技術(shù)先行，探索水深200米之下的世界

6月25日，中國海洋石油集團有限公司宣布“深海一號”大氣田二期項目全面投產(chǎn)，這標志著我國最大海上氣田建成。值得關(guān)注的是，今年3月“深海科技”首次被寫入2025年政府工作報告，與商業(yè)航天、低空經(jīng)濟并列成為國家推動發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，而“深海一號”大氣田二期項目的全面投產(chǎn)，正是我國在深海科技領(lǐng)域探索與發(fā)展的重要實踐，進一步彰顯了國家在新興產(chǎn)業(yè)布局中向深海進軍的決心與實力。

探索深海的關(guān)鍵在于科學(xué)技術(shù)

深海之下是一片資源富礦。其中蘊藏的多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼和多金屬硫化物等戰(zhàn)略資源的儲量遠超陸地，礦產(chǎn)中富含的鈷、錳、鎳等稀有金屬是未來新能源和芯片產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵原材料。美國地質(zhì)調(diào)查局預(yù)計：到2065年，關(guān)鍵金屬供應(yīng)的35%—45%將來自深海底。

我國南海同樣蘊藏豐富資源。3月31日，中國海洋石油集團有限公司發(fā)布消息，在南海東部海域勘探發(fā)現(xiàn)惠州19-6億噸級油田，“距深圳市約170公里發(fā)現(xiàn)1億噸油田”話題迅速登上熱搜。除大量石油和天然氣資源外，我國南海還有儲量巨大的天然氣水合物資源，即有希望在本世紀成為油氣替代能源的“可燃冰”。深海豐富的生物資源在醫(yī)藥和生物工程方面也有巨大的應(yīng)用潛力。

《2024年中國海洋經(jīng)濟統(tǒng)計公報》顯示，2024年，我國海洋經(jīng)濟呈現(xiàn)強勁發(fā)展勢頭，經(jīng)濟總量首次突破10萬億元，占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重為7.8%。

雖然發(fā)展?jié)摿薮螅祟悓ι詈Ｖ跎佟＜词谷祟惖臐撍饕焉孀愫５鬃钌钐幍鸟R里亞納海溝，在科學(xué)界仍流傳著一句話：我們對海洋的了解還沒有對月球的多。數(shù)據(jù)顯示，全球僅有23.4%的海底被高分辨率測繪。海洋學(xué)家Katherine Bell團隊5月發(fā)表在《科學(xué)進展》上的研究指出，在水深大于190米的深海，科學(xué)家肉眼觀測過的深海海底面積不足0.001%，僅相當于比利時面積的1/10，而這部分水體超過世界海洋的95%。

對深海認知的匱乏焦慮始終驅(qū)使著人們向深海邁進，而深海科技正是人類了解深海的工具。“探索深海的關(guān)鍵在于科學(xué)技術(shù)。只有科學(xué)技術(shù)上有了突破，我們才能了解深海，進一步為深海工程、深海資源的開發(fā)提供支撐。”中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授賈永剛告訴《中國報道》記者。

油氣開發(fā)、風(fēng)電為深海技術(shù)轉(zhuǎn)化提供平臺

所謂深海科技，是以深海環(huán)境為研究對象，用于探索、開發(fā)和利用深海資源以及研究深海環(huán)境的一系列先進技術(shù)和相關(guān)學(xué)科的總稱。

廣發(fā)證券的報告指出，深海科技產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游的材料研發(fā)、零部件制造和通信設(shè)備，中游的船舶、潛水器、深海數(shù)據(jù)中心等各類深海裝備，下游的深海國防、礦產(chǎn)資源開發(fā)、生物資源開發(fā)、能源開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測、深海探測、養(yǎng)殖等。

東吳證券的研究報告認為，深海科技包含四大技術(shù)方向：以載人潛水器、無人遙控運載器為代表的深海探測技術(shù)，以多金屬結(jié)核開采、可燃冰開發(fā)為核心的資源利用技術(shù)，依托水聲通信和導(dǎo)航系統(tǒng)的信息傳輸技術(shù)，以及耐高壓材料、深海機器人等工程裝備技術(shù)。

其中，“深潛”“深鉆”“深網(wǎng)”組成的“三深”，是當前對深海進行科學(xué)探索的主力。載人潛水器（HOV）、有纜遙控潛水器（ROV）和自主式水下航行器（AUV）等為代表的“深潛”技術(shù)，可直接潛入深海進行觀測、采樣和作業(yè)，是遁入深海的“入場券”。但深潛最深只能到海底，從海底往下得靠鉆探，由我國自主研發(fā)建造的最大鉆探深度可達11000米的“夢想號”大洋鉆探船便是“深鉆”技術(shù)的集大成者；“深潛”的運行時間只能以小時計，“深鉆”探索的空間有限，而“深網(wǎng)”則彌補了前兩者在時間和空間上的不足，通過在海底布設(shè)電纜、聯(lián)網(wǎng)傳感器陣列，形成長期、連續(xù)、多參數(shù)的綜合觀測系統(tǒng)。三者結(jié)合可以更全面地認識深海。

據(jù)賈永剛回憶，20世紀末進行海洋科考時，大部分裝備都依賴進口，在“863”計劃（國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃）、“國家重點研發(fā)計劃”的引導(dǎo)下，深海科技開始了“追趕”之路。發(fā)展至今日，我國深海技術(shù)裝備發(fā)展取得長足進步，許多技術(shù)已“領(lǐng)跑”世界。

從2012年“蛟龍”號7000米級載人潛水器入海，到2017年國產(chǎn)化率達到95%的“深海勇士”號4500米級載人潛水器的成功研發(fā)，再到2020年“奮斗者”號全海深載人潛水器實現(xiàn)1萬米極限深潛……在載人潛水器方面，我國已達到國際領(lǐng)先。

“在海洋工程地質(zhì)環(huán)境觀測技術(shù)和裝備領(lǐng)域，我國科學(xué)家也在積極主導(dǎo)進行國際合作和國際標準的制定。”賈永剛告訴《中國報道》記者。

據(jù)介紹，去年11月，中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會與國際地質(zhì)災(zāi)害與減災(zāi)協(xié)會（ICGdR）共同主辦了China Rock學(xué)術(shù)年會青島會場，以“海洋工程地質(zhì)與環(huán)境”為主題，推動海洋工程地質(zhì)與環(huán)境領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。

近些年，一個重要趨勢也引起諸多業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。中國相繼研發(fā)建成“深海一號”“海基系列”“海葵一號”等一批大型深海油氣裝備，打造了“海洋石油201”等一批3000米級深水工程船舶，一批尖端裝備研發(fā)實現(xiàn)新突破。

“深海油氣資源開發(fā)、海上風(fēng)電的發(fā)展，正助推一批深海科技成果實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。能源開發(fā)上下游涉及的深海科技，率先實現(xiàn)爆發(fā)式增長的潛力巨大。”從事無人船艇制造的珠海云洲智能科技股份有限公司（下稱“云洲智能”）總經(jīng)理助理唐梓力告訴《中國報道》記者。

今年5月，云洲智能V35A無人艇成功助力海洋石油工程股份有限公司的深水海管鋪設(shè)智能監(jiān)測裝備“海衛(wèi)”系統(tǒng)完成海試，云洲智能自主研發(fā)的兩級伸縮門架及張力控制技術(shù)，降低了高海況下無人艇姿態(tài)搖擺對水下光通的影響，首次實現(xiàn)了無人艇技術(shù)在深水海管鋪設(shè)智能監(jiān)測領(lǐng)域的工程化應(yīng)用。

賈永剛團隊也在積極向大洋礦區(qū)進軍。2021—2022年，賈永剛團隊工程師李凱攜團隊自主研發(fā)原位監(jiān)測裝備兩次前往西太平洋，在錳結(jié)核礦區(qū)與稀土礦區(qū)進行原位探測、取樣等工作。賈永剛團隊工程師權(quán)永崢、魯?shù)氯热俗钚卵邪l(fā)的深海采礦羽流影響原位長期監(jiān)測系統(tǒng)，將在中國五礦東太平洋多金屬結(jié)核合礦區(qū)開展采礦羽流影響示范監(jiān)測。

“羽流可以理解為海底的沙塵暴，它究竟會對海底生態(tài)環(huán)境造成怎樣的影響，需要進一步觀測，這些成果也有利于我們確立深海采礦環(huán)境保護標準。”賈永剛說。

產(chǎn)業(yè)鏈上下游需加強協(xié)同

雖然我國深海科技近些年取得諸多成就，國產(chǎn)替代率有大幅提升，但不少技術(shù)仍亟待突破。“一些看起來很小的零部件、元器件，如全海深水密連接器、傳感器、浮力材料等技術(shù)，國產(chǎn)替代空間仍很大。”賈永剛說。

唐梓力指出，我國的聲吶設(shè)備，如多波束測深儀等在數(shù)據(jù)獲取的質(zhì)量和分辨率精度方面仍有提升空間。聲音是深海傳遞信息的重要介質(zhì)，多波束測深儀就像“眼睛”，可以透視深海，勾勒出海底基礎(chǔ)地形信息，多波束測深儀的精度關(guān)乎深海探測時的“視力”，精度越高，科研人員對深海地形也就看得越清楚。

南通力威機械有限公司（下稱“南通力威”）總經(jīng)理婁興建認為，在深海采礦方面，需加快攻關(guān)重載化技術(shù)，實現(xiàn)400噸深海重載作業(yè)技術(shù)自主，從而幫助我國爭取稀土、多金屬結(jié)核關(guān)鍵礦產(chǎn)開發(fā)主導(dǎo)權(quán)。

“我國深海科技的起步晚于歐美，關(guān)鍵技術(shù)和核心部件從零開始研發(fā)需要時間。”婁興建告訴《中國報道》記者，研發(fā)深海設(shè)備，需要“搶時間”，但也不能操之過急。深海環(huán)境復(fù)雜，一臺裝備必須反復(fù)多次海試才可驗收。單次出海不僅成本高昂，而且不確定性較高，根據(jù)海況、距離，每一次出海試驗時間不同，短則一周，長則數(shù)月。

“深海工程地質(zhì)原位長期觀測系統(tǒng)”便經(jīng)歷了非常曲折的海試過程。據(jù)李凱回憶，在2018—2021年間進行了5次海試，最長的一次近一個月。深海的高壓環(huán)境，非常考驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性和兼容性，過程中可能出現(xiàn)貫入系統(tǒng)卡頓、水下通信不順暢等問題，需要通過多次海試去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。2021年，該設(shè)備成功入選2021年度十大地質(zhì)科技進展。

對深海科技上下游企業(yè)而言，不只面臨技術(shù)研發(fā)考驗，還要考量商業(yè)化問題。南通力威自2015年將深海裝備科技研發(fā)列入企業(yè)培育壯大的新興產(chǎn)業(yè)，一邊聯(lián)合大連海事大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校院所組建“深海裝備科技聯(lián)合攻關(guān)”研發(fā)團隊，多次承擔(dān)省部級重大深海科技相關(guān)項目的研發(fā)及示范應(yīng)用；一邊積極開拓海洋資源勘探裝備市場，地質(zhì)絞車、溫鹽深探測系統(tǒng)（CTD）等產(chǎn)品已覆蓋國內(nèi)70%的新建科考船，錨泊系統(tǒng)在鉆井平臺、海上風(fēng)電領(lǐng)域也實現(xiàn)了工程化應(yīng)用。但婁興建坦言，在深海科技商業(yè)化方面，面臨成本高昂、驗證周期長、產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同不暢等問題。

呼吁強政策支持

在2025年政府工作報告首提深海科技的背景下，3月，上海、深圳、浙江、廈門、青島等沿海省市紛紛籌劃并布局海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展。如上海印發(fā)《關(guān)于推動上海海洋經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展加快建設(shè)現(xiàn)代海洋城市的實施意見》，系統(tǒng)布局海洋產(chǎn)業(yè)升級和觀測體系；廈門擬出臺《進一步促進海洋經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展若干措施》，從科研創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)扶持等四方面加大支持。

“企業(yè)需要上場機會，進而在自由搏擊的市場競爭環(huán)境中大浪淘沙，培育優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)和技術(shù)。旺盛的市場需求和產(chǎn)品的不斷完善，是相輔相成的兩端。”唐梓力認為，對于云洲智能這樣的企業(yè)而言，急需政府開放應(yīng)用場景，建設(shè)一批各種應(yīng)用場景下的樣板工程，通過小批量的采購，為整個產(chǎn)業(yè)鏈輸血，保證產(chǎn)業(yè)存續(xù)，與此同時，加快出臺配套的法規(guī)制度。

婁興建認為，推動深海科技產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，應(yīng)強化核心技術(shù)攻關(guān)基金，設(shè)立深海材料、極地裝備專項；構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)，建設(shè)國家級深海裝備測試場，降低企業(yè)驗證成本；同時開放應(yīng)用場景，推動國有深海裝備在實船驗證試驗。

今年4月，海南省海洋廳表示，將依托國家海洋綜合試驗場（深海）這一核心載體，開辟“以場帶產(chǎn)、深海智造”新賽道，助力企業(yè)降低國際合規(guī)成本，加速技術(shù)迭代與產(chǎn)業(yè)孵化。

高校在深海科技中也發(fā)揮著舉足輕重的作用。高校聚集了大量技術(shù)人才，是技術(shù)研發(fā)的高地，載人潛水器起初很多突破性成就便源于高校科研團隊，但高校難以兼顧裝備后期的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。賈永剛認為，高校和企業(yè)之間需要深度融合，減少低水平的技術(shù)重復(fù)，以國家需求為引導(dǎo)，推動深海科技相關(guān)科學(xué)成果的轉(zhuǎn)化。近幾年，賈永剛通過專利轉(zhuǎn)讓和技術(shù)服務(wù)形式，成功實現(xiàn)多項科學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。