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海洋资源开发与利用


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海洋资源的开发与利用 化学工程学院 化学工程与工艺 化工-101 梁子安 10402010139 周国权





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完成日期 2011/6/21

海洋资源的开发与利用
梁子安 (1.宁波工程学院化工学院,浙江 宁波 315016) 摘要: 摘要:针对全球能源短缺问题,我们把解决这一问题的希望寄托在占据全球表面积 71%的
海洋,海洋是人类的资源宝库,浩瀚无垠的海洋,有着极其丰富的海洋资源。但各种各样的 丰富海洋资源还未被大众了解,充分了解海洋资源,有利于我们对海洋资源的开发与利用, 对人类将来的生存与发展有着极其重要的作用。

关键词: 关键词:能源短缺; 海洋资源; 开发与利用

The development and utilization of Marine resources
Ling Zi an (Chemical Engineering Ningbo University, Ningbo, Zhejiang 315016) Abstract: aiming at the global energy shortage, we have to solve this problem, the hope in occupied 71% of the ocean, global surface area of the ocean is human resources, the vast expanse of the treasure house of ocean, has the most abundant Marine resources. But all kinds of abundant Marine resources have not been the public to understand, fully understand the Marine resources, is helpful for Marine resources exploitation and utilization of the future, human survival and development to have the extremely vital role. Keywords: energy shortage; Marine resources; Development and use of .

1. 前言
海洋资源结构是指一定海域范围内各种资源要素间的组合特征和配套关系 。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
[1]

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、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。广义的海洋资源除了上述的 能源和物质外,还把港湾 、海洋交通运输航线、水产资源的加工、海上风能、 海底地热、海洋旅游景观、海洋空间都视为海洋资源[2]。

2. 海洋资源简介 2.1 海洋矿产资源
海洋矿产资源,又名海底矿产资源。包括海滨、浅海、深海、大洋盆地和洋 中脊底部的各类矿产资源。经过我们有计划的勘探,已有充分的资料征实,在我 国辽阔的近海海域内,蕴藏着丰富的石油和天然气资源,目前,在渤海盆地中已 经发现了十多个含油气构造或油田,有的油田单井日产原油达 1600 吨,天然气 19 万立方米, 在黄海“北黄海盆地”有一般的油气远景, 而在“南黄海盆地”有四十 多个储油气构造,经钻探证实油气前景十分美好。

2.2 海洋能源
海洋是生命的摇篮 ,她孕育了人类文明。现今人类 以上 ,过半数超百万人 口的大城市,离海岸均不足,这反映了人类与海洋的关系密切[3]。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、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。

3. 资源的开发与利用 3.1
海洋矿产的开发 我国的海洋国土面积很大,内海和领海面积达 40 多万平方公里。内海是内 水的一部分,是指伸入一国大陆内部,有狭窄的水道与大洋相通,与本国领海相 连的海域。渤海、琼州海峡和长江口、珠江口都是中国的内海。即使不算南沙海 域,中国内海和领海也有 38 万平方公里,几乎占我国陆上国土面积的 30%。它 们与我国 960 万平方公里的陆上国土一样,中国拥有绝对的主权。根据《联合国 海洋法公约》和我国的主张,我国管辖的海域面积约 300 万平方公里,包括渤海 的全部 7 万平方公里,黄海 38 万平方公里中我国主张的部分,东海 80 万平方公

里中我国主张的部分,南海 350 万平方公里中我国主张的部分。世界公海和国际 海底是人类的共同继承财产,全球的公海面积约为 2.3 亿平方公里,公海对所有 国家开放,我国享有公海,包括海底区域海洋资源开发利用的权利。国土资源部 的一项基本职能是进行海洋资源调查评价。 海洋资源调查就是对我国的领海及管 辖海域的资源环境的基本特征、资源开发利用现状、开发利用前景,以及海洋环 境和地质灾害情况进行综合调查及评价分析。 海洋资源调查是人们认识和掌握海 洋资源环境要素的分布及变化规律,获取资源环境资料的最基本最经常的工作, 是海洋科学研究、 海洋资源开发利用、 海洋工程技术、 海洋环境保护的基础工作。 海洋开发具有重要战略地位,从我国国情出发,我国海洋资源调查与评价必须把 海岸带到大陆架专属经济区的广阔区域作为一个整体来考虑。主要任务是:根据 国民经济和社会发展的需要,基本查清从海岸带到大陆架、专属经济区广阔区域 的海洋资源开发利用现状,发现一批新的可开发资源,重点是一海(渤海)、一 湾(北部湾)、一峡(台湾海峡)、三洲(黄河三角洲、长江三角洲、珠江三角 洲);调查海岸带、大陆架及专属经济区海洋资源类型、数量、特征、分布规律 及开发现状;开展海洋灾害类型、引发机制及变化规律研究,建立灾害及海平面 变化动态监测网;调查我国海岸带最大环境承载量;完成大陆架及专属经济区底 土环境质量评价与功能区划;查明军事海洋环境与国防建设要素,为维护国家海 洋权益、 统筹海洋开发和整治服务。 同时, 开展大洋深海资源及极地的调查研究。

3.2 海洋能源的开发 3.2.1 海洋能源简介
在海洋装备制造业中,涵盖了潮汐能、风电等新能源设备,核电设备等;在清 洁能源产业中,主要包括核电、风能、潮汐能、洋流能、生物质能等[4]。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。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。

3.2.2 海洋资源开发的技术
洋油气开发 海洋油气开发是一个迅速发展的产业, 其产值已占世界海洋经

济的 60%。特别是当前的海上油气开发已经向深海延伸,更需要高技术作为支 撑:油气勘探技术、深水海面采油技术、水下作业技术。我国海洋油气产业 10 年中约增长 18 倍,目前开发已延伸至 300 米水深。 海低采矿 大洋底散布着丰富的多金属结核,其中,太平洋的储量约 1.7 万

亿吨,锰、镍、铜、钴的储量分别为陆地的 52、83、9、359 倍。但使大洋采矿 成为一种产业,专家认为尚需 20 年。 海水淡化 海水占地球上水量总体的 97.2%。随着经济发展和人口增加,世

界缺少淡水的压力越来越大。而通过淡化海水取得淡水是人类的一个自然选择。 海水淡化的方法很多,目前常用的有三种:(1)蒸馏法。世界上用此法生产的淡 水约占总量的 60%。(2)电渗析法。其应用限于为船舰、海岛提供少量淡水, 生产的淡水约占总量的 5%。(3)反渗析法。其生产的淡水约占总量的 30%。此种 生产方法的关键部件为要求极高的半透膜。

海洋能开发

海水运动和温度、盐度的差异分布,蕴蓄着巨大的能量,温度

差、盐度差、潮汐、海流均可被利用来发电。(1)温度差。海面与海水深处间存 在温度差,利用此温度差可装置热机来发电。(2)盐度差。河流入海口地区同时 存在大量淡水和海水,是取得盐度差能量的主要水域。(3)潮汐。世界可利用的 潮汐能有 6.35 亿千瓦。潮汐能的开发已经达到了工业应用水平。世界最大的潮 汐电站建于法国的朗斯河口,总功率 24 万千瓦,每千瓦时运行价格 3.7 美分, 与核电(3.8 美分)、水力发电(3.2 美分)相近,低于火力发电(10.5 美分)。 潮汐电站要求优越的地形和大的潮差。我国已建成潮汐电站 8 个,总功率 6000 多千瓦。我国大的潮差主要集中在浙江、福建沿海,就全国而论,在潮差方面不 具备明显优越条件,未来潮汐能的开发,需要应用高技术。(4)海流。海流中的 强流是一种潜在的能源。 迄今海流作为能源利用, 仍未达到实用化、 商业化水平。 海上旅游 度假区。 海洋面临的挑战 20 世纪,人类从海洋里取走了数十亿吨的生物资源,而倒 进了数十亿吨的有害物质。20 世纪世界经济的迅猛发展和随之带来的海洋污染, 已经使人们认识到,海洋经济的可持续发展需要对海洋资源的开发利用(包括纳 污容量)进行综合管理。这不仅需要系统健全的政策法规和科学合理的规划,而 且需要高科技, 二者缺一不可。 因此, 大力发展海洋高新技术, 包括微电子技术、 计算机技术、现代生物技术、航天技术以及核技术是认识和开发海洋必不可少的 手段 随着人民生活水平的提高, 旅游业已发展成国民收入的主要来源

之一。我国海上旅游近 20 年来有了较大发展,目前已建立了 12 个国家沿海旅游

4. 结论
海洋资源是具有战略意义的新兴领域,有着巨大的开发潜力。海洋作为一个 巨大的资源库 ,源于海洋生物资源作为人类食物在供养人口方面起着不可或缺 的作用[5]。 随着陆地资源的日趋枯竭。 人类的生存和发展将越来越多地依赖海洋。 中国是世界上人口最多、 人均土地资源匮乏的国家, 在合理利用陆地资源的同时, 必须高度重视开发利用海洋资源。开发海洋对工程技术有高度的依赖性。辽阔的 海洋和丰富的海底能源,为人类开发海洋资源提供了一个大舞台。实践证明,没 有海洋工程技术的创新或高技术的突破,就没有海洋产业的形成与发展,就不能 充分开发海洋资源,也就不能实现海学资源的可持续利用。根据中国海洋科技发 展和海洋资源开发的需要,海洋工程技术要重点加强海洋环境预报技术、海洋信 息技术、海洋环境保护与生态环境修复技术、海洋生物技术、海洋生物资源持续

利用技术、海洋资源的综合利用技术和深海资源勘深与开发技术等方面的研究。 同时要积极参与国际海洋大科学的研究。中国正在坚定不移地实施“科教兴国” 战略,相信随着海洋工程技术特别是高新技术的发展,中国工程技术人员也将为 人类科学开发和利用海洋资源做出积极的贡献。 参考文献 [1]刘卫东,张玉斌.区域结构, 产业结构与空间结构的协调机制初探 [J]. 经济地理, 1992, (4) :
20225. [LIU Wei2dong, ZHANG Yu2 bin, Structure, industrial structure and s patial structure . Econom ic Geography, 1992, (4) : 20225. ] [2] 封志明. 资源科学导论 [M]. 北京: 科学出版社, 2007. [FENG Zhi2 ming . Res ources Science . Beijing: Science Press,2007.] [3] 陈伯康,李桂香.海洋高技术[M].上海科学技术出版社 .1994.12 [4] 柴国荣.浙江海洋时代产业机遇[J]. 《中国经济时报》2011 年 03.16 [5] 张耀光,韩增林,刘锴,刘桂春.海洋资源开发利用的研究以辽宁省为例[J]. 第 25 卷第 5 期 自然资源学报.2010 年 5 月.


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