可再生能源是一种替代能源，受化石燃料枯竭和气候变化问题的影响，它的开发受到人们的关注。在可再生能源中，生物质能以生命资源为原料，具备与化石燃料相似的属性，可以利用现有的机器设备，不需要购置新的机器设备或增加基础设施建设。正因为如此，对生物质能的研究开发活动相对活跃，并取得了一些成果。现今，对生物质能的开发主要依赖大豆、玉米、甘蔗、芦苇等陆上生物资源。但是，这些生物资源同时又是人类赖以生存的粮食资源或家畜的饲料。如果消耗大量的生物量来生产能源，将会导致粮食供应不足，而且伐木还会降低二氧化碳的吸收率。此外，大量生物量的耕种还会侵犯粮食生产所需的耕地，引发与生物资源的竞争，这可能会引发新的政策问题。相反地，藻类（Algae）等海洋生命资源的生长速度较快，每年可以种2-5季。海洋是海洋生命资源赖以生存的空间，其面积十分广阔，占地球表面的71%。因此，海洋生命资源无需与粮食资源竞争。藻类是生产海洋生物质能的原料，它可以降低二氧化碳的吸收率，有效减少温室气体的排放。因此，从长远来看，许多国家都积极利用源自于海洋的海洋生命资源开发生物质能。本论文主要介绍可再生能源开发的根本原因和海洋生物质能开发的现状。

 

 

    全球气候变暖是指因化石燃料的使用及森林面积的减少等直接或间接原因引起的地球平均气温上升的现象。2013年政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC)发布的报告显示，过去150年，全球平均气温上升了大约0.85℃；到21世纪末，全球平均气温将比现在高出1.5-2℃。IPCC在2007年发布的第四次报告中曾预测，在21世纪的100年里，全球平均气温将最低上升1.1-2.9℃，最高上升2.4-6.4℃。在导致全球气候变暖的诸多原因中，最有说服力的是大气中温室气体浓度的增加。作为气候变化的现象之一，全球气候变暖会导致冰川、永久冻土层和海冰的持续减少，从而引起全球海平面上升，影响降水量模式的变化。为了应对气候变化这一全球性的问题，国际社会提出了不同的应对方案，其中核心政策是减少温室气体的排放量。为了减少温室气体的排放，以IPCC为中心提出了多种解决方法，其中包括开发气候变化预测模式。此外，世界各国还签署了国际性公约，以防止气候变化加速。其中，最具代表性的是《京都议定书》的签订。《京都议定书》是《联合国气候变化框架公约》的补充条款，它对发达国家的温室气体减排目标做了具体的规定。在2020年即将生效的新气候公约框架下，包括韩国在内的大多数国家都将被列入义务减排国家名单，迫使它们制定切实有效的减排政策。这就意味着我们有必要制定具体的、务实有效的温室气体减排方案。为此，韩国也制定了一系列政策。2011年，韩国政府推动了温室气体排放权交易制的立法，今后相关的政策需求将会增加。为了积极应对这一局面，韩国政府出台了一些有效的措施。目前为止开发的技术范畴内最有效的是利用能源的良性循环结构开发可再生能源。化石能源主要依靠燃烧化石燃料来获得，燃料燃烧过程中必然会产生二氧化碳。相反地，可再生能源不仅不会产生温室气体，而且它还会借助生物学手段获取地球上的温室气体并加以循环利用。所以，可再生能源的使用不会导致温室气体的增加。有关可再生能源的大多数研究都发现，藻类作为开发海洋生物质能的原料，其二氧化碳吸收效果较好。因此，为开发海洋生物质能而生产的藻类等，它本身就是解决全球气候变暖问题的有效方法。

 

    解决气候变化问题是为了控制因化石燃料的使用排放出的温室气体，而解决化石燃料的枯竭问题是为了解决化石燃料本身的枯竭所带来的问题。从这两方面来说，开发替代能源是必须的，这也正是开发可再生能源的原因。石油是代表性的化石燃料。20世纪40年代以后，关于石油储藏量预测及石油资源枯竭问题的研究没有间断过。虽然关于准确的石油储藏量，专家之间有意见分歧，但是大家都一致认为在不久的将来石油资源会枯竭。人们之所以如此关心石油能源的枯竭问题，主要是因为石油是支撑全球经济发展的基本前提。对韩国等能源主要依赖进口的国家来说，化石燃料的枯竭会引发能源危机。因此，我们应该从能源安全角度制定相应的战略。20世纪70年代，包括韩国在内的世界各国经历了两次石油危机。进入21世纪，全球油价持续走高，一旦发生能源危机将会对国家的支柱产业造成巨大的影响。1973年和1978年发生的石油危机对包括韩国在内的全球工业经济造成了极大的影响。这两次石油危机都是由石油资源的地域局限性引起的。今后类似的情况可能会再次发生，这就需要我们从能源安全角度制定相应的对策。因此，可再生能源的战略框架可以总结为：（1）抑制温室气体排放和环保能源；（2）保证能源安全；（3）发展前景广阔的新兴未来产业。

 

 

    海洋生物质能是指可以利用海洋生物资源生产的可再生能源。化石燃料的枯竭让人们意识到了能源问题的重要性，此后开始致力于开发多种形式的生物质能。现在的生物质能研发主要依赖陆上资源（大豆、玉米、甘蔗等）。但是，生产生物质能所需的陆上资源与粮食资源是重叠的，这就制约了陆上资源的利用。于是，人们开始把目光转向海洋，与海洋产业相结合，出台相关政策，利用海洋资源获取能源，并推动相关研究的开展。值得注意的是，海洋生命资源是生产海洋生物质能的原料，它与用作人类粮食的陆上生命资源不存在竞争关系，因此可以长期利用。海洋的面积十分广阔，占地球表面积的71%。因此，在种植生产生物质能所需的海洋生命资源时不需要与粮食作物共享空间。尤其是，海洋生命资源中的大型海藻类，其单位面积的原料产量大，比陆上生命资源的生长速度快，作为一种生物质能原料具有很强的竞争力。所以，人们把海洋生物质能称为继利用谷物资源的第一代生物质能和利用作物秸秆或废旧木材的第二代生物质能之后的第三代生物质能。

 

    全球80%以上的、有生命的物种生活在海洋中，但是被用作商业用途的还不足1%。这也就意味着可用作生物质能的候选物种较多。海洋生命资源在海洋极寒环境中经过激烈的生存竞争生存下来，它们拥有与陆上生命资源不同的或特殊的身体结构，因此可以用作生物质能的概率较高。关于哪些海洋生物可以用作海洋生物质能的原料，一些学者给出了不同的答案。但是，今后10年-15年最有可能实现大规模生产的还是藻类。藻类大致可以分为大型藻类（Macro-algae-紫菜、裙带、海带等）和微型藻类（Microalgae-浮游植物），如果可以获取大量的生物量，那么从理论上来讲，利用藻类可以生产出几乎所有运输用液体能源。20世纪70年代，生长在陆地和海洋的藻类，其作为可再生能源的生产原料这一价值已经引起了人们的注意。藻类具有较高的生产力，这也就意味着它的经济价值相对较高。从长远来看，用藻类替代化石燃料，很可能会抑制温室气体的排放。

 

 

    1988年-2004年，韩国共组织实施了95个生物项目，总投资370亿韩元，其中政府投资247亿韩元。1999年以前，生物领域的研究主要侧重于利用陆上植物开发生物乙醇、沼气化技术研发以及生物氢生产技术开发等方面。2006年1月，韩国政府对乙醇含量为6.7%的挥发油的规格进行了修改。2006年8月，生物乙醇流通系统实证研究项目开始实施，项目为期2年，石油质量管理院（牵头）、生物乙醇企业、石油企业等参与了该项目，并成功完成了实证。但是，一直未能实现商用化的目的。这就需要政府给予格外的关注，推动商用化法制化。反观生物柴油，2002年5月-2005年12月生物柴油示范普及项目启动，并于2006年7月在亚洲率先实现了商用化。但是，生产生物柴油的大部分原料都来自于纽约和东南亚的期货市场，百分之百依靠进口，能源主权的归属问题难以界定。韩国政府制定了到2011年替代能源的比例达5%的计划，根据这一计划出台并实施了一系列可再生能源发展战略。然而，到目前为止，韩国的可再生能源供应量依然只占一次能源消费量的2%左右。

 

    在海洋生物质能方面，1990年初起，韩国开始了微型藻类方面的基础研发工作，这一领域的研究主要侧重于微型藻类的采集和培养等基础条件设置。20世纪90年代中后期，对微型藻类的研究范围开始逐步扩展，开始了用于家畜养殖业废水处理的蓝细菌培养研究、海洋微型藻类的生长和食用EPA、DHA生产研究、利用微型藻类的二氧化碳生物学捕获研究等。21世纪初，微型藻类的研究重心开始转向微型藻类的生命工程学应用，并开展了微型藻类的生化学形成及抗酸化研究、微型藻类的免疫强化研究、有用物质研究等。比起20世纪90年代的研究，这一时期的研究更加活跃。2007年开始，韩国生产技术院和韩国海洋研究院（现韩国海洋科学技术院）开展了海藻类生物乙醇方面的研究，拉开了韩国海洋生物质能研究的序幕，海藻类生物质能研究开始步入正轨。以此为契机，2009年，仁荷大学、韩国科学技术院和韩国能源技术研究院等单位在政府的经费支持下组织开展了微型藻类应用研究项目。但是，韩国国内的微型藻类生物质能研发经费在可再生能源领域所占的比重微乎其微，尚不能满足技术创新的需要。

 

    从原料获取到净化工艺，海洋生物质能生产技术的研发需要高品质品种探索、大规模培养技术开发、原料供应体系的建立、糖化发酵酶的探寻、提取、精炼和大规模培养技术研发、生物柴油的高效催化开发、商用工艺设计、副产物利用等多种技术的支撑。与利用陆上植物的生物质能研究不同，利用海藻类生产生物质能的研究尚处于起步阶段。海洋生物质能能否在一个国家取得成功，主要取决于这个国家在生物量的稳定和持续获取上的努力。从这一点来看，藻类是一种重要的生物质能来源。因此，政府的投资、优秀人才的培养及源头技术的获取等因素在抢占海洋生物质能技术方面发挥着重要的作用。

 

 

    2002年，中国成立了国家可再生能源中心，主要开展可再生能源政策的制定、国际可再生能源合作项目的管理、太阳能、风能、生物质能等发展路线图的制定、信息收集和分析等工作。在生物质能开发方面，中国有着得天独厚的自然优势。中国不但有广阔的海域，而且多样的气候使得中国在生物量的产量和多样性上颇具优势。在中华人民共和国中央人民政府门户网站上，点击法律法规一栏，可以看到中国政府出台的关于促进可再生能源利用的《中华人民共和国可再生能源法》。根据《中华人民共和国可再生能源法》第16条，中国鼓励生物质能的开发、利用以及相关能源作物的生产，负责能源供应的企业应将新的能源来源纳入其管网。在诸多形式的能源中，生物质能在完善中国农村的能源现状和能源结构上具有十分重要的地位。中国已经认识到了生物质能在保障能源供求稳定和环境改善以及农业和农村发展方面的重要性。此外，中国国家能源局还组织编制了《生物质能发展“十二五”规划》，规划中明确提出了产量目标。2010年，生物质液体燃料的生产量仅为200万吨。但是，2020年的生产量目标为1000万吨，是2010年的5倍。目前，中国的生物质能政策主要侧重于土豆等粮食类生物量生物乙醇。但是，根据韩国进出口银行公布的2010年可再生能源领域的产业现状及海外进出口战略，中国将扩大生物柴油研发投入，争取到2020年生物柴油的使用量达到200万吨。

 

    现在，中国实行的是BE10（10%乙醇混合）标准，作为世界第四大生产国，今后的需求量将会急剧增加。其原因主要在于经济的发展以及石油和煤炭等能源的需求增加。2004年，中国的石油进口量为3亿1000万吨，进口依存度达到了38.7%。根据国际能源机构公布的数据，2010年和2020年中国的石油进口依存度分别为61%和76.9%。为此，中国政府正在逐步增加生物质能发电设备的容量，减少作为化石能源的一次能源的比重。在这样的政策扶持下，中国政府还通过提供原料基地建设补助金、减免税收等措施加强支持力度。但是，中国的生物质能原料虽然储量丰富，但是产地较为分散，由于缺乏专业的运输企业，从而无法大批量采集生物质能原料。此外，生物质能原料的生产和粮食消费实际上存在一种竞争关系，因此政府对扩大生物质能原料的生产持保守态度。

 

    目前，海藻类和微型藻类作为海洋生物质能的原料，其在中国的研发不是很活跃。作为代替陆上生物质能的一种手段，利用海藻类和微型藻类生产海洋生物质能将发挥重要的作用。