海洋生物具有特殊的生态环境，在其生长和代谢过程中，产生大量具有奇特结构的天然产物和具特殊生理活性和功能的物质。海洋成为了开发新型能源的一个巨大的天然产物宝库。随着海洋在沿海国家可持续发展中的战略地位日益凸显，开发利用海洋生物资源已成为世界各国激烈竞争的一个重要领域和发展方向。但是如果人类在索取的同时忽视了海洋的环境，也必然会遭到海洋的惩罚。和谐人海——与海洋和谐相处才是长久之法。
大海赐给的生命之泉
古时候，当人们在茫茫大海上艰难地航行，面临着淡水告罄的威胁时，人们多么希望能有一个圆桶似的宝贝，只要将它往海里一放，那苦涩的海水就变成甘甜的淡水“咕咚咕咚”往上冒，让干渴的船员们喝个饱。最先提出这个大胆而美妙设想的，是中国宋朝一个名叫周密的人。他写了本《癸辛杂谈》，书中描写了一个会造淡水的“宝贝”的故事。
故事说，有一家杂货店放着一个奇特的东西。说它像缸，可没有底；说它像烟囱，可又太大；而且它既非竹也非木，既非金属亦非砖石。有一天，一名海船商人路过此地，发现了这一奇物。他看了又看，摸了又摸，舍不得离去。店主走来，问商人买不买此物。商人忙说：“买！你要多少银子？”店主想敲竹杠，就说：“这是我家祖传宝物，非十两银子不卖。”商人二话没说，付了银子，就叫人将奇物抬走。店主纳闷，问道：“你花那么多银子买此物何用？”商人告之：“此乃一宝物，名字叫‘海井’，是一口专造淡水的井。只要将它放到海里，不愁没有淡水喝。”说完，他又取出100两银，赠给店主。
随着科学技术的发展，今天人类已造出海水淡化机，将古人“画井解渴”的美好愿望变成了现实。
为什么海水不能喝
海水不能喝是因为海水含盐量太高，平均在35‰左右，而日常生活用水的含盐量在5‰左右，工农业用水的含盐量有的可以稍高一些，但也不能高于3‰。要使海水像溪水那样甘甜爽口，就要脱掉海水中的盐分。脱盐，就是人们通常所说的“海水淡化”。
海水和苦咸水淡化，可以追溯到公元前400多年。那时，希腊哲学家柏拉图已经认识到，如果用植物性材料过滤苦咸水，盐就会在材料上面贮存起来。亚里士多德早已知道：由盐溶液中蒸发出来的蒸汽冷却凝成水珠以后可以饮用。另外，普利纽斯在他的《自然史》中也这样写道：“航海者在作较长时间的海上旅行时，把海水装在陶罐中，使其蒸发，在罐盖上会出现冷凝水，便可以收集利用。”后来许多的航海者，特别是在罗马的船上，缺水时，都用蒸发法来制取淡水，供人们在航行中饮用。当年罗马帝国曾经用简单的蒸馏器提取淡水供被围困在埃及亚历山大的罗马军队饮用。
历史上第一次有记录的船用淡化器是1606年在西班牙大帆船上使用的。而在船上广泛地进行海水淡化是19世纪末。那时，蒸汽轮船发展起来了，为了满足锅炉用水和一部分饮用水的需要，轮船上普遍安装了制造淡水的蒸发器。世界上第一台固定式淡化装置，于1877年在俄国巴库建成。此后，在欧洲及其他干旱国家也相继建立。
现在世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究，有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作。一座现代化的大型海水淡化厂，每天可以生产几千、几万甚至近百万吨淡水。淡化水的成本在不断地降低，有些国家已经降低到和自来水的价格差不多。某些地区的淡化水量达到了国家和城市的供水规模。海水淡化，事实上已经成为世界许多国家解决缺水问题普遍采用的一种战略选择，其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。海水淡化作为淡水资源的替代与增量技术，愈来愈受到世界上许多沿海国家的重视。
动力转换——智慧的驾驭
海洋上最为壮观的便是海面上滔天的波浪。在水连天，天连水，白茫茫的海面上，海风在呼啸，浪涛在汹涌。要是在狂风暴雨的日子里，白浪滚滚，像成千上万条凶残的鲨鱼龇咧着雪白的牙齿，互相追逐着、咆哮着。
波浪是海上的力士，力大无比，永不疲倦。它能把海上航行的舰船像抛彩球那样抛到岸上，它是许多海上灾难的肇事者。波浪里蕴藏着巨大的能量，可以被利用来发电。
海浪爆发力和冲击力有多大
有人做过这样的测试，海浪对海岸的冲击力，每平方米20～30吨，有时高达60吨，巨大的拍岸浪涛曾将130吨重的岩石抛到20米的高处，将1700吨重的岩块翻了一个身；30～60米高的惊涛骇浪把瓦胡岛的北部熔岩海岸砸得粉碎。1952年12月16日，一艘美国轮船在意大利西部遭到巨浪袭击，船被截为两段，一段抛上海岸，一段沉入海里。1896年，日本本州地震引起的那次海啸，巨浪冲毁房屋1万多间，冲走船舶3万只，死伤2.7万人。
据估算，1个波高2米、周期5秒的海浪，在1千米宽的海面上至少可以产生2000千瓦的电力。整个世界海洋中波浪能达700亿千瓦（实际可利用的有30亿千瓦），占全部海洋能量的93%，是各种海洋能中的“首户”。
如此巨大的波浪能，人类是不甘心让它只带来灾难，而不造就幸福的。于是，聪明的人类想方设法驯服这匹海洋上的“烈马”，让滚滚的浪涛发出强大的电流来。
波浪，不像潮汐那样周而复始，变化有规律。波浪是匹狂暴无羁、性情难驯的“烈马”。它温和时，静如平湖；发怒时，波涛汹涌。波浪能是散布在海面上的低密度不稳定的能源，要利用它，首先要对它进行“捕捉”、“收集”。这就要求人们设计和试验的波力发电装置必须能充分地将大面积海面上的波浪能加以吸收，并集中转换成机械能，再带动发电机运转发出电来。另外，波浪的狂暴能产生巨大的破坏力，这就需要发电装置坚固抗摧。
波浪能给人类出的道道难题，越发激起人类去攻克它，驯服它。早在18世纪末，人们就开始探索波浪能的利用问题。许多海洋工作者为此绞尽脑汁，设计出种种利用波浪能的设备。1799年，巴黎发表了第一个波能转换装置的方案；1810年，法国学者又在波尔多市的罗埃第一次进行了波能发电试验；1911年，第一个波能发电装置建成；1965年，波能发电装置作为导航浮标及灯塔的工作电源开始在实际中应用。目前，世界上已有英国、日本、美国、加拿大、芬兰、丹麦、法国等国家研究波能发电，并提出了300多种发电装置方案，其中主要有两种方式：英国式波能发电装置和日本式波能发电装置。
英国式波能发电装置主要特点是：将波浪能转化为机械能，带动发电机发电。主要类型有两种：“点头鸭”式波力发电装置和筏式波力发电装置。
“点头鸭”式波力发电装置是英国爱丁堡大学的索蒂尔博士发明的。据他介绍，他发明波能装置纯属偶然。1973年的一天，索蒂尔患了感冒，妻子对他说：“别在那里躺着为你自己发愁吧！你为什么不来解决能源危机呢？”她所要求的能源装置，既清洁又安全，在苏格兰的冬天也能正常运转，而且经久耐用。于是，物理学教授索蒂尔就开始考虑利用苏格兰近海的奔腾不息的波浪来了。具有发明才能的索蒂尔领悟到，提取波浪能的装置应该是类似抽水马桶里的球形阀一类的东西，一起一落，推动一台泵产生电力。在爱丁堡大学的试验室里，他借来一个波浪槽，开始试验。他和助手们制作的“点头鸭”模型可提取15%的波浪能，后经改进，提取率高达90%。又经过多次试验，他们按1∶1的全尺寸制造了试验模型。这些模型由许多巨大的钢筋混凝土方容器组成，每个容器有一间房屋大，容器装在一根固定的水平转轴上，海浪冲来，这些容器像鸭子一样随波点头，驱动发电机发电。根据计算，每1米长的滨海区域，全尺寸的“点头鸭”平均发电30～50千瓦。480千米长的“点头鸭”装置链，可供给整个英国目前所需的电能。
英国式波能发电装置的另一种类型是筏式波力发电装置。它是由英国气垫船的发明者库克爱尔研制的。该装置是由许多个浮体顺着波浪前进方向排成一列，用绞链连接在一起构成的，在筏与筏之间安装水泵，利用波上筏体的相对回转运动，使水泵工作，从而驱动发电机发电。筏式装置的能量转换效率取决于筏的个数和大小。
进入20世纪80年代后，英国对以上两种类型装置的研究暂时不予投资，而是将重点转向波动水柱、气袋式等新式波能发电装置的研究。
日本式波能发电装置主要是利用波浪起伏运动产生压缩空气，推动空气涡轮机运动带动发电机发电。利用波浪产生压缩空气，最先是由一个名叫弗勒特切尔的人提出的。他从给自行车打气这件小事中受到启发，设计了一个带有圆柱筒和活塞的浮标，用波浪运动产生压缩空气，压缩空气又去吹动一个哨笛，于是便设计出了一个“警笛浮标”。把它拴上铁锚放在海里，只要海上出现波浪，它就吹起警笛，声音有长有短，有高有低，和波浪具有同样周期。在以后很长的时间里，法国沿岸都用这种浮标来导航和发布大浪警报。这是人类利用波浪能的最早的一种装置。日本式的波能发电装置原理，就是受其启发。
目前，由于技术问题，波力发电成本比热电高10倍。为了提高波力发电实用化水平，许多国家正在考虑这样一些技术问题：一是必须提高小波幅发电输出，目前只是在波高大于1.3米时才能发电；二是尽可能使波力平稳，以获得稳定输出；三是解决向陆地送电的特殊电缆；四是解决发电船的锚碇力，增强发电船抗风浪的能力。
中国的波浪能资源十分丰富，其总量大约0.23亿千瓦。中国近海受季风控制，冬季浪大，夏季浪小。特别是冬季在强烈的偏北风吹刮下，从黄海到南海形成了一条东北-西南走向的大浪带，平均波高在2米以上，波浪具有波高而周期小的特点，有利于波能发电。可以相信，随着科学技术的发展，滚滚波涛会向人类献出更多的电能。
海底的“工业血液”
石油被称为“工业的血液”，是现代能源结构中最重要的矿物燃料。随着工业生产的发展及交通事业的突飞猛进，石油的需求量急剧增加。
石油不仅储藏在陆地下面，也储藏在大海底下。
海底的石油储量有多少
有人估计储藏在海底的石油有3000多亿吨，占整个地球石油储藏量的1/3；也有人估计海底石油储量比陆地储藏量多。海底石油大部分埋藏在大陆架浅海海底，如波斯湾、墨西哥湾、几内亚湾、北海。在我国沿海渤海、黄海、东海、南海都蕴藏着石油资源。
从20世纪60年代开始，世界上就出现了勘探、开采海底油田的热潮，许多国家建成了数以百计的海上油田。尽管目前海上采油数量还不是很多，仅占世界石油消耗量的小部分，但随着更多海上油田的发现和开发，海底石油产量会急剧增加。海底石油将会成为“工业血液”的主要来源。
海洋中栖息着许多生物，有海洋动物、植物、微生物，居住在海底的珊瑚、软体动物类的底栖生物；漂浮于海水中的有藻类等各种浮游生物；生活于海水中层、表层还有许多鱼类和海洋动物。海洋中丰富的生物为生成海底石油准备了条件及物质基础。
海洋中的生物有生有死，海洋生物的遗体沉入海底，与泥沙一起埋藏于海底；流入海洋的河流也带来大量有机物质，它们和生物遗体一起埋藏在海底，并在海底缺氧的环境中沉积。海洋生物遗体在一定温度、压力条件下，受到微生物的活动和分解，在适宜的地质环境中，经过漫长的历史年代，形成了石油滴。那些可生长石油和天然气的岩层叫生油层。由于海底地形变化形成储油构造，无数的石油滴聚集一起，形成石油矿藏。并不是生油层都能贮油，形成贮油构造要有一定的条件，只有当聚集石油滴的岩层多孔、有裂缝，而且周围要有不透水的岩层所封闭，石油滴才会贮存起来，形成油气藏构造。
海底石油埋藏在海洋底部，上面被沉积物所覆盖，又有一层海水所阻挡。如何找到海底油气藏构造呢？最原始的方法是观察海面，因为石油的比重比海水小，埋藏于海底的油气可顺着地层中的孔隙、裂缝往上飘移，会漂浮至海面，被人们发现。20世纪初，有人在墨西哥湾海面上看到一层漂浮的油花，由此在那里发现了一个大油田。
寻找海上油田最可靠的方法是进行海上勘探，经过地质调查、地球物理勘探及钻探等几个阶段，以确定海底是否有石油储藏。
海洋地质调查包括沿海陆地和海底地质调查。大陆架地质构造和沿海陆地有关。所以，根据陆上油田地质构造可以推断海底地质构造。那些陆地发现有油田的地方，与它相毗连的海区，也可能出现石油、天然气储藏。
