海洋财富网综合消息 海洋覆盖地表面积的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有13%为陆地植被吸收，35%为海洋所吸收，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。因此，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5-6亿吨，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形态存在。
海洋在调解全球气候变化，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的增加是否造成了全球温度的升高，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473万平方公里计算，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它动物体内，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，尤其是煤炭仍是我国最主要的能源燃料，为达到我国二氧化碳的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
3、海洋生物固碳。（1）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，每生产一吨海藻，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120～150万吨左右（干重），换算为固碳量为36～45万吨/年（折合固二氧化碳当量为132～165万吨/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）。（2）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
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45，000万吨，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。高碳积累速率和低甲烷排放量，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
我国雄居太平洋西岸，拥有寥廓的蓝色国土，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。
（一）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、海洋上空的风能、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达64亿千瓦，是当前世界电站总装机容量的两倍。
1、海洋水动力能源。（1）潮汐能。因月球引力的变化引起潮汐现象，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。（2）海流能。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、海洋物理能源。（1）海洋风能。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%。（2）海水温差能。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
