海洋科学导论大论文

海洋开发及新技术

【摘要】：人类开发利用海洋已有几千年的历史,由于受到生产条件和技术水平的限制,早期传统的海洋开发活动,大都是在沿岸或近海海域从事捕鱼、制盐、航运等。现代的海洋开发,是在第二次世界大战之后开始的。到七十年代初期,随着科学技术的不断进步和陆地资源的渐趋减少,人们越来越把未来的希望寄托在海洋开发上,海洋科学得到了空前的重视。国外有的学者还把海洋技术与原子能和宇宙空间技术并列为当代的“三大尖端技术”。此后,在全世界范围内掀起了一个以开发大陆架石油和天然气资源的热潮。从此,海洋开发成为各国科学家和有识之士瞩目的重要问题,后来,人们又把海洋工程列为新技术革命的一个重要方面。本文将首先介绍21世纪的海洋开发的现状以及面对的困难，然后详细的介绍新技术在海洋开发中的应用。

【关键词】：海洋资源海洋开发海洋工程技术世界新技术革命开发利用科学技术

一、海洋开发的现状

海洋资源主要是指形成和存在于海水之中与海洋水体及海底、海面本身有着直接关系的物质和能量，包括海洋生物资源、海洋石油、天然气资源、国际海底区域的多金属结核资源、海洋能源、海水资源、港口资源、海洋空间资源等自然资源与衍生资源。

海洋科技研究结果表明海洋是巨大的资源宝库。当今世界资源枯竭、能源短缺，海洋将成为人类生存和发展的重要依托。毋庸置疑，21世纪是海洋的世纪，人类可持续发展的一个重要基地就是海洋。

正因为意识到海洋这一座巨大的宝库，世界许多国家都在积极开发海洋资源，如海洋油气资源、生物资源等。在这些方面，美国、日本等发达国家都取得了巨大的成就，而中国则较为落后。然而，凭借目前掌握的技术，人类能够开发的海洋资源仅仅是很小的一部分。

以海洋油气资源为例的开采为例，世界海洋石油蕴藏量约1000多亿t，目前探明储量约200亿t，海洋天然气储量约140万亿m3，目前探明储量约80万亿m3。可见还存在大量资源未被探明，更不用说开发了。

二、海洋开发的困境

目前人类了解以及能够开发的海洋资源对于整个海洋资源而言可以说是微不足道，然而在进一步开发海洋资源的道路上却遇到了不少的困难。

海洋资源开发的第一个难题就是相关开发技术跟不上开发的需求。

以极其重要的战略资源锰结核为例，锰结核总储量估计在30000亿吨以上，其中以北太平洋分布面积最广，储量占一半以上，约为17000亿吨。锰结核密集的地方，每平方米面积上就有100多公斤，简直是一个挨一个铺满海底。在全世界的大洋里它的总储量达10的12次方的三倍吨。如果把它们全开采出来，锰可供人类3.33万年，镍可以用2.53万年，钴可用34万年，铜可以用980万年。然而目前锰结核的开发却远远未达到工业规模。原因很简单，锰结核的分布呈散布状分布，勘探没有什么问题，主要在于锰结核矿的收集问题。现在主要的问题是锰结核矿开采成本和矿物本身的价值不相符合。所以可能还要再过几年才能有工业化开采出现。由此可见改进技术、降低开发成本的重要性。

海洋资源开发面对的第二个难题是海洋开发和环境保护及可持续发展的矛盾。

海洋是人类未来的财富，开发前景十分诱人。然而，如何有效合理地开发这些丰富资源对于追求可持续发展的当今社会也是一大挑战。以我国为例，我国目前海洋资源开发过程中的问题主要有三个方面：一是过度开发，竭泽而渔；二是简单粗放式开发，资源利用效率低；三是海洋资源开发利用活动过程对海洋环境产生不良影响。因此，如何妥善解决上述问题，

将是解决海洋开发与环境保护之间的矛盾的主要难题。

三、新技术在海洋开发中的应用。

从以上叙述我们已经知道，改进海洋开发技术的重要性。我们需要新技术以便更高效、更安全地开发海洋资源，以保证人类发展过程中的需要；而且在开发海洋资源的同时，我们还应兼顾到社会可持续发展以及环境保护。由此可见，我们不仅需要新技术，更需要能帮助人类实现社会可持续发展的新技术。

（一）海洋油气勘探开发技术

迄今全世界有100多个国家和地试从事海上石油、天然气勘探开发，参与经营的大石油公司有50多家。海洋石油产量20年间在全球石油总产量中的比重从20%增长到30%。受陆上石油勘探程度高、开发难度越来越大及国际政治、经济、外交和军事等风险影响，国际大型石油公司已将开发海洋油气资源作为重要战略举措之一。

近年来，随着陆地、近海的勘探开发程度越来越高，海洋石油开发逐步向深海发展。目前，深海石油作业被认为是石油工业的一个重要的前沿阵地，在果西哥湾、巴西以及西非等地，深海石油开发已经有了极大的发展。与此同时，海洋石油生产设施也得到了不断地改进和完善，并越来越向深海方向迈进。

近年来，国际上天然气水合物开发研究如火如茶，世界上许多国家从各自不同的关注点对天然气水合物开展了涉及能源、技术、生物和环境的广泛的调查和研究工作。美国是世界上能源需求大困，也是全球科学技术强国。其天然气水合物的调查研究一直走在世界的前沿，也是世上天然气水合物调查研究最活跃的国家。

（二）海洋生物技术

美国利用基因工程技术使一些鱼类生长时间缩短了半年，采用DNA重组技术，使贝类、鲍鱼产量提高25%。另外，美国利用生物工程技术开发出几千种用于制作抗生素、抗病毒、抗肿瘤药物的海洋化合物，其中有微生物、苔藓虫类、被囊类动物、棘皮动物、腔肠动物、海绵和海藻类等。

对结构复杂，有重要生物活性的海洋天然产物的全合成研究是海洋生物研究领域的另一个热点。全球海洋中所有的原绿球藻和聚球藻舟年要从大气中吸收l00亿吨碳，相当于海洋固定大气二氧化碳总量的2/3。这两种微生物能够在海洋的上层随波浪浮动，利用光合作用将太阳能转换成化学能.同时吸收大气中的二氧化碳。因此，搞清它们如何参与全球碳循环及如何进行能量转换，将有助于加深对全球变暖等问题的认识，并为寻找更有效利用太阳能的途径提供了依据。

（三）海水利用技术

世界知名的一些长期从事海水淡化技术研究的大公司，虽然在当今的世界海水淡化市场上占据有力地位，但为了保持他们的地位，仍在加大新技术的研发步伐，从海水淡化的工艺流程、新型反渗透膜的研发、能量回收装置性能的不断改进提高无不反映出海水淡化技术仍在高速发展中，新技术的采用进一步降低了成本，展现了良好的发展态势。海水淡化工厂的淡化规模不断扩大。其规模从最初的日产几百立方米，发展到现在的日产几十万立方米。当前国际海水淡化技术的发展趋势为海水淡化设备性能不断提高，全球海水淡化装置的年销售额数十亿美元;海水淡化规模不断扩大，淡化水成本不断降低。且在成本的组成上，运行及维护、能源消费和投资成本均逐年下降。

在从海水中提取化学物质方面，全世界每年从海洋中提取食盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、澳20万吨。世界脱盐总规模约3 600万吨/口。

（四）海洋造船工程

近年来，在激烈竞争的市场环境下，为确保未来市场巾的竞争地位，先进的造船国家全