日本深層海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展動向及對我國的啟示＊

丁 娟

(中國海洋大學經(jīng)濟學院 青島 266100)

日本深層海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展動向及對我國的啟示＊

丁 娟

(中國海洋大學經(jīng)濟學院 青島 266100)

深層海水產(chǎn)業(yè)是繼天然資源(黃金)、石油(黑金)及環(huán)保產(chǎn)業(yè)(綠金)之后,21世紀備受注目的“藍金”。目前,國際上深層海水產(chǎn)業(yè)化開發(fā)最為成功的國家是日本,其產(chǎn)品遍布水產(chǎn)、食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、能源等多個領(lǐng)域,2007年深層海水相關(guān)產(chǎn)品的銷售額高達400多億日元。文章從不同的角度介紹分析了日本深層海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一般情況與最新動向,希望對我國海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和海洋技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)建設起到一定的啟發(fā)和借鑒作用。

日本;深層海水;產(chǎn)業(yè)化;發(fā)展動向;啟示

在石油和陸地礦產(chǎn)日益衰竭的背景下,深海作為資源寶庫受到人們的關(guān)注和重視。除了深海油氣田的商業(yè)開發(fā)外,深層海水以其低溫性、清潔性、營養(yǎng)性成為備受矚目的重要綠色經(jīng)濟資源。目前,日本是國際范圍內(nèi)對深層海水進行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)最成功的國家。文章首先介紹了深層海水的定義與特征,然后從深層海水取水設施建設、多元化產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域以及國家創(chuàng)新系統(tǒng)建設3個角度分析日本深層海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的特點與最新動向,以期對我國海洋資源的開發(fā)與利用起到一定的啟發(fā)和借鑒作用。

1 深層海水的定義與特征

地球上總儲水量的97%是海水,深層海水大約占93%。隨著人類經(jīng)濟活動的活躍與地球資源的枯竭,深層海水作為一種清潔的、可循環(huán)使用的重要經(jīng)濟資源受到人們的關(guān)注和重視。

深層海水或者海洋深層水,對應的英文名稱為deep ocean w ater或deep sea w ater,是指自大陸架到海面上太陽光照射不到的深度位置的海水,目前并沒有明確的定義,一般是指深度200 m以下的海水[1]。

深層海水含有大量氮、磷和硅等無機營養(yǎng)鹽。由于沒有充分的光照,生活在深層海水中的生物幾乎不會發(fā)生光合作用,浮游生物所必需的氮、磷和硅等無機營養(yǎng)鹽,未經(jīng)消耗被蓄積在海水之中[2]。此外,在長年不見陽光的深海,溫度低而穩(wěn)定。海水中均勻含有60多種礦物質(zhì),歷經(jīng)千百年的歲月流逝,海水中各種成分相對穩(wěn)定[3](表1)。

表1 深層海水的特性總結(jié)

續(xù)表

目前,世界上開發(fā)和利用深層海水的國家和地區(qū)有美國、日本、挪威、韓國和我國的臺灣省。其中,美國是最早開發(fā)利用深層海水的國家。1974年,美國在夏威夷建立了一個州立自然能源研究所,開始從理論上探討對海洋深層水的利用。從1980年起,美國開始利用深層海水與表面海水的溫差進行發(fā)電,后又進行了小規(guī)模的海藻類和深海魚類養(yǎng)殖實驗。日本對于海洋深層水的利用開發(fā)起步較晚,但發(fā)展很快,產(chǎn)業(yè)化做得最成功。挪威對深層海水的研發(fā)則是偏重于環(huán)保思維,進行利用深層海水之特性減少大氣中二氧化碳以達到減緩溫室效應的研究。我國臺灣省效仿日本模式,自2005年以后也開始大規(guī)模推進深層海水的產(chǎn)業(yè)化研發(fā)和應用。臺灣學者稱深層海水產(chǎn)業(yè)是繼天然資源(黃金)、石油(黑金)及環(huán)保產(chǎn)業(yè)(綠金)之后,21世紀引人注目的“藍金”[4]。

2 日本深層海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的動向分析

日本是世界上深層海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最為成功的國家。日本政府在1971年成立國家海洋科學技術(shù)中心,著手進行深層海水產(chǎn)業(yè)化利用的技術(shù)研究,商業(yè)化開發(fā)始于1986年,相關(guān)產(chǎn)品如飲料水、化妝水和深海藻類等在1996年面市[5]。之后日本在高知、富山、沖繩和北海道等地相繼建立了16所深層海水探取基地[6]。2007年,與深層海水相關(guān)的產(chǎn)品銷售額達到400多億日元[7]。文章以下從取水設施建設、產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域分布、技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)系統(tǒng)等角度對日本深層海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的特點與動向進行分析。

2.1 日本深層海水的取水設施建設

在日本,開發(fā)深層海水的地區(qū)從北到南都有[8]。截至2009年5月,日本共建設了16處深層海水取水分水設施。

高知縣是全日本最早開發(fā)深層海水的地區(qū),也是日本最優(yōu)質(zhì)的深層海水之一。日本政府于1989年在高知縣室戶市三津地區(qū)鋪設了第一條深層海水取水管線,并且開始對深層海水清潔性用途的商業(yè)開發(fā)。1995年10月開始向民間供水,有關(guān)深層海水的衍生產(chǎn)品如飲料、化妝品、沐浴品、日本酒、醬油和面包等也開始陸續(xù)開發(fā)上市。1996年高知縣的深層海水營業(yè)額為1.6億日元,2000年迅速增長到100億日元,2007年,高知縣與深層海水相關(guān)的產(chǎn)品銷售額已達到150億日元[7]。

富山縣是日本最重要的深層海水研發(fā)重鎮(zhèn)。2004年4月在日本水產(chǎn)廳支援開發(fā)計劃的資助下,日本在富山縣高岡地區(qū)鋪設了深層海水取水管道,生產(chǎn)經(jīng)過加工處理的5種水(深海海水原水、經(jīng)滲透處理的淡水與濃縮鹽水、經(jīng)電子透析處理的淡水與濃縮鹽水)。目前高岡地區(qū)已經(jīng)擁有4座工廠、2座水產(chǎn)物養(yǎng)殖基地和1個研究所,此外還有世界上第一個利用深層海水的綜合醫(yī)療設施,以及各種民間經(jīng)營的利用深層海水的醫(yī)療、賓館和住宅設施,與富山縣的高等院校一起組成了日本最重要和規(guī)模最大的深層海水研究基地。

沖繩縣的兩條深層海水取水管線是目前日本日產(chǎn)能最大的取水管,該管線于2000年6月在沖繩縣久米島鋪設,日取水能力達13 000 m3。提取上來的深層海水主要用于蝦類的種苗養(yǎng)育以及葉類蔬菜的種植技術(shù)改良。

2.2 日本深層海水的多元化產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域

日本對深層海水的開發(fā)利用是從對海水進行脫鹽、制取飲用水開始的,逐漸擴大到利用深層海水高純度特性制造飲料、食品、化妝水以及用于健康醫(yī)療和深海水產(chǎn)種苗的培育,其多元化的產(chǎn)業(yè)化分布領(lǐng)域見表3與圖1。

表2 日本深層海水3個主要取水點的規(guī)模比較

目前日本的深層海水使用分為兩類:一類是日產(chǎn)量達到1 000 t以上的;另一類是日產(chǎn)量只有數(shù)百噸的。前者是日本水產(chǎn)廳的支持項目,主要用于水產(chǎn)業(yè);后者則運用于飲用水、化妝品、沐浴品和農(nóng)業(yè)等多種用途[9]。

目前,日本在利用深層海水生產(chǎn)日常食品與飲料方面發(fā)展迅猛。深層海水相關(guān)制品已經(jīng)融入人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妗Ｔ谝话闶称贩矫?有面包、糕餅、冰、豆腐、腌漬品、醬油、調(diào)味品、蛋和納豆等;在酒類及飲料方面,有日本酒、燒酒、礦泉水、瓶裝水、清涼飲料、健康飲料、茶飲料和茶包等;最近甚至出現(xiàn)以深層海水做成的零食,如六花亭制造的白樺羊羹、泡面、餅干及布丁等,創(chuàng)造了相當高的經(jīng)濟效益[10-13]。

2.3 日本深層海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的國家技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)建設

日本正式開始進行深層海水研究始于20世紀70年代。在石油危機和國內(nèi)資源貧乏的雙重背景下,日本將科學技術(shù)研究的重點寄托在海洋尤其是深海領(lǐng)域,以海洋科學技術(shù)中心為主,為進行海洋基礎和實用研究布置了強大的陣容[14]。

日本政府在1971年設立了海洋科學技術(shù)研究中心,開始對深層海水進行技術(shù)研發(fā)活動。1986年,研究中心開始了一個為期5年的深層海水產(chǎn)業(yè)化利用研究項目,1989年,中心在高知縣建成了第一個深層海水取水及試驗設施。1993年開始對深層海水進行多用途的商業(yè)開發(fā)[15]。

2004年開始,日本水產(chǎn)廳開始在富山縣高岡地區(qū)建設深層海水研究基地,目前已經(jīng)形成包括4座工廠、2座海洋生物養(yǎng)殖基地、1個研究所、1個深層海水綜合醫(yī)療設施以及眾多民間機構(gòu)組成的完備的深層海水研發(fā)生產(chǎn)體系。日本整體也形成了以富山縣為重點,以其他15處取水地為節(jié)點,輻射南北,綜合各類研發(fā)機構(gòu)和民間企業(yè)構(gòu)成的深層海水國家創(chuàng)新系統(tǒng)。表4和表5分別列出了深層海水創(chuàng)新體系中,具有代表性的研究機構(gòu)和民間企業(yè)。

表4 日本境內(nèi)進行深層海水產(chǎn)業(yè)化研發(fā)的代表性機構(gòu)

日本深層海水產(chǎn)業(yè)的國家創(chuàng)新系統(tǒng)也呈現(xiàn)出政府推動、政策扶持以及民間參與的特征。以1998年日本科學技術(shù)廳下達的“海洋深層水的特性與機能研究”課題為例,該課題分為4個重要的子課題,分別是:深層海水的特性評估研究;深層海水在食品應用領(lǐng)域的機能研究;深層海水在生物生產(chǎn)領(lǐng)域的機能研究;深層海水在保健應用領(lǐng)域的機能研究。這4個子課題又分別由“產(chǎn)官學”不同機構(gòu)聯(lián)合共同完成(表6)。其中,日本國家級研究機構(gòu)3家,大學等研究機構(gòu)5家,公共測試機構(gòu)4家,民間企業(yè)2家,足以體現(xiàn)日本深層海水國家創(chuàng)新系統(tǒng)構(gòu)成的多層次性和完善性。

表5 日本境內(nèi)從事深層海水相關(guān)業(yè)務的著名企業(yè)

表6 日本科學技術(shù)廳“海洋深層水之特性與機能研究”課題研究(1998—2000年)[15]

日本深層海水國家創(chuàng)新系統(tǒng)在“官產(chǎn)學”三者的有效結(jié)合和政府的大力扶持下,技術(shù)創(chuàng)新成果和專利申請數(shù)連年增長(圖3),深層海水的多元化商業(yè)發(fā)展也已經(jīng)具備相當規(guī)模[16]。

圖3 日本深層海水(非水產(chǎn)領(lǐng)域)相關(guān)專利申請數(shù)

目前,日本深層海水產(chǎn)業(yè)化研發(fā)的新動向主要體現(xiàn)在兩點:一是降低深層海水抽取與運輸?shù)某杀?從而讓深層海水作為日常生活用水進入每一戶普通家庭;二是利用抽取的深層海水培養(yǎng)海洋表層浮游生物,其吸收二氧化碳的特性可以減少日本的碳排放。

3 日本深層海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對我國的啟示

隨著陸地資源及陸域可開發(fā)空間的不斷減少,海洋作為社會、經(jīng)濟以及生命支持系統(tǒng)的地位更加突出。在資源稀缺與經(jīng)濟全球化的背景下,有很多國家把開發(fā)深海資源放在國家戰(zhàn)略層面上組織實施。日本深海海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展案例已經(jīng)給我們提供了開發(fā)海洋資源的成功典范。

與石油和礦物等傳統(tǒng)資源不同,深層海水對環(huán)境沒有破壞作用,是真正的綠色天然資源。我國臺灣省東部位于大陸架邊緣,具有開發(fā)深層海水得天獨厚的自然條件。臺灣自2005年4月頒布《深層海水資源利用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策綱要》,學習日本模式,結(jié)合政府與民間的力量,發(fā)展臺灣島的深層海水產(chǎn)業(yè)[17]。我國大陸地區(qū)雖然海岸線漫長,但是根據(jù)海域水深及地形特征,只有南海區(qū)域具備發(fā)展深層海水產(chǎn)業(yè)的自然條件。大陸地區(qū)也尚未開展針對深層海水的專門研究。

整體來看,日本深層海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的成功案例對我國的啟示和借鑒主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

(1)深層海水是繼南海油氣田之后南海領(lǐng)域另一值得關(guān)注的重要深海經(jīng)濟資源。我國是一個水資源短缺、水旱災害頻繁的國家,如果按水資源總量考慮,水資源總量居世界第六位,但是我國人口眾多,若按人均水資源量計算,人均占有量只有2 500 m3,約為世界人均水量的1/4,在世界排第110位(按149個國家統(tǒng)計,統(tǒng)一采用聯(lián)合國1990年人口統(tǒng)計結(jié)果),已經(jīng)被聯(lián)合國列為13個貧水國家之一。隨著經(jīng)濟增長和城市化進程的發(fā)展,我國對水資源短缺的現(xiàn)狀將會更加嚴重。

南海是我國瀕臨最大的海,面積約350萬m2,平均水深為1 212 m,最大水深為5 377 m。根據(jù)日本深層海水發(fā)展的經(jīng)驗,我國海南島以及中沙群島、南沙群島等都具備汲取深層海水的天然優(yōu)勢。南海不僅具有豐富的油氣資源和天然氣水合物資源,其巨大的深層海水含量是不容忽視的重要經(jīng)濟資源。日本汲取的深層海水約有70%用于飲用水生產(chǎn),如果我國能對南海的深層海水進行戰(zhàn)略規(guī)劃與產(chǎn)業(yè)化利用,將會在很大程度上緩解我國的水資源短缺現(xiàn)狀。

(2)日本深層海水產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的國家創(chuàng)新體系建設值得我們學習借鑒。在深層海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程中,日本的國家創(chuàng)新體系充分體現(xiàn)了“產(chǎn)學官”三者密切結(jié)合的特色。

①大學與科研機構(gòu)在深層海水國家創(chuàng)新體系中發(fā)揮了重要功能。如,日本在富山縣建立深層海水研究基地,在16個深層海水取水地都建有深層海水研究所,這些研究院所與當?shù)氐拇髮W一起對深層海水特性的基礎研究發(fā)揮了重要作用。

②企業(yè)在深層海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程中也發(fā)揮了重要的主體作用。如,專門從事深層海水取水及分水設施規(guī)劃、設計及施工的清水建設株式會社,生產(chǎn)飲用水的三浦DSW株式會社,以及生產(chǎn)食用鹽、化妝品等的Bio M arine公司等,這些公司的研發(fā)力量和生產(chǎn)制造對深層海水的多元化商業(yè)發(fā)展起了重要的推動作用。

③日本政府在深層海水產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程中也發(fā)揮了積極作用。如,日本政府在1971年設立了海洋科學技術(shù)研究中心,開始對深層海水進行技術(shù)研發(fā)活動。1986年,研究中心開始了一個為期5年的深層海水產(chǎn)業(yè)化利用研究項目,從1989年開始,政府積極推動,在高知等地區(qū)分別建設了16處深層海水抽取設施。此外,日本政府在深層海水科研項目的資金支持、成果轉(zhuǎn)化以及民間企業(yè)參與等方面都發(fā)揮了強大的扶持作用。

[1] TAKAHASH IM M.Deep ocean water as our next natural resource[M].Terra Scientific publishing Company,Tokyo,2000.

[2] 中島敏光,豊田孝義.海洋深層水利用による海域の肥沃化[J].海洋科學技術(shù)·ンター試験研究報,1979(3):117-125.

[3] JERLOV N G.Marine optics[M].Am sterdam:Elsevier Scientific Publishing Company,1976.

[4] Liu T-K,Hw ung H-H,Yu J-L,et al.Managing deep ocean water development in Taiwan:experiences and future challenges[J].Ocean&Coastal Management 2008.51(2):126-140.

[5] 中島敏光,豊田孝義.海洋深層水の資源的価値とその利用[J].月刊海洋,1994(26):133-138.

[6] Pi-feng Hsieh,Yan-Ru Li.A cluster perspective of the development of the deep ocean water industry[J].Ocean&Coastal Management,2009(52):287-293.

[7] TA KAHASH IM M.Large scale multi-step resource utilization of deep sea water[EB/OL].(2008-12-20)[2010-07-08].http://www.dsw.org.tw/about.aspx.

[8] NA KASONE T.A KEDA S.The app lication of deep sea water in Japan[J].UJNR Technical Report,1999(28):69-75.

[9] 渡辺 貢.海洋深層水を使用した魚類飼育[J].月刊海洋,2000(22):62-68.

[10]中川光司,浮田和彥,中島 宏.海洋深層水を材料にした清涼飲料とドリンク剤の開発[J].月刊海洋,2000(22):95-100.

[11]中川光司,前賀一泰,中島 宏.海洋深層水から塩とにがりの抽出[J].月刊海洋,2000(22):128-132.

[12]久武陸夫.海洋深層水の発酵食品への利用[J].月刊海洋,2000(22):139-145.

[13]高橋正征.海にねむる資源:海洋深層水[M].東京:あすなろ書房,2000:189.

[14]本間琢也,梶川武信,谷辰夫.エネルギーをつかむ-明日の人類のために-[M].東京:講談社,1979.

[15]陳仁仲.日本深層海水產(chǎn)業(yè)化利用之研發(fā)課題探討[EB/OL].(2004-03-31)[2010-07-08].http://www.wpeiic.ncku.edu.tw.

[16]中島敏光.21世紀の循環(huán)型資源·海洋深層水の利用[M].東京:緑書房,2002:95-105.

[17]高怡萍,蘇娟儀.新世紀深海藍金榮景無限:廖宗盛副署長談深海利用與開發(fā)利基[J].節(jié)水季刊,2007(46):2-5.