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深海用传感器国产率低于政策目标,看专家全面解读《向海图强之路》
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7 月 1 日上午,中央财经委员会第六次会议召开。会议指出,推动海洋经济高质量发展,要加强顶层设计,加大政策支持力度,鼓励引导社会资本积极参与发展海洋经济。要提高海洋科技自主创新能力,强化海洋战略科技力量,培育发展海洋科技领军企业和专精特新中小企业。推进中国式现代化必须推动海洋经济高质量发展,走出一条具有中国特色的向海图强之路

财联社 VIP特邀行业专家全面解读深海经济各领域潜力和行业重心变化,7 月 2 日携手蜂网专家为您带来 "海洋经济" 主题的【风口专家会议】。

问题一:从业内角度看,国家为何要提出大力发展海洋经济?如今海洋经济处于怎样的战略位置?

专家:目前,国家对海洋经济发展的支持已由来已久。海洋经济早已作为独立的门类,由国家海洋信息中心负责相关的统计和发展指数编写工作,并每年发布白皮书和海洋经济公报。之所以近期在两会和中央财经委员会会议上,再次强调发展深海科技和高质量发展海洋经济,主要有以下几方面原因。

首先,从战略形势来看,当前面临的海上战略环境非常紧迫。国际政治争端致使当前的海上发展形势处在百年未有之大变局的关键节点。

其次,从资源角度来看,海洋经济中最重要的部分之一是矿产资源。我国正在大力发展的新能源产业,对锰、镍、锌等矿产资源的需求量巨大,而这些资源 95% 以上依赖进口,来源高度集中于印尼、刚果(金)等少数国家,海上的战略资源运输路线也十分单一,极易被 " 卡脖子 "。而恰恰在海底蕴藏着极为丰富的锰、镍、锌等资源,其探明储量甚至超过了陆地。随着早期技术的不断进步,开采这些海底矿产资源的经济可行性已经显现

第三,是技术的进步。我国传统海洋经济经历了长期的发展阶段,早期通过陆海统筹的方式取得了显著成就,一些沿海城市如青岛、深圳、厦门等,海洋经济产值已突破万亿元,并提出了建设国际海洋中心城市的目标。与此同时,我国在深海科技领域也取得了长足进步,例如 " 潜龙 " 系列无人潜水器和去年备受关注的 " 梦想 " 号大洋钻探船等,这些 " 三深 "(深海、深地、深空)技术的突破,使得开发海洋资源不仅成为可能,更具备了经济性。

最后,这也与国内经济发展的现状相呼应。正如近期会议中提到的,要构建全国统一大市场,整治无序竞争和低价竞争。而海洋经济,特别是向深远海发展的资源开采和深海安全领域,既是国家安全的迫切需求,又是一片潜力巨大、能够实现显著增长的 " 蓝海 "。

问题二:海洋经济具体包含哪些领域?从市场潜力的角度看,哪些分支更值得关注?

专家:海洋经济的发展主要包含传统海洋产业和战略性新兴海洋产业两大板块。

传统海洋产业包括熟知的港口物流、渔业养殖、远洋捕捞、海洋旅游以及传统的海洋工程等。

战略性新兴海洋产业,根据自然资源部的划分,主要包括海水淡化、海洋新能源(如潮汐能、波浪能)、海洋生物产业(如海洋生物医药、生物制品)以及海洋资源开发与管理。其中,海洋矿产资源开发是体量非常大的一块。需要说明的是,海上风能由于其体量巨大,在统计上通常是独立成类的,并未包含在海洋新能源的范畴内。

此外,围绕 " 海洋安全 " 这一核心议题,还形成了一个重要的产业分支——海洋观测监测产业,其核心是发展岸、海、空、天一体化的高端观测装备制造业。

从市场潜力和发展前景来看,已经形成了一条清晰的发展脉络:以海洋安全为保障,以深海资源开发为主要方向。在深海资源开发的框架下,海底矿产资源的开发又是重中之重。这一领域预计将形成一个千亿乃至万亿级的产业规模,并有望在未来五年内形成规模化的开采能力,逐步走向商业化,释放的体量将巨大。

问题三:在深海资源开发方面,主要有哪些资源可以开采?各行业是否已开始进行深海开发?是否存在开发难度过高或成本过高的问题?目前的发展现状如何?

专家:深海资源主要指深海矿产资源、深海油气资源和深海生物资源。此外,海上风能也可以算作其中之一,但其发展已相对成熟,进入了规范化生产阶段。

海洋生物资源目前仍处于前沿科技领域。虽然海洋生物制品产业已比较成熟,主要集中在位于厦门的自然资源部第三海洋研究所和青岛的相关机构,但海洋生物医药由于研发周期漫长,目前产品还不多。为抢占这一战略要地,我国已在青岛布局建设了深海生物资源的标本库、基因库和大数据平台三大平台,以期与国际前沿展开竞争。

我国的海洋油气开采正从浅海向深海过渡,浅海油田大多已进入开采尾声。目前深海油气开发主要布局在南海区域。但由于油气资源的开发受国际油价周期性影响较大,且从浅海到深海的技术路线没有根本性变化,因此短时间内它不会成为一个巨大的增量市场。

深海矿产资源开发目标是开采位于深海平原的多金属结核、位于大洋中脊和弧后盆地的海底硫化物,以及位于海山附近的富钴结壳。这些地质构造中富含大量的锰、镍、钴等关键金属元素。我国在这一领域的系统性投入可以追溯到 2015 年科技部设立的 " 深海关键技术与装备 " 重点研发计划,至今已连续支持多年,累计投入近 70 亿元。

在这一计划的支持下,已经形成了以中国五矿、招商局集团、北京先驱、中船集团等央国企为核心的开发团队,并由上海交通大学、中国科学院等科研单位提供技术支撑的发展格局。未来,围绕这些央国企,将在长沙、上海、深圳、三亚等地形成集生产制造、矿产加工于一体的全产业链条。

问题四:目前深海资源采集(如采油、采矿)会涉及到哪些重要设备的研发?有哪些厂商能够提供相应产品?另外,在海洋生物资源领域,有哪些企业做得比较超前?

专家:深海矿产资源开采的技术体系,实际上在上世纪 70 年代就由美日共同推动并基本定型。其基本流程是:由海底采矿车进行矿石的破碎、采集、冲洗和分离,然后通过提升运输系统将矿浆输送到海面支持母船,再转运至岸上基地。

目前,我国在各类采矿装备的研发上已取得显著进展。针对多金属结核,中国五矿开发了 " 鲲龙 500" 号采矿车;北京先驱与上海交大联合开发了 " 曼塔 " 号采矿车;上海交大独立开发了 " 开拓一号 " 和 " 开拓二号 ",其中 " 开拓二号 " 采用了多项国际一流的先进技术。招商局集团也开发了适用于 6000 米级水深的采矿车。

针对富钴结壳,中国五矿开发了 " 鲲龙 2000" 号,中科院与招商局集团也联合开发了一款 1300 米级的采矿车。针对海底硫化物,中船集团开发了一款重载四履带采矿机器人。这些都算是比较成熟的、可在试验性开采阶段使用的产品。

生物资源领域主要集中在青岛的 " 蓝色硅谷 " 和厦门。厦门主要是围绕自然资源部第三海洋研究所展开,并已形成了一定的产业规模。

问题五:海洋观测是一个新兴的分支,它有哪些主要用途?会涉及到哪些重要设备?相关的设备厂商又有哪些?

专家:海洋观测是在我国 " 十五 "、" 十一五 " 期间发展起来的,其核心是观测海洋环境数据。其观测手段是 " 岸、海、空、天 " 一体化的。天基手段主要是卫星遥感,包括海洋水色卫星等。空基手段包括机载的无人机,搭载高光谱、雷达、红外、可见光等传感器。岸基手段包括 X 波段雷达、地波雷达,以及海洋观测站内的水位计、潮位仪等水文设备和视频监控系统。

海基手段是观测的主力,包括各类浮标,从小型波浪浮标到直径 3 米、6 米、10 米的大型浮标,乃至价值量更高的海气界面综合观测浮标。水下观测平台则包括 AUV(自主水下航行器)、ROV(遥控无人潜水器)等移动平台,以及固定的海底观测网、海床基等。军事上还使用声呐阵列等设备。

这些手段的目的是获取海洋的温度、盐度、深度、波浪、海流等环境数据,并结合时空坐标,形成长期的三维数据资源。这些数据的用途主要有三个方面:一是防灾减灾,用于对台风、风暴潮、赤潮、海水倒灌等典型海洋灾害进行实时监测和预警;二是科学研究,用于研究海气相互作用、海洋动力学等科学问题;三是产业化应用,将数据加工成类似气象预报的数据产品,为军事(如舰队航行)、渔业养殖、航运等行业提供服务。

相关的设备供应商,从平台级来看,大型浮标的生产单位有国家海洋技术中心、山东省海洋仪器仪表研究所,以及青岛道万、青岛卓建、青岛水德等公司。水下 AUV/ROV 的供应商有中科院沈阳自动化研究所、天津深之蓝、上海彩虹鱼、天津大学的 " 海燕 " 系列等。无人船的代表则是珠海的云洲智能。

从核心的传感器来看,青岛劳雷、厦门精卫、深圳朗诚等公司在物理海洋传感器方面有布局。生态传感器方面有杭州的聚光科技。水下导航定位设备有中科院西安光学精密机械研究所(西安光机所)。水声通信和探测设备主要依靠声呐技术,代表企业有杭州海的电子和中科海讯。此外,中科院合肥物质科学研究院在深海光谱仪(用于监测海洋化学和生态要素)等通用技术上也有深厚积累。

问题六:深海科技的材料研发是否是业内颇为重要的一环?会涉及到哪些重要的深海用材料?业内会向哪些厂商采购?

专家:目前深海装备的表面防腐防污涂层、浮标的钢制结构和塑料浮体、锚链的钢铁材质等,用的都还是传统材料,并非特别精尖。这主要是出于成本和风险的考量,因为海里的设备极易损坏或丢失,如果使用成本过高的材料,不仅不划算,资产损失的核算也成问题。

因此, " 深海材料学 " 主要集中在用于制造传感器的核心敏感元件上。例如,使用新型陶瓷、钛合金和高分子材料,来延长传感器在高压、低温、高盐等极端环境下的使用寿命。此外,还包括激光发射器、超低噪声电子元件等。

在这些高精尖材料的研发上,走在前面的是一些国家级的科研机构,例如中科院合肥物质科学研究院、中科院声学所以及西安光机所,有足够的技术实力和研发投入。

问题七:在深海科技重要设备的国产化方面,哪些产品的国产化率还不高,但又有较高的国产化需求?哪些企业具备研发能力或已有先发优势?

专家:在深海科技领域,水下装备的国产化率确实不高。去年在规划万亿国债项目时,曾计划投入 200 亿元用于提升海洋防灾减灾的观测能力,最初提出的目标是 " 双 90",即整套系统 90% 的装备国产,单件设备 90% 的配件国产。但最终,这个目标不得不降为 " 双 75",尤其是在生态监测领域,像硝酸盐、叶绿素、溶解氧等生物化学传感器,几乎完全依赖进口。总体来看,深海传感器的进口依赖度高达 60% 至 70%

相比之下,结构件、系统集成以及通信导航组件等,国产化率已经比较高,例如中船 715 所、海的电子等企业的产品已经得到了广泛应用。因此,问题的核心症结就在于传感器

目前,聚焦于传感器国产化的企业和机构,山东省海洋仪器仪表研究所和国家海洋技术中心在温盐深传感器(CTD)上实现了突破。在生态传感器方面,西安光机所的产品也做得不错。

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