宋莎莎，趙建平，吳翌丹，黃倩雯，靳衛(wèi)衛(wèi)，張慶范，安偉

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司安全環(huán)保分公司，天津 300457；2.海上油田低碳環(huán)保重點實驗室，天津 300457）

2021 年9 月22 日，中共中央、國務院印發(fā)了《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》。據估計中國碳達峰排放值約122 億噸CO2當量[1]，雙碳進程前半段重在減碳和碳捕集、利用與封存（Carbon Capture，Utilization and Storage，CCUS），后半段將逐漸以碳匯和零碳技術為主，碳匯開發(fā)是實現碳中和目標的重要路徑。海洋碳匯是重要的生態(tài)系統(tǒng)碳匯開發(fā)途徑。近年來國家高度重視發(fā)展海洋碳匯，密集出臺多項政策規(guī)劃，鼓勵探索發(fā)展海洋碳匯。

海洋能源開發(fā)是海洋強國建設的重要支撐，海洋碳匯與海洋能源協(xié)同開發(fā)，有利于統(tǒng)籌能源安全保障與“雙碳”目標，對海洋能源高質量可持續(xù)發(fā)展與綠色轉型起著重要推動作用。2022年6 月，中國海洋石油集團有限公司發(fā)布了“碳達峰、碳中和”行動方案，積極探索發(fā)展海洋碳匯等新型碳匯技術[2]。方案中要求探索發(fā)展微型生物增匯、漁業(yè)碳匯以及礦化固化等新型增匯技術，加強科學研究和監(jiān)測，形成海洋增匯技術體系，建立海洋碳匯監(jiān)測、報告和核算方法體系，積極參與構建系統(tǒng)的海洋碳匯核查理論、監(jiān)測指標和評估方法等，逐步推動海洋碳匯產業(yè)化發(fā)展。國外能源公司也在積極探索海洋碳匯開發(fā)。2022 年，挪威科技工業(yè)研究所（Foundation for Scientific and Industrial Research at the Norwegian Technical College，SINTEF）、挪威船級社（Det Norske Veritas，DNV）和挪威國家石油公司等在挪威海岸聯合開展了海藻捕碳試點項目，進行海藻種植并研究碳存儲加工，探索可擴展推廣的工業(yè)規(guī)模碳捕獲技術[3]。

綜上，國內外海洋能源行業(yè)均在積極探索海洋碳匯開發(fā)，但尚未形成成熟的可大規(guī)模推廣的模式。本文結合典型協(xié)同開發(fā)場景，提出海洋碳匯與海洋能源協(xié)同開發(fā)路徑，以期為海洋能源行業(yè)海洋碳匯協(xié)同開發(fā)提供參考。

1 海洋碳匯機制與現狀

相對大氣而言，海洋通過物理、化學、生物過程吸收CO2并存儲在其內部，稱為海洋碳匯。2009年聯合國發(fā)布的《藍碳：健康海洋固碳作用的評估報告》指出，海洋是地球上最大的活躍碳庫，儲碳量是陸地碳庫的20倍、大氣碳庫的50倍。海洋碳匯具有固碳效率高、固碳周期長的特點。

1.1 海洋碳匯機制

海洋固碳機制主要包括：溶解泵、生物泵和微生物泵[4-6]。溶解泵指由于大氣CO2分壓高于海洋，使得CO2溶于海水中，并通過溫鹽環(huán)流將溶解于表層海水的CO2輸送到深海中。生物泵指海洋浮游植物等通過光合作用吸收和轉化CO2，沿食物鏈從初級生產者逐級向高營養(yǎng)級傳遞有機碳，并產生顆粒有機碳沉降，將部分碳長期封存。微生物泵指利用海洋微型生物（粒徑小于20 μm，主要包括細菌、古菌、病毒、大部分原生動物）等生理代謝活動吸收活性有機碳，轉化為惰性有機碳，長期穩(wěn)定儲存在海水中。

海洋碳匯根據碳匯空間可以大致分為海岸帶碳匯與開闊海區(qū)碳匯。海岸帶碳匯指如紅樹林、鹽沼和海草床等可見的海岸帶植物固碳[6-7]。我國是世界上少數幾個同時擁有這三大藍碳生態(tài)系統(tǒng)的國家之一。由于海岸帶碳匯面積受限，碳匯總量相對有限。隨著海洋碳匯研究的深入，特別是微生物泵的揭示，陸海統(tǒng)籌、漁業(yè)碳匯、海洋堿化、上升流等開闊海區(qū)的碳匯開發(fā)途徑日益受到關注。我國陸架邊緣海占國土面積的1/3，碳匯潛力巨大，亟待開發(fā)。

1.2 海洋碳匯開發(fā)現狀

海洋碳匯開發(fā)項目可用于交易履約抵消的碳匯量必須是依據方法學要求經人為干涉在自然基礎上的增量碳匯[8]，而并非自然界已有碳匯儲量。目前國內外海洋碳匯開發(fā)與交易主要聚焦于海岸帶紅樹林碳匯，國內也有少量漁業(yè)碳匯交易案例。國際上基于清潔發(fā)展機制（Clean Development Mechanism，CDM）和核證碳標準（Verified Carbon Standard，VCS）機制發(fā)布了《在濕地上開展的小規(guī)模造林和再造林項目活動》《退化紅樹林生境的造林和再造林》《REDD+方法框架》《潮汐濕地和海草恢復的方法學》和《濱海濕地構建的方法學》等涉及紅樹林和濕地的方法學，并開發(fā)了多個CDM、VCS 認證的紅樹林碳匯項目[9-12]。美國科學院從技術可行性、成本和潛在影響等方面對營養(yǎng)施肥、人工上升流和下降流、海藻養(yǎng)殖、生態(tài)系統(tǒng)修復、增加海水堿度和電化學等海洋固碳方法進行了綜合分析[13]。

國內在海洋碳匯核算標準、調查評估規(guī)范等方面也開展了相關工作，推出了《海洋碳匯核算方法》《養(yǎng)殖大型藻類和雙殼貝類碳匯計量方法碳儲量變化法》等行業(yè)標準及《紅樹林濕地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力評估技術規(guī)程》等地方標準，同時開展了海岸帶藍碳增匯措施及其技術體系研究，并進行了多個紅樹林碳匯項目開發(fā)[14-16]，如首個符合VCS 和氣候、社區(qū)、生物多樣性標準（Climate，Community and Biodiversity，CCB）的廣東湛江紅樹林造林項目，以及泉州洛陽江、?？谑腥r場紅樹林修復項目。漁業(yè)碳匯方面，國內開展了近海養(yǎng)殖環(huán)境碳匯過程、貝藻養(yǎng)殖碳循環(huán)貢獻及海洋漁業(yè)碳匯方法學研究[17-20]。2022 年福建打造了全國首例海洋漁業(yè)碳匯交易和首例雙殼貝類海洋漁業(yè)碳匯交易項目，并啟動海洋負排放國際大科學計劃，提出了陸海統(tǒng)籌減排增匯生態(tài)工程、海洋缺氧酸化環(huán)境負排放工程、海洋微型生物碳埋藏增效、海水養(yǎng)殖環(huán)境負排放工程[21-22]等海洋增匯技術途徑，旨在增加海洋碳匯與緩解減排壓力。

1.3 海洋能源開發(fā)現狀

海洋能源開發(fā)利用是保障國家能源安全、維護海洋權益的重要舉措。目前我國海洋能源開發(fā)特別是油氣開發(fā)主要集中在近海。加大近海能源開發(fā)力度、開發(fā)范圍的同時，挺進深水、自主實施深水油氣資源開發(fā)、開展海洋可再生資源開發(fā)技術研究是當前面臨的主要任務[23-24]。海洋石油是世界油氣能源的重要增長極，中國海洋石油集團有限公司作為我國最大的海上油氣生產商，堅決貫徹落實國家關于油氣行業(yè)增儲上產的決策部署，加大油氣勘探開發(fā)力度，履行油氣供給保障的使命擔當，建立近海油氣田高效開發(fā)技術體系，積極發(fā)展深水工程重大裝備和深水油氣勘探開發(fā)技術研究。2021 年“深海一號”大氣田在海南陵水海域正式投產，作為我國深水油氣開發(fā)和海洋工程裝備技術的重大突破，標志著我國海洋石油勘探開發(fā)能力實現從300 m 深水到1 500 m 超深水的歷史性跨越。與此同時，海洋可再生能源的開發(fā)利用也進入了新的階段，大力發(fā)展海洋可再生能源，對實現“碳達峰、碳中和”目標，服務生態(tài)文明和海洋強國建設具有重大戰(zhàn)略意義。我國潮汐能、波浪能、潮流能技術相對成熟，潮汐能電站已基本實現商業(yè)化運行；波浪能、潮流能發(fā)電技術也已開展示范運行，自主研發(fā)的半潛式波浪能養(yǎng)殖一體化平臺已在漁業(yè)基地開展超過24 個月的養(yǎng)殖示范；溫差能與鹽差能開發(fā)利用方面尚處于試驗研究階段[25-26]，海洋風電與光伏發(fā)電發(fā)展迅速，越來越多的風電、光伏等項目布局在海上，集海上風力發(fā)電、深遠海養(yǎng)殖于一體的“風漁”融合智能化裝備正在建造，可有效提高海域資源節(jié)約集約化開發(fā)水平。

2 海洋碳匯與海洋能源協(xié)同開發(fā)路徑

結合海洋能源典型開發(fā)場景，綜合考慮海洋碳匯技術現狀、海洋碳匯與海洋能源協(xié)同開發(fā)匹配性、生態(tài)環(huán)境效益等因素，本文提出了基于生態(tài)修復工程、基于增殖放流或海洋牧場、基于大型藻類、基于礦化固化的四種海洋碳匯與海洋能源協(xié)同開發(fā)路徑。

2.1 基于生態(tài)修復的海洋碳匯協(xié)同開發(fā)路徑

在海洋能源開發(fā)涉及海洋生態(tài)保護紅線、海岸帶環(huán)境敏感資源等的情況下，需開展相應的生態(tài)修復工程。將海洋能源開發(fā)的生態(tài)修復工程與海岸帶碳匯開發(fā)結合起來，實現海洋能源開發(fā)與海洋碳匯開發(fā)的協(xié)同。通過參與國家、地方主導開展的濱海生態(tài)修復工程，或者企業(yè)自主開展的濱海生態(tài)系統(tǒng)修復保護，將生態(tài)修復與碳匯開發(fā)有效結合起來，實現生態(tài)效應與碳匯效應的雙贏?；谏鷳B(tài)修復工程的海洋碳匯開發(fā)，主要涉及紅樹林、鹽沼、海草床、牡蠣礁等碳匯類型。目前廈門大學已提出紅樹林造林碳匯項目方法學，山東省海洋資源與環(huán)境研究院聯合中國海洋大學編制了“海草床碳匯項目方法學”。鹽沼、牡蠣礁等碳庫監(jiān)測與評估技術規(guī)程標準也正在推動。總體來說，基于生態(tài)修復工程的海洋碳匯協(xié)同開發(fā)路徑，與海洋能源開發(fā)匹配性較好，有部分碳匯方法學與核算標準基礎，且生態(tài)環(huán)境效應好，可以考慮結合具體的生態(tài)修復工程開展相應的海洋碳匯開發(fā)。此協(xié)同路徑需重點考慮生態(tài)修復項目碳匯開發(fā)方法學、固碳增匯技術、碳匯核算與認證，以及碳匯交易或抵消排放配額的可行性。

2.2 基于增殖放流或海洋牧場的海洋碳匯協(xié)同開發(fā)路徑

根據《建設項目對海洋生物資源影響評價技術規(guī)程》，工程的生態(tài)補償經費需嚴格按規(guī)定全部用于生態(tài)修復，主要包括增殖放流、保護區(qū)建設與人工魚礁建設等。將生態(tài)資源修復增殖放流活動與碳匯開發(fā)結合，或將廢棄平臺、風機基礎設施與人工魚礁或海洋牧場增匯結合，可實現碳匯協(xié)同開發(fā)。該協(xié)同路徑主要涉及漁業(yè)碳匯開發(fā)，關鍵技術涉及增殖放流、人工魚礁與海洋牧場碳匯計量方法，需重點關注相關標準與方法學研究進展。目前相關標準有中國水產科學研究院黃海水產研究所提出的海洋行業(yè)標準《養(yǎng)殖大型藻類和雙殼貝類碳匯計量方法碳儲量變化法》等。我國學者正在加緊開展海洋牧場生物資源藍碳計量技術規(guī)程等相關標準的研究工作。2023 年1 月，河北省生態(tài)環(huán)境廳、自然資源廳、農業(yè)農村廳聯合印發(fā)《河北省海水養(yǎng)殖雙殼貝類固碳項目方法學》，明確了河北省管轄海域范圍內雙殼貝類養(yǎng)殖項目碳匯開發(fā)的核算邊界、基線情景、碳匯計量及監(jiān)測程序等，為其他區(qū)域推動相關方法學提供了借鑒?？傮w來說，在滿足海洋能源開發(fā)設施管理要求下，基于增殖放流或海洋牧場的海洋碳匯開發(fā)路徑，與海洋能源開發(fā)匹配性較好，有利于促進海洋生物資源恢復，生態(tài)環(huán)境效應較好，但還需相關碳匯開發(fā)方法學與計量標準作為開發(fā)依據，或是根據現有的方法學和核算標準確定增殖放流方案或海洋牧場類型。

2.3 基于大型藻類的海洋碳匯協(xié)同開發(fā)路徑

基于大型藻類的海洋碳匯開發(fā)通過在外海海域開展大型藻類養(yǎng)殖，并對收獲的藻類進行加工，實現碳封存。由于近海養(yǎng)殖存在環(huán)境污染且養(yǎng)殖品種通常為高經濟價值種，因此考慮在外海海域進行大型藻類養(yǎng)殖碳匯開發(fā)。研究將外海大型藻類養(yǎng)殖裝置與海洋能源開發(fā)設備設施相結合，探索碳匯協(xié)同開發(fā)。本協(xié)同路徑重點關注大型海藻增匯技術、碳匯方法學及計量方法。海洋行業(yè)標準《養(yǎng)殖大型藻類和雙殼貝類碳匯計量方法碳儲量變化法》根據藻類幼苗碳儲量與成體碳儲量的變化進行碳匯計量。根據典型外海海域溫度、鹽度、pH、溶解氧、葉綠素濃度、營養(yǎng)鹽濃度等，開展室內生態(tài)模擬試驗，研究不同大型藻類的固碳能力、影響因素，探究外海適宜增匯的大型藻類品種及提升固碳能力的技術方法。總體來講，大型海藻養(yǎng)殖適宜海域廣泛，與海洋資源開發(fā)匹配性一般，但有利于改善海洋環(huán)境狀況，生態(tài)環(huán)境效益較好，需做好捕獲藻類的合理利用，提高固碳持久性。

2.4 基于礦化固化的海洋碳匯協(xié)同開發(fā)路徑

礦化固化通過模仿并加速自然界中巖石風化吸收CO2的過程，即CO2溶解在水中產生H2CO3，與堿性礦物發(fā)生中和反應，促進H2CO3解離成HCO3-進行固碳。在海洋油氣平臺周邊海域，結合平臺設施建立堿性礦物處理平臺，有利于降低堿性礦物處理成本。同時，通過向海水中添加橄欖石等堿性礦物，增加海水堿度，加速CO2消耗，對海洋油氣行業(yè)生產過程中產生的CO2進行捕集固定，實現礦化固化碳匯開發(fā)與海洋能源開發(fā)的協(xié)同。同時該過程伴隨硅酸的生成，有利于硅藻等初級生產者增長，并釋放微量鐵元素，促進浮游植物生長。該協(xié)同路徑的實施需重點關注碳匯效應評估及增匯提升技術、碳匯監(jiān)測計量方法與礦化固化增匯方法學研究。美國Vesta沿海碳封存（Coastal Carbon Capture）橄欖石人工沙灘項目正在開展基于該方法的沿海碳捕獲的實施、環(huán)境影響評價及CO2去除量化等研究，國內也有學者提出該增匯方法的大陸架應用設想?？傮w來說，基于礦化固化的海洋碳匯開發(fā)與海洋能源開發(fā)匹配性較好，但目前仍處于理論完善與試驗研究階段，尚無相關碳匯核算方法與標準，且其對海洋環(huán)境的影響有待進一步研究評估。

上述海洋碳匯與海洋能源協(xié)同開發(fā)路徑的特點匯總如表1 所示。從協(xié)同開發(fā)匹配性來看，基于生態(tài)修復工程、增殖放流與海洋牧場以及礦化固化的開發(fā)路徑較優(yōu)；從生態(tài)環(huán)境效應角度看，基于生態(tài)修復工程、增殖放流與海洋牧場以及大型藻類的碳匯開發(fā)路徑，可以在增匯的同時改善海洋環(huán)境、促進生物資源恢復；從開發(fā)技術、標準和方法學基礎方面看，基于生態(tài)修復工程、增殖放流與海洋牧場以及基于大型藻類的碳匯開發(fā)路徑有部分基礎，但開發(fā)時還必須根據涉及的碳匯類型具體分析標準與方法學的適用性。綜上，建議海洋能源行業(yè)優(yōu)先開展基于生態(tài)修復工程、增殖放流或海洋牧場的碳匯協(xié)同開發(fā)，擇機開展基于大型藻類的海洋碳匯協(xié)同開發(fā)，持續(xù)跟蹤基于礦化固化的海洋碳匯協(xié)同開發(fā)路徑。

表1 海洋碳匯與海洋能源協(xié)同開發(fā)路徑

3 海洋碳匯與海洋能源協(xié)同開發(fā)建議

利用海洋能源開發(fā)設備設施或結合生態(tài)補償活動開展海洋碳匯開發(fā)，有利于鼓勵海洋能源企業(yè)因地制宜參與海洋碳匯開發(fā)，降低海洋碳匯開發(fā)成本，提高其開展海洋碳匯開發(fā)的積極性；有利于實現能源開發(fā)、經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境和碳匯效益的平衡，構建清潔低碳、安全高效的能源體系；有利于提高海域集約化開發(fā)水平，全面促進資源節(jié)約集約利用，提升海洋開發(fā)利用總體水平和技術創(chuàng)新能力。但不可否認，海洋碳匯與海洋能源協(xié)同開發(fā)也存在一些問題與挑戰(zhàn)。海洋碳匯與海洋能源協(xié)同開發(fā)必須在保證海洋能源開發(fā)設備設施安全運行的前提下開展，特別是涉及對相關設備設施進行改造的情況時，須滿足海洋能源開發(fā)設備設施管理要求。同時，海洋碳匯方法學、標準體系尚未建立，海洋碳匯認證交易的價值實現路徑尚不明晰，導致海洋碳匯協(xié)同開發(fā)動力不足。

為加快推動海洋碳匯與海洋能源協(xié)同開發(fā)，建議從鼓勵試點區(qū)域結合低碳零碳示范建設先行、構建海洋碳匯方法學體系、建立碳匯核算認證機制、探索納入市場交易機制等方面開展工作。

3.1 鼓勵試點區(qū)域結合低碳零碳示范建設先行

為有效推進海洋碳匯與海洋能源協(xié)同開發(fā)的實施，應抓住海上低碳/零碳油田、低碳/零碳海洋工程建設示范等契機，結合區(qū)域海洋碳匯資源情況，積極布局海洋碳匯協(xié)同開發(fā)方案，通過示范項目帶動海洋碳匯與海洋能源協(xié)同開發(fā)的實施落地。以海洋碳匯協(xié)同開發(fā)助力低碳零碳示范建設，推動海洋能源行業(yè)綠色低碳轉型與海洋碳匯的開發(fā)實踐。

3.2 構建海洋碳匯方法學體系

目前海洋碳匯相關方法學匱乏，阻礙了海洋碳匯項目的開發(fā)。考慮海洋碳匯目前僅有紅樹林營造納入國家核證自愿減排量（China Certified Emission Reduction，CCER），建議積極推動其他類型海洋碳匯納入CCER，并從地方碳匯方法學、碳普惠方法學等方面尋求海洋碳匯協(xié)同開發(fā)方法學的突破。建議從地方碳匯方法學、碳普惠方法學等方面尋求海洋碳匯協(xié)同開發(fā)方法學的突破。《河北省海水養(yǎng)殖雙殼貝類固碳項目方法學》可以作為借鑒參考。全國已有多省提出建立碳普惠機制，如山東省提出重點推進海洋碳匯等碳普惠項目的開發(fā)，廣東省發(fā)布《廣東省碳普惠交易管理辦法》，海南省發(fā)布《碳普惠管理辦法（試行）》，重點鼓勵海洋碳匯等領域的碳普惠方法學申報，為海洋碳匯方法學的發(fā)展開辟了新的渠道。

3.3 建立碳匯核算認證機制

不同于林業(yè)碳匯有相對完善的項目審定和核證程序及方法，海洋碳匯核算認證尚無明確規(guī)范。目前部分海洋碳匯開發(fā)交易試點項目，僅以科研院所出具的核算報告為依據進行試點交易。因此，亟待建立統(tǒng)一的海洋碳匯核算認證機制，規(guī)范海洋碳匯核算程序與方法，促進海洋碳匯開發(fā)與交易的規(guī)范開展。

3.4 探索納入市場交易機制

目前發(fā)電行業(yè)已納入全國碳市場管理，地方碳市場也規(guī)定了相應的管理范疇。海洋能源企業(yè)符合規(guī)定的自配電廠等已經納入國家碳市場及部分地方碳市場管理。目前海洋碳匯僅有紅樹林營造CCER 納入全國碳市場交易機制，導致其他類型海洋碳匯開發(fā)動力不足。各地碳普惠機制的蓬勃發(fā)展，為海洋碳匯進入地方交易市場帶來了新的機遇。如廣東省明確碳普惠核證減排量可作為補充抵消機制進入廣東省碳排放權交易市場。通過碳普惠等機制探索將海洋碳匯納入碳市場交易機制，將有效推動海洋碳匯的開發(fā)與交易。