中国海洋工程科技 2035 发展战略研究

来源: 海丝科情   发布时间:2019-07-10 17:15:11 
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我国海洋开发还处于初级阶段,需要将海洋资源探查、工程开发和国家权益维护作为一个有机整体考虑,进行跨学科交叉和集成的技术预见,形成明确的发展战略方向。在此背景下,开展了面向2035 年的我国海洋工程科技发展战略研究,目的是为加快海洋强国建设,提升海洋开发可能面临国际争端的应对能力,以及实现我国海洋工程科技的跨越式发展提供服务。


一、面向2035的中国海洋工程科技发展愿景


工程科技是与社会经济、产业发展联系最直接的科学技术。工程科技发展战略研究,需要紧密结合国家社会经济发展需求,特别重视需求的牵引带动作用,以及科技项目的可实现性和可应用性。对于海洋领域,20年后的工程科技需要立足全球视野,围绕更加和谐安全、更加可持续发展的海洋强国建设,提升我国的国际海洋地位及话语权。中国海洋工程科技 2035 的主要发展愿景包括以下两个方面。(1)海洋装备技术自主化,初步建成具有全球海洋环境智能监测能力以及经略海洋的全球海洋环境安全保障网络体系。未来我国海洋开发装备研制水平大幅提升,成为行业技术引领者和标准制定者;掌握高端海洋开发装备核心技术,为海洋立体观测,以及各种海洋勘查和开发等提供现代化装备。具备形成全球海洋快速覆盖,以及关键海区连续观测的立体监测及预警预报能力,建成保障国家安全和战略利益的技术体系,为我国走进海洋和建设海洋强国奠定基础。(2)获得合理的海洋空间资源,海底矿产能源和海洋生物资源的勘查与开发能力覆盖深海及远洋,海水资源和海洋能综合利用初步形成产业化规模,海洋经济和产业规模大幅提升。在我国经济面临转型挑战、结构调整的时候,潜力无限却仍未被充分开发的海洋资源无疑将成为未来我国经济发展的增长点。2035 年,我国将具备初步的“蓝色经济”产业规模,建成海底矿床精细勘探技术体系,完成 1000 m 级深海集矿、输送等技术的海上试验与实际应用,建立海底矿产资源和天然气水合物勘探开发技术应用示范;实现深远海及极地海洋生物资源(包括群体资源、遗传资源和产物资源)的商业开发和利用;海水资源和海洋能综合利用技术达到世界先进水平。同时,围绕“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念,具备海洋绿色开发及可持续发展的海洋生态环境保护和海洋管理工程技术,实现海洋资源的科学、有序以及可持续开发。


二、面向 2035 的中国海洋工程科技发展战略


(一)发展思路和总体构架在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020 年)》和《“十三五”国家科技创新规划》的基础上,我国面向 2035 年的海洋工程科技发展思路为:以支撑海洋强国建设作为战略目标,针对发展海洋经济、开发深远海资源及维护国家海洋权益的战略需求,重点发展海洋环境立体观测技术与装备、海底资源勘查与开发、海洋生物资源勘查与开发、海水和海洋能资源综合利用、海洋环境安全保障、海洋开发装备 6 个子领域的重大关键技术。基于目前海洋领域工程科技发展仍然不成熟的现状及 2035 年世界海洋经济基本达到成熟的预见,我们提出了“具备自主海洋装备研发能力、增强海洋资源开发能力、建立海洋安全和战略利益的技术保障体系”三位一体的工程科技任务,实现我国走进海洋的工程跨越(见图 1)。发展构架主要为:①大力发展具有自主知识产权的海洋装备,提高海洋技术自主创新能力;②建立以“信息化、服务化、智能化”为主要特征,面向服务的海洋综合管理服务保障系统 (智慧海洋),为海洋经济发展、国家海洋安全和海洋生态环境保护提供服务,同时逐步实现海洋信息服务的产业化;③发展海洋经济,在海底资源、海洋生物资源,以及海水和海洋能资源等方面形成全方位的勘查和开发能力,形成蓝色经济的支柱产业;④充分发挥国家战略牵引、集中力量办大事的优势,同时发挥市场力量和企业创新主体作用、统筹规划,开展海洋工程科技攻关,实现海洋探索利用技术的弯道超车和新跨越,使海洋新经济发展成为未来经济的重要支柱。 

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图1  面向 2035 的中国海洋工程科技发展构架示意图

 (二)发展目标和发展路线总体目标:海洋装备技术基本自主化,初步建成具有全球海洋环境智能监测能力和经略海洋能力的全球海洋环境安全保障网络体系;获得合理的海洋空间资源,海底矿产能源和海洋生物资源的勘查与开发能力覆盖深海及远洋,海水和海洋能资源综合利用初步形成产业化规模,海洋经济和产业规模大幅提升。面向 2035 的中国海洋工程科技发展路线图如图 2 所示。

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图2  面向 2035 的中国海洋工程科技发展路线图

1. 海洋环境立体观测技术与装备初步建成全球海洋观测体系并实现有效运行,实现全球海面及水下重点海区多要素立体观测能力。构建星–空–海、水面–水中–海底智能组网立体观测系统,形成具备全球 6 h、中国近海 1 h、关键海区连续观测的立体监测能力,建设海洋环境信息综合服务平台和基于预测预报和专家知识的智慧海洋系统,为海洋认知、海洋经济与军事活动提供实况信息保障。

2. 海底资源勘查与开发经过 20 年的发展,解决制约海底矿产资源开发的基础科学问题,完善海底成矿地质理论体系,建立我国深水工程技术创新平台,形成海底矿床精细勘探技术体系,完成1000m 级深海集矿、输送等技术海上试验与实际应用。建立海底矿产能源和天然气水合物勘探开发技术的应用示范,培育深水工程产业体系,全面提升海底矿产资源的自主开发能力。

3. 海洋生物资源勘查与开发建立渔业立体探测技术体系与大数据系统,打造大宗深远海渔业新资源开发与船载加工装备自主研发基地,提升深蓝渔业的开发能力。开发海洋生物基因资源、微生物资源及生物功能材料,实现深远海及极地海洋生物资源的开发和利用,打造海洋生物新兴产业。产生一批面向国家重大需求、具有自主知识产权和国际市场开发前景的海洋基因工程产物,建立海洋生物酶研发的创新技术平台和应用的新技术体系。

4. 海水和海洋能资源综合利用我国海水资源开发利用技术和产业在创新环境、创新能力、技术工艺、装备产业化水平和应用规模等方面有较大的提升,总体水平达到世界先进水平。同时,积极推动海水资源开发技术装备“走出去”战略,打造面向全球的竞争优势。攻克海洋能发电装置产品化关键技术,达到国际先进水平。海洋能产业初具规模,为实现海洋能规模化的开发利用及发展海洋能高端装备制造产业奠定坚实的基础,尽早为国家能源结构调整提供备选能源,并逐步进军国际海洋能市场。

5. 海洋环境安全保障形成以我国自主发展的海洋模式为基础的海洋环境安全保障系统。增强我国海洋动力环境和生态环境预报的精确性,有效保障海洋重要通道的使用和海洋重大工程的建设。实现对海洋重大突发事件及海洋灾害的风险管控和影响评估的快速精准保障。有效增强岛礁生态系统的人工修复、重构与自然恢复,推动岛礁生态系统的资源保护与生态安全保障。有效增强大陆架等海底高精度测量能力,为大陆架划界提供保障。

6. 海洋开发装备提升海洋矿产资源、天然气水合物等开采装备,以及海洋生物资源、海水和海洋能资源利用等新型海洋开发装备的研制能力,为我国海洋开发、海洋科学研究等活动提供具有世界先进水平的自主装备。海洋开发装备市场份额处于世界前列,成为行业技术引领者和标准制定者;关键系统和配套设备自主创新能力极大增强,优势产品技术水平世界领先,弱势产品赶超国际先进水平,海洋油气开发装备配套系统和设备本土化装船率达到 80 % 以上;智能制造模式普遍应用,海洋开发装备制造业由生产制造转变为服务型制造。

三、海洋重大科技项目建议


2016 年 7 月我国发布了《“十三五”国家科技创新规划》,部署了一批面向 2030 年的重大科技项目和重大工程,包括海洋空间站重大科技项目。根据海洋强国建设的目标及海洋工程科技战略的发展,建议部署新的海洋跨学科重大科技项目。

(一)重大工程

1. 全球海洋信息精准服务工程——全球海洋立体观(监)测与预警预报系统工程以立足全球视野,构建保障国家安全和战略利益的技术体系为目标,建设全球立体观测网,构建自主知识产权的海洋数值预报体系,形成以业务化观测为主,兼顾科学研究,服务于经济开发和海洋军事活动的海洋信息精准服务体系。同时,针对 21世纪海上丝绸之路沿线及与我国紧密相关的西太平洋和印度洋等重点区域,构建综合性的海洋环境和服务于资源勘查的立体观(监)测与预警预报系统,为海上经济活动、海洋维权行动、海上军事行动等提供海洋公共服务产品,满足国家在社会经济发展、海洋权益维护、海洋科学发展等方面的战略需求。

2. 蓝色资源工程——海洋资源勘查与绿色开发综合利用工程以集约开发和优化利用沿岸和近海资源,加强开发利用公海及国际海底区域资源为目标,构建全球海洋矿产能源、渔业等生物和生态资源,以及空间资源的多手段勘查和详查的能力体系,建立研发和生产海洋开发装备的体系,实现海底矿产资源、海洋生物医药、海水淡化、海洋可再生能源等领域的技术创新与产业化,实现海洋渔业、海洋船舶工业、海洋盐业等传统产业的升级和绿色转型。通过该重大工程的实施,建立全面的海洋资源勘查和开发装备研发体系,形成若干个海底矿产资源、海洋生物、海水和海洋能资源勘查和开发的综合应用示范平台,实现海洋资源的深入开发,培育海洋新兴产业,促进我国产业结构调整,推动海洋经济为国家经济保持中高速增长做贡献。

(二)重大科技专项

1. 海洋环境与资源的动态感知科技专项围绕我国海洋自然(生态与灾害)环境、资源开发与维权保障等国家重大海洋安全需求,突破海洋监测 / 观测 / 监视系统的核心技术与装备的瓶颈问题,包括耐腐蚀材料、异质模块组集和传感集成、海洋大数据应用等。发展智能海洋环境观(监)测技术与装备,重点研制自主传感器、深远海和海底观测平台、立体观测组网核心设备,构建综合性的海洋环境和服务于资源勘查的立体观(监)测与预警预报系统,提高核心装备的国产化水平,开展海洋环境一体化组网观测顶层设计,发展军民兼用海洋立体观测网络构建和集成关键技术,建立“天空岸海”一体化立体观测示范运行网,推动我国在海洋环境监测与装备领域进入先进国家行列。

2. 海洋资源开发和利用的新兴装备研发科技专项开发海洋,装备先行。世界主要海洋国家都在加强海洋资源开发新兴装备的技术储备。海洋装备制造业是战略性新兴产业的重要组成部分,也是高端装备制造业的重要方向,具有知识技术密集、物资资源消耗少、成长潜力大、综合效益好等特点是发展海洋经济的先导性产业。该科技专项主要围绕新型装备研发机理、集成化、智能化、深远化等核心问题,建立完整的海洋资源开发与利用的装备研发体系。促进我国产业结构调整,实现高端海洋开发装备的“中国制造”。


四、加快海洋工程科技强国建设的保障措施


根据海洋工程科技的发展特点,并针对我国海洋工程科技整体发展水平不高、海洋产业化结构和海洋经济发展仍不成熟、产学研链接相对分散的现状,提出以下几点保障措施建议。

(一)加强顶层设计,做好统筹规划

制定海洋工程科技发展的总体战略规划,加强海洋工程科技发展的顶层设计,做好统筹规划,加大扶持力度。同时,进一步理清科研院所、高校、业务中心作为海洋创新主体的侧重点,发挥各自优势,避免重复建设,实现“弯道赶超”,促进海洋工程科技的快速发展。

(二)根据海洋探索开发的特点,重点投入,构建海洋信息和海洋开发平台的共享机制

海洋高技术发展具有高难度、高风险、高投入等特点。推进我国海洋技术的跨越式发展,需要建立国家稳定增加的海洋科技投入机制,形成社会多元投入支持海洋科技发展的良好局面。构建各种海洋观测的基础数据共享服务体系以及海洋开发平台的共享使用,以重点投入、分散共享的方式,服务更大范围的创新群体和创业群体。

(三)加强创新人才培养,营造鼓励创新的环境

探索合理有效的中长期激励约束制度,为海洋领域的持续发展提供综合技术平台和人才储备。鼓励科技人员采取多种方式转化高新技术成果,参与创办高新技术企业,促进创新成果的转化和产业化。

(四)扩大国际和地区科技合作与交流

增强国家自主创新能力,必须充分利用对外开放的有利条件,扩大多种形式的国际和地区科技合作与交流。一方面,积极引进国际先进海洋工程科技技术,鼓励引进消化吸收再创新,实现跨越式发展;支持我国科学家和科研机构参与或牵头组织国际和区域性大科学工程计划。另一方面,贯彻落实建设“21世纪海上丝绸之路”战略,借助“亚洲基础设施投资银行”项目,紧盯国际海洋市场需求,重点突破工程科技核心技术,加强与海上丝绸之路沿线国家在技术与产业领域的合作,为我国海洋工程科技与产业走向全球奠定坚实的基础。


作者:“中国工程科技 2035 发展战略研究”海洋领域课题组

信息来源:中国海洋发展研究中心


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