中國海洋工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略研究

“中國工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略研究”海洋領域課題組

中國海洋工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略研究

“中國工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略研究”海洋領域課題組

提高海洋資源開發(fā)能力，發(fā)展海洋經(jīng)濟，保護海洋生態(tài)環(huán)境，堅決維護國家海洋權(quán)益，建設海洋強國是我國重要的長期發(fā)展戰(zhàn)略目標。從全球視野和經(jīng)略海洋能力來看，我國尚處于探索和開發(fā)海洋的初步階段，需要將海洋資源探查、工程開發(fā)利用、環(huán)境保護和國家權(quán)益維護作為有機整體，開展海洋強國建設的頂層設計。本研究通過一系列海洋跨學科交叉和集成的技術預見分析，研判我國海洋領域的重要技術方向。從海洋環(huán)境立體觀測技術與裝備、海底資源勘查與開發(fā)、海洋生物資源勘查與開發(fā)、海水和海洋能資源綜合利用、海洋環(huán)境安全保障及海洋開發(fā)裝備6個關鍵領域，提出了面向2035的我國海洋工程科技的愿景、發(fā)展重點、發(fā)展戰(zhàn)略及發(fā)展途徑。

海洋工程科技；發(fā)展戰(zhàn)略；技術預見；海洋強國

一、前言

隨著陸地資源短缺、環(huán)境惡化，以及伴隨的政治和權(quán)益等問題的日益嚴峻，對于當前的全球社會經(jīng)濟發(fā)展而言，一場以開發(fā)海洋為標志的“藍色革命”正在全球興起。海洋作為21世紀全球資源的新基地，其經(jīng)濟、社會意義及國家安全和戰(zhàn)略利益的影響日益顯著[1～4]，為此，我國提出了建設海洋強國的重大發(fā)展戰(zhàn)略。中國共產(chǎn)黨第十八次全國代表大會報告明確指出：提高海洋資源開發(fā)能力，發(fā)展海洋經(jīng)濟，保護海洋生態(tài)環(huán)境，堅決維護國家海洋權(quán)益，建設海洋強國。建設海洋強國，需要關心海洋、認識海洋、經(jīng)略海洋。在認識海洋的基礎上來經(jīng)略海洋，即立足全球視野，集約開發(fā)和優(yōu)化利用沿岸和近海資源，加強開發(fā)利用公海及國際海底區(qū)域資源，并不斷加深對深海大洋及南北兩極的科學認識。

現(xiàn)代海洋經(jīng)濟包括為開發(fā)海洋資源和依賴海洋空間而進行的生產(chǎn)活動，以及相關服務性產(chǎn)業(yè)活動。在新的形勢下，我國提出了“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的五大發(fā)展理念。一方面，與陸緣經(jīng)濟不同，海洋經(jīng)濟活動涉及更多國際事務，而且從資源掠奪型轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展型。海洋水體覆蓋范圍廣、動態(tài)變化快，因此，走進海洋（包括遠海和深海）的經(jīng)濟開發(fā)活動首先必須依賴于強有力的環(huán)境和資源探查能力，以及相應的安全保障工程技術。另一方面，我國海洋開發(fā)還處于初級階段，需要將海洋資源探查、工程開發(fā)和國家權(quán)益維護作為一個有機整體考慮，進行跨學科交叉和集成的技術預見，形成明確的發(fā)展戰(zhàn)略方向。在此背景下，開展了面向2035年的我國海洋工程科技發(fā)展戰(zhàn)略研究，目的是為加快海洋強國建設，提升海洋開發(fā)可能面臨國際爭端的應對能力，以及實現(xiàn)我國海洋工程科技的跨越式發(fā)展提供服務。

二、面向2035的中國海洋工程科技發(fā)展愿景

工程科技是與社會經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)系最直接的科學技術。工程科技發(fā)展戰(zhàn)略研究，需要緊密結(jié)合國家社會經(jīng)濟發(fā)展需求，特別重視需求的牽引帶動作用，以及科技項目的可實現(xiàn)性和可應用性。對于海洋領域，20年后的工程科技需要立足全球視野，圍繞更加和諧安全、更加可持續(xù)發(fā)展的海洋強國建設，提升我國的國際海洋地位及話語權(quán)。中國海洋工程科技2035的主要發(fā)展愿景包括以下兩個方面。

（1）海洋裝備技術自主化，初步建成具有全球海洋環(huán)境智能監(jiān)測能力以及經(jīng)略海洋的全球海洋環(huán)境安全保障網(wǎng)絡體系。

未來我國海洋開發(fā)裝備研制水平大幅提升，成為行業(yè)技術引領者和標準制定者；掌握高端海洋開發(fā)裝備核心技術，為海洋立體觀測，以及各種海洋勘查和開發(fā)等提供現(xiàn)代化裝備。具備形成全球海洋快速覆蓋，以及關鍵海區(qū)連續(xù)觀測的立體監(jiān)測及預警預報能力，建成保障國家安全和戰(zhàn)略利益的技術體系，為我國走進海洋和建設海洋強國奠定基礎。

（2）獲得合理的海洋空間資源，海底礦產(chǎn)能源和海洋生物資源的勘查與開發(fā)能力覆蓋深海及遠洋，海水資源和海洋能綜合利用初步形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，海洋經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)規(guī)模大幅提升。

在我國經(jīng)濟面臨轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)、結(jié)構(gòu)調(diào)整的時候，潛力無限卻仍未被充分開發(fā)的海洋資源無疑將成為未來我國經(jīng)濟發(fā)展的增長點。2035年，我國將具備初步的“藍色經(jīng)濟”產(chǎn)業(yè)規(guī)模，建成海底礦床精細勘探技術體系，完成1 000 m級深海集礦、輸送等技術的海上試驗與實際應用，建立海底礦產(chǎn)資源和天然氣水合物勘探開發(fā)技術應用示范；實現(xiàn)深遠海及極地海洋生物資源（包括群體資源、遺傳資源和產(chǎn)物資源）的商業(yè)開發(fā)和利用；海水資源和海洋能綜合利用技術達到世界先進水平。同時，圍繞“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享” 五大發(fā)展理念，具備海洋綠色開發(fā)及可持續(xù)發(fā)展的海洋生態(tài)環(huán)境保護和海洋管理工程技術，實現(xiàn)海洋資源的科學、有序以及可持續(xù)開發(fā)[5～7]。

三、世界海洋工程科技前沿及發(fā)展趨勢

（一）海洋環(huán)境立體綜合觀測、預報與信息智能服務系統(tǒng)得到廣泛應用

海洋立體觀測網(wǎng)建設是未來海洋科技發(fā)展的關鍵之一。目前海洋監(jiān)測領域關注的熱點和前沿問題包括：衛(wèi)星遙感海洋環(huán)境觀測的多參數(shù)、寬范圍、實時化、立體化；傳感器及探測裝備的小型化、智能化、標準化、產(chǎn)業(yè)化；海洋組網(wǎng)觀測的全球化、層次化、綜合化與智慧化。各國紛紛研發(fā)海洋觀測技術集成和服務系統(tǒng)，以“星–空–海，水面–水中–海底智能組網(wǎng)”為代表的海洋環(huán)境立體觀測網(wǎng)絡得到廣泛關注。美國的綜合海洋觀測系統(tǒng)（IOOS）、歐洲的海洋觀測與預報服務系統(tǒng)（MyOcean）、全球海洋實時觀測計劃（GOOS），以及全球綜合地球觀測系統(tǒng)（GEOSS）等的實施，為全球和區(qū)域尺度的長期觀測、監(jiān)測與信息網(wǎng)絡的建設提供了可能。長遠來看，面向海洋活動需求，以海洋信息服務為中心，多平臺組成的自適應海洋環(huán)境立體觀測網(wǎng)絡仍然是海洋環(huán)境立體監(jiān)測的主要發(fā)展方向。

海洋數(shù)值預報系統(tǒng)是海洋安全保障的重要基礎。隨著超級計算機的發(fā)展、多種類海洋監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時獲取、資料同化技術的發(fā)展和高效并行技術的逐漸成熟，發(fā)展超高分辨率的無縫海洋數(shù)值預報系統(tǒng)成為世界各國進行海洋安全保障的主要方向。發(fā)展趨勢將從傳統(tǒng)海洋動力環(huán)境安全轉(zhuǎn)向生態(tài)環(huán)境、資源開發(fā)作業(yè)和海洋空間權(quán)益拓展的全方位安全保障。

實時立體觀測與海洋預警預報所獲得的全球和區(qū)域海洋信息大數(shù)據(jù)，通過信息智能服務系統(tǒng)，將在各種海洋安全保障服務和海洋開發(fā)活動中得到廣泛應用，形成海洋信息的產(chǎn)業(yè)化。

（二）海洋資源勘查與開發(fā)走向多樣化、精準化、安全化，并向深遠海發(fā)展

海底資源勘查與開發(fā)已上升為世界海洋強國的國家戰(zhàn)略。國際海底資源勘查與開發(fā)技術總體上正朝著多樣化、精確化、高效率、寬范圍、大深度的目標發(fā)展，已初步形成深海固體礦產(chǎn)資源的開發(fā)能力，同時需要考慮采礦的環(huán)境效應。2013年，日本在南海海槽進行了水合物試開采，為最終實現(xiàn)商業(yè)性開發(fā)進行了有益探索；2014年，歐盟啟動了大型深海采礦項目（Blue Mining），旨在瞄準6 000 m水深的多金屬結(jié)核和硫化物資源的三維勘探和開發(fā)；2015年，時代電氣SMD公司（Specialist Machine Developments Limited）宣布研制出世界上第一套商業(yè)深海采礦設備。

海洋生物資源的勘查開發(fā)向精準化、數(shù)字化和信息系統(tǒng)一體化發(fā)展。目前世界發(fā)達國家和地區(qū)開始通過結(jié)合4S（RS，GIS，GPS，VMS）等高新技術，加強對大洋公海漁業(yè)資源的開發(fā)和監(jiān)測，加深對漁業(yè)資源數(shù)量波動和漁場變動的理解，大宗深遠海漁業(yè)新資源的開發(fā)技術與裝備正在快速發(fā)展。深遠海生物基因資源和產(chǎn)物資源已成為海洋生物技術的開發(fā)熱點。其中，在海洋生物酶研發(fā)方面，美國啟動了“極端環(huán)境生命”計劃，歐洲啟動了“冷酶計劃”“極端細胞工廠計劃”，德國啟動了“生物催化2021計劃”，我國“海洋863計劃”也啟動了海洋生物酶的研究與開發(fā)項目。預期海洋生物酶制劑的規(guī)模化開發(fā)將為海洋生物制造產(chǎn)業(yè)帶來深遠的影響。

在海洋資源開發(fā)利用日益深入的同時，海洋生態(tài)環(huán)境安全和海洋空間權(quán)益保障技術也在加速發(fā)展。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)關鍵功能生物的綜合修復、強調(diào)生境重現(xiàn)與全功能恢復的島礁生態(tài)保護技術成為研究的熱點。從特征、過程向動力學機制研究方向發(fā)展的大陸架劃界高精度海底探測保障技術，也是海洋工程科技發(fā)展的重要方向。

（三）海水資源和海洋能高效綜合利用技術發(fā)展方興未艾

為實現(xiàn)對海水和海洋能資源的高效利用，必須解決的首要問題是降低能耗和成本，提高海水和海洋能資源開發(fā)利用的經(jīng)濟性。一些國家正在大力開展膜法水處理技術重大科技計劃項目研究，希望在海水淡化核心技術方面取得突破性的進展，在保障本國水資源安全的同時，獲得海水淡化市場較高的占有率。在海洋能開發(fā)方面，潮汐能和近海風電已實現(xiàn)商業(yè)化應用，潮流能、波浪能、深遠海風電已開始嘗試規(guī)?；瘧?，溫差能、鹽差能等正從實驗室走向海洋實況測試?？傮w來說，國際海洋能工程科技仍需解決高效率、高可靠性、高穩(wěn)定性、易維護和低成本等技術問題。

當前，國際上正在大力開展海水資源利用和海洋能開發(fā)技術研究。在海水資源利用方面，主要包括日本百萬噸/天膜法水處理技術項目、韓國反滲透技術淡化海水工程和構(gòu)筑項目等。在海洋能利用方面，主要包括英國的“創(chuàng)新計劃”和美國的“能源部水電計劃”等。

（四）海洋開發(fā)裝備向智能化、集成化和深遠化方向邁進

世界海洋國家均在海洋裝備的設計研發(fā)、生產(chǎn)建造以及管理運行等方面傾注了大量的人力、物力。特別是近年來，隨著信息、材料、能源等領域先進技術的飛速發(fā)展，結(jié)合傳感器技術、通訊技術、“互聯(lián)網(wǎng)+”技術、先進材料技術及動力系統(tǒng)集成技術的新型海洋裝備理念越來越多地影響著未來海洋領域的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型及產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

海洋開發(fā)裝備向智能化、集成化、深遠化發(fā)展。在智能化方面，隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能控制、人工智能等技術的發(fā)展，海洋資源開發(fā)裝備的智能化程度不斷提升。水下環(huán)境惡劣，智能水下機器人日益成為海洋開發(fā)的重要工具，未來智能水下機器人將以更智能的信息處理方式進行運動控制和規(guī)劃決策[8]。在集成化方面，國際知名企業(yè)紛紛開展海洋開發(fā)裝備的系統(tǒng)集成技術研究，提供整體的解決方案。此外，隨著海洋開發(fā)走向深遠海，海洋裝備需要具備深遠化作業(yè)能力，美國、日本等越來越多的國家將研制可在萬米水深作業(yè)的潛水器裝備。

四、面向2035的中國海洋工程科技技術預見分析

（一）技術預見調(diào)查

采取專家會議研討、通訊研討等形式開展技術預見的調(diào)查，共獲得52項備選技術項，進行了兩輪的技術預見問卷調(diào)查：①第一輪調(diào)查（2015年8—9月）邀請專家為937人，填報專家為375人，專家參與度為42.02 %，共回收問卷2 561份；②第二輪調(diào)查（2016年5—7月）邀請專家為1 172人，填報人數(shù)為402人，專家參與度為34.30 %，共回收問卷2 591份。

第二輪問卷調(diào)查的參與人數(shù)顯著高于第一次調(diào)查的參與人數(shù)，下文以第二次技術預見調(diào)查的數(shù)據(jù)開展統(tǒng)計研究，分析我國海洋領域技術預見的調(diào)查結(jié)果。

（二）技術發(fā)展水平與約束條件

1. 研發(fā)水平

海洋領域工程科技52項備選技術的研發(fā)水平指數(shù)均值為18.97（見表1），說明我國海洋領域技術方向總體研發(fā)水平仍相對比較落后。海水和海洋能資源綜合利用子領域的“可規(guī)模化應用的海水淡化技術與裝備”技術方向研發(fā)水平指數(shù)為41.96，屬于研發(fā)水平相對比較高的技術項；海洋開發(fā)裝備子領域的“深水水下油氣生產(chǎn)系統(tǒng)技術”研發(fā)水平最低，研發(fā)水平指數(shù)僅為3.17。

表1 海洋領域各子領域技術方向研發(fā)水平指數(shù)分析結(jié)果

2. 制約因素

從整體來看，人才隊伍及科技資源、研發(fā)投入是海洋領域技術發(fā)展的主要制約因素（見圖1），其次為工業(yè)基礎能力、協(xié)調(diào)與合作，標準規(guī)范和法律法規(guī)政策對海洋領域的發(fā)展制約較小。海洋各子領域的制約因素情況見圖2。海洋環(huán)境安全保障子領域，協(xié)調(diào)與合作超過工業(yè)基礎能力，成為制約其發(fā)展的第三大重要影響因素；海洋開發(fā)裝備對工業(yè)基礎能力的要求較高，發(fā)展受其制約比較顯著；此外，海水和海洋能資源綜合利用還受法律法規(guī)政策的顯著影響。

（三）海洋領域重要技術項

經(jīng)技術預見結(jié)果統(tǒng)計分析和領域?qū)＜已杏懛治?，得到了海洋領域綜合重要性最高的前12項技術方向，結(jié)果見表2。

（四）海洋領域各技術項預期實現(xiàn)時間

海洋領域工程科技52項備選技術預見項在世界、中國技術實現(xiàn)時間和中國社會實現(xiàn)時間見圖3。在世界范圍內(nèi)，技術實現(xiàn)時間為2019—2025年，有41項的實現(xiàn)時間集中在2020—2022年，約占全部技術的78.84 %；在我國，技術實現(xiàn)時間為2022—2029年，有40項的實現(xiàn)時間集中在2024—2026年，約占全部技術的76.92 %。中國社會實現(xiàn)時間為2023—2032年，有41項的社會實現(xiàn)時間集中在2026—2029年，約占全部技術的78.84 %。

圖1 海洋領域制約因素分析

圖2 海洋各子領域制約因素分析

表2 海洋領域關鍵技術方向

五、面向2035的中國海洋工程科技發(fā)展戰(zhàn)略

（一）發(fā)展思路和總體構(gòu)架

在《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》和《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》的基礎上，我國面向2035年的海洋工程科技發(fā)展思路為：以支撐海洋強國建設作為戰(zhàn)略目標，針對發(fā)展海洋經(jīng)濟、開發(fā)深遠海資源及維護國家海洋權(quán)益的戰(zhàn)略需求，重點發(fā)展海洋環(huán)境立體觀測技術與裝備、海底資源勘查與開發(fā)、海洋生物資源勘查與開發(fā)、海水和海洋能資源綜合利用、海洋環(huán)境安全保障、海洋開發(fā)裝備6個子領域的重大關鍵技術。

基于目前海洋領域工程科技發(fā)展仍然不成熟的現(xiàn)狀及2035年世界海洋經(jīng)濟基本達到成熟的預見，我們提出了“具備自主海洋裝備研發(fā)能力、增強海洋資源開發(fā)能力、建立海洋安全和戰(zhàn)略利益的技術保障體系”三位一體的工程科技任務，實現(xiàn)我國走進海洋的工程跨越（見圖4）。發(fā)展構(gòu)架主要為：①大力發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的海洋裝備，提高海洋技術自主創(chuàng)新能力；②建立以“信息化、服務化、智能化”為主要特征，面向服務的海洋綜合管理服務保障系統(tǒng) （智慧海洋），為海洋經(jīng)濟發(fā)展、國家海洋安全和海洋生態(tài)環(huán)境保護提供服務，同時逐步實現(xiàn)海洋信息服務的產(chǎn)業(yè)化；③發(fā)展海洋經(jīng)濟，在海底資源、海洋生物資源，以及海水和海洋能資源等方面形成全方位的勘查和開發(fā)能力，形成藍色經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)；④充分發(fā)揮國家戰(zhàn)略牽引、集中力量辦大事的優(yōu)勢，同時發(fā)揮市場力量和企業(yè)創(chuàng)新主體作用、統(tǒng)籌規(guī)劃，開展海洋工程科技攻關，實現(xiàn)海洋探索利用技術的彎道超車和新跨越，使海洋新經(jīng)濟發(fā)展成為未來經(jīng)濟的重要支柱。

圖3 預期實現(xiàn)時間分布

圖4 面向2035的中國海洋工程科技發(fā)展構(gòu)架示意圖

（二）發(fā)展目標和發(fā)展路線

總體目標：海洋裝備技術基本自主化，初步建成具有全球海洋環(huán)境智能監(jiān)測能力和經(jīng)略海洋能力的全球海洋環(huán)境安全保障網(wǎng)絡體系；獲得合理的海洋空間資源，海底礦產(chǎn)能源和海洋生物資源的勘查與開發(fā)能力覆蓋深海及遠洋，海水和海洋能資源綜合利用初步形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，海洋經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)規(guī)模大幅提升。面向2035的中國海洋工程科技發(fā)展路線圖如圖5所示。

1. 海洋環(huán)境立體觀測技術與裝備

初步建成全球海洋觀測體系并實現(xiàn)有效運行，實現(xiàn)全球海面及水下重點海區(qū)多要素立體觀測能力。構(gòu)建星–空–海、水面–水中–海底智能組網(wǎng)立體觀測系統(tǒng)，形成具備全球6 h、中國近海1 h、關鍵海區(qū)連續(xù)觀測的立體監(jiān)測能力，建設海洋環(huán)境信息綜合服務平臺和基于預測預報和專家知識的智慧海洋系統(tǒng)，為海洋認知、海洋經(jīng)濟與軍事活動提供實況信息保障。

2. 海底資源勘查與開發(fā)

經(jīng)過20年的發(fā)展，解決制約海底礦產(chǎn)資源開發(fā)的基礎科學問題，完善海底成礦地質(zhì)理論體系，建立我國深水工程技術創(chuàng)新平臺，形成海底礦床精細勘探技術體系，完成1 000 m級深海集礦、輸送等技術海上試驗與實際應用。建立海底礦產(chǎn)能源和天然氣水合物勘探開發(fā)技術的應用示范，培育深水工程產(chǎn)業(yè)體系，全面提升海底礦產(chǎn)資源的自主開發(fā)能力。

圖5 面向2035的中國海洋工程科技發(fā)展路線圖

3. 海洋生物資源勘查與開發(fā)

建立漁業(yè)立體探測技術體系與大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，打造大宗深遠海漁業(yè)新資源開發(fā)與船載加工裝備自主研發(fā)基地，提升深藍漁業(yè)的開發(fā)能力。開發(fā)海洋生物基因資源、微生物資源及生物功能材料，實現(xiàn)深遠海及極地海洋生物資源的開發(fā)和利用，打造海洋生物新興產(chǎn)業(yè)。產(chǎn)生一批面向國家重大需求、具有自主知識產(chǎn)權(quán)和國際市場開發(fā)前景的海洋基因工程產(chǎn)物，建立海洋生物酶研發(fā)的創(chuàng)新技術平臺和應用的新技術體系。

4. 海水和海洋能資源綜合利用

我國海水資源開發(fā)利用技術和產(chǎn)業(yè)在創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新能力、技術工藝、裝備產(chǎn)業(yè)化水平和應用規(guī)模等方面有較大的提升，總體水平達到世界先進水平。同時，積極推動海水資源開發(fā)技術裝備“走出去”戰(zhàn)略，打造面向全球的競爭優(yōu)勢。攻克海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)品化關鍵技術，達到國際先進水平。海洋能產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模，為實現(xiàn)海洋能規(guī)?；拈_發(fā)利用及發(fā)展海洋能高端裝備制造產(chǎn)業(yè)奠定堅實的基礎，盡早為國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整提供備選能源，并逐步進軍國際海洋能市場。

5. 海洋環(huán)境安全保障

形成以我國自主發(fā)展的海洋模式為基礎的海洋環(huán)境安全保障系統(tǒng)。增強我國海洋動力環(huán)境和生態(tài)環(huán)境預報的精確性，有效保障海洋重要通道的使用和海洋重大工程的建設。實現(xiàn)對海洋重大突發(fā)事件及海洋災害的風險管控和影響評估的快速精準保障。有效增強島礁生態(tài)系統(tǒng)的人工修復、重構(gòu)與自然恢復，推動島礁生態(tài)系統(tǒng)的資源保護與生態(tài)安全保障。有效增強大陸架等海底高精度測量能力，為大陸架劃界提供保障。

6. 海洋開發(fā)裝備

提升海洋礦產(chǎn)資源、天然氣水合物等開采裝備，以及海洋生物資源、海水和海洋能資源利用等新型海洋開發(fā)裝備的研制能力，為我國海洋開發(fā)、海洋科學研究等活動提供具有世界先進水平的自主裝備。海洋開發(fā)裝備市場份額處于世界前列，成為行業(yè)技術引領者和標準制定者；關鍵系統(tǒng)和配套設備自主創(chuàng)新能力極大增強，優(yōu)勢產(chǎn)品技術水平世界領先，弱勢產(chǎn)品趕超國際先進水平，海洋油氣開發(fā)裝備配套系統(tǒng)和設備本土化裝船率達到80 %以上；智能制造模式普遍應用，海洋開發(fā)裝備制造業(yè)由生產(chǎn)制造轉(zhuǎn)變?yōu)榉招椭圃臁?/p>

六、海洋重大科技項目建議

2016年7月我國發(fā)布了《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，部署了一批面向2030年的重大科技項目和重大工程，包括海洋空間站重大科技項目。根據(jù)海洋強國建設的目標及海洋工程科技戰(zhàn)略的發(fā)展，建議部署新的海洋跨學科重大科技項目。

（一）重大工程

1. 全球海洋信息精準服務工程——全球海洋立體觀（監(jiān)）測與預警預報系統(tǒng)工程

以立足全球視野，構(gòu)建保障國家安全和戰(zhàn)略利益的技術體系為目標，建設全球立體觀測網(wǎng)，構(gòu)建自主知識產(chǎn)權(quán)的海洋數(shù)值預報體系，形成以業(yè)務化觀測為主，兼顧科學研究，服務于經(jīng)濟開發(fā)和海洋軍事活動的海洋信息精準服務體系。同時，針對21世紀海上絲綢之路沿線及與我國緊密相關的西太平洋和印度洋等重點區(qū)域，構(gòu)建綜合性的海洋環(huán)境和服務于資源勘查的立體觀（監(jiān)）測與預警預報系統(tǒng)，為海上經(jīng)濟活動、海洋維權(quán)行動、海上軍事行動等提供海洋公共服務產(chǎn)品，滿足國家在社會經(jīng)濟發(fā)展、海洋權(quán)益維護、海洋科學發(fā)展等方面的戰(zhàn)略需求。

2. 藍色資源工程——海洋資源勘查與綠色開發(fā)綜合利用工程

以集約開發(fā)和優(yōu)化利用沿岸和近海資源，加強開發(fā)利用公海及國際海底區(qū)域資源為目標，構(gòu)建全球海洋礦產(chǎn)能源、漁業(yè)等生物和生態(tài)資源，以及空間資源的多手段勘查和詳查的能力體系，建立研發(fā)和生產(chǎn)海洋開發(fā)裝備的體系，實現(xiàn)海底礦產(chǎn)資源、海洋生物醫(yī)藥、海水淡化、海洋可再生能源等領域的技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)海洋漁業(yè)、海洋船舶工業(yè)、海洋鹽業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級和綠色轉(zhuǎn)型。通過該重大工程的實施，建立全面的海洋資源勘查和開發(fā)裝備研發(fā)體系，形成若干個海底礦產(chǎn)資源、海洋生物、海水和海洋能資源勘查和開發(fā)的綜合應用示范平臺，實現(xiàn)海洋資源的深入開發(fā)，培育海洋新興產(chǎn)業(yè)，促進我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動海洋經(jīng)濟為國家經(jīng)濟保持中高速增長做貢獻。

（二）重大科技專項

1. 海洋環(huán)境與資源的動態(tài)感知科技專項

圍繞我國海洋自然（生態(tài)與災害）環(huán)境、資源開發(fā)與維權(quán)保障等國家重大海洋安全需求，突破海洋監(jiān)測/觀測/監(jiān)視系統(tǒng)的核心技術與裝備的瓶頸問題，包括耐腐蝕材料、異質(zhì)模塊組集和傳感集成、海洋大數(shù)據(jù)應用等。發(fā)展智能海洋環(huán)境觀（監(jiān)）測技術與裝備，重點研制自主傳感器、深遠海和海底觀測平臺、立體觀測組網(wǎng)核心設備，構(gòu)建綜合性的海洋環(huán)境和服務于資源勘查的立體觀（監(jiān)）測與預警預報系統(tǒng)，提高核心裝備的國產(chǎn)化水平，開展海洋環(huán)境一體化組網(wǎng)觀測頂層設計，發(fā)展軍民兼用海洋立體觀測網(wǎng)絡構(gòu)建和集成關鍵技術，建立“天空岸海”一體化立體觀測示范運行網(wǎng)，推動我國在海洋環(huán)境監(jiān)測與裝備領域進入先進國家行列。

2. 海洋資源開發(fā)和利用的新興裝備研發(fā)科技專項

開發(fā)海洋，裝備先行。世界主要海洋國家都在加強海洋資源開發(fā)新興裝備的技術儲備。海洋裝備制造業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是高端裝備制造業(yè)的重要方向，具有知識技術密集、物資資源消耗少、成長潛力大、綜合效益好等特點，是發(fā)展海洋經(jīng)濟的先導性產(chǎn)業(yè)。該科技專項主要圍繞新型裝備研發(fā)機理、集成化、智能化、深遠化等核心問題，建立完整的海洋資源開發(fā)與利用的裝備研發(fā)體系。促進我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)高端海洋開發(fā)裝備的“中國制造”。

七、加快海洋工程科技強國建設的保障措施

根據(jù)海洋工程科技的發(fā)展特點，并針對我國海洋工程科技整體發(fā)展水平不高、海洋產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)和海洋經(jīng)濟發(fā)展仍不成熟、產(chǎn)學研鏈接相對分散的現(xiàn)狀，提出以下幾點保障措施建議。

（一）加強頂層設計，做好統(tǒng)籌規(guī)劃

制定海洋工程科技發(fā)展的總體戰(zhàn)略規(guī)劃，加強海洋工程科技發(fā)展的頂層設計，做好統(tǒng)籌規(guī)劃，加大扶持力度。同時，進一步理清科研院所、高校、業(yè)務中心作為海洋創(chuàng)新主體的側(cè)重點，發(fā)揮各自優(yōu)勢，避免重復建設，實現(xiàn)“彎道趕超”，促進海洋工程科技的快速發(fā)展。

（二）根據(jù)海洋探索開發(fā)的特點，重點投入，構(gòu)建海洋信息和海洋開發(fā)平臺的共享機制

海洋高技術發(fā)展具有高難度、高風險、高投入等特點。推進我國海洋技術的跨越式發(fā)展，需要建立國家穩(wěn)定增加的海洋科技投入機制，形成社會多元投入支持海洋科技發(fā)展的良好局面。構(gòu)建各種海洋觀測的基礎數(shù)據(jù)共享服務體系以及海洋開發(fā)平臺的共享使用，以重點投入、分散共享的方式，服務更大范圍的創(chuàng)新群體和創(chuàng)業(yè)群體。

（三）加強創(chuàng)新人才培養(yǎng)，營造鼓勵創(chuàng)新的環(huán)境

探索合理有效的中長期激勵約束制度，為海洋領域的持續(xù)發(fā)展提供綜合技術平臺和人才儲備。鼓勵科技人員采取多種方式轉(zhuǎn)化高新技術成果，參與創(chuàng)辦高新技術企業(yè)，促進創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。

（四）擴大國際和地區(qū)科技合作與交流

增強國家自主創(chuàng)新能力，必須充分利用對外開放的有利條件，擴大多種形式的國際和地區(qū)科技合作與交流。一方面，積極引進國際先進海洋工程科技技術，鼓勵引進消化吸收再創(chuàng)新，實現(xiàn)跨越式發(fā)展；支持我國科學家和科研機構(gòu)參與或牽頭組織國際和區(qū)域性大科學工程計劃。另一方面，貫徹落實建設“21世紀海上絲綢之路”戰(zhàn)略，借助“亞洲基礎設施投資銀行”項目，緊盯國際海洋市場需求，重點突破工程科技核心技術，加強與海上絲綢之路沿線國家在技術與產(chǎn)業(yè)領域的合作，為我國海洋工程科技與產(chǎn)業(yè)走向全球奠定堅實的基礎[9]。

[1] 中華人民共和國國務院. “十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃 [R]. 北京: 中華人民共和國國務院, 2016. The State Council of the People’s Republic of China. The 13th Five-Year Plan of national science and technology innovation plan [R]. Beijing: The State Council of the People’s Republic of China, 2016.

[2] “中國海洋工程與科技發(fā)展戰(zhàn)略研究”項目綜合組. 海洋工程技術強國戰(zhàn)略 [J]. 中國工程科學, 2016, 18 (2): 1–9. Task Force for the Study on Development Strategy of China’s Marine Engineering and Technology Comprehensive Research Group. Development strategy of marine engineering and technology power [J]. Strategic Study of CAE, 2016, 18 (2): 1–9.

[3] 中華人民共和國國務院. 中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要(草案) [R]. 北京: 中華人民共和國國務院, 2016. The State Council of the People’s Republic of China. The 13th Five-Year Plan of development of national ocean economy [R]. Beijing: The State Council of the People’s Republic of China, 2016.

[4] 中華人民共和國國務院. 國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020) [R]. 北京: 中華人民共和國國務院, 2012. The State Council of the People’s Republic of China. The outline of the national program for long and medium term scientifc and technological development(2006–2020) [R]. Beijing: The State Council of the People’s Republic of China, 2012.

[5] 王芳. 中國海洋強國的理論與實踐 [J]. 中國工程科學, 2016, 18 (2): 55–60. Wang F. Theory and practice of maritime power [J]. Strategic Study of CAE, 2016, 18 (2): 55–60.

[6] “中國海洋工程與科技發(fā)展戰(zhàn)略研究”海洋運載課題組. 海洋運載工程發(fā)展戰(zhàn)略研究 [J]. 中國工程科學, 2016, 18 (2): 10–18. Task Force for the Study on Development Strategy of China’s Marine Engineering and Technology Marine Transportation Research Group. Research on China’s development strategy for marine transportation engineering [J]. Strategic Study of CAE, 2016, 18 (2): 10–18.

[7] “中國海洋工程與科技發(fā)展戰(zhàn)略研究”海洋環(huán)境與生態(tài)課題組.海洋環(huán)境與生態(tài)工程發(fā)展戰(zhàn)略研究 [J]. 中國工程科學, 2016, 18 (2): 41–48. Task Force for the Study on Development Strategy of China’s Marine Engineering and Technology Marine Environment & Ecological Engineering Research Group. Study on the development strategy of marine environment and ecological engineering in China[J]. Strategic Study of CAE, 2016, 18 (2): 41–48.

[8] 徐玉如, 李彭超. 水下機器人發(fā)展趨勢 [J]. 自然雜志, 2011, 33 (3): 125–132. Xu Y R, Li P C. Developing tendency of unmanned underwater vehicles [J]. Chinese Journal of Nature, 2011, 33 (3): 125–132.

[9] 陳明寶，韓立民. “21世紀海上絲綢之路”藍色經(jīng)濟國際合作:驅(qū)動因素、領域識別與機制構(gòu)建 [J]. 中國工程科學, 2016, 18 (2): 98–104. Chen M B, Han L M. Driving factors, areas of cooperation and mechanisms for international cooperation in the blue economy of the 21st-century maritime silk road [J]. Strategic Study of CAE, 2016, 18 (2): 98–104.

Development Strategy for China’s Marine Engineering Science and Technology to 2035

Task Force for the Research on China’s Engineering Science and Technology Development Strategy 2035 Marine Research Group

It is a critical and long-term strategic goal for China to enhance its capacity to exploit marine resources, develop marine economics, protect the marine ecological environment, uphold maritime rights and interests, and build a maritime power. However, China is still in the preliminary stage of marine exploration; therefore, we need to enhance our ability to utilize and control the ocean from a global perspective. It is urgent that the development and utilization of marine resources—including exploration, engineering exploitation, and environmental protection—and the safeguarding of the rights and interests of the state should be treated as an organic whole in the top-level engineering science and technology designs that are required to build a maritime power. Based on a series of technology foresight analyses that were performed through inter-disciplinary integration, this project puts forward key directions in marine engineering science and technology development. In addition, this paper outlines the development path for China’s marine engineering science and technology in six key aspects, including: marine environment stereo-observation technology and equipment, submarine resources exploration and development technology, marine biological resources exploration and development technology, seawater resources and marine energy comprehensive utilization technology, marine environment security technology, and marine development equipment. This paper presents the scientifc and technological vision, key points of development, development strategy, and development path for China’s marine engineering science and technology to 2035.

marine engineering science and technology; development strategy; technology foresight; maritime power

P75

A

2016-12-26；

2017-01-12

聯(lián)系人：潘德爐，E-mail: pandelu@sio.org.cn

中國工程院咨詢項目“中國工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略研究”(2015-ZD-14)

本刊網(wǎng)址：www.enginsci.cn

DOI 10.15302/J-SSCAE-2017.01.016