碳中和驱动下的海洋渔业未来

目  录

1. 碳中和时代,海洋渔业迎来新未来

2. 进据深蓝,海工科技的协同共生

3. 重塑价值,海洋牧场的产业定制

4. 直抵核心,大洋之上的能源农场

全球气候变暖推动了人类碳中和意识的觉醒,在这个新的时代,蓝碳渔业将慢慢走向舞台中央。

01、碳中和时代,海洋渔业迎来新未来

面对温室气体导致的气候变暖,碳中和已经成为全球共同的价值观。截至2020年10月,127个国家和地区提出了碳中和愿景。习近平总书记在2020年也代表中国做出了“努力争取2060年前实现碳中和”的庄严承诺。

碳中和的战略目标,很难在原有经济发展框架下真正实现。据比尔·盖茨在《气候经济与人类未来》中推算,在世界整体受到新冠肺炎(COVID-19)疫情严重冲击下,2020年全球温室气体排放仅比2019年下降5%左右。

因此,坚持碳中和战略目标就必须创新!这将在40年内对中国及世界经济社会发展的方方面面产生极为深远的影响,而沿海地区渔业的未来发展也必须符合这种新的历史进程。

▼ 渔业也是碳中和影响下的重要产业领域(来源:Wikipedia)

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那么,碳中和将会怎样重塑我们的海洋渔业?两大必然趋势已清晰可见。

趋势1:海洋成为关键的食物来源,海产品将形成高碳肉类的结构性替代

农业,其实一直是全球温室气体排放的主要源头之一。根据约瑟夫·波勒和托马斯·内梅切克所做的,迄今为止全球食品体系最大的数据系统分析,食物生产排放量则实际可达全球排放总量的26%。

在大农业中,牛、羊等畜牧业排放占了主要部分,其每年仅通过气体和粪便排放的二氧化碳当量,就达到全球排放总量的5.8%,超过所有公路货运交通;如果全世界所有牛、羊组成一个国家,仅这一项就能使该国排名全球排放第五位,仅次于中国、美国、欧盟和印度。

随着全球人口数量不断增长及平均生活水平的不断提高,肉类消费将持续增长。因此,畜牧业需要更多的牧草空间,如果单位面积产量没有显著提升,要在2050年养活100亿全球人口,在肉类消费的推动下,与食物相关的温室气体排放还将增加2/3。

而中国人均肉类消费(牛、羊、猪、禽肉类)现在仍远低于发达国家,发展空间仍较大(如美国人均肉类消费每年101kg、经合组织国家72kg,而中国仅为53kg),如果补足缺口,中国的温室气体排放无疑还将大大增长。

▼ 牛、羊等畜牧业排放的二氧化碳当量,达到全球排放总量的5.8%

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这种情况势必很难继续,找到高碳肉类的低碳替代迫在眉睫。而海洋恰恰能给未来另一种可能。

鱼类作为大自然中的超级食物,其实在人类营养摄取中本就已经举足轻重。如今,全球人均每日动物蛋白质摄入总量中有17%正是来自鱼类,超过31亿人口甚至超过20%;鱼类不仅是蛋白质和健康脂肪的来源,甚至还是一些基本营养元素(如长链欧米伽3脂肪酸、碘、维生素D和钙)的唯一来源。

更为关键的是,鱼类有着远低于肉类的碳排放!此外,海洋里也有着大量可供食用的甲壳类、贝类、藻类、头足类等生物,同样具备丰富碳水化合物、蛋白质、维生素、微量元素等营养,而相对牛、羊等反刍动物肉类却均具有低碳属性。

这些海产品在中国的市场需求也已经不低,2019年,中国海水养殖超过2000万吨的产出总量中的九成以上不是鱼类。

▼ 海洋食品将会越来越成为重要的低碳食物来源

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事实上,中国人在饮食上对鱼类和海鲜是更为接受的。在经合组织统计中,2017年,中国鱼类和海鲜人均消费达38.17千克,不仅高于世界平均水平,也高于北美和欧洲。2019年,我国更是进口了626.5万吨的水海产品,超过各类肉类进口总量近1/3。当然,在大国博弈日趋常态化的今天,缩短供应链以保障相应产品的自主可控,也对我国渔业发展打开了新的“国产替代”空间。

以海代陆的餐桌革命,已经在应对气候方面得到全球范围的认同。2019年由12个国家的政府首脑和联合国秘书长海洋特使组成的“可持续海洋经济高级别小组”发表了名为《海洋为气候变化提供解决方案》的报告,认为“(对气候变化)最大的潜在缓解收益就是将饮食从陆生动物(特别是牛、羊这种反刍动物),转向植物或海产品这种低碳食物”。

高产出、低排放、营养丰富、更易接受,在可见的未来,我们餐桌上的海产品必然会越来越多,海洋渔业必然大有可为。

趋势2:海洋养殖渔业成为世界大势,并将向蓝碳渔业进化

全球海洋渔获方式正在发生前所未有的剧变。

从海洋中获取食物,人类的这一行为已经持续了万年以上。甚至在世界知名考古学家、英国学者布莱恩·费根眼中,“海洋哺育了人类文明”。作为曾与采集、狩猎并存的古老方式,捕捞,直至今日仍在海洋渔获中发挥主要作用。据联合国粮农组织《2020年世界渔业和水产养殖报告》,2018年全球海洋渔获1.15亿吨,其中超过七成仍用这一古老的方式完成。

但如今,技术突破下的商业捕捞,使得绝大多数海洋物种都在面临灾难性打击,新发明的大型围网使捕捞量增加80%。海洋保护力度的不足更加重了这一点。

▼ 围网捕捞(来源:Wikipedia)

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过度的捕捞,使2017年全球超过1/3的鱼类资源已经不在生物可持续水平内;而在1974年,这个数据还仅仅是10%。

因此,全球海洋捕捞长年停滞在8000万吨左右;而相应的海水养殖30年间增长了5倍,产量已经接近捕捞量的40%。全球范围内海水养殖全面超越海洋捕捞成为海产品的主要提供方式,其实只剩下了时间问题。

随着捕捞技术的提高、庞大捕捞船队及“海洋农牧化”思想下蓝色粮仓等计划的推进,我国早已成为事实上最大的“海洋渔业国”,2018年海洋捕捞全球最高、占全球总量15%(即使如此,也远未到人口所占世界总量的比例),同年海水养殖产量则高达2031万吨,不仅为捕捞量的2倍,更占了全球总量的2/3。从种菜到种海产,我们发挥民族底色,着实领先了世界一大步。

我们再从碳中和的视角看看,什么样的海水养殖更符合未来发展的需求呢?

要做到碳中和,除减排二氧化碳外,还要着力增加碳汇。以往,生态系统增加碳汇的路径主要为陆地碳汇,即通过植树造林增加碳汇,也称为绿碳。

联合国环境署在2009年首次提出了“蓝碳”概念,指出海洋在全球碳循环中扮演着重要的角色,大约93%的二氧化碳循环和固定都是通过海洋完成,尤其海岸带上的红树林、滨海盐沼、海草床等海洋生态系统拥有极高的碳汇效率,虽然其面积加起来还不到全球海床总面积的0.5%、植物生物量也只占陆地植物生物量的0.05%,但其碳储量能达海洋碳储量的50%以上,甚至可能高达71%。也就是说,要增加蓝碳,就必须重视海岸带生态系统的保护。

我国对蓝碳非常重视,在《中共中央 国务院关于加快推进生态文明建设的意见》《全国海洋主体功能区规划》等文件中都对发展蓝碳做出部署,并相继发起“21世纪海上丝绸之路蓝碳计划”和“全球蓝碳十年倡议”,提倡充分发挥蓝碳的作用。

但我国现有的海水养殖基本集中于海岸带上,对蓝碳造成重大影响。据自然资源部海洋三所海洋保护生态学研究团队的学术带头人陈彬研究员介绍,在海水养殖业中,建设密集的养殖池占用大量土地,被认为是导致全球红树林面积减少的最主要原因。

20世纪80年代至21世纪初,我国南方地区所减少的红树林,绝大多数就是因养殖池塘而被破坏。现在海岸带上通过人工建造和海水抽取实现的高位海水养殖,也由于其清塘水对海岸带土壤的破坏,在对近海及海产品造成污染的同时,加剧了温室气体排放。

▼ 我国是海水养殖大国(来源:Wikipedia)

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可见,在碳中和目标驱动下,未来的海水养殖一定会更严格地保护海岸带生态体系,为相应海水养殖空间压减,从而推动整个海洋渔业向更为可持续发展的蓝碳渔业方向进化。

在这个视角下,海洋渔业的未来清晰可辨:海产品的光明前景使得海洋渔业发展可期,但海岸带,甚至近海的严格保护又将使得海水养殖必须转型。那么在未来,蓝碳渔业中的高价值点在哪里?

02、进据深蓝,海工科技的协同共生

要保护好海岸带,还要提供出更优品质、更高价值的海产品,最简单的做法就是将滩涂乃至近海的海水养殖区域退渔还海,转向开发深远海养殖。而渔权即海权,深远海养殖也必须成为我国影响力不断扩大后的核心能力之一。

但是,深远海养殖的逻辑和近海滩涂完全不同。如果近海滩涂的海水养殖还只是传统渔业设施即可,那么深远海养殖就必须视作如同海上钻井平台、超大型船舶般的真正海洋工程,需要极强的科技力量支撑。

国际上对深远海养殖还没有一致且明确的定义。结合海洋本身及相应管理的特点,我国深远海养殖可认为是设置在离岸3海里(1海里≈1.852千米)以外、水深为25-100米、无遮蔽的开放海域,以远程管控设施装备为保障、陆海补给系统为支持、对生态环境无负面影响的工业化海上养殖生产方式。

据初步调研,我国适合新型渔场养殖的海域达16万平方千米,仅南海海域水深为45-100米且适合开展深远海渔业养殖的海域面积就到了6万平方千米,深远海养殖发展空间巨大。

我国近海海底地形是广阔的大陆架,坡度较为平缓,一定深度下离岸距离更远:其中南海沿岸对应25米水深的离岸距离为26千米,东海沿岸25米水深的离岸距离为85千米,南黄海沿岸25米水深的离岸距离为96千米,北黄海沿岸25米水深的离岸距离达122千米。选址黄海冷水团的“深蓝1号”深海养殖平台,作业水深60米,离岸距离已达250千米。这使得我国发展深远海渔场面临重大挑战。

这种挑战在我国初步克服了最为核心的抗风浪问题后,大致分为两个方面,均需要海工科技在发展中协同共生、联合突破。

▼ “深蓝1号”实现深远海三文鱼的养殖(来源:Wikipedia)

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一是选址问题。每种鱼都有自身适宜生长的水温、水动力等海况环境要求,所谓“欺山莫欺水”,一旦不能满足条件即会造成经济损失,如洋流速度大一点,养殖鱼群就始终需要更多的运动对抗洋流,身上就不怎么长肉,渔场的产量和经济性就无法保障;

而中国科学院院士吴立新坦承“事实上我国海洋观测体系还处在发展阶段,与欧美发达国家的差距比较明显”,直至2020年,我国自主获取的全球海洋环境信息数据总量仍不到美国、日本等国的2%,即使是东海和南海数据,也只有美国、日本等国的5%。显然,从“原种场”到新空间,未来深远海渔场的大量布局仍需更高水准的透明海洋系统支撑。

二是智能化问题。由于渔场装备远离陆地,各项物资和人员的运输多有不便,因此,必须保证其能在人员较少的情况有效运营,这就需要渔场装备整体智能化程度不断提高。我国在水下检测设备、导航定位装置、应急预警系统等关键部分仍处于被“卡脖子”的状态。

即使中船重工武船集团成功为挪威巨头萨尔玛集团制造的“海洋渔场1号”养殖平台,甚至成为业内开启深远海渔场时代的里程碑事件,但细究起来,在这个世界上最先进的深海渔场装备上,中船仅仅是提供了整体结构的建造和组装,各类智能化感知处理系统仍然由挪威、德国、瑞典等欧洲公司提供。

▼ 大型海洋渔场,是未来的海水养殖必备装备(来源:Wikipedia)

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近年来,由于油价低行成为新常态,全球海洋工程装备市场正处于深度调整期。深远海渔业装备,为正面临恶劣市场环境的我国庞大海工产能,提供了全新的输出方向。结合海洋工程平台的技术基础,我国深远海养殖平台发展迅速。相对养殖工船来说,固定锚泊的深远海养殖平台,在低碳方面显然更胜一筹,因此在碳中和驱动下,其发展前景也势必更为广阔。

深远海养殖是典型的重资本、高风险、高技术的高门槛行业,所需要的专业知识、行业人才、产业服务等必须高度聚集才能支撑。因此,在中国漫长的海岸线上,必然会形成为数不多的深远海渔业中心城市。

这样的城市无疑首先应是深远海渔业的母港,形成鱼类登陆存储、加工流通的中心;同时,还必须要至少满足以下的4个基本条件:

一是拥有强大的海工产业腹地。当地可以借此对深远海养殖平台,以及相应海洋监测/观测装备的研发创新、生产制造、维修养护提供全方位的产业支撑,形成低成本且高效率的服务母港。显然,这对并不是像油气公司那么财大气粗的水产养殖公司来说,会具有更高的吸引力。

在这个行业中,距离就是成本。美国船级社(ABS)大中国区总经理安德鲁·里普曼甚至直言:“尽管中国承接了大型(深远海渔场)项目的建造,但要把整个渔场运至挪威和智利这样遥远的国家却相当费事。萨尔玛的‘海洋渔场1号’从中国运到挪威就花了700万-1000万美元,如果成本不能降下来,未来的项目将很难让投资者们接纳。”

二是拥有较为灵活且相对友好的金融服务。深远海养殖平台是重资本的海工装备,出口挪威的“海洋渔场1号”投资达4亿元,其余国内用的平台平均投资也为4000-5000万元。这种量级的巨额投资,使世界级养殖巨头萨尔玛也认为,“(公司)重要的是通过良好的资金渠道来确保财务灵活性”,并在确定大力推进深远海养殖事业后,2021年4月再次发行35亿挪威克朗的高级无担保绿色债券。

▼ 海洋金融,是发展海洋科技和海洋产业的保障。海洋产业强国挪威首都奥斯陆,就是世界顶级的海洋金融产业之都

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可见,若没有适度的特定金融服务提供足够的资金,无论是大企业购买还是中小企业联合租赁,水产养殖企业进入市场都必然面临相当大的负担。目前,我国深远海养殖平台能够快速发展,同样是因为有相应的资金要素驱动。

作为高新技术,现在深远海养殖平台可以享受到一定的国家补贴,中央转移支付补助资金规模最高可达1000万元/座;而力图发展深远海渔业的政府,如福州连江县等也会从本地财政补助、税收、海域使用或出让金等多方面予以支持。未来,如果能建立起更为稳固和灵活的专项金融平台,配合政策性资金,无疑将形成强大的产业吸引力。

三是更为开放的测试环境。全球前沿海洋国家的海水养殖都处于从近海到深远海的转型时期,兼之科技突破不断涌现、养殖模式不断创新,所以,都在进行各类养殖平台的测试。挪威对通过评定的创新技术深远海养殖平台,以颁发许可证的方式,给予额外的养殖配额(每张可生产总量为780吨)。这大大刺激了新兴技术的产生。

“海洋渔场1号”就在孔斯伯格公司的协助下,成为世界上第一个通过融合所有可用水下传感器“大数据”,并以此形成创新的操作员决策支持系统,控制和监测鲑鱼喂养与海洋整体物理环境;而采用海底锚定及封闭生产罐等新理念、人工智能鱼脸识别等新技术的创新平台,也得到相应许可证,开始建造并测试。

据统计,2016—2020年,挪威已向20家公司发放了102个许可证,新增约8万吨产量空间。因此,有条件的城市应结合选址、智能化装置等海工新技术发展,共同推动不同形式的深远海养殖平台前沿测试,实现养殖与海工技术的联合突破。

四是针对性的创新服务。在挪威,科技研发创新大多以小微企业,甚至是初创企业为主,它们在各个环节推动着不同的颠覆式创新,深远海养殖产业中同样如此。大型公司对新技术总有极高的期待,但创新者常常会热衷于向投资者介绍他们的产品,没有考虑如何与大型公司达成共鸣。

因此,2015年成立的挪威NCE海产创新集群,其主要工作就是为其国内的养殖公司和供应商服务,在全球,包括本地寻求优秀科技研发者,并同生产商和投资者对接,共同推动产业的发展。这种科技技术中介及相应可能产生的知识产权服务,未来也必然会成为深远海养殖平台提升价值的重要靶向创新服务。

▼ 卑尔根,是挪威海洋科技和海洋食品产业的重要城市

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综合起来,海工力量雄厚的山东、浙江,更具开放活力的海南、福建,都有可能打造出未来蓝碳农业时代的深远海渔业中心城市。2020年8月,青岛获批首个国家深远海绿色养殖试验区,毫无疑问先走了一步。但中国漫长的海岸线显然不会只有一个深远海渔业中心城市。青岛能不能凭借足够的远见取得更多成就?而谁,又会是下一个?

03、重塑价值,海洋牧场的产业定制

蓝碳渔业的核心在于对海岸带的保护。所以,除绕开近海去寻找空间蓝海外,也要对近海渔业进行大力的生态改善,恢复其碳的负排放能力。海洋牧场的大力建设,从根本上提供了这种可能。

海洋牧场指的是基于海洋生态系统原理,在特定海域,通过人工鱼礁、增殖放流等措施,构建或修复海洋生物繁殖、生长、索饵或避敌所需的场所,增殖养护渔业资源,改善海域生态环境,实现渔业资源可持续利用的渔业模式。

一般认为,海洋牧场集中建设区域为水深6-20米,其建设应做到“先场后牧”,即首先要通过科学地恢复海草床和海藻场,通过人工鱼礁形成上升流来改善生物栖息地。海草床和海藻场正是蓝碳的重要所在。因此,在碳中和的驱动下,建设海洋牧场在未来仍将是近海渔业的发展大趋势。

就目前而言,海洋牧场至今其实还没有形成特别好的可持续模式。据来自大连市现代海洋牧场研究院的业内人士透露,一个几万亩的牧场相对已经大面积海底荒漠化的近海来说仍是非常脆弱,风暴潮等自然灾害影响严重;牧场的区域经济带动作用也很有限,通常仅会拉动一些海产品加工和海洋旅游,而我国几百个海洋牧场模式均较为雷同,以至于竞争激烈,这使得政府自身的推动意愿也不强;

更重要的是,海洋牧场自身的经济收益模式仍不明确,现在梯次养殖和海珍品养殖是主要的收益来源,但产品品质在市场价格上并未兑现。因此,中国科学院海洋研究所常务副所长杨红生直言,一个海洋牧场从投入建设到收回投资,要经过5-7年,甚至更长的时间。

如何让海洋牧场产生高价值?

这其实是其吸纳更多主体、实现良性发展的关键。海藻,很有可能是打开海洋牧场高价值大门的钥匙,成为新的产业蓝海。

▼ 海藻养殖(来源:Wikipedia)

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一方面,中国已经是世界海藻超级大国,2018年海藻产量超过1800万吨,约占世界总量的六成,是第二名印尼的2倍。而海藻固碳潜力较大,蓝碳效应显著。预测显示,仅全球陆架区大型海藻固碳潜力就达到了全球海洋年均净固碳总量的 35%。

海藻生产也不涉及化肥、农药,水资源可以循环利用,很少废物排放。加之海洋牧场大发展下,海藻作为牧场基底,随着养殖技术演进实施和海底森林的全面构建,整体产量必然还会快速增长。这是蓝碳渔业在海岸带上最为确定的趋势。

另一方面,海藻也有着极为丰富的用途,市场也可从无到有、从小到大。多种多样的海藻如裙带菜、紫菜等,已经成为很多地方的餐桌必备;而作为饲料,海藻还能去碳,根据最新研究,仅添加80克海藻就能让牛减少82%的甲烷排放。除此之外,其活性物质还能制成低碳的农业肥料、包装材料、保健品、医疗用品、化妆品等。

但我国海藻产值仍不到世界1/3,与产量比例对比,可以看出资源利用效率很低。这清晰地反映在当前市场上:80%的海藻食品仍只是低附加值的半成品,且种类少、加工档次低。

高值化海藻产品,一方面可以迎合现代需求,向3R食品(即烹、即热、即食)创新发展;另一方面则应充分利用生物科技,以提取活性物质为核心,研发出市场接受度较高的高价值功能商品,如高值保健品、药品、化妆品等。这样,我们的海洋牧场就从传统的“种食物”,到了面向未来市场需求、定制化的“种保健品”“种药品”“种化妆品”……

▼ 可促进伤口愈合的海藻酸盐敷料(来源:Wikipedia)

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以高值化妆品为例,如具有保湿、修护功能的海藻提取物化妆品在美国、日本企业中取得了成功:美国雅诗兰黛集团旗下高端化妆品品牌海蓝之谜即主打太平洋深海海藻成分;而在海带原生地的日本函馆,主打“昆布”(一种海带)成分的化妆品品牌SHIRO(意译“四郎”)也一步步从北海道走入伦敦国王大道。

法国布列塔尼大区则以海藻提取物为核心,发展出独具特色的世界级海洋化妆品产业集群。围绕着当地约700种的海藻,布列塔尼大区吸引了167家海洋化妆品公司,覆盖了从为大品牌提供原料、到生产自有品牌的各种类型企业,其中也包含了扎根于此的化妆品巨头伊夫·黎雪。

2018年,布列塔尼海洋化妆品集群的总销售额已超过18亿欧元,并提供了约6000个工作岗位。海藻化妆品的根基在于海藻提取物,因此,布列塔尼海洋化妆品产业集群的发展,均是围绕着生物科技研发平台。通过40个技术实验室、创新中心及国家级组织,政产学研共同推动布列塔尼大区成为法国顶级的海洋化妆品中心和全国排名第三的生物科技产业集群。

▼ 布雷斯特,是法国布列塔尼大区重要的海洋科技城市(来源:Wikipedia)

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通过生物科技,开拓海藻活性物质,以功能性商品重塑海洋牧场价值,这成为海洋牧场能够可持续发展的可能道路。“牧场—海藻—实验室—产业区”,海藻活性物质有多少种细分功能,沿海地区就能有多少类高价值产品的创新产业集群。

在这种以生物科技为枢纽的产业模式中,有着国家级海洋生物研究机构的青岛和厦门,以及科创活力充盈的深圳等地,无疑将会更具优势;而在其他地方,只要通过创新知识的定向对接和引进,搭建起通向各类“锚机构”的桥梁,也有极大概率获得新时代海洋牧场带来的高额溢价。

04、直抵核心,大洋之上的能源农场

保护海岸带的蓝碳渔业,在大力发展深远海养殖和海洋牧场、基本实现餐桌革命的乐观情况下,全球范围内能抵消多少的温室气体呢?很可能最高是8%左右,也就是大概40亿吨二氧化碳当量。这是一般意义上蓝碳渔业的极限。但海洋,往往能够带来意想不到的惊喜。

在2021年5月30日举行的中科院学部第七届学术年会上,中国科学院院士丁仲礼在公布中科院“碳中和”框架路线图研究进展时提出,碳中和概括起来就是能源供应端、能源消费端、人为固碳端“三端发力”体系。可见,无论如何,碳中和最终还是需要向能源结构调整方面努力。

同样是位于食物链底端的海藻,给了未来能源一个超级想象空间。

1. 生物燃料,脱碳的大趋势

作为非化石能源消费端的生物燃料已经经历了粮食、纤维素两代,玉米、甘蔗、植物油、木材等都可作为燃料来源。由于其可再生性和对化石能源的替代,且相应的“绿色溢价”(比同类燃料高出的价格)有限,生物燃料取得了快速发展。传统的农业价值,在生物燃料的发展中得到提升,以至于严重威胁到了粮食生产。

目前,美国每年产出的35%玉米用于生产乙醇,而非食用;巴西肥沃的土地上产出的甘蔗仅37%左右用于生产白糖;而全球23%的植物油用于生物柴油生产。因此,2020年11月21日,中华人民共和国国务院新闻办公室(以下简称国务院新闻办)在发布《新时代的中国能源发展》白皮书中“建设多元清洁的能源供应体系”一章中特别提出“坚持不与人争粮、不与粮争地的原则,严格控制燃料乙醇加工产能扩张”。

但是,发展生物燃料是现阶段快速实现碳中和的重要途径。美国高级研究计划局能源部项目主管马克·冯·凯茨表示,生物能源非常重要,如果要实现美国经济的脱碳,生物能源需要占该国能源的20%-25%。在碳中和的驱动下,生物燃料能源的重要性必须得到足够重视。海藻正是不占用大量土地、肥料和水的新一代生物燃料来源。

▼ 巴西圣保罗的乙醇和汽油双燃料加油站(来源:Wikipedia)

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2. 海藻,最具商业化前景的生物燃料来源

海藻其实一直在生物燃料来源的考虑范围内。其中含有大量生物油脂,部分品种含油量甚至可达70%,而且光合作用效率高,生长迅速,最多两周就可以完成一个生长周期,非常适合作为生物燃料,研究人员也一直在进行探索。

如美国能源部(DOE)2016年拨款1500万美元资助“藻类生物燃料和生物制品”,夏威夷海洋科技园中的全球领先藻类公司Cellana也在不断进行生物燃料的实验。但大规模生产藻类燃料的成本问题在之前总是难以克服,因此,海藻燃料未能及早进入商业化。

现在,更多的技术突破带来了更大的可能性。中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心与德国鲁尔大学植物生物化学系合作,从生物模拟角度突破,建立了缺氮胁迫下微拟球藻大量合成油脂的动态模型,为微藻产油提高工业化产量奠定了研究基础。

埃克森美孚公司,则与美国生物技术公司Synthetic Genomics合作,运用CRISPR/Cas9基因编辑技术对藻类原始基因进行修饰,使其将二氧化碳转化为生物燃料的效率大大提高。可见的预期是,到了2025年,美孚公司每天将能够生产出1万桶藻类生物燃料。

最具想象力和可能性的,则是美国高级研究计划局能源部资助的“海洋者”计划,集中了包括伍兹·霍尔海洋研究所、西北太平洋国家实验室、加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校等近20家美国海洋研究机构,针对海藻能源产业各个环节进行分项目的全方位科技创新,具体项目涉及养殖、收获、运输、育种等方面的技术和系统,种类细致繁多。

例如,在伍兹·霍尔海洋研究所的一个项目就是专门针对水下监控的开发,重点在于小型无人潜航器上的传感器如何能够实施监测海藻的生长情况和相关损害。这些环节上的创新,最终形成系统性的技术突破,以至于美国将可以在太平洋中间建造巨大的海藻能源农场。还有更多新颖的创新模式已经在测试,甚至成功。

▼ 由藻类制成的“绿色”喷气机燃油(来源:Wikipedia)

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这些环节上的创新,最终形成系统性的技术突破,以至于美国将可以在太平洋中间建造巨大的海藻能源农场。面对大洋中央表层海水生物量过低、导致海藻难以生长的问题,集成创新的太阳能水下机器人已经基本解决:具体是将海藻固定在水下机器人身上,在晚上、暴风雨或者其他船只经过时,机器人会把海藻拉到海底吸收养分;其他时间再带其回到海水表层吸收阳光。到了收割季节,机器人还会把海藻拉到指定场所。这种模式已经在2019年测试成功。

人工智能和水下机器人技术的系统突破,使得原来的大问题消失了,整个太平洋都可以成为巨大的能源农场。执行项目的初创公司Marine BioEnergy的创始人和总经理辛迪·维尔考克斯认为,“替代美国现在使用的10%的石油,需要种植一个犹他州那么大的海藻农场,而太平洋有705个犹他州那么大。”

05、结语

新一轮的科技革命并不会孤立海藻能源化,海洋很可能在不远的未来成为新的能源农场。谁能够抓住新技术,率先测试和应用,谁就有可能在这个核心赛道上赢得未来,成为新一代能源中心城市!

能源正是蓝碳渔业中的超级蓝海!

每次谈及中华民族,总有人说是大陆农耕民族,和海洋关联不大。但崛起前的罗马,也是一个完完全全的大陆农耕民族;然而也正是罗马,凭借化海为陆的乌鸦吊桥,一步步将整个地中海变成了内湖。

没有什么能够永远不变,碳中和驱动下的我国海洋渔业就会进入一个完全不同的新时代。只要能够敢于创新、坚持创新,沿海地区就也能化海为陆、收获所想,从蓝碳渔业里找到属于自身的高价值空间,在海洋中开辟新的蓝海,为城市发展找到新的跃升之道!

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