可再生的海洋能源

      发展清洁能源一直是社会发展的首要任务，其中最常见的是风能和太阳能的利用。这种可再生能源既不会污染环境，又能最大限度地保证电力供应。然而，随着科学技术的不断进步，人们逐渐意识到太阳能和风能的局限性。最重要的一点是维修费用和建筑面积。他们开始开发新的发电系统，比如建在海床上的发电站

       海底电站的原理非常简单，即在客观条件的影响下，海水产生的潮汐运动带动螺旋桨产生动能，再将动能转化为电能，输送到电站供我们日常使用。由于月球重力和地球自转等因素的影响，海面上的波浪和海面下的潜流是取之不尽的能量，称为潮汐能。科学家认为，只要潮汐能得到合理利用，它将是能源领域的又一里程碑。

    潮汐电站的原理与风力发电相似，但不同的是潮汐电站的设计比较温和。即使在作业过程中，也不会对小鱼、小虾等生物造成干扰，而且由于它建在海底，不会影响海洋生物的生存环境，也不会干扰船舶的正常航行。但是，潮汐电站的工作效率很难说是很高的，与风电本相比，它节省了土地空间，降低了维护成本，可以说是既环保又实惠。

      以我国设计、建造、运行和管理的第一座30万千瓦秦山核电站一期工程为例，厂址区地质基本稳定，基本地震烈度低，工程地质勘察未发现不良地质条件，主厂房位于基岩上，背靠着山，附近居民区之间还有一座山作为挡箭牌，所以环境保护条件很好。杭州湾海水作为核电站的冷却水，取水条件优越，温度排放和微放射性废水排放具有良好的稀释条件。核电站位于华东电网杭嘉湖地区负荷中心，输电方便，能更好地保证其安全性、适用性和经济性。

大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源，而是百年甚至千年的。

随着能源危机的出现，人们开始发现可再生能源的重要性。

·太阳能

·地热能

·水能

·风能

·生物质能

·潮汐能

所有人类活动的基本能源都来自太阳，透过植物的光合作用而被吸收。

木材

柴是最早使用的能源，透过燃烧成为加热的能源。烧柴在煮食和提供热力很重要，它让人们在寒冷的环境下仍可生存。

动物牵动

传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外，亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。

生物质燃料

此种燃料原为可再生能源，如能产出与消耗平衡则不会增加二氧化碳。但如消耗过量而毁林与耗竭可返还土壤的有机物，就会破坏产耗平衡。用生物质在沼气池中产生沼气供炊事照明用，残渣还是良好的有机肥。用生物质制造乙醇甲醇可用作汽车燃料。

水力

磨坊就是采用水力的好例子。而水力发电更是现代的重要能源，尤其是中国这样满是河流的国家。此外，中国有很长的海岸线，也很适合用来作潮汐发电。

风力

人类已经使用了风力几百年了。

太阳能

太阳直接提供了能源给人类已经很久了，但使用机械来将太阳能转成其他能量形式还是近代的事。

潮汐能

潮汐发电利用潮水涨落，世界已有电站容量16GW。

从地球蕴藏的能源数量来看，自然界存在有无限的能源资源。仅就太阳能而言，太阳每秒钟通过电磁波传至地球的能量达到相当于500多吨煤燃烧放出的热量。这相当于一年中仅太阳能就有130万亿吨煤的热量，大约为全世界目前一年耗能的一万多倍。不过，由于人类开发与利用地球能源尚受到社会生产力，科学技术、地理原因及世界经济、政治等多方面因素的影响与制约。包括太阳能、风能、水能在内的巨大数量的能源，可以利用的仅占微乎其微的比例，因而，继续发展的潜力巨大。人类能源消费的剧增、化石燃料的匮乏至枯竭以及生态环境的日趋恶化，逼迫使人们不得不思考人类社会的能源问题。国民经济的可持续发展，依仗能源的可持续供给，这就必须研究开发新能源和可再生能源。

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是人类可利用的最丰富的能源。太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018千瓦时（3.78×1024J），相当于1.3×106亿吨标准煤。按目前太阳的质量消耗速率计，可维持6×1010年。所以可以说它是“取之不尽，用之不竭”的能源。但如何合理利用太阳能，降低开发和转化的成本，是新能源开发中面临的重要问题。

风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量，用于发电、提水、助航、制冷和致热等。风力发电是主要的风能开发利用方式。中国的风能总储量估计为1.6×109千瓦，列世界第三位，有广阔的开发前景。风能是一种自然能源，由于风的方向及大小都变幻不定，因此其经济性和实用性由风车的安装地点、方向、风速等多种因素综合决定。

对于核电站，人们有许多误解，其实核能发电是一种清洁、高效的能源获取方式。对于核裂变，核燃料是铀、钚等元素，核聚变的燃料则是氘、氚等物质。有些物质，例如钍，本身并非核燃料，但经过核反应可以转化为核燃料。我们把核燃料和可以转化为核燃料的物质总称为核资源。

近年来，许多发展中国家虽然都制订了一系列鼓励民企投资小水电的政策。由于小水电站投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低，在国家各种优惠政策的鼓励下，全国掀起了一股投资建设小水电站的热潮，尤其是近年来，由于全国性缺电严重，民企投资小水电如雨后春笋，悄然兴起。国家鼓励合理开发和利用小水电资源的总方针是确定的，2003年开始，特大水电投资项目也开始向民资开放。2005年，根据国务院和水利部的“十一五”计划和2015年发展规划，中国将对民资投资小水电以及小水电发展给予更多优惠政策。

氢是一种二次能源，一种理想的新的含能体能源，在人类生存的地球上，虽然氢是最丰富的元素，但自然氢的存在极少。因此必需将含氢物质加工后方能得到氢气。最丰富的含氢物质是水，其次就是各种矿物燃料（煤、石油、天然气）及各种生物质等。氢不但是一种优质燃料，还是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精炼需要氢，如烃的增氢、煤的气化、重油的精炼等；化工中制氨、制甲醇也需要氢。氢还用来还原铁矿石。用氢制成燃料电池可直接发电。采用燃料电池和氢气-蒸汽联合循环发电，其能量转换效率将远高于现有的火电厂。随着制氢技术的进步和贮氢手段的完善，氢能将在21世纪的能源舞台上大展风采。

地热是指来自地下的热能资源。我们生活的地球是一个巨大的地热库，仅地下10千米厚的一层，储热量就达1.05×1026焦耳，相当于9.95×1015标准煤所释放的热量。地热能在世界很多地区应用相当广泛。老的技术现在依然富有生命力，新技术业已成熟，并且在不断地完善。在能源的开发和技术转让方面，未来的发展潜力相当大。地热能是天生就储存在地下的，不受天气状况的影响，既可作为基本负荷能使用，也可根据需要提供使用。

海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。海洋能蕴藏丰富，分布广，清洁无污染，但能量密度低，地域性强，因而开发困难并有一定的局限。开发利用的方式主要是发电，其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。波浪能发电利用的是海面波浪上下运动的动能。1910年，法国的普莱西克发明了利用海水波浪的垂直运动压缩空气，推动风力发动机组发电的装置，把1千瓦的电力送到岸上，开创了人类把海洋能转变为电能的先河。目前已开发出60-450千瓦的多种类型波浪发动装置。

此外，还有生物质能，是指植物叶绿素将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部的能量，目前发展中的开发利用技术主要是，通过热化学转换技术将固体生物质转换成可燃气体、焦油等，通过生物化学转换技术将生物质在微生物的发酵作用下转换成沼气、酒精等，通过压块细蜜成型技术将生物质压缩成高密度固体燃料等。

2007年9月4日，国家发展和改革委员会向社会发布了《可再生能源中长期发展规划》，明确了中国可再生能源发展的战略地位。其中明确指出：今后一个时期，我国可再生能源发展的重点是水能、生物质能、风能和太阳能，并积极推进地热能和海洋能的开发利用。2020年前总投资将达2万亿元。这意味着我国将大力发展新能源。同时对海洋领域来说，则意味着海洋新能源的开发迎来了一个新的发展契机。

海洋新能源主要包括海洋风能、波浪能、潮汐能、还有海洋生物能等，由于这些资源丰富、清洁干净、可再生性强，与生态环境和谐，被联合国环境组织视为目前最理想、最有前景的替代能源之一。我国有18000千米的海岸线、300多万平方千米的管辖海域，海洋能源十分丰富，利用价值极高。其中，近海域波浪的蕴藏量约为1.5亿千瓦，可开发利用量约3000万～3500万千瓦，海洋风能约有7亿千瓦左右。同时，我国又是世界能源消费大国，大力发展海洋新能源符合国情，对于优化能源消费结构，减少污染，保护环境，支撑经济社会可持续发展，意义十分重大。

目前，我国对于海洋新能源的利用才刚刚开始，尚未形成规模开发，海洋风电、潮汐等产业存在着科技创新水平相对落后，激励机制不够完善，尚未形成新能源持续发展的长效机制等方面的问题。特别是由于海洋新能源研发、生产投资成本高，短时间内难有明显经济效益，目前在沿海大多数地区海洋新能源开发仍受到冷落，没有引起有关方面足够的重视。这其中重要的原因是缺乏战略眼光，尚未意识到海洋新能源开发利用的广阔前景和市场潜力，尤其没有认识到发展海洋新能源对保护环境的积极作用。

数字显示，中国单位GDP能源消耗是世界平均水平的4倍，每年我国的GDP增长，有大约4%～6%被环境代价抵消。近年来，沿海地区传统的高消耗、高排放、低效率的粗放型增长方式在给海洋经济带来高速增长的同时，也付出了高昂的环境代价。要想改变过去高消耗高污染的经济增长模式，办法之一就是大力发展包括海洋能源在内的各种可再生能源。

海洋新能源对我国海洋事业的发展还有着特别的意义：第一，海洋新能源的开发可以促进海洋产业的发展，扩大、提升海洋经济的规模和内涵，进而带动沿海地区经济的发展；第二，目前海洋经济结构要调整，增长方式要转变，发展海洋新能源就是海洋产业和技术发展的一个新的抓手和重点；第三，在海洋新能源领域，世界面临着很多共同的新技术创新问题，我国在建设海洋强国的过程中，有条件抓住机遇，在海洋新能源技术领域实现较快发展。

海洋新能源是一项新兴的事业，发展空间和潜力很大。据悉，下一步将进一步加强新能源技术发展和产业示范，加强新能源体系化建设。“十一五”规划也指出，要大力发展新能源，实行优惠的财税投资政策和强制性的市场份额，鼓励生产和消费新能源，这都为海洋新能源的开发提供了一个很好的发展机遇。如何把握这一契机，促进海洋新能源技术的成熟和产业的发展，使海洋新能源在我国未来经济结构中发挥应有的作用，还有待沿海各地及海洋领域方方面面的共同努力。

我国是拥有非常庞大的海岸线以及领水资源，我国在前几年也是着重针对海洋的许多政策，我国将开始逐步利用起我国的海洋资源用于现代上陆地的资源已经开发的比较完善，但是海洋的开发和利用还仅仅是初步阶段。根据我国国家海洋局了解到，我国将在海洋上进行可持续再生能源稳定发电。现在我们这个社会所使的任何东西都离不开用电，如果电力供应不足的话会导致许多的事情无法进行，包括我国的一些科研。所以保障日常生活中的用电是非常重要的，在海洋上拥有非常巨大的海风，这是一种可利用的资源，可以帮助我们进行发电，而且海洋当中还有许多的潮汐能，波浪能，温差能等等。这些都可以被我利用，而且他们没有任何的污染是可再生的能源，我们将利用现代科技手段设置一些发电的设备。在这些具有产生能量的地区，将利用这个地方的可再生资源装置产生稳定的能源供应。这不仅可以为我国提供更多的店里，还可以为我国开发海洋资源开始一个不错的第一步。我们还可以积极利用海洋中的许多生物来，帮助我们进行资源的可持续利用海水中具有丰富的物种多样性，所以海水相对的比较稳定。可以帮助我们实现关键技术创新，以及构建技术创新体系。在有关海洋方面通过我上课学习到的内容，我现在已经对于海洋的一些利用比较多，而且最重要的一项也就是稳定发店在海洋当中会存在许多的温差以及潮汐。这些东西都是大自然提供给我们的非常天然的资源，所以我国在去年就已经实现了，可再生能源装备稳定发电这一目的。

浩瀚的大海，不仅蕴藏着丰富的矿产资源，而且是一个巨大的能源宝库，仅大洋中的波浪、潮汐、海流等动能和海洋温度差能、盐度差能等物理化学能的存储量就非常惊人。

这些海洋能源都是取之不尽、用之不竭的可再生能源。

海洋能包括温度差能、波浪能、潮汐与潮流能、海流能、盐度差能、岸外风能、海洋生物能和海洋地热能等8种。这些能量是蕴藏于海上、海中、海底的可再生能源，属新能源范畴。

所谓“可再生”，是指它们可以不断得到补充，永不枯竭，不像煤、石油等非再生能源，储量有限，开采一点就少一点。人们可以把这些海洋能以各种手段转换成电能、机械能或其他形式的能，供人类使用，永远不会枯竭，也不会造成任何污染。

潮汐能就是潮汐运动时产生的能量，是人类利用最早的海洋动力资源。我国在唐朝时期，其沿海地区就出现了利用潮汐来推磨的小作坊。

11世纪至12世纪，法、英等国也出现了潮汐磨坊。到了20世纪，人们开始懂得利用海水上涨下落的潮差能来发电。

人们根据潮汐潮流的变化规律，已经编制出各地潮汐与潮流的运动表，并能预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。

波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。

波浪能既不稳定又无规律，但它所具有的能量也是非常惊人的。在1米长的波峰片上就具有3120千瓦的能量。

另外，海流能、海洋温差能、盐度差能等蕴藏的能量也是可观的，如果这些能源被充分利用起来，我们就可以节省许多不可再生的资源，同时保护了我们的海洋环境。

海洋能绝大部分来源于太阳辐射能，较小部分来源于天体，主要是月球、太阳，与地球相对运动中的万有引力。

蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的，其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。

由此可见，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。海洋能源的开发正受到全世界的关注。

海洋资源类型

海洋中有丰富的资源。在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，开发利用海洋中丰富的资源，已是历史发展的必然趋势。目前，人类开发利用的海洋资源，主要有海洋化学资源、海洋生物资源、海底矿产资源和海洋能源四类。

海水可以直接作为工业冷却水源，也是取之不尽的淡化水源。发展海水淡化技术，向海洋要淡水，是解决世界淡水不足问题的重要途径之一。

海水中已发现的化学元素有80多种。目前，海洋化学资源开发达到工业规模的有食盐、镁、溴、淡水等。随着科学技术的发展，丰富的海洋化学资源，将广泛地造福于人类。

海洋中有20多万种生物，其中动物18万种，包括16000多种鱼类。在远古时代，人类就已开始捕捞和采集海产品。现在，人类的海洋捕捞活动已从近海扩展到世界各个海域。渔具、渔船、探鱼技术的改进，大大提高了人类的海洋捕捞能力。海洋中由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源，除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。

在大陆架浅海海底，埋藏着丰富的石油、天然气以及煤、硫、磷等矿产资源。在近岸带的滨海砂矿中，富集着砂、贝壳等建筑材料和金属矿产。在多数海盆中，广泛分布着深海锰结核，它们是未来可利用的潜力最大的金属矿产资源(图3.14《深海锰结核》)。

海水运动中蕴藏着巨大的能量，它们属于可再生能源，而且没有污染。但是，这些能量密度很小，要开发利用它们，必须采用特殊的能量转换装置。现在，具有商业开发价值的是潮汐发电和波浪发电，但是工程投资较大，效益也不高。

海洋渔业生产

海洋渔业资源主要集中在沿海大陆架海域，也就是从海岸延伸到水下大约200米深的大陆海底部分。这里阳光集中，生物光合作用强，入海河流带来丰富的营养盐类，因而浮游生物繁盛（图3．15《大陆架剖面示意》）。这些浮游生物是鱼类的饵料，它们在海洋中分布很不均匀，一般在温带海区比较多。

温带地区季节变化显著，冬季表层海水和底部海水发生交换时，上泛的底部海水含有丰富的营养盐类，这些营养盐类来自海洋中腐烂的生物遗体。暖流和寒流交汇处或有冷海水上泛的地方，饵料比较丰富。这些地方通常是渔场所在地（图3．16《世界主要渔业地区的分布》）。因此，尽管大陆架水域只占海洋总面积的7．5％，渔获量却占世界海洋总渔获量的90％以上。

世界主要渔业国都分布在温带地区，这些温带国家鱼产品消费量高，市场需求大。中国和日本是世界海洋渔获量较多的国家。中国在充分利用近海渔场（图3．17《舟山渔场的沈家门渔港》）和浅海滩涂大力发展海洋捕捞和海水增养殖业的同时，远洋捕捞也获得了较大的发展。日本可耕地有限，人口密度高，因此海洋水产品在食品结构中比重较大。

海洋油、气开发

海底油气的开发，开始于20世纪初。它的发展经历了从近海到远海、从浅海到深海的过程。受技术条件的限制，最初只能开采从海岸直接向浅海延伸的油气矿藏。80年代以来，在能源危机和技术进步的刺激下，近海石油勘探与开发飞速发展，海洋石油开发迅速向大陆架挺进，逐渐形成了崭新的近海石油工业部门。

地质学家和地球物理学家通常利用地震波方法来寻找海底油气矿藏，然后通过海上钻井来估计矿藏类型与分布，分析是否具有商业开发价值。

海上钻井平台（图3．18《海上钻井平台》）是实施海底油气勘探和开采的工作基地，它标志着海底油气开发技术的水平。工作人员和物资在平台和陆地间的运输一般通过直升机完成。油气田离炼油厂一般都较远，油气要经过装油站通过船舶运到目的地，或直接由海底管道输送至海岸。

海底石油和天然气的勘探、开采是一项高投资、高技术难度、高风险的工程，国际合作和工程招标是可行方式之一。

海洋空间利用

世界人口迅速增长，使陆地空间显得越来越拥挤，海洋空间的开发利用问题越来越令人关注。海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分，随着人类逐步向海洋挺进，海洋将成为人类活动的广阔空间（图3．19未来海洋空间利用示意）。

海洋环境不同于陆地，它的环境和生态条件有其复杂性和特殊性。人类活动在近海和海洋表面，要抗御多变的海洋气象状况和海水的运动；深海活动要能适应黑暗、高压、低温、缺氧的环境；海水的腐蚀性强，海冰的破坏性大，对工程设备材料和结构有严格的要求。因此，海洋空间资源开发对科学技术和资金投入的依赖性大、技术难度高、风险大。

海洋空间利用已从传统的交通运输，扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。交通运输方面包括海港码头、海上船舶、航海运河、海底隧道、海上桥梁、海上机场、海底管道等。生产空间有海上电站、工业人工岛、海上石油城、围海造地、海洋牧场等。通信和电力输送空间主要是海底电缆。储藏空间方面，有海底货场、海底仓库、海上油库、海洋废物处理场等。文化娱乐设施空间包括海洋公园、海滨浴场和海上运动区等。

海洋运输和港口建设

海洋曾经是人类从事交通运输的天然屏障。长期以来，人类一直在努力将海洋屏障变为海上坦途。最初，人们利用人力、风力或洋流作为动力，驾驶木船在近海活动。随着欧洲人到达美洲大陆，世界海洋航运由近海转向远洋。之后，世界大洋重要的航道陆续开辟。20世纪初，开辟了通往南极和北极的航道，巴拿马运河和苏伊士运河相继开通。现在，人类已经能够将船舶驶人世界任何海域（图3．20世界主要海运路线）。

20世纪60年代，世界石油生产和运输增长，大型油轮得到发展。集装箱船的兴起，带来了海洋货物运输的革命。今天，穿梭在辽阔海洋上的是百万吨级的大型集装箱货轮和巨型油轮。这些船舶不仅拥有无线电导航和全球定位技术等现代化仪器设备，还可以选择最佳航线服务，以节省能源和航时，减少危险。

沿海港口是海洋运输船舶停泊、中转和装卸货物的场所，也是人们开发利用海洋空间的主要场所。港口一般有一个服务区域，即腹地，该区域的商品和货物通过这个港口向外扩散。为了完成运输任务，港口要有配套的设施，如码头、装卸设备等，还要有高效率的运作服务。在港口发展过程中，受内外因素的影响，港口的规模、服务功能和范围可能有所变化。例如，某些国家的政府为吸引船舶来本国港口中转，对港口实行特殊政策，将港口辟为自由贸易区、自由港等，不需或很少缴纳费用。

荷兰的鹿特丹很早就是世界贸易的中心。之后，鹿特丹港又通过开凿连通北海的运河，改善水运条件而持续发展。鹿特丹利用中转散装货物的机能，发展了农、矿产品加工业和造船工业（图3．21鹿特丹港口的土地利用）。中继贸易也带动了腹地近代工业的迅速发展。第二次世界大战以后，西欧各国经济复兴，鹿特丹成为欧洲联盟的大门，港湾和航空设施得到完善，港口的中转机能更加突出。现在，鹿特丹是世界最大的港口之一，腹地覆盖了欧盟的半数国家。

围海造陆

沿海地区人地矛盾激化，使人们将眼光投向大海。荷兰人从13世纪就开始围海造陆，目前，荷兰有 1／5的国土是从海中围起来的。围海造陆是缓解人多地少矛盾的重要途径，但是它需要经过充分的科学论证，特别是做好以水利工程为中心的配套建设。

在近岸浅海水域用砂石、泥土和废料建造陆地，通过海堤、栈桥或者海底隧道与海岸连接，这种新建陆地称为人工岛。世界上一些沿海发达国家如日本、美国、法国、荷兰等都已建造了人工岛。其中以海上城市（图3．22日本神户人工岛）的规模最大、功能最齐全。兴建海上城市，工程和费用巨大，需要以强大的国力作基础。

澳门人多地少，有限的土地不足以满足发展居住、绿化、交通、工业、商业等的建设需要。澳门沿岸有许多淤积成的浅滩，有的在落潮时能露出水面，澳门人将它们视为良好的后备土地资源。 100多年来，澳门人利用填海造陆的办法使土地面积扩大了1倍（表3．2澳门历年土地面积的变化和图3．23澳门历年填海范围）。

海洋环境保护

海洋环境问题包括两个方面：一是海洋污染，即污染物进入海洋，超过海洋的自净能力；二是海洋生态破坏，即在各种人为因素和自然因素的影响下，海洋生态环境遭到破坏。

（一）海洋污染

海洋污染物绝大部分于陆地上的生产过程。海岸活动，例如倾倒废物和港口工程建设等，也向沿岸海域排入污染物。污染物进入海洋，污染海洋环境，危害海洋生物，甚至危及人类的健康。

工业生产过程中排出的废弃物是海洋污染物的主要来源，它们集中在大型港口和工业城市附近。1953－1970年，日本九州岛水俣湾发生的汞污染事件，就是因为工厂在生产有机产品过程中，排出含汞废物。这些有害物质流入海洋后，逐渐在鱼和贝类体内富集。最后导致100多人严重中毒，并先后死亡。

核电站和工厂排出的冷却水，水温较高，流入河口或海中时，往往给海洋生物带来影响。施入农田的杀虫剂随雨水流进河流，或者随土壤颗粒在河口附近淤积，最终进入海洋。偶发性的海上石油平台和油轮事故，引起石油渗漏和溢出，造成海洋污染。

（二）海洋生态破坏

除海洋污染外，人类的生产活动，例如工程建设和渔业生（围垦和滥捕等），以及自然环境的变化，例如全球变暖和海平面上升，都会使海洋生态环境遭到破坏和改变。人类对某些海洋生物的过度捕捞，导致海洋生物资源数量减少，质量降低，也使部分物种濒临灭绝。有些海岸工程建设和围海造田缺乏科学论证，破坏了海岸环境和海岸带生态系统。目前，海洋开发活动还缺乏综合的、长远的规划、综合效益比较差。

石油污染和监测防治

沿海工业生产和海运航线上的船舶，是石油污染的主要来源。因此，石油污染区域集中于沿海水域和海上航道沿线。由意外事故造成的石油泄漏，因为污染迹象明显，污染物集中，危害严重，因而倍受公众的关注，也是目前治理污染的重点。

为减少意外事故的发生，很多国家在试验新的原油装载方法。有些国家配备了除污船，用来清除港口水面垃圾和污油。

海洋权益和《联合国海洋法公约》

20世纪60年代以来，出现了世界性的开发海洋热潮。海洋科学和技术迅猛发展，成为当代新技术革命的重要领域之一。为适应国际海洋开发、保护和管理的新形势，国际社会经过20多年的努力，通过了《联合国海洋法公约》，并于1994年11月16日正式生效。海洋法公约的诞生，使国际海洋法律制度发生了重大变革。例如，长期争执不休的领海宽度问题得到了解决；国际海底及其资源确立为人类的共同继承财产。

根据《联合国海洋法公约》，全球144个沿海国家除拥有12海里领海权外，其管辖海域面积可外延到200海里，作为该国的专属经济区，享有勘探、开发、利用、保护、管理海床上覆水域及底土自然资源的主权。我国管辖海域面积为473万平方千米，约相当于我国陆地面积的二分之一，因此，加强海洋综合管理显得日益重要。

《联合国海洋法公约》的诞生，为建立国际法律新秩序迈出了重要一步。但是，因为《联合国海洋法公约》要兼顾各个国家的利益和要求，还有许多不完善和不明确之处。因此，在实施过程中，必然会产生一些新的矛盾和问题。例如，在封闭和半封闭的海域，周边国家主张的200海里专属经济区就有可能存在着重叠，还有一些岛屿主权争议和渔业资源分配等问题，这些都有可能成为相邻国家关系紧张，甚至引发国际冲突的新的因素。因此，相邻国家间管辖海域划界和海洋权益，要求有关国家本着友好协商的精神，予以公平合理的解决。

海水化学资源概况

海洋化学资源是指海水中所蕴含的可供人类利用的各种化学元素。海水的成分非常复杂，全球海洋的含盐量就达5亿亿吨，还含有大量非常稀有的元素，如金达500万吨，铀达42亿吨，所以海洋是地球上最大的矿产资源库。海洋资源的持续利用是人类生存发展的重要前提，目前，全世界每年从海洋中提取淡水20多亿吨、食盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨，总产值达6亿多美元。水是生命之源，世界上缺水的地区愈来愈多，海水淡化已成为获得淡水资源重要的途径，所有这些都是海洋化学要研究的。

海洋生物资源

1、海洋生物资源量估计。海洋是生物资源宝库。据生物学家统计，海洋中约有20万种生物，其中已知鱼类约1.9万种，甲壳类约2万种。许多海洋生物具有开发利用价值，为人类提供了丰富食物和其他资源。世界海洋浮游植物产量5000亿吨，折合成鱼类年生产量约6亿吨。假如以50%的资源量为可捕量，则世界海洋中鱼类可捕量约3亿吨。

2、海洋生物资源开发状况。开发海洋生物资源的主要产业是海洋渔业，另外还有少量海洋药用生物资源开发。1989年世界海洋渔业产量约8575万吨。1990年世界渔业总产量估计（正式统计数字尚未见报道）为1亿吨，其中海洋渔业产量也比1989年有所增长。其中，世界各大洋的渔业产量分别为：太平洋0.54亿吨，大西洋0.24亿吨，印度洋0.6亿吨。

各国海洋渔业的发展水平差别很大。长期以来，日本和原苏联是渔业产量超过1000万吨的渔业大国。中国的渔业发展比较快，1990年渔业产量达到1200多万吨，成为第一渔业大国。美国、加拿大和欧洲的一些国家，以及南朝鲜和东南亚的某些国家，渔业也比较发达。

3、海洋生物资源开发潜力。世界大洋生物资源的开发潜力是很大的。如前述各国专家所估计的，世界海洋渔业资源的总可捕量在2-3亿吨之间，目前的实际捕捞量不足1亿吨。另外，药用和其他生物资源也有很大开发潜力。近年来，日本等国正在探索大洋深水区的生物资源开发问题，首先是进行资源调查，同时开发新的捕捞技术。据报道，过去被认为是海洋中的荒漠的大洋深水区，蕴藏着大量的中层鱼类资源，其中仅灯笼鱼的生物量就有9亿吨，每年可捕量可达5亿吨。南大洋磷虾资源年可捕量可达0.5?亿吨。另外，水深200?000m的区域也有许多其他经济鱼类，如长尾鳕科鱼类，深海鳕科鱼类，平头鱼科鱼类，以及金眼鲷、鲽鱼等，可捕量约3000万吨。

海洋矿藏资源概述

用“聚宝盆”来形容海洋资源是再确切不过的。单就她的矿产资源来说，其种类之繁多，含量之丰富，令人咋舌。在地球上已发现的百余种元素中，有80余种在海洋中存在，其中可提取的有60余种，这些丰富的矿产资源以不同的形式存在于海洋中：海水中的“液体矿床”；海底富集的固体矿床；从海底内部滚滚而来的油气资源。

海水中最普通的是盐，即氯化钠，是人类最早从海水中提出的矿物质之一。另外还有一种镁盐，它们是造成海水又咸又苦的主要原因。除了这两种外，还有钾盐、碘、溴等几十种稀有元素及硼、铷、钡等，它们一般在陆地上比较少，而且分布较分散，但又极具价值，对人类用处很大。

据估计海水中含有的黄金可达550万吨，银5500万吨，钡27亿吨，铀40亿吨，锌70亿吨，钼137亿吨，锂2470亿吨，钙560万亿吨，镁1767万亿吨等等。这些东西，大都是国防工农业生产及生活的必需品。例如镁是制造飞机快艇的材料，又可以做火箭的燃料及照明弹等，是金属中的“后起之秀”，而世界上目前有一半以上的镁来自海水。

海水是宝，海洋矿砂也是宝。海洋矿砂主要有滨海矿砂和浅海矿砂。它们都是在水深不超过几十米的海滩和浅海中的由矿物富集而具有工业价值的矿砂，是开采最方便的矿藏。从这些砂子中，可以淘出黄金，而且还能淘出比金子更有价值的金刚石、石英、钻石、独居石、钛铁矿、磷钇矿、金红石、磁铁矿等，所以海洋矿砂成为增加矿产储量的最大的潜在资源之一，愈来愈受到人们的利用。

这种矿砂主要分布在浅海部分，而在那深海底处，更有着许多令人惊喜的发现：多金属结核锰结核就是其中最有经济价值的一种。它是1872-1876年英国一艘名为“挑战号”考察船在北大西洋的深海底处首次发现的。这些黑乎乎的，或者呈褐色的锰结核鹅卵团块，有的象土豆，有的象皮球，直径一般不超过20厘米，呈高度富集状态分布于300-6000米水深的大洋底表层沉积物上。

据估计整个大洋底锰结核的蕴藏量约3万亿吨，如果开采得当，它将是世界上一项取之不尽，用之不竭的宝贵资源。目前，锰结核矿成为世界许多国家的开发热点。在海洋这一表层矿产中，还有许多沉积物软泥，也是一种非同小可的矿产，含有丰富的金属元素和浮游生物残骸。例如覆盖一亿多平方公里的海底红粘土中，富含轴、铁、锰、锌、锢、银、金等，具有较大的经济价值。

近年来，科学家们在大洋底发现了33处“热液矿床”，是由海底热液成矿作用形成的块状硫化物多金属软泥及沉积物。这种热涂矿床主要形成于洋中脊，海底裂谷带中，热液通过热泉，间歇泉或喷气孔从海底排出，遇水变冷，加上周围环境中及酸碱度变化，使矿液中金属硫化物和铁锰氧化物沉淀，形成块状物质，堆积成矿丘。有的呈烟筒状，有的呈土堆状，有的呈地毯状从数吨到数千吨不等，是又一项极有开发前途的大洋矿产资源。

石油和天然气是遍及世界各大洲大陆架的矿产资源。石油可以说是海洋矿产资源中的“宠儿”，又被称为“黑色的金子”。据报告，1990年，全世界海上石油已探明储量达2.970×1010吨，海上天然气已探明储量达1.909×1013M3。油气加在一起的价值占了海洋中已知矿产物总产值的70%以上。

石油是“工业的血液”，然而目前全世界已开采石油640亿吨，石油的枯竭在所难免，从海湾战争可以看出石油的价值所在。所以人们转而求助的就是海洋石油资源。天然气是一种无色无味的气体，又称为沼气，成分主要是甲烷。由于含碳量极高，所以极易燃烧，放出大量热量。1000立方米天然气的热量，可相当于两吨半煤燃烧放出的势量。因此，天然气的价值在海洋中仅次于石油而位居第二。

海洋能源概述

浩瀚的大海，不仅蕴藏着丰富的矿产资源，更有真正意义上取之不尽，用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所储存的煤、石油、天然气等海底能源资源，也不同于溶于水中的铀、镁、锂、重水等化学能源资源。它有自己独特的方式与形态，就是用潮汐、波浪、海流、温度差、盐度差等方式表达的动能、势能、热能、物理化学能等能源。直接地说就是潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。这是一种“再生性能源”，永远不会枯竭，也不会造成任何污染。

潮汐能就是潮汐运动时产生的能量，是人类利用最早的海洋动力资源。中国在唐朝沿海地区就出现了利用潮汐来推磨的小作坊。后来，到了11-12世纪，法、英等国也出现了潮汐磨坊。到了二十世纪，潮汐能的魅力达到了高峰，人们开始懂得利用海水上涨下落的潮差能来发电。据估计，全世界的海洋潮汐能约有二十亿多千瓦，每年可发电12400万亿度。

今天，世界上第一个也是最大的潮汐发电厂就处于法国的英吉利海峡的朗斯河河口，年供电量达5.44亿度。一些专家断言，未来无污染的廉价能源是永恒的潮汐。而另一些专家则着眼于普遍存在的，浮泛在全球潮汐之上的波浪。

波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。

波浪能是巨大的，一个巨浪就可以把13吨重的岩石抛出20米高，一个波高5米，波长100米的海浪，在一米长的波峰片上就具有3120千瓦的能量，由此可以想象整个海洋的波浪所具有的能量该是多么惊人。据计算，全球海洋的波浪能达700亿千瓦，可供开发利用的为20-30亿千瓦。每年发电量可达9-万亿度。

除了潮汐与波浪能，海流可以作出贡献，由于海流遍布大洋，纵横交错，川流不息，所以它们蕴藏的能量也是可观的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流，在流经北欧时为1厘米长海岸线上提供的热量大约相当于燃烧600吨煤的热量。据估算世界上可利用的海流能约为0.5亿千瓦。而且利用海流发电并不复杂。因此要海流做出贡献还是有利可图的事业，当然也是冒险的事业。

把温度的差异作为海洋能源的想法倒是很奇妙。这就是海洋温差能，又叫海洋热能。由于海水是一种热容量很大的物质，海洋的体积又如此之大，所以海水容纳的热量是巨大的。这些热能主要来自太阳辐射，另外还有地球内部向海水放出的热量；海水中放射性物质的放热；海流摩擦产生的热，以及其他天体的辐射能，但99.99%来自太阳辐射。因此，海水热能随着海域位置的不同而差别较大。海洋热能是电能的来源之一，可转换为电能的为20亿千瓦。但1881年法国科学家德尔松石首次大胆提出海水发电的设想竟被埋没了近半个世纪，直到1926年，他的学生克劳德才实现了老师的夙愿。

此外，在江河入海口，淡水与海水之间还存在着鲜为人知的盐度差能。全世界可利用的盐度差能约26亿千瓦，其能量甚至比温差能还要大。盐差能发电原理实际上是利用浓溶液扩散到稀溶液中释放出的能量。

由此可见，海洋中蕴藏着巨大的能量，只要海水不枯竭，其能量就生生不息。作为新能源，海洋能源已吸引了越来越多的人们的兴趣。

大洋运输航线

当你打开世界交通地图时，你会看到，覆盖在蓝色海洋表面的是一条条长短不一，纵横交错的线，从一个国家到另一个国家，从一个大陆到另一个大陆。不要小看了这些没有规律性的线，它们也并不是随随便便连上的线，而是联系世界各国经济、贸易及友好往来的海洋交通运输航线。海洋交通运输也是海洋国土空间开发的方式之一，千百年来，一直是各国发展对外贸易和友好往来的重要方式，在推动人类社会前进方面做出了巨大贡献。

回溯世界航运史，可以发现一个个航海探险的里程碑，是他们为世界大规模海洋交通运输奠定了基础。中国的祖先在此作出了独特的伟大贡献，公元前四世纪，已在所有邻海之航行，秦汉时代，海路已通日本、印尼、远至罗马帝国。从公元1405年到1433年，郑和先后七次下西洋，驰骋纵横于南海和印度洋上。南到爪哇，东抵非洲东南的马达加斯加岛，把中国的文化传到各国，使中国同亚洲各国的友好关系发展到前所未有的地步。而此时，欧洲航海家们主要还是在地中海中航行。

到文艺复兴时期，西欧的资本经济得到迅速发展，迫切需要开辟国外市场与殖民地，就在这时，1492年意大利哥伦布横渡大西洋，发现了美洲新大陆却指鹿为马为“印度群岛”，但他开辟了从欧洲到美洲的航路。

1948年，葡萄牙人达-伽马开辟了从大西洋经过非洲南端好望角到达印度的新航路。1519-1522年，葡萄牙人麦哲伦率五艘西班牙军舰，首先横渡太平洋，沿巴西南下，穿过南美洲大陆与火地岛之间的海峡（此后称为麦哲伦海峡）横渡太平洋，到达菲律宾群岛，最后经印度洋回到西班牙，作了人类首次环球航行。他们开辟的航路打通了西欧和东欧的海上联系，促进了东西方之间的贸易，为世界海洋交通运输做出不可磨灭的贡献。

从此以后，在铁路、飞机等其他交通工具还没出现或不发达的情况下，海洋交通运输是世界各国联系的唯一方式，运输量不断增长。即使有了其它更先进更快捷的运输工具之后，由于海上运输本身所具有的优点，其发展仍然迅速，尤其是二战以后，海运量平均每年递增9%，大约每十年增长一倍。据统计，海洋运输占整个国际运输的75-80%。

海洋运输的特点在于：装载量大，航路是天然的海洋，无需设备，其运输成本比铁路运输低45%，比公路运输低95%，但是速度比较慢，而且海上风险又比较大。

海洋运输航线对沿海国家经济发展是非常重要的。在某些较发达的资本主义国家，经济的发展在很大程度上取决于海上交通运输，例如日本四面环海，它的海上交通运输航线犹如它的工业大动脉，对经济发展有着举足轻重的影响。

世界四大洋的运输航线各不相同，有疏有密，有繁有闲，分布不均匀。

世界主要航运海线分布图

思考：说出几条重要战略意义的航线（所经过海、洋、海峡、运河、国家等）？

太平洋沿岸有30多个国家的众多港口，海运量占世界总海运量的20%，次于大西洋位居第二。其中亚洲——美洲，美洲——澳洲，亚洲和澳洲之间的航线比较繁忙，海运主要集中在这些航线上，这与沿岸国家的经济发展水平有关。当然海上运输与经济发展是相互促进的，因此应大力发展海洋运输事业。现在我国与日本、菲律宾、新加坡，美国等国家的海上运输也越来越繁忙。

大西洋是海上运输最繁忙的基地。由于它的两岸有许多发达资本主义国家，他们之间的海洋运输业也比较发达先进。全世界有75%的港口位于大西洋沿岸，它们之间来来往往的船只川流不息，尤其是北大西洋航线上，每天就有四十多艘商船。大西洋的海运量在几大洋中遥遥领先。

印度洋的港口是不冻港，一年四季都可通航。它的主要航线是亚——欧航线，南亚、东南亚与大洋洲之间的航线。印度洋上的海运量只占世界总海运量的10%。

北冰洋由于气候寒冷，大部分时间都是冰封雪盖的银色世界。在北冰洋上航行，必须有破冰船开路，一路打杀而过，它通航的时间只有一百天左右，海运量只占世界海运量的1%。但北冰洋的航线大大缩短了东西方之间的距离，而且现在还开辟了水下航线，潜艇在这里一年四季都可以通航。

海洋能量一词既包括波浪能，即来自表面波的能量，也包括潮汐能，即大量水体移动所带来的能量。即使风力涡轮机放置在水上，海上风力发电也不是海洋能源的一种形式，因为风力来自风，而不是海洋。

海洋拥有巨大的能量，并且要么接近人口最集中的地方，要么接近人口很多的地方。海洋能源有潜力在世界各地提供大量新的可再生能源

可再生

海洋以表面波、流体流动、盐度梯度和热能的形式展现出了一个巨大的、大部分未开发的能源。

美国和国际水域的海洋和流体或海洋能源开发包括使用以下设备的项目：

有波浪较大的开放沿海地区的波浪能转换器；

放置在沿海和河口地区的潮汐涡轮机；

快速流动的河流中的径流式涡轮机；

强洋流区域的洋流涡轮机；

热带深水域的海洋热能转换器。

洋流能

强大的洋流是由温度、风、盐度、水深和地球自转共同产生的。太阳是主要的驱动力，产生了风和温差。因为洋流的流速和位置只有很小的波动，方向没有变化，所以洋流可能是部署能量提取装置（如涡轮机）的合适位置。

洋流在决定世界许多地区的气候方面起着重要作用。虽然人们对移除洋流能量的影响知之甚少，但是移除洋流能量对大范围的环境的冲击可能是一个重大的环境问题。典型的涡轮叶片冲击、海洋生物纠缠和声学效应仍然存在；然而，由于利用洋流进行迁徙的海洋生物群体更加多样化，这些效应可能会被放大。离海岸更远的位置需要更长的电缆，这些电缆可能会通过电磁输出影响海洋环境。[5]

海水盐差能

在淡水与盐水混合的河口，与盐度梯度相关的能量可以利用减压反渗透工艺和相关的转换技术被加以利用。另一个系统是基于淡水上涌通过一个浸泡在海水中的涡轮机，一个涉及电化学反应的系统也在开发中。

从1975年到1985年，大量的研究就PRO和RED植物的经济效益给出了不同的结论。值得注意的是，在日本、以色列和美国等其他国家，对盐度发电进行了小规模研究。在欧洲，研究集中在挪威和荷兰，这两个地方都有小型试点接受测试。盐度梯度能量是淡水和盐水的盐浓度差异所产生的能量。这种能源不容易被理解，因为它不是直接以热、瀑布、风、波浪或辐射的形式出现在自然界。[6]

海洋热能

从被阳光直射的温暖的水面到阳光无法穿透的更深处，水的温度通常会发生变化。这种差异在热带水域最大，使得这项技术最适用于热带水域。涡轮机通常被水蒸气所驱动，涡轮机可以发电或产生脱盐水。海洋热能转换系统可以是开式循环系统、闭式循环系统或混合循环系统。[5]

潮汐能

潮汐能指的是大量的水在移动时所产生的的能量，这是一种新型的水力发电形式。潮汐发电包括三种主要形式，即潮流发电、拦潮发电和动态潮流发电。

波浪能

来自太阳的太阳能产生温差，从而产生风。风和水面之间的相互作用产生波浪，当波浪距离越大时，波浪越大。受到全球风向的影响，西海岸两个半球的波浪势能在纬度30度至60度之间最大。当我们把波浪能作为一种技术类型进行评估时，区分四种最常见的方法非常重要：点吸收浮标、表面衰减器、振荡水柱和越浪装置。[5]

波浪能行业正在达到行业发展的一个重要里程碑，正在朝着商业可行性迈出积极的步伐。更先进的设备的开发人员正在超越单一单元的演示装置，并继续进行阵列开发和多兆瓦项目。[7]目前，大型公用事业公司的支持正通过发展进程中的伙伴关系、进一步投资以及在某些情况下的国际合作得到体现。简单来说，波浪能技术可以位于海上。波浪能转换器也可以设计用于深水、中水或浅水等特定水深条件下的操作。基本设备设计将取决于设备的位置和预期的资源特性。

海洋蕴藏着丰富的可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能、盐差能等。科学家估计这些能源的理论蕴藏量约有1 500多亿千瓦，可开发利用的有70多亿千瓦，相当于目前全世界发电能力的十几倍，在人类未来的能源供应中有重大的意义。