥，从而起到固碳作用。 

此外，水体温度的变化会影响海水中二氧化碳的溶解度，二氧化碳的溶解度随温度的降低而升高。因此，冬春季海水低温期是吸收二氧化碳的“碳汇期”。碳在海流的作用下不断被带入深海，在深海长期储存，达到固碳的目的。

2. 深海封储固碳

由于化石燃料，尤其煤炭仍是我国最主要的能源燃料，为达到我国二氧化碳减排承诺和应对国际贸易可能出现的“碳关税”，解决措施之一就是寻求能够长期大量存储二氧化碳的地方与方法。科学研究发现，在深海注入的二氧化碳会与水形成一种水化物，外面形成一层固态的外壳，这层外壳限制了二氧化碳与海水的接触；当海水深度大于3000米时，液态二氧化碳表面能形成稳定的水化物外壳，这种方式储藏的气体将足以应对最严重的地震或其他地球剧变，能够保证几千年“安全无逃逸”。 

要实现深海注入，首先要解决的问题就是废气中二氧化碳的收集，主要是利用胺溶剂“洗涤”排放的废气，利用专门的二氧化碳隔离装置能收集98%左右的二氧化碳，然后将其液化压缩，再由延伸至海洋深处的管道送至深海隔离。由于液态二氧化碳的比重大于海水，因此经由管道送入深海后，液态二氧化碳会自动下沉到海床部分。在深海水压之下，液态二氧化碳会沉积不动。专家们预计隔离在深海海底的液态二氧化碳可以稳定隔离2000年以上。因此将二氧化碳注入深海是未来最理想的储藏方法。

3. 海洋生物固碳

藻类固碳。地球上的光合作用90％是由海洋藻类完成的。海藻能够有效地利用太阳能，通过光合作用固定二氧化碳，将无机碳溶解转化为有机碳，并且，在其初级生产过程中，还需从海水中吸收溶解的营养盐，如硝酸盐、磷酸盐，这使得表层水的碱度升高，将进一步降低水体中二氧化碳的分压。这两个过程促使海洋与空气界面两侧的二氧化碳分压差加大，促进大气二氧化碳向海水中扩散，使海水吸收更多的二氧化碳。目前，大规模人工养殖的海藻已成为浅海生态系统的重要初级生产力。研究表明，海洋大型藻类养殖水域面积的净固碳能力分别是森林和草原的10倍和20倍。据计算，每生产1吨海藻，可固定二氧化碳1.1吨。 

近几年，我国大型海藻养殖产量每年在120万～150万吨左右（干重），换算为固碳量为36万～45万吨/年（折合固二氧化碳当量为132万～165万吨/年）。今年我国大型经济藻类的固碳量有可能达到57万吨（折合固二氧化碳量为209万吨）。 

珊瑚礁固碳。热带海洋中广泛发育的珊瑚礁是地质历史上石灰岩的最主要物质来源，也是现代海洋中最重要的固碳生物群。澳大利亚的大堡礁全世界闻名，我国从广东、广西近海一直到南沙群岛发育着大量的海底珊瑚礁。珊瑚群落的繁盛需要两个最重要的条件，一是海水的温度高，水温常年在20℃ 以上最适宜珊瑚的生长；二是光照条件好，海水清澈透明，阳光浅海是珊瑚生长的必要条件。珊瑚礁体主要成分是碳酸钙，珊瑚虫的肌体主要是有机碳。同时，珊瑚礁又是各种藻类发育的良好藻床，也是各类底栖、浮游动物的繁育生长场所，因此珊瑚礁的固碳作用非常巨大。随着海平面变化，珊瑚虫死亡后，其礁体被埋藏后可直接转换成石灰岩，成为永久固碳的最佳方式。 

贝类固碳。海洋贝类，包括牡蛎、扇贝、蛤蜊、海螺、鲍鱼等等都是通过滤食水体中的悬浮颗粒有机碳，而促进其软体组织的生长，并由软体组织的外套膜分泌物形成贝壳，贝壳在形成过程中与海水中的化学元素发生一系列变化，其成分中碳酸钙约占95%，贝类表现出软体组织生长和贝壳形成两种固碳方式。养殖贝类贝壳重量约占总重的60%，海洋中生产1吨贝类，仅贝壳就可固定二氧化碳当量0.25吨。贝类的滤食系统十分发达，有着极高的滤水率，能够吸食上覆水中的浮游植物及颗粒有机物质。

我国养殖贝类是海水养殖的主要品种，占整个海水养殖产量的70%以上，总产已达每年1200万吨左右，稳居世界第一位，换算为固碳量为70万吨（折合二氧化碳为251万吨）。 

海洋生态体系固碳。海洋上层的浮游植物通过光合作用生长繁殖，将二氧化碳转化为自身肌体的组成部分；随后在植物→滤食动物→肉食动物的生物链演进过程中，通过生物代谢和死亡，形成颗粒碳沉积到深层海洋。大部分则被沉积物埋藏在深海里。据研究，从有机碳小颗粒到生物粪便的形式转化，加快了悬浮颗粒物质在水体中向底层的垂直运移，被认为是碳从海洋浅层向海底输送的主要途径之一。据估计，约有12000万亿吨二氧化碳以有机沉积物的形式存在于海底。 

廉价微量元素增强海洋生物固碳。研究证明，向海洋表面投放铁矿渣等营养物，以铁充当肥料，可以刺激海洋浮游生物生长，达到吸收周围海水中二氧化碳的目的。美国浮游生物公司在太平洋洒下100吨铁粉，成功地使浮游生物大量繁殖。据估算，增加1吨铁粉就可以消除海洋中多达10万吨的二氧化碳。观测表明，用硫酸铁“施肥”可使单细胞浮游藻类大量繁殖，而且这些藻类在连续生长3周后开始死亡，死去的浮游藻类陆续沉到大洋深处。藻类的死亡和下沉就相当于大气中的二氧化碳被“固定”到了海底。随着单细胞浮游藻类的繁盛，食物链上的海洋动物也会更好地生存繁殖，不仅数量上升，而且生长得更快。

4. 海滨湿地固碳

湿地是地球上具有独特功能的生态系统，在全球碳循环中发挥着重要作用。湿地在植物生长、促淤造陆等生态过程中积累了大量的无机碳和有机碳。加上湿地土壤水分呈过饱和状态，具有厌氧的生态特性，因此土壤微生物以嫌气菌类为主，活动相对较弱，湿地积累的碳形成了富含有机质的湿地土壤。因此湿地具有较高的固碳潜力。全球沿海湿地的分布面积大约为20.3万平方公里，而沿海湿地每年碳的固定量约为45000万吨。并且沿海湿地大量存在的硫酸根阻碍了甲烷的产生，从而降低了甲烷的排放量。高的碳积累速率和低的甲烷排放量，使沿海湿地大气温室效应的抑制作用更加明显。 

我国滨海湿地面积约为6万平方公里，常见的滨海湿地有河口三角洲、滩涂、红树林、珊瑚礁等。在沿海盐沼，大米草和互花米草是主要的植物类型。它们作为固堤造陆植物引入我国，如今已遍及沿海盐沼。涨潮水流经过植物群落后，水流能量大量减弱，水中所携带的大量颗粒物沉降，而在落潮初期的水流速度小，无法使滩面沉积物发生再悬浮，加大了沿海盐沼的沉积速率，从而实现了固碳的目的。

发展海洋低碳技术

我国雄踞太平洋西岸，拥有辽阔的蓝色国土，大力发展海洋低碳技术，引领支撑海洋低碳经济势在必行。根据目前的海洋科技支撑能力和海洋资源特点，发展我国的海洋低碳技术主要包括：海洋可再生能源开发技术、海洋碳汇渔业技术、海底森林修复技术、滨海湿地整治技术和海水综合利用技术等五大方面。

1. 大力发展海洋可再生能源技术

海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，主要包括：海洋水动力能源，如潮汐能、海流能、波浪能；海洋物理能源，如海水温差能，海洋上空风能、海洋表面的太阳能；海洋化学能，如海水盐差能；海洋生物能源，如海洋藻类能源。海洋能源非常丰富，普遍存在于浩瀚的大海中。据估计，蕴藏在海岸线附近、技术上允许利用的海洋水动力能量就达64亿千瓦，是当前世界电站总装机容量的两倍。 

首先是海洋水动力能源。它包括潮汐能、海流能和波浪能。 

潮汐因月球引力的变化引起，潮汐导致海平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量称为潮汐能。潮汐能是以势能形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能与动能。 

潮汐发电与普通水利发电原理类似，在涨潮时将海水储存在水库内，以势能的形式保存，然后，在落潮时放出海水，利用高低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。我国沿岸总体上属于规则的“半日潮”，近海的潮汐能主要集中在沿岸和海湾区域，潮汐能分布与平均潮差的分布一致，具有重要的开发利用价值。 

海流能是指海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动。海流能的能量与流速的平方和流量成正比。相对波浪而言，海流能的变化平稳且有规律。一般来说，最大流速在2米/秒以上的水道，其海流能均有实际开发的价值。 

其发电的原理为：利用海洋中沿一定方向流动的海水的动能发电，海流发电装置的基本形式与风力发电装置类似，故又称为“水下风车”。当海流流过水轮机时，在水轮机的叶片上产生环流，导致升力，因而对水轮机的轴产生扭矩，推动水轮机叶片的转动，故可驱动电机发电。 

波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。波浪能是一种密度低、不稳定、无污染、可再生、储量大、分布广、利用难的能源。其关键技术问题主要包括波浪的聚集与相位控制技术；波能装置的波浪载荷技术；波能装置建造与施工中的海洋工程技术；不规则波浪中的波能装置的运行优化技术；往复流动中的透平研究等。 

全世界波浪能的理论估算值为100亿千瓦量级，中国沿海理论波浪年平均功率约为1300万千瓦。我国波力发电技术研究始于20世纪70年代，小型岸式波力发电技术已进入世界先进行列，航标灯所用的微型波浪发电装置已日趋商品化。在珠江口大万山岛上研建的岸边固定式波力电站，第一台装机容量3千瓦的装置早在1990年就已试发电成功，总装机容量20千瓦的岸式波力试验电站和8千瓦的摆式波力试验电站也试建成功。2009年3月，我国第一座漂浮式海浪能发电站在浙江温州近海开始建设，建成后年发电量可达10亿千瓦时，年收入达到5亿元。这意味着我国实现了海浪发电的技术突破。 

其次是海洋物理能源，包括海洋风能、海水温差能、海洋化学能源和海洋生物质能源。

海洋风能是指海洋表面大量空气流动所产生的动能。风能资源是新能源领域中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。风电成本仅次于火电，这使得大面积推广成为可能。目前风力发电的成本仅为煤电的2倍、每千瓦时为0.45～0.6元之间。由于海上风时长、风区广、风力大，所以，一台同样功率的海洋风电机在一年内的产电量，能比陆地风电机提高70%。

海水温差能是指海洋表层海水和深层海水之间水温差的热能。海洋的表面把太阳的辐射能转化成为热水并储存在海洋的上层，但深层海水（通常1000米左右）接近零摄氏度，这样，在热带或亚热带海域终年形成20摄氏度以上的垂直海水温差。利用这一温差可以实现热力循环并发电。根据中国海洋水温测量资料，中国海域的温差能约为1500万千瓦，其中99％在南中国海。南海的表层水温年均在26摄氏度以上，深层水温（800米深处）常年保持在5摄氏度左右，温差为21度，属于温差能丰富区域。

海洋温差发电主要采用开式和闭式两种循环系统。其关键技术问题和困难是：温差太小，能量密度太低。温差能转换的关键是强化传热技术。同时，温差能系统的综合利用，还是一个多学科交叉的系统工程问题。所以，就目前情况来说，其商业化开发尚待时日。

海水中氢的同位素氘和氚，在一定条件下，它们的原子核可以互相碰撞而聚合成一种较重的原子核，同时把核中贮存的巨大能量释放出来。这就是核聚变。海水中氘的含量为十万分之三，即1升海水中含有0.03克氘。这0.03克氘聚变时释放出的能量相当于300升汽油燃烧的能量，因此，人们用“1升海水＝300升汽油”来形容海洋中核聚变燃料储藏的丰富。但就受控热核聚变技术来说，还仅仅局限于国际组织领导下的科研阶段，离实际开发利用相距甚远。因此，这里海洋化学能源只讨论盐差能技术。

海洋盐差能是指海水和淡水之间含盐浓度不同的化学电位差能，是以化学能形态出现的海洋能，主要存在于河海交汇处。我国的盐差能估计为1100万千瓦，主要集中在各大江河的入海口。

盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。通常海水（3.5%盐度）和河水之间的化学电位差有相当于240米水差的能量密度，这种位差可以利用半渗透膜在盐水和淡水交接处实现。利用这一水位差就可以直接由水轮发电机发电。其关键技术问题是：渗透压式盐差能发电系统的关键技术是膜技术和膜与海水介面间的流体交换技术。特别是半透膜的渗透流量需要在目前水平的基础上再提高一个数量级，才有可能实现商业化。

生物质能是指直接或间接通过植物光合作用，将太阳能以化学能的形式贮存在生物质体内的一种能量形式，作为生物质能载体的生物质资源极其丰富，而且生物质能被认为是一种二氧化碳零排放的能源。所以，成为全球可再生能源的重要热点。 

海洋是地球上尚未开发利用的最大生物质资源领域。藻类作为一种数量巨大的可再生资源，是生产生物质能源的重要原料资源。地球上的生物每年通过光合作用可固定800亿吨碳，仅海洋中的藻类，产生的生物质总量就达550亿吨。

微藻能源。微藻种质资源丰富，世界各地报道的海洋微藻超过4000种，具有光合作用效率高、生物产量高、生长繁殖快、生长周期短和自身合成油脂等特点。 

上世纪90年代，美国推出“微型曼哈顿计划”，发展海洋微藻能源技术。已开发出海洋工程微藻，建立了主要包括绿藻和硅藻的富油微藻库。其中工程小环藻的脂质含量超过60%，推算每亩年产1～2.5吨柴油，为高油脂藻种培育开辟了一条新技术途径。美国科学家推算，微藻产油可望有效解决能源危机，利用20万公顷的沙漠培养微藻，每年可生产75亿加仑生物柴油，而利用15%的索诺拉沙漠面积即可生产出足够的生物柴油来满足美国交通业的需求。

海洋微藻柴油开发技术具有显著的特点和巨大的商业开发价值。一是可工程培养海洋微藻，能大量固定二氧化碳。二是微藻热解所得生物质燃油热值高，生产的能源不含硫，燃烧时不排放有毒有害气体，不污染环境。三是产油率高，微藻含有较高的脂类(20%～70%)、可溶性多糖等，可用于生产生物柴油或乙醇。四是光合作用效率高（倍增时间约3～5天），一周就可收获一代，因此产量极高。五是易于加工，微藻没有叶、茎、根，不产生无用生物量。六是不占用可耕地，与陆地能源植物相比，发展海洋微藻不占用农田。 

大藻能源。以海带为代表的大型藻类可以制造燃料乙醇。目前以海带为原料，在实验室条件下，通过微生物发酵过程，已建立起海带生产乙醇的工艺流程。大型海藻生物质能开发具有一定的优势：一是产量高，可大规模栽培。二是不占用土地与淡水资源，可以避免生物质能开发对粮食安全的影响。三是大型海藻的栽培可以有效吸收二氧化碳和富营养化元素，抑制赤潮发生。四是大型海藻木质素含量比陆地植物少得多，藻体柔软、机械强度不高，因此容易被破碎和消化从而可以降低燃料乙醇的生产成本。五是整个藻体均可用于生物质能源开发，剩余的原料可以进行综合利用。 

我国海域可用来发展海藻生物质能源的空间十分广阔。按2.5吨(干重)/亩的大型海藻、微藻产量计算，利用我国1%的海域培养大型海藻就可以生产1.3亿吨乙醇，可以替代20%的现有石油需求，减少5.5%的二氧化碳排放；利用11%左右的海域，可以满足全部现有石油的需求，并减少1/4以上的二氧化碳排放。

2. 大力发展海洋碳汇渔业技术

如前所述，中国近海、浅海贝类和藻类养殖不仅为人类社会提供了大量优质、健康的高档海洋食物，同时又对减排大气二氧化碳作出很大的贡献，是一种双赢的海洋产业。因此，突破海水养殖业的关键技术，大力发展海洋碳汇渔业，进行鱼、虾、贝、藻类等多种生物的人工养殖、增殖，积极拓展生态系统养殖模式，对于发展低碳经济具有重要意义。 

首先应重点发展经济藻类养殖，建立人工藻礁增殖区，修复藻床及生境，有效利用海水资源，适当开辟大型经济藻类的养殖区域，增加养殖、增殖规模与数量。目前我国藻类干品年产量为150万吨，年固碳50万吨（折合二氧化碳当量约180万吨）如果能在此基础上增加一倍产量，那么仅养殖海藻的固碳能力就超过100万吨。另外，海藻还可用作生产乙醇的原料，1吨(干重)海藻理论上可产0.69吨乙醇。海藻养殖产量的增加，不仅能够直接吸收二氧化碳，缓解碳排放速度，而且可替代石油燃料，间接减少二氧化碳排放，不失为一种理想的清洁能源。

其次应拓展贝类养殖区，构建贝、藻复合养殖模式，呈现多营养级养殖种类并存的形式，使其充分发挥海洋生物固碳、汇碳的功能，实现碳的汇集、存储和固定的系列化。如果能够使我国养殖贝类产量翻一番，那么仅贝壳固碳就能增加50万吨，并为人类提供600万吨的优质蛋白食物。另外，作为滤食性动物，其产量的增加也加快了水体中生产力的利用，因此，通过大力发展海洋增养殖生物固碳、汇碳措施，开展生态养殖，能够在提高经济效益的同时，实现海洋清洁生产。

少量廉价微量元素，可以促进碳汇渔业的发展，增加海洋中固碳生物（主要是浮游生物）的数量，更多地吸收大气中的二氧化碳。通过设立相应的科研课题，选择适宜海区投放适量铁等微量元素，增加海洋上层单胞藻等生物的产量，不仅能够吸收更多的二氧化碳，而且能转化更多的初级生产力。在投放过程中要注意控制合适的量与范围，防止投放过度产生富营养化、赤潮等危害海洋环境的现象，保持生物链各营养级的良性循环。

3. 发展海滨湿地整治技术

我国东部沿海的湿地、沼泽、滩涂资源十分丰富。南方沿海的红树林、北方沿海的盐碱地大多属于规模较大的滨海湿地。统筹规划湿地资源，系统开发湿地潜能，加快整治治理步伐，充分利用其特殊的生态特点，以更好地发挥其固碳能力。使滨海湿地水网纵横、植物茂密、候鸟翔集、鱼虾繁盛，真正成为滨海城市的“绿肺”。对污染严重的湿地，采取措施重点清理整治。在典型湿地生态系统类型和生物多样性富集地区，有目标、有重点地抢救性建设一批湿地保护区，逐步建立起布局合理的湿地保护体系。制定有效的科学管理措施，充分发挥湿地的功能和效益。增加湿地保护建设的投入，建立海滨湿地固碳示范区，利用湿地植物和土壤的固碳能力，达到保护滨海环境的目的。同时加强沿海滩涂、盐碱地的改造利用，着眼于耐盐耐碱植物的选育、推广、普及，开发利用其特有的功能价值，大力引进培养有利用价值的生物种类，譬如，可以作为食品或食品原料、牧草饲料、能源原料、医药原料以及其他工业原料等，因地制宜地发展农林牧业、水产养殖、特种种植业，增加盐碱地固碳和低碳产业功效。

4. 发展海底森林修复技术

我国沿海海湾众多，岬角林立，不少海湾水质清澈，环境良好，海底植物茂盛。水下摄像展现出绿色的海底世界，海底植物又引来众多的海洋动物。如山东荣成楮岛湾内1～2米高的大叶藻、鼠尾藻几乎覆盖整个海底，形成一片绿色的海底森林。山东沿海不少居民历史上的“海草房”，都是以海底天然生长的大叶藻为主要材料。福建沿海的马尾藻也呈大面积展布。我国东南沿海主体上以岩石质、沙质海岸为主体，具备建设海底森林的自然条件。在原有海洋底栖附着植物的基础上，统筹规划整治，加大保护措施，控制污染流入，增大藻床面积，使海底森林规模化、特色化，实现资源与环境的可持续发展。

大力建设海洋牧场，增加投放人工鱼礁的数量和相应的渔业资源增殖流放数量，选择适宜增殖品种，充分利用现有种苗繁殖场、驯养场，通过底播增殖、人工增殖放流等手段，全力推进海洋牧场的建设。通过增殖来增加海洋生物产量，并通过海洋生物种类的增加和产量的提高来达到固碳的目的。在增加固碳的同时，增加海洋生物多样性，调节海洋生物食物链，达到海洋生物资源充分合理利用，使沿海渔民增收、渔业增产，为社会优提供更多的优质蛋白。

5. 发展海水综合利用技术

海水利用虽不是直接用来固碳，但能减少能耗，节约资源，达到间接固碳的目的。根据目前技术进展，海水综合利用包括海水源热泵、海水淡化、海水冷却、海水灌溉和生活用水五大部分。 

一是海水源热泵技术。海水源热泵是利用浅层海水吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。使用海水源热泵技术，将会大大减少煤炭等化石能源的使用，很大程度地消除了燃料燃烧时排放的废气废水，既节约了能源又实现了环保，是一种低碳节能技术。海水源热泵机组工作原理就是以海水作为提取和转换能量的基本“源体”，它借助压缩机系统，消耗少量电能，在冬季把存于海水中的低品位热能量“取”出来，给建筑物供热；夏季则把建筑物内的热能量“取”出来释放到海水中，以达到调节室内温度的目的。

二是海水淡化节能技术。对于海水淡化，青岛胶州湾两岸正在建设两个日产10万吨的淡化水项目，其中一个是蒸馏法，一个是渗透膜法，其技术先进性和规模化程度足已成为现阶段全国沿海的示范工程。迄今为止，海水淡化的关键是降低能耗，是直接决定其成本高低的核心。目前我国海水淡化的成本已经降至4～7元/立方米，苦咸水淡化的成本则降至2～4元/立方米，如果进一步综合利用，把淡化后的浓盐水用来制盐和提取化学物质等，则其淡化成本还可以大大降低。至于某些生产性的工艺用水，如电厂锅炉用水，由于对水质要求较高，需由自来水进行再处理，此时其综合成本将大大高于海水淡化的一次性处理成本。从优化能源和资源配置战略高度来看，利用沿海电厂余热、核能或者海洋可再生能源推广蒸馏法海水淡化技术，对于解决沿海经济发达地区水资源危机具有十分重要的现实意义。利用低品位核燃料的高效利用新技术和可再生能源技术发展海水淡化产业是目前有竞争力的新领域。

三是海水工业化利用技术。海水工业化直接利用前景非常广阔，在青岛胶州湾沿岸已有比较丰富的经验积累，日用海水已达到500万吨左右，主要用来冷却、化盐、冲渣、冲淤。关键是从项目规划阶段开始，布设海水管道基础工程及其辅助设施，研究开发海水预处理技术、过滤保障技术、防海水腐蚀和防海洋生物附着技术。如果沿海1～2公里范围内新建的各类开发区和新开工的大项目都直接利用海水，对我国科学利用海洋资源是一个重要的亮点。一方面节约了大量淡水资源，另一方面也大量节约了能源，间接达到了低碳的目的。

四是生活用海水技术。对于生活用海水，香港的海水冲厕已经家喻户晓。在青岛胶南大珠山脚下的“海之韵”小区也成功地作出了示范。一个居民小区内实现了海水冲厕、海水景观、海水泳池、海水源空调。形成了一个完整的系列化的大生活海水利用体系。目前需要进一步开发海水预处理和后处理技术、防腐蚀与防附着技术。最主要的是尽快在沿海新建的高档小区普及推广。伴随着城市“沿海化”的趋势，大生活海水利用是未来水资源开发的战略重点。

五是海水灌溉技术。我国滩涂潮坪资源丰富，有大量的盐碱地和荒滩尚待开发利用，大力发展海水灌溉技术，推广抗盐植物种植技术，对于聚碳固碳、绿化荒滩、调节气候、美化滩涂环境具有重要意义。目前，就技术水平来说，已成功地解决了海水蔬菜种植问题，海芦笋、海芹菜、海甜菜等等，十几种海水蔬菜都已达到一定规模，其产量、产值都比较可观；碱蓬、菊芋、大米草、互花草等耐盐植物人工种植获得成功；“蓝色水稻”已见雏形。包括天然野生海水芦苇、海洋大型藻类、海草类在内，可发挥巨大的汇碳固碳作用，同时又节约了大量农业用水。