國外深層海水開發利用現狀及未來我國開發設想

李明杰，李 軍

（國家海洋局海洋發展戰略研究所 北京 100860）

國外深層海水開發利用現狀及未來我國開發設想

李明杰，李 軍

（國家海洋局海洋發展戰略研究所 北京 100860）

深層海水資源具有低溫、富含營養鹽以及清潔無菌等特性，國際上美國、日本和我國臺灣省已先期進行了多年研究并已開始產業化。我國臺灣島和南海西沙、南沙群島具備開發深層海水資源的條件，建議我國開展深層海水資源開發及利用的先期研究。

深層海水；開發現狀；對策建議

深層海水是指水深200 m以下，陽光照射不到、不受大氣與環境互動影響的海水。深層海水具有以下幾個特點。

（1）低溫穩定性。不受陽光照射，不像海洋表層水溫度變化無常，深層水終年溫度不變，恒定于8℃～10℃左右。

（2）成分豐富。與海洋表層水相比，海洋深層水中含有曾經孕育過生命的、對植物生長和人體健康都不可缺少的90余種無機鹽以及礦物質（包括微量元素）。除了其含量豐富外，由于這些水以漫長的時光流動于“無光層”的海洋深層，無光合作用發生、不受外界影響，因此所含無機鹽及礦物質（包括微量元素）的成分十分穩定，是100%的氧還原水。

（3）易被人體吸收。海洋深層水億萬年在深海強大的水壓作用下，其水分子團明顯小于陸地上的水分子團。其分子結合角為165°～180°，遠遠大于陸地上的水分子結合角，與人體內水分、血液的分子結合角極其近似。因此，該水分子團極容易為人體吸收。另外，水分子團之中溶有的營養成分（無機鹽及礦物質）在長年深層海水壓的強大作用下幾乎均以活性的游離離子形式存在。因此，人體在吸收這些水分子的同時，也吸收了所含的營養成分（無機鹽及礦物質）。

（4）無菌清潔性。處于海洋“無光層”的深層水，除了遠離人類現代文明的影響以及不受陸地、大氣化學物質、病菌的污染外，本身也無生成病原菌等細菌的條件。因此，海洋深層水是非常清潔的無菌自然之水，是100%的“綠色”之水。

如今的我們，生活在這樣一個節奏明快的社會。每天看到的就是川流不息的汽車和人群；聽到的都是各種急促的喇叭聲、打卡聲；感受到的是來自社會各界的矛盾和壓力。正是這樣的節奏，讓我們忽略了一個重要的習慣：讀書。人們往往以“沒有時間”這個堂而皇之的理由來安慰自己，殊不知，不讀書不僅會讓自己的生活枯燥無味，工作起來也會事倍功半，從而面臨更大的壓力。

深層海水可以廣泛應用水產養殖、食品加工制造、農業生產、健康醫療美容、冷卻和發電、環境保護等多個領域，前景十分廣闊。

1 國外深層海水利用及其產業現狀

日本深層海水利用及發展產業初期主要是海洋溫差發電。目前主要是飲料、食品、水產加工制品、化妝品、保健品、水產養殖及休憩等多元化商業開發利用。發展方式是政府主導深層海水開發政策，配合學術單位進行研發工作，地方政府負責興建取水設施與深層海水營運管理，以及產業輔導育成。廠商向地方政府購水（初期免收費），負責商業化應用制造。目前除高知、富山、沖繩和靜岡等地方已發展深層海水產業外，尚有東紀州、三浦沖、檜山和羅臼固等地區在規劃中（表2）。

1.1 美國

在政府的積極推動下，韓國海洋深層水市場得到了一定發展，目前共批準9處海域進行取水并向8家企業發放了取水許可證，已有6家企業進行投產并開發了10幾種相關產品，市場規模為4 000萬美元，每年平均增長24%。

1.2 日本

（2）不利于工作人員排架，而且倒架也困難。例如：《朝華夕拾》(魯迅原著),其索取號為：I210.4/L871-4(2)，排架時先要看分類號I210.4架位，然后看著者號L871-4，最后看修訂版(2)。這樣圖書排架很繁瑣，排架速度也很慢,而且容易出錯。

近年來，國際上深層海水開發利用發展十分迅速，美國和日本等國從20世紀70年代就開始對該領域進行研究，目前美國、日本、韓國和我國臺灣地區在深層水基礎研究、取水和分離工程、產業化應用等方面已經取得了一定的成果。

表1 美國夏威夷近30年深層海水利用情況

表2 日本近30年深層海水利用情況

1.3 韓國

韓國海洋深層水集中在東海（日本海），資源量非常豐富，估計為3.79萬億t。韓國從20世紀90年代中期開始對海洋深層水進行研究。進入21世紀后，成立了國家海洋深層水研究中心（2005年12月）和海洋深層水產業協會（2008年8月），由政府主導進行了可行性研究。

美國深層海水利用及發展產業初期主要是海洋溫差發電。目前主要是海藻與深海魚類養殖培育及多元化商業開發利用。發展方式是政府投資興建公共設施，園區集中營運管理。廠商統一進駐園區，承租土地與廠房，并支付深（淺）層海水費用。美國在夏威夷州科技園區，建設了可抽取600 m深度的深層海水提取設施，吸引了包括高科技水產養殖、海洋生物科技和功能性飲料等相關產業，至目前已有近30家商業化規模公司進駐，其中主要是水產養殖業企業，該園區每年年產值約3 000萬～4 000萬美元（表1）。

韓國政府還制定了海洋深層水開發法律和5年期的規劃（2008—2013），根據海洋深層水開發規劃，韓國計劃2009—2012年投入330億韓元（約3 000萬美元），支持海洋深層水的產業化，到2013年市場規模達到10億美元。

日本從1976年開始進行深層海水的科學預研究，這個階段大致經歷了10年的時間，從1986—1996年，進行了取水試驗、深層水理化性指標分析，從1997年進入到產業化生產階段。目前，日本已在高知縣、富山縣、沖繩縣和靜岡縣建立了16余個深層海水取水點，取水深度從320～687 m不等。

2 我國臺灣地區深層海水研究利用情況

臺灣島東部海域海底地形陡峭，其海岸線上的和平、石梯坪、樟元、金侖、綠島和蘭嶼等城市，離岸5 km以內水深即可達到600 m以上，具有發展“深層海水產業”的得天獨厚的地理區位優勢，已被臺灣方面規劃為未來深層海水利用產業基地。根據臺灣地區相關研究，未來臺灣地區深層海水產業的年產值估計可達180億臺幣。

2005年，臺灣公布了“深層海水資源利用及產業發展政策綱領”，隨后成立跨部門小組協調有關部門積極推動各項工作，其第一期計劃（2006—2009年）包括取水地調查、產業園區建設及招商以及水產生物種原庫建設等。臺東縣也制定了《臺東縣深層海水產業園區計劃》，正在研究將深層海水應用于低溫蔬菜、花卉等。

2.1 制定產業政策

其中A0((u,B),(v, s))=a1(u,v)+a2(B,s)，A1((u,B),(u,B),(v,s))=c1(u,u,v)-c2(B,B,v)+c2(s,B,u)，a1(u,v)=Re-1(u,v)，a2(B,s)=Sc Rm-1[(×B,×s)+(·B,·s)(u·)v,u)，c2(B,B,v)=Sc(×B×B,v)，b((v,s),p)=(p,·v)，(F,(v,s))=(f,v) + (g,s)。

2.2 研究試驗及產業試點

1989—1998年，臺灣電力公司以及工業技術研究院能源與資源