一种海洋系统碳中和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种海洋系统碳中和方法，海面处设置有海藻养殖区，海洋内设置有掩埋机器人和捕获机器人，捕获机器人在海藻养殖区捕获海藻，然后将捕获的海藻投放至海床，掩埋机器人在海床处将捕获机器人投放的海藻掩埋至海床下方，以使海藻处于缺氧环境。在海藻养殖区进行海藻养殖，海面上方光照透过海水照射海藻，以使海藻将水溶二氧化碳转换成有机物进行生长增殖，无机碳从海水中转移至海藻内以有机碳的形式存在，从而将海洋中的碳向海藻养殖区进行富集。捕获机器人在海藻养殖区内对海藻进行捕捉收集，投放至海床，由掩埋机器人对海藻进行掩埋，使海藻中的有机碳转移至海床下方，从而使海藻中的碳脱离于海洋碳循环外，实现碳中和的目的。中和的目的。中和的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋系统碳中和方法


[0001]本专利技术涉及一种海洋系统碳中和方法，属于碳中和领域。

技术介绍

[0002]二氧化碳排放导致地球碳循环处于非平衡状态，全球气候变暖趋势愈专利技术显。而碳中和是解决这一问题的重要手段。
[0003]碳中和主要途径有两条，其一是减少碳排放，其二是捕集和封存已有的二氧化碳。针对第二种方式，国际上最为流行的做法是通过管道或船舶将大气中捕获到的二氧化碳运输到海洋中指定的封存地点，然后将其注入至海洋的水体、海底或海底面以下的地质结构中。在这种封存方式中，若注入至水体，则二氧化碳与水体接触时会造成局部海洋酸化，若二氧化碳封存在海底，在特定的温度和压力条件下，会形成液态二氧化碳海底“湖”或二氧化碳水合物，改变海底边界层的氧化还原环境，若二氧化碳封存在地质结构中，需要寻找合适的地质封存体，如已有的海上油气田或稳定的其他类型储集层。
[0004]上述方法中不论哪一种情况，都需要人员长期在海上作业，因此人工成本高昂，且海上环境不确定因素较多，具有较大的安全隐患。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种海洋系统碳中和方法。
[0006]解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种海洋系统碳中和方法，海面处设置有海藻养殖区，海洋内设置有掩埋机器人和捕获机器人，捕获机器人在海藻养殖区捕获海藻，然后将捕获的海藻投放至海床，掩埋机器人在海床处将捕获机器人投放的海藻掩埋至海床下方，以使海藻处于缺氧环境。
[0007]本专利技术的有益效果为：在海藻养殖区进行海藻养殖，海面上方光照透过海水照射海藻，以使海藻将水溶二氧化碳转换成有机物进行生长增殖，无机碳从海水中转移至海藻内以有机碳的形式存在，从而将海洋中的碳向海藻养殖区进行富集。捕获机器人在海藻养殖区内对海藻进行捕捉收集，投放至海床，由掩埋机器人对海藻进行掩埋，使海藻中的有机碳转移至海床下方，从而使海藻中的碳脱离于海洋碳循环外，实现碳中和的目的。首先利用海藻进行水溶二氧化碳的收集转化工作，并由掩埋机器人和捕获机器人配合实现碳的转移掩埋，避免了人工长期海上作业，极大降低了人工成本和作业风险。海藻的增殖过程一定程度弥补了海藻掩埋造成的海藻数量损失，海藻的增殖过程和海藻捕获掩埋过程配合对海藻的总量进行调控，以调节整个海藻养殖区内海藻集群碳富集速率，保证了海藻养殖区能够对水溶二氧化碳进行长期可持续的富集转化，并且海藻在进行碳富集过程中产生氧气，有效改善海洋生态环境。捕获机器人将海藻收集投放后，海藻可以在重力作用下落到海床上，避免了捕获机器人在海藻养殖区和海床之间转移切换，减少了捕获机器人的移动行程，相应减少了捕获
机器人的能耗，使得捕获机器人能够专注于海藻捕获，从而提升海藻的捕获速率。掩埋后的海藻由于处于缺氧环境，因此分解产物不易形成二氧化碳，在海水高压作用下更容易封存在海床下方不易泄露，以实现较为稳定的碳中和效果。相较于直接将二氧化碳封存于海床下方，本专利技术采用海藻掩埋至海床下方这一方式，使得对海床的地质要求更低，掩埋场所的选择范围也更广，可以进行掩埋的面积也更大。同时海面上方大气中的二氧化碳和海水之间具有一个溶解平衡状态，随着海藻生长过程，海洋中二氧化碳的减少，大气中的二氧化碳也会进一步溶解至海水中，以此减少大气中的二氧化碳含量，平衡了大气中的碳循环过程。
[0008]本专利技术所述掩埋机器人上安装有钻探挖掘装置，掩埋机器人在海床处通过钻探挖掘装置进行钻孔和/或挖槽，将海藻填充至孔洞和/或沟槽内，然后使用海底沉积物进行掩埋。
[0009]本专利技术掩埋过程中海底沉积物内混有橄榄石，以使海藻中的有机碳转换为无机碳酸盐。
[0010]本专利技术所述捕获机器人上安装有抽吸过滤装置、摄像头、机械手和藻类处理装置；抽吸过滤装置抽吸海水，以对海水中的海藻进行富集，藻类处理装置对富集的海藻施加电场进行絮凝，以使海藻团聚形成藻球；捕获机器人依据摄像头获取的视频数据移动至海藻处，然后通过机械手对海藻进行抓取，藻类处理装置对抓取的海藻进行压缩，以使海藻收缩形成藻球。
[0011]本专利技术水中设置有能源转换装置和阿基米德螺旋泵，能源转换装置驱动阿基米德螺旋泵，以将海底处海水送往海藻养殖区，阿基米德螺旋泵的下端设置有锚泊块，锚泊块压在海床上。
[0012]本专利技术所述能源转换装置包括波浪能转换装置和太阳能电池板，海藻养殖区处海面设置有浮标，太阳能电池板安装在浮标上，波浪能转换装置位于海面下方。
[0013]本专利技术所述海藻养殖区的海面处设置有海上风机，海上风机的底部安装有定位桩和第一声学通讯装置，定位桩的下端固定在海床上，掩埋机器人和捕获机器人上均安装有第二声学通讯装置，第二声学通讯装置与第一声学通讯装置进行声学信号交互，以对掩埋机器人和捕获机器人的移动过程进行导航。
[0014]本专利技术所述定位桩上设置有多个非接触式充电头，非接触式充电头电连接至海上风机，非接触式充电头上安装有无线信号发射器，掩埋机器人和捕获机器人上均安装有无线信号接收器，无线信号接收器接收对应无线信号发射器发出的无线信号，以使掩埋机器人和捕获机器人移动至对应的非接触式充电头处进行充电。
[0015]本专利技术所述海藻养殖区设置有化学指标传感器、控制板和投放装置，当海藻养殖区的化学指标异常时，化学指标传感器发送信号至控制板，控制板控制投放装置对海藻养殖区投放养料和/或药物，以使海藻养殖区的化学指标恢复至正常数值。
[0016]本专利技术当海藻养殖区氮磷含量超标时，提升掩埋机器人和捕获机器人的工作速度。
[0017]本专利技术的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细地揭露。
附图说明
[0018]下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：
图1为本专利技术实施例中海洋系统平面结构图。
具体实施方式
[0019]下面结合本专利技术实施例的附图对本专利技术实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本专利技术的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0020]在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0021]实施例：参见图1，本实施例提供了一种海洋系统碳中和方法，包括如下步骤：步骤S1：在海面2处设置海藻养殖区1，海藻养殖区1主要进行海藻养殖，海藻养殖区1处设置有捕获机器人4，捕获机器人4在海藻养殖区1捕获海藻，相应的捕获机器人4则主要在海藻养殖区1处进行活动；步骤S2：将捕获的海藻投放至海床5；步骤S3：海床5处设置有掩埋机器人3，掩埋机器人3主要在海床5处进行移动，掩埋机器人3将捕获机器人4投放的海藻掩埋至海床5下方。
[0022]由于海藻养殖区1位于近海面2位置，因此太阳光可以透本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋系统碳中和方法，其特征在于，海面处设置有海藻养殖区，海洋内设置有掩埋机器人和捕获机器人，捕获机器人在海藻养殖区捕获海藻，然后将捕获的海藻投放至海床，掩埋机器人在海床处将捕获机器人投放的海藻掩埋至海床下方，以使海藻处于缺氧环境。2.根据权利要求1所述的海洋系统碳中和方法，其特征在于，所述掩埋机器人上安装有钻探挖掘装置，掩埋机器人在海床处通过钻探挖掘装置进行钻孔和/或挖槽，将海藻填充至孔洞和/或沟槽内，然后使用海底沉积物进行掩埋。3.根据权利要求2所述的海洋系统碳中和方法，其特征在于，掩埋过程中海底沉积物内混有橄榄石，以使海藻中的有机碳转换为无机碳酸盐。4.根据权利要求1所述的海洋系统碳中和方法，其特征在于，所述捕获机器人上安装有抽吸过滤装置、摄像头、机械手和藻类处理装置；抽吸过滤装置抽吸海水，以对海水中的海藻进行富集，藻类处理装置对富集的海藻施加电场进行絮凝，以使海藻团聚形成藻球；捕获机器人依据摄像头获取的视频数据移动至海藻处，然后通过机械手对海藻进行抓取，藻类处理装置对抓取的海藻进行压缩，以使海藻收缩形成藻球。5.根据权利要求1所述的海洋系统碳中和方法，其特征在于，水中设置有能源转换装置和阿基米德螺旋泵，能源转换装置驱动阿基米德螺旋泵，以将海底处海水送往海藻养殖区，阿基米德螺旋泵的下端设置有锚泊块，锚泊块压在海床上。6.根据权利要求1所述的海洋系统碳中和方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永顺，张传伦，林间，陈建飞，王誉泽，冯兴亚，冯伟强，侯圣伟，蔡巍，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：