我國海洋工程裝備產業(yè)發(fā)展回顧及展望

李小平

（中國海洋工程裝備技術發(fā)展有限公司 上海 200010）

0 引 言

海洋工程裝備是開發(fā)和利用海洋資源的前提與基礎，具有高投入、高附加值、高風險、高技術、高度國際化的基本特征，是先進制造、新材料、信息化等高新技術的綜合體，目前已成為當今世界各海洋強國發(fā)展海洋經濟的戰(zhàn)略取向。

中國擁有綿長的海岸線、廣袤的海洋國土、豐富的海洋生物資源和海洋能源資源，發(fā)展海洋經濟是國家實現經濟轉型升級和結構優(yōu)化升級的新引擎，是實現海洋強國戰(zhàn)略的關鍵領域。黨的二十大報告指出：“發(fā)展海洋經濟，保護海洋生態(tài)環(huán)境,加快建設海洋強國?！焙Ｑ笠呀洺蔀楸Ｕ衔覈鴩野踩闹匾I域和促進國家利益拓展的重要戰(zhàn)略空間，加速推進海洋產業(yè)現代化是當前我國發(fā)展海洋經濟的重要任務之一。海洋工程裝備是建設海洋強國的戰(zhàn)略重點，是我國高端裝備制造業(yè)的重點發(fā)展方向以及戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重要組成部分[1]。國家“十四五”規(guī)劃綱要指出：“要建設現代海洋產業(yè)體系，圍繞海洋工程、海洋資源、海洋環(huán)境等領域突破一批關鍵核心技術”。隨著國家“一帶一路”倡議的提出以及“海上絲綢之路”建設的深入推進,海洋工程裝備市場需求不斷增長，我國海洋工程裝備產業(yè)完成了“量的跨越”，躋身全球海洋工程裝備制造大國。但是，與美國、韓國、新加坡以及歐盟內部分發(fā)達國家相比，我國海工裝備產業(yè)發(fā)展歷程較短，海洋工程裝備總體設計以及關鍵系統(tǒng)與設備等領域仍相對落后。

本文通過回顧近年來我國海洋工程裝備產業(yè)發(fā)展取得的成效，分析現階段海工裝備產業(yè)創(chuàng)新格局，并從海洋油氣開發(fā)、海洋生物資源、深海礦產資源、海洋可再生能源這四大關鍵領域，探討我國海洋工程發(fā)展趨勢、面臨的發(fā)展機遇與技術挑戰(zhàn)及應對策略。

1 我國海洋工程裝備產業(yè)發(fā)展歷程

我國海洋工程裝備的發(fā)展歷程可追溯到20世紀70年代左右。當時，國內對于海洋資源的探測和開發(fā)尚處于起步階段，缺少現代化海洋工程裝備，無法滿足海洋資源開發(fā)需求。我國通過科技創(chuàng)新和引進海外技術，逐步建立了中國海洋工程裝備產業(yè)體系。1966年，我國首座固定式海洋鉆井平臺在渤海海域建成，這是我國海上油氣工業(yè)的開端[2]。1972年9月，我國為開發(fā)海洋石油而自行設計建造的首艘海上自升式鉆井平臺——渤海1號，順利通過長途拖航及升降船試驗并正式交付使用[3]。1983年，由中國船舶及海洋工程設計研究院（MARIC）設計、上海船廠船舶有限公司建造完成的勘探三號半潛式鉆井平臺，工作水深達200 m，最大鉆井深度達6 000 m，標志著我國開始設計建造深水半潛式鉆井平臺。

進入21世紀，我國加大深海資源勘探和開發(fā)力度，通過持續(xù)投入與技術創(chuàng)新，在深?？碧窖b備和深水鉆井平臺研發(fā)方面取得重大突破。MARIC和上海外高橋造船有限公司（簡稱“外高橋造船”）自2003年起開始深水半潛式鉆井平臺的研發(fā)，經歷技術跟蹤、平臺總體工程化開發(fā)、總體建造等關鍵技術研究，于2012年成功完成我國首座第6代超深水半潛式鉆井平臺——海洋石油981的設計建造（見圖1）[4]。該平臺擁有多項自主創(chuàng)新設計，并榮獲國家科學技術進步特等獎。其穩(wěn)性和強度都按照南海惡劣海況設計，能抵御南海200年一遇的波浪載荷，

圖1 海洋石油981半潛式鉆井平臺

2011年，3 000 m深水工程勘探船——海洋石油708交付使用，該船具有自主知識產權，是集物探調查、大型海洋工程作業(yè)和鉆井功能于一體的國內首艘深水綜合工程勘探船[5]；同年交付的我國首艘12纜物探船——海洋石油720，是當時亞洲最大的深水多纜高性能物探船（見圖2）[6]。2014年，又完成建造中國首艘具有自主知識產權的1 524 m（5 000 ft）深水鉆井船——Tiger 1號。

圖2 海洋石油720深水物探船

上述深?？碧姐@井裝備均成功運用于南海和東海深水區(qū)域的油氣勘探，帶來了全新的技術突破。目前我國正在積極建造大洋鉆探船[7]，并持續(xù)開展第7代超深水半潛式鉆井平臺[8]和超深水鉆井船的研發(fā)工作[9]。

隨著深水油氣開發(fā)的推進，我國海洋油氣生產裝備發(fā)展也取得了很大進步。2007年，中國船舶集團有限公司（簡稱“中國船舶集團”）交付首艘完全自主設計并建造的30萬噸級浮式生產儲卸油裝置（floating production storage and offloading unit, FPSO）——海洋石油117號（見圖3）。2020年，中國船舶集團交付的海洋石油119號是迄今為止國內應用水深最深、功能最復雜的FPSO。2021年，我國自主研發(fā)設計的全球首座儲油半潛式生產平臺——深海一號能源站完成建造并就位投產，表明我國已突破并掌握了1 500 m水深半潛式生產平臺的設計建造技術（圖4）[10]。

圖3 海洋石油117號FPSO

圖4 深海一號半潛式生產平臺

與此同時，我國在國際大型FPSO詳細設計和建造方面也取得長足進展。2019年12月，MARIC和外高橋造船為荷蘭SBM公司設計建造的世界獨創(chuàng)的Fast4Ward“通用型”FPSO交付，并成功實現連續(xù)接單和建造交付。2023年5月，大連船舶重工集團有限公司與日本MODEC公司聯合開發(fā)設計的全球首艘M350型FPSO——Bacalhau號正式交付。目前，中遠海運重工有限公司和煙臺中集來福士海洋科技集團有限公司（簡稱“中集來福士集團”）正在開展巴西國家石油公司大型FPSO建造工作，海洋石油工程股份有限公司和博邁科海洋工程股份有限公司均具備大型上部模塊建造以及船體集成、總裝、調試業(yè)務的能力。另外，我國正在開展新型浮式生產裝置，如浮式液化天然氣生產儲卸裝置（floating liquid natural gas unit, FLNG）、張力腿平臺（tension leg platform, TLP）、Spar立柱式平臺[11]、浮式鉆井生產儲卸裝置（floating drilling production storage and offloading unit, FDPSO）[12]、干樹半潛采油平臺等裝備的設計研發(fā)工作[13]，這將有助于我國深海油氣勘探的深入開展，并進一步提升中國在深海油氣開發(fā)領域的技術實力和話語權。

我國對海洋新能源開發(fā)裝備的研發(fā)投入也在不斷加大。在海上風電方面，我國先后研發(fā)建造了一系列海上風電施工裝備，有效保障了國內海上風電場的建設，助推海洋新能源產業(yè)的發(fā)展?！笆濉逼陂g，國內海上風電場建設駛入快車道，建造了一批起重能力800 ～ 1 200 t、樁腿長度75 ～ 90 m的自升式風電安裝船，解決了8 MW以下海上風機的安裝需求。“十四五”期間，海上風電迎來平價時代，隨著海上大功率風機研制應用以及深遠海風電場開發(fā)與一體化作業(yè)模式得到推廣，滿足10 ～ 16 MW海上風電施工、作業(yè)水深超過65 m，且采用桁架腿齒輪齒條升降系統(tǒng)的新一代風電安裝平臺完成批量建造（見圖5）。

圖5 白鶴灘號海上風電安裝平臺

我國的深遠海漂浮式風機也逐步進入試運行階段，目前已經投入運行的浮式風電機組項目有中國三峽新能源（集團）股份有限公司的三峽引領號、中國船舶集團海裝風電股份有限公司的扶搖號（見圖6），以及海油新能源的海油觀瀾號，并且仍有多家單位正在開發(fā)浮式風電機組。走向深遠海是海上風電開發(fā)的大趨勢，海上風電制氫及綜合利用被認為是解決其電力送出、調峰與消納等問題的重要解決方案。新能源開發(fā)裝備快速發(fā)展對我國經濟、環(huán)保和能源結構調整均具有戰(zhàn)略意義。

圖6 扶搖號深遠海浮式風電平臺

我國深遠海養(yǎng)殖裝備的研制起步較晚，但近年隨著漁業(yè)升級需求的驅動，發(fā)展逐漸加速且投入逐年增加，開展了大量裝備研制，并逐步走向實踐。深藍1號（見圖7）于2018年7月初在黃海海域正式啟用。其是由日照市萬澤豐漁業(yè)有限公司投資建設、中國海洋大學與湖北海洋工程裝備研究院聯合設計、青島武船重工有限公司建造的深遠海全潛式網箱[14]。

圖7 深藍1號海洋漁業(yè)養(yǎng)殖裝備

德海1號于2018年9月交付運營，是全球首艘浮體與桁架混合結構的萬噸級智能化養(yǎng)殖漁場。長鯨一號于2019年5月在山東煙臺交付使用，由中集來福士集團為長島弘祥海珍品有限責任公司設計建造，是全球首個深水坐底式養(yǎng)殖大網箱和首個實現自動提網功能的大網箱[14-15]。海峽1號是由福鼎市國資國企城市建設投資公司委托馬尾造船廠建造，海鷗水產公司負責運營、養(yǎng)殖的大型深海養(yǎng)殖裝備，用于大黃魚的大規(guī)模養(yǎng)殖[14]。2022年5月，全球首艘10萬噸級智慧漁業(yè)大型養(yǎng)殖工船——國信1號（見圖8），在中國船舶集團青島北海造船有限公司交付運營。

圖8 國信1號10萬噸級養(yǎng)殖工船

隨著養(yǎng)殖裝備的發(fā)展，自動投餌裝置、自動洗網裝置、自動收魚裝置、水下監(jiān)測系統(tǒng)、海上供能系統(tǒng)、養(yǎng)殖管理系統(tǒng)、防污涂料等相關的配套裝備與技術自主研發(fā)也已起步，為推進深海養(yǎng)殖創(chuàng)新發(fā)展奠定了基礎[16]。

1991年3月，我國被批準為繼“印、蘇、法、日”后第5個深海采礦先驅投資者，而后經過長達三十幾年的深海礦產資源開發(fā)技術研究，積累了一定的技術基礎。2016年，長沙礦冶研究院在南海開展了304 m水深多級離心泵粗顆粒礦漿輸送海上單體試驗，并于2018年在中國南海開展了514 m水深海上單體模擬結核集礦試驗。中國大洋礦產資源研究開發(fā)協(xié)會聯合國內相關單位開展“深海多金屬結核采礦試驗工程”項目攻關，于2021年完成了1 300 m水深的系統(tǒng)海試。長沙礦山研究院于2018年和2019年開展了富鈷結殼規(guī)模取樣器2 000 m級和2 900 m級的綜合海試[17]。2020年，招商局工業(yè)集團有限公司聯合中科院深海所開展了富鈷結殼采樣車海底行走和礦石切削試驗。2021年，上海交通大學完成了開拓一號采礦車（見圖9）的行走海試，在我國南海西沙海域成功完成了1 305 m深?！癝J”形行走。

圖9 開拓一號深海采礦車

2021年，大連理工大學牽頭完成了深海采礦智能化混輸裝備系統(tǒng)長遠號500 m水深的海上試驗和布放回收[17]。自2015年以來，中國船舶集團有限公司開展了采礦平臺船型方案研究，以及多金屬采礦車、硫化物采礦車、水下電泵和隔膜泵原理樣機的研發(fā)，已完成了硫化物采礦車水池挖掘和行走試驗（見圖10）、輸送泵顆粒物通過性試驗和100 h以上連續(xù)運行試驗等。

圖10 深海多金屬硫化物采礦樣機

海上試驗是衡量一個國家技術實力和經濟實力的重要標志，但對比先進國家，我國的海試規(guī)模和深度都存在較大差距?？傮w而言，中國海洋工程裝備發(fā)展歷史展現出了一個由小到大、由簡單到復雜、由國內到國際的過程。隨著中國經濟增長、科技進步和國際交流的加強，中國海洋工程裝備發(fā)展迅速，并取得了世界級的成果。

2 海洋工程裝備發(fā)展趨勢分析

長遠來看，海洋油氣裝備市場具有較大的發(fā)展?jié)摿?，特別是在深遠海油氣資源開采方面，仍將是未來海洋工程裝備技術與市場競爭關注的焦點[18-19]。國際能源機構在其發(fā)布的《世界能源展望》中預測,全球能源需求在2017年至2030年間將以平均每年1.5%的增速持續(xù)增長，2030年的能源需求量（折合石油）將達168億t，較目前增長40%。原油仍將是最大的能源消費品種，占據34%的份額。從需求角度來看，目前全球石油日需求量約在9 000萬桶，到2035年，這一數字預計達到12 000萬桶，并維持一個相對平穩(wěn)的線性增長趨勢。

隨著新資源和新能源需求的不斷提升以及技術的不斷進步，海洋資源開發(fā)利用也逐步走向深遠海和極地[20]。圍繞海洋生物資源、深海礦產資源、海洋可再生能源等海洋新資源的開發(fā)利用技術不斷發(fā)展[21]，各國紛紛加大科技投入，進行關鍵技術研究、產品研發(fā)和應用示范，展開了新一輪的“藍色圈地”運動[22]。海工裝備產業(yè)關乎國家海洋資源的探索和開發(fā)能力以及海上國防和安全保障能力，其發(fā)展對于國家經濟、安全、國際地位等方面具有重要意義。

2.1 深海油氣開發(fā)領域

加強深海油氣開發(fā)裝備研發(fā)，是提升國家能源保供能力，推動能源轉型的重要途徑。全球海洋油氣開發(fā)的總體趨勢是向深海進軍。為應對海工市場新常態(tài)和環(huán)保新要求，除了應更加強調安全外，“經濟、高效、綠色、智能”將是未來發(fā)展主題[23]。

突破深海油氣開發(fā)裝備核心技術是實現關鍵裝備自主可控、助力南海資源開發(fā)的迫切需要。我國南海油氣田離岸距離遠、水深大、海況惡劣，油田開發(fā)裝備目前主要以FPSO為主。深水FPSO在深水油氣開發(fā)和生產方面具有很大的優(yōu)勢，可在更加困難的海洋環(huán)境下開展油氣開采作業(yè)[24]。此外,深水FPSO具有生產效率高、建設周期短、移動靈活等優(yōu)點，已成為目前海上油氣開發(fā)和生產的重要設施之一。未來，隨著海洋油氣產業(yè)的不斷發(fā)展,深水FPSO的應用前景還將不斷拓展和擴大?！半p碳”背景下，我國天然氣消費量、進口量、對外依存度不斷上升，開發(fā)海上天然氣資源可提升國家能源保供能力、推動能源綠色轉型。在深水天然氣開采方面，FLNG能在遠離陸地的海域直接將開采出的天然氣液化并儲存，再通過LNG運輸船運往各地，是海洋油氣裝備中技術最復雜、造價最高、附加值最大的產品，堪稱海工行業(yè)“皇冠上的明珠”。

推動深海油氣開發(fā)裝備綠色化智能化技術升級，是實現“雙碳”戰(zhàn)略和“智慧油田”的必由之路。2022年6月，中國海洋石油集團有限公司發(fā)布《“碳達峰、碳中和”行動方案》，力爭“十四五”期間中國海油碳排放強度下降10% ～ 18%。目標是：到2025年，將初步完成全集團范圍“智慧油田”建設；到2050年，全面建成世界一流清潔低碳綜合能源產品和服務供應商。2021年10月，我國運用人工智能、云計算、物聯網、5G、北斗等信息技術為傳統(tǒng)油田賦能，完成首個海上“智慧油田”——秦皇島32-6油田項目建設。2023年6月，我國首個百萬噸級海上碳封存示范工程——恩平15-1油田碳封存示范工程在珠江口海域正式投用。這標志著我國初步構建了海上二氧化碳注入、封存和監(jiān)測的鉆完井技術和裝備體系，填補了我國海上二氧化碳封存技術的空白。

2.2 海洋生物資源開發(fā)領域

海洋生物資源屬于新興海洋資源的一種，海水養(yǎng)殖是人類主動、定向利用國土海洋生物資源的重要途徑。改革開放以來，我國海水養(yǎng)殖業(yè)高速發(fā)展，近年來養(yǎng)殖產量穩(wěn)居世界首位，我國已成為世界最大的海洋水產品生產國，海水養(yǎng)殖業(yè)為保障國家糧食安全、促進漁民增收、帶動經濟發(fā)展作出了重要貢獻。據農業(yè)農村部《2021年全國漁業(yè)經濟統(tǒng)計公報》統(tǒng)計：我國2021年漁業(yè)產值中，海洋捕撈產值2 303.72億元，海水養(yǎng)殖產值4 301.70億元，海水養(yǎng)殖在國家水產品供給中發(fā)揮了重要作用。其中，海水產品產量3 387.24萬t，遠洋漁業(yè)產量224.65萬t，是我國優(yōu)質蛋白的重要供給來源。然而，受制于基礎設施和裝備技術條件，目前我國海水養(yǎng)殖還主要集中在沿海灘涂和近海水深20 m以內等人類活動最為集中的區(qū)域，局部出現了階段性無序發(fā)展，以及超容量養(yǎng)殖和養(yǎng)殖環(huán)境污染等問題[25]。向深遠海進軍、開發(fā)利用更為廣闊的海洋資源，已成為我國海水養(yǎng)殖業(yè)進一步發(fā)展的必然選擇。

2019年，農業(yè)農村部等十部委聯合印發(fā)《關于加快推進水產養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見》，將積極拓展養(yǎng)殖空間、提高養(yǎng)殖設施和裝備水平作為重點任務，支持發(fā)展深遠海綠色養(yǎng)殖，鼓勵深遠海大型養(yǎng)殖裝備、養(yǎng)殖產品收獲等關鍵裝備的研發(fā)和推廣應用，推動養(yǎng)殖、加工、流通、休閑服務等產業(yè)相互融合、協(xié)調發(fā)展。在此背景下，打造海洋高端裝備與養(yǎng)殖技術相融合的深遠海養(yǎng)殖工廠（見圖11），為體系化推動我國深遠海養(yǎng)殖產業(yè)發(fā)展提供了最佳選擇。

圖11 深遠海養(yǎng)殖工廠

深海養(yǎng)殖工廠是指位于我國深遠海水域，根據我國海域環(huán)境特點和適養(yǎng)魚種條件，以養(yǎng)殖工船和大型深水網箱/圍欄等裝備為核心，海上配套活魚運輸船、補給供應船、冷藏運輸船、能源供給平臺，陸上配套陸基保障設施和綜合管控中心等，采用岸海一體智能化運行管理方式，實現深遠海養(yǎng)殖集約化、規(guī)?；⒕G色化、智能化和柔性化的裝備新體系和生產新模式。

目前，國內在深海養(yǎng)殖核心裝備及技術上已進行了一定的探索，如已經投產的深藍1號全潛式網箱、德海1號船型半潛式桁架網箱、長鯨一號坐底式網箱、國信1號封閉式養(yǎng)殖工船等，見圖12。

圖12 國信1號養(yǎng)殖工船

2023年中央一號文件也提及“建設現代海洋牧場，發(fā)展深水網箱、養(yǎng)殖工船”等內容，反映出中央對加快我國深遠海養(yǎng)殖裝備發(fā)展的重視，要求也更具針對性，這無疑對提升我國深遠海養(yǎng)殖裝備研發(fā)、制造和運營水平，對探索漁業(yè)、制造業(yè)等融合發(fā)展的新業(yè)態(tài)和新模式具有重要意義。

2.3 深海礦產資源開發(fā)領域

我國對鐵礦石、銅精礦以及支撐新能源產業(yè)發(fā)展所需的鋰、鈷等主要礦產品和初級原材料需求普遍增加，然而經過多年高強度開采，地表礦產資源枯竭，礦產開采品位逐步下降，供應能力趨弱。目前，國內鐵礦石對外依存度超過70%，鈷、鎳、重稀土和鋰等新能源礦產的對外依存度分別超過95%、90%、70%和60%，礦產品價格持續(xù)高位震蕩。海底蘊藏著豐富的礦產資源，儲存有大量多金屬結核、多金屬硫化物、富鈷結殼和沉積物稀土礦床，富含工業(yè)和軍事領域大量應用的基礎金屬元素，極具戰(zhàn)略價值。

深海礦產資源開發(fā)被視為世界各國科技競爭的前沿領域，是一項龐大而復雜的工程[26]。深海礦產資源開發(fā)涵蓋勘探、采礦、選冶和運輸等產業(yè)鏈流程，并融合了深水感知、信息傳輸、精確定位、深水作業(yè)、智能操控、深海環(huán)境監(jiān)測等海洋開發(fā)關鍵核心技術，體現一個國家的深海工程綜合技術水平，亟需通過自主研發(fā)構建海洋科技全領域、全海深的裝備技術體系，占領海洋技術制高點。深海礦產資源開發(fā)環(huán)保門檻嚴苛，亟需環(huán)境友好的綠色開發(fā)模式。目前，歐美、日韓已完成深海礦產資源開發(fā)技術積累，正持續(xù)開展海試驗證，計劃2030年前進行商業(yè)化試開采。然而，國內僅開展了關鍵技術攻關和原理樣機研制，系統(tǒng)海試尚不充分，裝備產業(yè)化差距較大，故需盡快縮短差距，加快形成高效、智能、綠色、可靠的開發(fā)技術，為商業(yè)化開采搶占先機。

為此，國內提出采輸儲一體化平臺（見圖13）、水面分布式平臺、水下分布式礦產開發(fā)模式（見下頁圖14），瞄準深海礦產開發(fā)戰(zhàn)略新興產業(yè)發(fā)展方向，聚焦深海礦產資源開發(fā)中最核心的采礦系統(tǒng)，面向目標礦種實際賦存水深，掌握深海裝備在極端環(huán)境下作業(yè)基礎理論，形成深海復雜環(huán)境載荷的超深水下系統(tǒng)與水面平臺的耦合響應、超深水輸送管道結構動力分析安全性，以及水下設備-水面平臺-操作人員多源信息感知與智能交互等科學分析方法。

圖13 采輸儲一體化平臺

該方法突破了采礦車智能感知、復雜地形自適應行走、綠色高效泵吸式/切削式采集，以及超深水大顆粒礦物輸送、重載布放回收等深水環(huán)境下采礦系統(tǒng)“采集、輸送、布放”部分關鍵核心技術,研制試驗樣機并開展海試驗證，構建深海采礦設計、制造和試驗技術標準體系，為下一階段工程化開采系統(tǒng)的研制奠定基礎。

2.4 海洋可再生能源領域

為應對全球化石能源短缺以及氣候變化的挑戰(zhàn)，各國愈發(fā)重視可再生能源的開發(fā)利用。海洋中蘊藏著巨量可再生自然能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、溫差能、鹽差能、風能和太陽能等。海洋能作為一種戰(zhàn)略性可再生能源已經得到國際上的普遍認同，其中海上風能利用規(guī)模最大、技術相對成熟，未來深遠海風電發(fā)展大有可為。海上風電制氫被認為是解決其電力送出、調峰與消納等問題的重要解決方案，且因其貼近終端氫氣消費市場，故也被視為未來重要的綠氫供應源。

我國于2020年開始進入海上風電制氫領域,代表性項目為青島深遠海200萬kW海上風電融合示范風場，采用海上風電與海洋牧場相耦合，余電制氫與儲氫等多樣化運行示范，但制氫仍然為陸上制氫。2022年11月，我國海水規(guī)模化穩(wěn)定制氫理論獲得重大突破，實現了轉換高效、設備尺寸靈活、模塊可擴展的海水直接電解制氫。其方式類似于淡水分解，不會顯著增加運營成本，具有很高的實際應用潛力[27]。2023年6月，基于此項技術的全球首次海上風電無淡化海水原位電解制氫技術海上中試在福建興化灣海上風電場獲得成功。

海上可再生能源制氫將是實現深遠海可再生能源經濟有效開發(fā)的潛在路徑，然而綠氫的儲存和運輸問題始終是技術瓶頸?？紤]碳排放交易配額和碳稅的征收，二氧化碳和綠氫結合制甲醇的優(yōu)勢將越來越明顯，而我國陸地上工業(yè)生產中有純度較高的二氧化碳進行捕集后與綠氫合成甲醇，故是未來發(fā)展的重要方向。長期來看，采用可再生能源制備的氨燃料被認為是真正的零碳排放燃料，預計氨燃料在航運燃料中的使用量占比將從2030年的7%增長到2050年的20%。近期BW Offshore公司發(fā)布了一款綠氨FPSO概念設計方案，取得了美國船級社的原理認可（approval in principle, AIP）認證。海上能源制氫綜合利用已成為國際上研究的重點方向。

我國應加快海上可再生能源開發(fā)、綠氫制備以及合成化學品生產工藝關鍵技術的推進，開展一體化浮式風電開發(fā)平臺、輕量化浮式光伏平臺、浮式制氫有機物儲氫浮式儲卸裝置、浮式制氫綠甲醇制備的FPSO等裝備的研制，占領海上可再生能源先進技術的前沿陣地，實現從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”。

3 我國海洋工程裝備發(fā)展若干思考

3.1 我國海工產業(yè)發(fā)展面臨的形勢與要求

近幾年來，我國各類市場主體大舉進入海工裝備市場，然而由于相互之間未形成有效合力，因此出現產能過剩、低水平競爭、庫存積壓等不利局面，導致國家整體利益遭受較大損失[28]。目前，我國在海工裝備關鍵技術攻關領域投入仍有不足，研發(fā)創(chuàng)新資源分散。盡管已實現規(guī)?；?，但總量的躍升未能有效帶動并形成“質的提升”和體系化發(fā)展，關鍵核心技術受制于人的局面仍未得到根本性改變，故而高端海工裝備產品的國際競爭力不足,自主創(chuàng)新發(fā)展能力水平難以滿足自主安全和持續(xù)健康發(fā)展的需要，無法適應新時代建設海洋強國的要求[29]。

2022年4月10日，習近平總書記在海南考察時強調：“建設海洋強國是實現中華民族偉大復興的重大戰(zhàn)略任務。要推動海洋科技實現高水平自立自強,加強原創(chuàng)性、引領性科技攻關，把裝備制造牢牢抓在自己手里，努力用我們自己的裝備開發(fā)油氣資源，提高能源自給率，保障國家能源安全?！敝袊９て髽I(yè)必須著力在海工裝備關鍵技術領域取得重大突破，努力實現我國海工裝備科技高水平自立自強。

3.2 我國海工產業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

從國內外產業(yè)競爭形勢來看，我國海工裝備產業(yè)尚未進入需求驅動、技術創(chuàng)新的良性循環(huán)：

（1）歐美企業(yè)經過長期研發(fā)和工程實踐，在海工裝備領域積累已形成大量的專利、關鍵技術、技術標準和工程經驗，發(fā)展了體系化的海工裝備及其關鍵系統(tǒng)與設備，并且憑借其強大的技術優(yōu)勢，對國際海工裝備市場形成壟斷[30]。

（2）由于海洋工程裝備長期在海上作業(yè)，投資大、風險高、工程總包方的話語權重，進一步加劇了國外公司的壟斷局面。盡管國內相關企業(yè)、科研院所在部分海工裝備、關鍵系統(tǒng)與設備產品上取得了一定技術突破，但受制于市場因素及歐美企業(yè)的體系性技術優(yōu)勢，相關自主研發(fā)產品難以獲得市場認可與應用。

（3）缺乏實際工程驗證，國內自主研發(fā)產品的質量、可靠性與國際水平尚存在一定差距，繼而又提高了推廣應用難度。

從關鍵技術自主可控來看，“受制于人”的局面沒有改變，給我國海工裝備自主發(fā)展、海洋資源自主開發(fā)帶來較大風險，主要體現在總體設計、關鍵系統(tǒng)與設備、設計軟件等關鍵環(huán)節(jié)[31]：

（1）國內高端海工裝備產品的前端設計和基本設計主要源于國外公司?！笆濉币詠恚瑖鴥瘸薪拥你@井平臺類項目中有85%以上采用國外基本設計。

（2）關鍵海工裝備系統(tǒng)與設備“受制于人”。鉆井系統(tǒng)、深水鋪管系統(tǒng)、遙控潛水器（remoteoperated vechicle, ROV）、水下采油系統(tǒng)等專用的核心裝備和自動化控制系統(tǒng)等被歐美企業(yè)長期壟斷，且市場占有率達90%[32]；平臺控制系統(tǒng)、通訊導航系統(tǒng)、動力定位系統(tǒng)、綜合電力系統(tǒng)等可與船舶類產品適用的高端配套系統(tǒng)及設備，國內也缺乏具備市場競爭力和影響力的自主品牌。

（3）海洋工程裝備領域所需的流體、結構和噪聲類專用和通用軟件也大量依賴進口。歐美的技術優(yōu)勢可直接轉換為成本、質量與可靠性優(yōu)勢，而我國由于缺乏技術優(yōu)勢，難以構筑起國際競爭優(yōu)勢，因而不可避免會陷入內部低水平競爭。

對于國家而言，缺乏核心技術還意味著產業(yè)安全問題，我國海工裝備自主發(fā)展、海洋資源自主開發(fā)均面臨著極大的風險隱患。從發(fā)展環(huán)境來看，國內創(chuàng)新資源分散，未形成良性互動的發(fā)展模式，我國海工裝備產業(yè)發(fā)展難以短期形成體系性突破。一方面，傳統(tǒng)的海洋油氣資源開發(fā)裝備市場未來可期，新興的海上風電、深海養(yǎng)殖等海工裝備市場前景廣闊，亟待高端海工裝備開發(fā)、關鍵系統(tǒng)與設備研制提供支撐；另一方面，中央企業(yè)、地方企業(yè)等眾多市場主體內均設置了海工裝備技術研發(fā)機構，各自具有一定優(yōu)勢，但受制于發(fā)展基礎、行業(yè)上下游關系等因素，未能形成一支引領行業(yè)發(fā)展的領軍力量。由此可見，對于國內海工產業(yè)，如何加強資源融合，各方如何建立良性互動的發(fā)展模式，仍然存在較大挑戰(zhàn)。

3.3 我國海工產業(yè)發(fā)展應對策略

（1）突出重點，聚力攻關，提升海工裝備前端開發(fā)和基本設計能力

應積極對接國內外市場需求，開展海工裝備產品的前端開發(fā)和基本設計，解決總體設計受制于人的問題，提升海工裝備總體設計水平。以裝備總包服務為抓手，堅持“政策引導+市場化”的運作機制，開展“國內、國際雙循環(huán)”市場營銷策略。在國家政策引導下，著力破解產業(yè)發(fā)展所面臨的海洋工程總包業(yè)務痛點、難點和卡點；通過總包業(yè)務，強化原創(chuàng)設計、供應鏈管控、數字資產管理服務，實現我國海洋工程裝備產業(yè)國際競爭力的整體提升。

（2）創(chuàng)品牌、占高端，提升關鍵系統(tǒng)與設備研發(fā)設計水平

應重點選擇國內已有較好工程實踐和技術基礎、占主流市場的海工產品（比如自升式鉆井平臺、半潛式鉆井平臺、海工輔助船等），突破核心技術瓶頸，從產品技術性能、建造質量、效率、成本方面進行優(yōu)化升級，著力打造主力海洋工程裝備系列化自主品牌；選擇重點方向（比如深水FPSO、半潛式生產平臺、FLNG等）結合工程實施開展關鍵技術研究和自主開發(fā)，提升高端海洋工程裝備研發(fā)設計水平。

（3）著眼于新領域，早布局、搶先機，實現海工裝備引領發(fā)展

應著眼于海洋資源開發(fā)的長遠需求，重點圍繞當今國際海洋工程裝備新興技術、可能改變當前海洋資源開發(fā)模式的新型海洋工程裝備以及我國缺門的裝備和技術，開展前沿性技術、新概念海工裝備（如：海洋可再生能源開發(fā)裝備、大型和超大型浮式結構物、海水淡化等海洋化學資源開發(fā)裝備、深遠海漁業(yè)養(yǎng)殖裝備、深海礦產資源與天然氣水合物開采裝備、極地裝備與技術等）研發(fā)，為未來裝備發(fā)展進行技術儲備。

（4）創(chuàng)新合作模式，實現協(xié)同發(fā)展

為匯聚國內優(yōu)勢資源，打造我國海工裝備領域的戰(zhàn)略科技力量，推動我國海工裝備科技自立自強，國務院國資委牽頭組織中國船舶、中國石油、中國石化、中國海油、中國遠洋海運、招商局集團、中交集團、中國中車這八大中央企業(yè)，以及上海國有資本投資有限公司和中集海洋工程有限公司，共同組建了中國海洋工程裝備技術發(fā)展有限公司，面向國家戰(zhàn)略與海工裝備未來發(fā)展需求，發(fā)揮國家級海工創(chuàng)新平臺優(yōu)勢，集聚國內優(yōu)勢力量，深化合作、共贏發(fā)展，協(xié)同推進海工裝備科技創(chuàng)新，促進我國海工裝備產業(yè)國際競爭力提升，為海洋強國建設貢獻力量。

4 結 語

當前，我國海洋工程裝備產業(yè)雖已取得了長足的發(fā)展，但在新一輪技術創(chuàng)新和結構調整的“時間窗口”中，仍面臨不少挑戰(zhàn)和機遇。我國海工裝備產業(yè)應緊抓機遇，不斷加強核心技術的創(chuàng)新和研發(fā)，以滿足深遠海資源開發(fā)的需求；同時，應加快推進產業(yè)結構的調整和升級，努力突破總體設計、系統(tǒng)集成、關鍵系統(tǒng)與設備領域的“卡脖子”問題，提高海工裝備技術和產品的自主創(chuàng)新能力和研發(fā)水平，建立需求側與供給側聯動的協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)和完備的海工裝備技術體系，進一步促進我國海工裝備產業(yè)的高質量發(fā)展。