王文濤， 劉紀(jì)化, 揭曉蒙， 李 黎， 何 方

(1. 中國21世紀(jì)議程管理中心， 北京 100038； 2. 山東大學(xué)海洋研究院， 山東 青島 266237； 3. 浙江大學(xué)海洋學(xué)院， 浙江 舟山 316021)

溫室氣體排放與存儲達(dá)到平衡，實現(xiàn)“凈零排放”，即為碳中和(Carbon Neutrality)[1]。2018年政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發(fā)布的《全球升溫1.5 ℃特別報告》指出，要實現(xiàn)將全球氣溫升高控制在1.5 ℃以內(nèi)這一目標(biāo)，需要到2050年將人為溫室氣體凈排放量降至零。2021年IPCC發(fā)布的第六次評估報告《氣候變化2021：自然科學(xué)基礎(chǔ)》明確指出，人類活動導(dǎo)致了大氣、陸地和海洋增溫，這一變化千年未見[2]。以CO2為主的溫室氣體在大氣中積累，導(dǎo)致了全球升溫、冰川融化、海平面上升和海洋酸化等一系列生態(tài)現(xiàn)象，并伴隨異常高溫、沙塵暴和大風(fēng)等極端天氣頻發(fā)[3-4]。這不僅是全球科學(xué)家的共識，也成為各國政府的重要政策導(dǎo)向。應(yīng)對日益嚴(yán)峻的氣候挑戰(zhàn)，力爭在本世紀(jì)中期實現(xiàn)碳中和，是全球共同的使命[5]。截止目前，全球已有130多個國家提出碳中和目標(biāo)[6]。

2009年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署、糧農(nóng)組織和教科文組織政府間海洋學(xué)委員會(UNESCO/FAO/IOC)聯(lián)合發(fā)布《藍(lán)碳：健康海洋固碳作用的評估報告》(Blue Carbon: The Role of Healthy Oceans in Binding Carbon)，首次提出海洋吸收大氣中CO2，并將其固定、儲存在海洋中的“藍(lán)碳”概念[9]。保護(hù)國際(Conservation International，CN)和政府間海洋學(xué)委員會(IOC)等聯(lián)合啟動了“全球藍(lán)碳計劃”(The Blue Carbon Initiative)，成立了專項工作組，發(fā)布了藍(lán)碳相關(guān)的系列報告，包括《藍(lán)碳政策框架》[10-11]、《藍(lán)碳行動國家指南》[12]、《海洋碳行動倡議報告》等。2014年IPCC發(fā)布的《對2006 IPCC國家溫室氣體清單指南的2013增補：濕地》中給出了海草床、紅樹林、濱海鹽沼三類藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的清單編制方法，針對不同數(shù)據(jù)級別，規(guī)定了各類碳庫變動的計算方法、排放因子和活動數(shù)據(jù)的選擇以及不確定性評估方法。目前，美國和澳大利亞已連續(xù)兩次將濱海濕地納入各自的國家溫室氣體清單，并不斷完善清單內(nèi)容。2019年，美國國家科學(xué)院、工程院和醫(yī)學(xué)科學(xué)院聯(lián)合就海洋碳封存技術(shù)發(fā)表了《負(fù)排放技術(shù)與可靠的碳封存：研究議程》報告[13](Negative Emissions Technologies and Reliable Sequestration: A Research Agenda)。同年9月IPCC發(fā)布《氣候變化中的海洋與冰凍圈特別報告》(SROCC)，指出海洋將在應(yīng)對氣候變化中發(fā)揮重要作用[14]。

2020年9月，習(xí)近平主席在第75屆聯(lián)合國大會上提出，中國將“提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。當(dāng)前，中國政府已經(jīng)將碳達(dá)峰碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，成立了碳達(dá)峰碳中和工作領(lǐng)導(dǎo)小組，正在制定碳達(dá)峰碳中和時間表、路線圖和一系列行動方案與落實舉措[15]。2021年9月，中央發(fā)布《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》、《2030年前碳達(dá)峰行動方案》等系列文件，對海洋支撐碳中和工作提出了更高要求。在2021年11月舉行的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方第26次大會(COP26)上，190多個國家簽署了“格拉斯哥氣候協(xié)議”，中國與美國聯(lián)合發(fā)布《中美關(guān)于在21世紀(jì)20年代強化氣候行動的格拉斯哥聯(lián)合宣言》，承諾繼續(xù)共同努力，采取提高力度的強化氣候行動，加強《巴黎協(xié)定》的實施。回顧過往，中國政府很早就認(rèn)識到海洋在增加碳匯、緩解氣候變化方面的重要作用，并對發(fā)展海洋碳匯做出了戰(zhàn)略部署。2015年《中共中央國務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》和《“十三五”規(guī)劃(綱要)》指出加強海岸帶、濕地保護(hù)與修復(fù)；《全國海洋主體功能區(qū)劃》提出積極開發(fā)利用海上風(fēng)能、海洋能等可再生能源，推動綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展，增強海洋碳匯功能。2017年《“一帶一路”建設(shè)海上合作設(shè)想》和《中共中央國務(wù)院關(guān)于完善主體功能區(qū)戰(zhàn)略和制度的若干意見》指出，與沿線國共同開展海洋和海岸帶藍(lán)碳計劃，建立國際藍(lán)碳合作機制，探索建立藍(lán)碳標(biāo)準(zhǔn)體系及交易機制。中國科學(xué)家在海洋碳匯基礎(chǔ)研究領(lǐng)域開展大量工作，特別是提出微型生物碳泵理論(Microbial Carbon Pump，MCP)，為海洋碳匯提供了新思路，正在引領(lǐng)國際前沿。因此，全面構(gòu)建海洋支撐碳中和的技術(shù)體系，既是推進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的需要，也是加強生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略舉措，在滿足可持續(xù)發(fā)展要求的背景下，全面助力國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)。

1 海洋支撐碳中和技術(shù)體系構(gòu)建的基本思路

海洋領(lǐng)域科技創(chuàng)新在支撐中國碳中和目標(biāo)實現(xiàn)進(jìn)程中的作用十分關(guān)鍵。為此，需要立足國情、統(tǒng)籌謀劃，從當(dāng)前碳排放現(xiàn)狀和技術(shù)需求分析入手，突出海洋領(lǐng)域的增匯和減排兩個方面，重視耦合優(yōu)化與協(xié)同增效，在綜合考慮以下情況基礎(chǔ)上，提出構(gòu)建海洋支撐碳中和的技術(shù)體系。

1.1 立足氣候變化和社會發(fā)展，分析海洋支撐碳中和的技術(shù)需求

據(jù)統(tǒng)計，2020年中國CO2排放量約100億t，減排壓力巨大[16]。為了滿足氣候系統(tǒng)穩(wěn)定的需求，最直接、安全的做法就是減少碳排放，使其控制在系統(tǒng)穩(wěn)定的碳儲量邊界范圍內(nèi)，同時也要考慮到社會正常運轉(zhuǎn)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求[17]。這一矛盾客觀上要求“增匯”和“減排”必需有機結(jié)合，才能應(yīng)對氣候變化。根據(jù)中國碳核算數(shù)據(jù)庫(CEADs)數(shù)據(jù)分析匯總，中國CO2排放主要源自電力和熱力生產(chǎn)行業(yè)[18]；海洋可再生能源技術(shù)能夠有效減少因電力生產(chǎn)而導(dǎo)致的CO2排放。而基于“人均基本生存碳排放需求”的研究表明，即便充分利用了替代能源，至2030年中國每年仍有25億t的碳排放[19]。因此，碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)，海洋增匯和減排將在其中發(fā)揮不可替代的作用。

1.2 依托資源特點和科技優(yōu)勢，確定海洋支撐碳中和技術(shù)路徑與發(fā)展方向

優(yōu)先發(fā)展中國海洋特色碳匯資源，中國是海洋大國，海岸線綿延數(shù)萬公里，海域面積超470萬km2，縱跨熱帶、亞熱帶、溫帶等多個氣候帶，自然資源類型豐富，特色鮮明，發(fā)展海洋碳匯的自然條件得天獨厚，同時海上風(fēng)能技術(shù)、海洋能技術(shù)等減排技術(shù)發(fā)展迅速。其中中國海岸線綿延數(shù)萬公里，濱海濕地多樣性豐富[20]；沿岸海水養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，其面積和產(chǎn)量已多年居世界首位[21]。超前部署前瞻性技術(shù)，中國科學(xué)家在海洋碳匯過程機制研究領(lǐng)域引領(lǐng)國際潮流[22-23]。早在2010年，科學(xué)界就認(rèn)識到微型生物代謝活動是惰性溶解有機碳(Recalcitrant Dissolved Organic Carbon, RDOC)的主要貢獻(xiàn)者[24]，揭開了海洋RDOC來源的世紀(jì)之謎。全球最大的Aquatron大型海洋生態(tài)系統(tǒng)模擬體系開展的高時間分辨率實驗，證實了微生物的高效RDOC儲碳速率[25]。理論研究表明，前瞻性綜合利用微型生物碳泵、生物泵和碳酸鹽泵等生物化學(xué)儲碳機制和技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)人為操控海洋生物化學(xué)過程實現(xiàn)額外CO2凈吸收，可望通過生態(tài)工程再現(xiàn)地球歷史上曾經(jīng)發(fā)生過的大規(guī)模碳封存。此外，應(yīng)注重保護(hù)濱海濕地與海洋生態(tài)系統(tǒng)，實施可持續(xù)海水養(yǎng)殖和陸海統(tǒng)籌戰(zhàn)略，提升海洋生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力[5，26]，推動研發(fā)風(fēng)能海水制氫、海洋礦物吸收等前瞻性技術(shù)，支撐海洋領(lǐng)域技術(shù)更新迭代和新興產(chǎn)業(yè)培育。

1.3 重視系統(tǒng)解決方案，強化海洋支撐碳中和的技術(shù)耦合優(yōu)化與協(xié)同增效

碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)是一項系統(tǒng)性工程，涉及能源、工業(yè)、建筑和交通等領(lǐng)域，以及陸地、海洋增匯和生物多樣性保護(hù)等方面，共同構(gòu)成了一個多維度的復(fù)雜系統(tǒng)。碳中和目標(biāo)的達(dá)成需要全面構(gòu)建海洋領(lǐng)域碳中和技術(shù)體系，強化技術(shù)之間的集成發(fā)展，堅持優(yōu)勢互補，實現(xiàn)融合發(fā)展，使各單類技術(shù)在特定場景下的組合實現(xiàn)最優(yōu)的碳中和效果。從系統(tǒng)目標(biāo)來看，碳中和的科技支撐不僅是解決溫室氣體減排與增匯問題，更要兼顧經(jīng)濟(jì)社會和自然資源的可持續(xù)發(fā)展問題[6]，例如海草床、紅樹林等濕地的生態(tài)保護(hù)效益。從技術(shù)關(guān)系來看，各技術(shù)及其實施過程都不是相互獨立的，如微生物介導(dǎo)的碳流傳遞和能流分配，全鏈條貫穿“看得見摸得著”的碳匯資源和生態(tài)過程。從應(yīng)用效果來看，集成優(yōu)化技術(shù)能夠突破單一技術(shù)手段的局限性，例如海洋不同類型可再生能源及與增匯技術(shù)在同一場景中疊加應(yīng)用，通過資源特性互補、生產(chǎn)過程耦合、終端產(chǎn)品優(yōu)化，達(dá)到子技術(shù)間的協(xié)同增效，助力減碳和增匯。

2 海洋支撐碳中和的技術(shù)體系框架

根據(jù)上述思路提供的設(shè)計框架，海洋支撐碳中和的技術(shù)體系應(yīng)涵蓋減排和增匯兩個方面，兼顧氣候穩(wěn)定和社會發(fā)展需求，發(fā)展濱海濕地增匯技術(shù)、漁業(yè)碳匯擴增技術(shù)、海洋微生物增匯工程技術(shù)、人工上升流增匯技術(shù)和海底碳封存技術(shù)，實現(xiàn)碳匯的人為凈增加；發(fā)展海上風(fēng)電技術(shù)、海洋能技術(shù)，實現(xiàn)CO2的深度減排；統(tǒng)籌考慮技術(shù)應(yīng)用需求，發(fā)展集成耦合與優(yōu)化技術(shù)，最終助力凈零排放的實現(xiàn)?；谫Y源屬性、技術(shù)特點和前沿進(jìn)展，我國海洋支撐碳中和的技術(shù)體系，建議考慮以下8個層面(見圖1)。

圖1 海洋支撐碳中和技術(shù)體系框架

2.1 濱海濕地增匯技術(shù)

濱海濕地增匯技術(shù)是指通過人類活動來增加濱海濕地的碳儲量，避免或減少自然狀態(tài)下因濱海濕地退化導(dǎo)致的碳儲量損失的技術(shù)手段。濱海濕地的碳埋藏速率是陸地生態(tài)系統(tǒng)的15倍[20]，同時又極易受人類活動干擾破壞，因此通過修護(hù)或種植的方式增加植被覆蓋率、提升碳匯功能至關(guān)重要。在紅樹林增匯方面已形成廢棄蝦塘生態(tài)修復(fù)技術(shù)、自然恢復(fù)技術(shù)、補苗改造技術(shù)、重建造林技術(shù)、紅樹林生態(tài)農(nóng)場技術(shù)等；在鹽沼增匯方面形成了斑塊修復(fù)技術(shù)、多重修復(fù)組合技術(shù)等；在海草床增匯方面主要有種子法、草皮法、根狀莖技術(shù)、海底土方格技術(shù)等系列修復(fù)技術(shù)；在海藻場增匯方面形成孢子育苗藻礁構(gòu)建、網(wǎng)袋捆苗藻礁構(gòu)建以及苗繩夾苗藻礁構(gòu)建等技術(shù)。中國是世界上少數(shù)幾個同時擁有海草床、紅樹林、鹽沼、海藻場生態(tài)系統(tǒng)的國家之一，具有發(fā)展濱海濕地藍(lán)碳的生物多樣性資源優(yōu)勢。

2.2 漁業(yè)碳匯擴增技術(shù)

漁業(yè)碳匯擴增技術(shù)是指利用漁業(yè)生產(chǎn)活動促使水生生物吸收水體CO2，并通過收獲將這些碳移出水域的技術(shù)手段，主要包括海水養(yǎng)殖[27]和海洋牧場相關(guān)碳匯技術(shù)。中國是率先提出“漁業(yè)碳匯”概念的國家，貝藻養(yǎng)殖占中國海水養(yǎng)殖的82%，其增匯技術(shù)主要包括單一或多營養(yǎng)層次綜合養(yǎng)殖增匯技術(shù)[28]。通過在特定海域發(fā)展海洋牧場，可有效增殖養(yǎng)護(hù)漁業(yè)資源，擴增海洋漁業(yè)碳匯潛能，形成人工魚礁生態(tài)修復(fù)碳匯擴增技術(shù)和漁業(yè)資源增殖放流碳匯擴增技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計，中國15 m等深線以內(nèi)的淺海灘涂面積約1 240 hm2，20～40 m等深線的可操作面積約3 700萬hm2，目前中國海水養(yǎng)殖面積僅為204萬hm2，未來海水養(yǎng)殖面積的擴充空間及其碳匯潛力巨大[29]。

2.3 海洋微生物增匯工程技術(shù)

海洋微生物增匯工程技術(shù)是指基于微型生物碳泵理論框架，通過浮游植物、浮游動物和異養(yǎng)細(xì)菌等海洋微型生物的代謝將大氣中的CO2轉(zhuǎn)變成在海洋中存儲周期長達(dá)千年的不同形態(tài)的惰性碳，既包含有機碳，亦涵蓋無機碳。理論研究表明，微生物介導(dǎo)的有機-無機聯(lián)合增匯技術(shù)，具有典型的前瞻性和顛覆性技術(shù)特征，貫穿于濱海濕地、漁業(yè)碳匯等技術(shù)體系，是各增匯技術(shù)方案碳元素循環(huán)的重要推手。技術(shù)主要包括近岸缺氧區(qū)微生物增匯技術(shù)、近海微型生物碳泵智能增匯技術(shù)和多泵協(xié)同微生物增匯技術(shù)等[7]，其技術(shù)核心為海洋微生物介導(dǎo)的惰性有機碳生成、海水堿度增加和碳酸鹽生產(chǎn)等聯(lián)合增匯技術(shù)。如何定向利用并充分轉(zhuǎn)化微型生物碳泵過程中的能流和碳流，通過調(diào)節(jié)海洋環(huán)境因子、底物輸入和產(chǎn)物輸出，人為加速碳泵的效率，實現(xiàn)最大化的綜合海洋增匯，是關(guān)鍵科學(xué)問題和工程技術(shù)難題。微生物碳匯技術(shù)正處于從理論研究到關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，再到工程示范和應(yīng)用場景構(gòu)建的重要階段，其理論和技術(shù)的突破將非常關(guān)鍵。

2.4 人工上升流增匯技術(shù)

人工上升流增匯技術(shù)是一種通過放置人工機械裝備系統(tǒng)，形成自海底到海面的海水流動，促進(jìn)海洋吸收大氣CO2，實現(xiàn)碳匯擴增的生態(tài)工程技術(shù)手段。該技術(shù)可以持續(xù)地將低溫、高營養(yǎng)的海洋深層水帶至真光層，提升總的營養(yǎng)鹽濃度，調(diào)節(jié)N，P，Si，F(xiàn)e的比例，提升局部海域的初級生產(chǎn)力，繼而增大海洋生物量，通過增加生物碳泵的方式增大向深海輸入的有機碳量，主要包括人工魚礁式人工上升流技術(shù)、水泵式人工上升流技術(shù)、波浪式人工上升流技術(shù)和氣力提升式人工上升流技術(shù)等[30]。國內(nèi)以浙江大學(xué)、山東大學(xué)、廈門大學(xué)為代表的團(tuán)隊已在該領(lǐng)域開展數(shù)十年研究，探索了大范圍、高效率的海洋人工上升流形成方法及調(diào)控手段，并在青島鰲山灣建成國內(nèi)首個占海域面積500畝的人工上升流增匯示范工程。體積小、易布放、易維護(hù)的人工上升流裝備，可有望將該技術(shù)大范圍應(yīng)用于我國海區(qū)。

2.5 海洋碳封存技術(shù)

海洋碳封存技術(shù)(Carbon Capture Utilization and Storage, CCUS)是指捕集提純生產(chǎn)排放的CO2，并將其輸送到海洋新的生產(chǎn)過程中進(jìn)行循環(huán)再利用或封存的技術(shù)，主要包括海底CO2咸水層地質(zhì)封存、海上油田CO2驅(qū)油和CO2置換水合物開采等技術(shù)[31-32]。國際上，挪威Sleipner項目打造了世界上第一個海上CCUS工廠，且已累計實現(xiàn)超過2 000萬t CO2封存。日本Tomakomai CCUS示范項目和巴西Lula油田海上CO2提高原油采收率(CO2-EOR)項目等已實現(xiàn)商業(yè)化運行?！秱惗毓s》專門針對海上CO2地質(zhì)封存發(fā)布了《CO2海底封存的風(fēng)險評估及管理框架》和《CO2海底處置專項評價指南》，為CCUS實施提供了依據(jù)。中國已初步圈定了適宜CO2地質(zhì)封存的目標(biāo)靶區(qū)36個，其中東部海域13個，南部海域23個，珠江口盆地作為重點調(diào)查評價區(qū)，該區(qū)域具有良好的地質(zhì)封存條件和CO2-EOR能力，但目前中國尚無正在運行的海上CO2咸水層封存項目、海上CO2-EOR項目和CO2置換水合物項目。

2.6 海上風(fēng)電技術(shù)

海上風(fēng)電技術(shù)是利用海上風(fēng)能帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，促使發(fā)電機發(fā)電的技術(shù)手段[33]。海上風(fēng)能資源豐富穩(wěn)定，且沿海地區(qū)電網(wǎng)容量大，風(fēng)電接入條件好，可有效減少CO2排放。海上風(fēng)電技術(shù)主要包括固定式海上風(fēng)電技術(shù)和漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)，該技術(shù)總體呈現(xiàn)“由小及大、由近及遠(yuǎn)、由淺入深”的發(fā)展趨勢。國際能源署(IEA)估計，在取代煤炭發(fā)電方面，每安裝100萬kWh的海上風(fēng)電，可實現(xiàn)年CO2減排350萬t。1986年，中國在山東榮成馬蘭灣建成了第一個風(fēng)電場，開啟了中國的風(fēng)電發(fā)展道路。當(dāng)前，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)新增容量超過300萬kWh，占全球新增一半以上，已位列全球第一。2020年，中國風(fēng)電發(fā)電量僅次于火力發(fā)電和水力發(fā)電。預(yù)計，中國海上風(fēng)電2030年開發(fā)利用規(guī)模將達(dá)到5 000萬kWh/a；2060年開發(fā)利用規(guī)模有望超過20 000萬kWh/a(相當(dāng)于年 CO2減排量7億t)。

2.7 海洋能技術(shù)

海洋能技術(shù)是指以海水為能量載體，以潮汐、波浪、海流/潮流、溫度差和鹽度梯度等能量進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)手段，取代煤炭發(fā)電，達(dá)到減排效果。全球海洋能資源豐富，理論上每年可發(fā)電2 000萬億kWh，是全球電力消費量的70多倍(2019年全球電力消費量為25.8萬億kWh)[34]。海洋能技術(shù)主要包括潮汐能技術(shù)、潮流能技術(shù)、波浪能技術(shù)、溫差能技術(shù)和鹽差能技術(shù)等。中國積極發(fā)展海洋能技術(shù)，近年來在山東威海、廣東萬山、浙江舟山分別建立了國家淺海、波浪能和潮流能實驗場。截至2020年底，中國海洋能電站總裝機容量約0.8萬kWh。潮流能技術(shù)發(fā)電成本下降較快，正在開展兆瓦級機組長期示范；百千瓦級的波浪能技術(shù)的發(fā)電裝置長期海試和示范應(yīng)用運行也提上日程；溫差能技術(shù)在發(fā)電、深層冷海水利用、海水淡化等方面的綜合利用和工程示范已經(jīng)進(jìn)入規(guī)劃階段。預(yù)計，中國海洋能2030年總裝機容量將超過300萬kWh；2060年總裝機容量有望超過30 000萬kWh(相當(dāng)于年 CO2減排量0.5億t)。

2.8 耦合優(yōu)化與前瞻性技術(shù)

學(xué)科交叉和技術(shù)集成在海洋碳中和技術(shù)體系中占據(jù)重要位置，主要涵蓋集成優(yōu)化技術(shù)、前瞻技術(shù)和共性支撐技術(shù)。例如，國際海運碳減排技術(shù)種類繁多，積極推動氫能及電力驅(qū)動技術(shù)，綜合采用多種技術(shù)措施有望實現(xiàn)高效節(jié)能效果。多種海洋能源技術(shù)優(yōu)勢互補，融合發(fā)展，將推動地域能源的穩(wěn)定供給，如近?？稍偕茉椿パa發(fā)電技術(shù)、中遠(yuǎn)海可再生能源制備綜合燃料技術(shù)、海上可再生能源和海洋生態(tài)環(huán)境集成增匯技術(shù)。其次，通過海洋新概念、新原理和新方法的耦合，能夠推動前瞻性、先導(dǎo)性和探索性技術(shù)研發(fā)，支撐海洋領(lǐng)域技術(shù)更新迭代，如以摩擦納米發(fā)電技術(shù)為代表的新型海洋能技術(shù)[35]、基于合成生物學(xué)的海洋生物制造技術(shù)、海洋極端環(huán)境機理研究支撐自主調(diào)控碳循環(huán)技術(shù)和海洋碳匯數(shù)據(jù)智慧立體互聯(lián)技術(shù)。另外，需要建立健全海洋增匯和減排通用方法學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)體系和碳匯交易體系，有利于參與國際氣候治理體系，更好地發(fā)揮中國作用。

3 思考和建議

牢固樹立發(fā)展是第一要務(wù)的理念，有序穩(wěn)妥推進(jìn)“雙碳”工作，是全面構(gòu)建海洋支撐碳中和技術(shù)體系的基本原則。加強碳中和技術(shù)體系理論和技術(shù)研究，夯實科學(xué)基礎(chǔ)，發(fā)起海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃[36]，廣泛開展國際合作。同時，鼓勵新概念、新原理和新方法的創(chuàng)新，與信息、生物和新材料等前沿領(lǐng)域開展交叉融合研究，推動研發(fā)耦合優(yōu)化和顛覆性前沿技術(shù)，打造彰顯中國特色資源且國際認(rèn)可的海洋支撐碳中和技術(shù)體系。具體建議如下：

3.1 繼續(xù)完善海洋支撐碳中和的技術(shù)體系，加強布局前瞻性、顛覆性技術(shù)

加強微生物介導(dǎo)的有機-無機聯(lián)合增匯機制和技術(shù)研發(fā)，關(guān)注多層次漁業(yè)碳匯擴增技術(shù)和綜合養(yǎng)殖增匯技術(shù)，在養(yǎng)殖區(qū)開展微生物介導(dǎo)的碳酸鹽增匯試點。評估濱海濕地碳匯時空格局與潛力，大力發(fā)展濱海濕地恢復(fù)和保護(hù)技術(shù)，建立典型濱海濕地-河口-近海碳匯聯(lián)網(wǎng)觀測技術(shù)體系，集成示范近海與淡水濕地生態(tài)系統(tǒng)固碳增匯關(guān)鍵技術(shù)和模式。加強海底碳封存區(qū)域潛力評估、CO2地層內(nèi)遷移機制及泄漏規(guī)律研究，開展海底碳封存安全監(jiān)測研究和技術(shù)示范。盡快制定海上可再生能源發(fā)展時間表和路線圖，重點支持深遠(yuǎn)海風(fēng)電技術(shù)研發(fā)，在保障我國能源安全供應(yīng)的同時倒逼清潔能源轉(zhuǎn)型。開展增強海水碳吸收功能、增強礦物風(fēng)化作用的低沉本、高效率變革性技術(shù)研究。

3.2 瞄準(zhǔn)海洋碳匯交易，建設(shè)中國特色且國際認(rèn)可的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和方法學(xué)

構(gòu)建海洋生態(tài)系統(tǒng)碳匯監(jiān)測、報告和核算技術(shù)體系，開展海洋碳匯本底調(diào)查和碳儲量評估，加快遙感測量、大數(shù)據(jù)、云計算等新興技術(shù)在碳收支實測技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。提高統(tǒng)計核算水平，實施生態(tài)保護(hù)修復(fù)碳匯成效監(jiān)測評估，積極構(gòu)建全球海洋碳中和大數(shù)據(jù)中心和共享服務(wù)平臺。積極參與IPCC開展的紅樹林、海草床和濱海鹽沼及其他生態(tài)系統(tǒng)碳排放核算方法研究，建立既體現(xiàn)中國特色、又與國際銜接的科學(xué)合理的方法學(xué)，制定中國大型藻類養(yǎng)殖環(huán)境的碳儲量調(diào)查與碳匯潛力評估標(biāo)準(zhǔn)。加快海洋碳匯核算和交易機制研究，建立海洋碳指紋、碳足跡等相關(guān)操作規(guī)范和評價標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建針對海洋碳匯的標(biāo)準(zhǔn)體系、交易規(guī)則。

3.3 注重邊際效應(yīng)，發(fā)揮海洋增匯減排的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能

重視海岸帶生態(tài)系統(tǒng)在防災(zāi)減災(zāi)、生物多樣性保護(hù)和固碳增匯方面的綜合作用，通過紅樹林、鹽沼、海草床等濱海濕地保護(hù)修復(fù)，提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力，綜合評價濱海濕地固碳增匯與其他關(guān)鍵生態(tài)服務(wù)功能的協(xié)同效應(yīng)。充分利用基于自然的解決方案(Nature-based Solution)，推動海洋生態(tài)保護(hù)、可持續(xù)管理和恢復(fù)自然的理念本土化、實踐化，探討實現(xiàn)海洋可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。梳理近海養(yǎng)殖、海洋牧場等生產(chǎn)活動對海洋生態(tài)系統(tǒng)能流和碳流的影響，厘清在缺氧環(huán)境中實施海洋微型生物碳泵有機/無機聯(lián)合增匯技術(shù)的生態(tài)容量邊界條件，積極關(guān)注有關(guān)生態(tài)風(fēng)險和工程風(fēng)險。

3.4 深化國際合作，謀劃實施海洋碳中和領(lǐng)域的國際大科學(xué)計劃

加強與聯(lián)合國海洋學(xué)委員會(IOC)、北太平洋海洋科學(xué)組織(PICES)、國際海洋開發(fā)理事會(ICES)等國際組織合作，提高中國科學(xué)家在海洋碳匯研究方面的國際參與度和話語權(quán)，推動中國特色碳匯資源和碳中和研究納入聯(lián)合國氣候變化框架公約和聯(lián)合國海洋十年的有關(guān)工作。謀劃推進(jìn)實施由中國科學(xué)家牽頭發(fā)起的海洋碳中和、海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃，共同建設(shè)基于中國特色資源的海洋碳匯示范區(qū)，研發(fā)海洋微型生物碳匯、大型藻類碳匯計量標(biāo)準(zhǔn)，推出國際認(rèn)可的中國海洋碳匯監(jiān)測、計量和核算體系，為全球治理提供中國方案。

致謝：感謝廈門大學(xué)焦念志院士、中國水產(chǎn)科學(xué)院黃海水產(chǎn)所蔣增杰研究員、浙江大學(xué)樊煒研究員和肖溪研究員、中國科學(xué)院南海海洋研究所李鵬春研究員、海南大學(xué)趙鵬副教授的討論交流。