上海中长期科技重点领域技术预见研究

上海中长期科技重点领域技术预见研究—海洋科技领域

发布时间：2016-07-01　发布来源：上海市科学学研究所

　　海洋占地球表面积的71％，但人类对它的探索却不足5％，我国拥有1.8万km的海岸线，近300万平方米的蓝色国土，蕴藏丰富的能源和资源。进入21世纪，海洋权益维护、深海秘密探索、海洋环境安全、海洋资源开发等问题成为了新一轮各临海国家的“主战场”。

　　我国在十八大报告提出，提高海洋资源开发能力，发展海洋经济，保护海洋生态环境，坚决维护国家海洋权益，建设海洋强国。“建设海洋强国”概念进入十八大报告，在国内外形势复杂的当前具有重要现实意义、战略意义，是中华民族永续发展、走向世界强国的必由之路。

　　国际上海洋科技的技术攻关主要集中在海洋资源方面，包括对海洋资源（矿产、油气、生物、能源资源等）的探测、勘探、开发、利用技术方面；海洋环境方面，包括海洋环境的监测、海洋数值模拟、海洋环境预报、海洋环境污染控制技术等；海洋灾害方面，包括对海洋地震、海啸、风暴潮的调查、预警、应急处理等技术。

　　国际发展趋势主要体现在：一是关于海洋能的开发受到了各国的高度关注；二是海洋前沿技术的合作研发趋势增长明显；三是前沿技术朝着“无人”方向发展；四是北极因素深度影响海洋前沿技术发展；五是海洋渔业提供的产品将占据全国动物性食物供给量的比重将呈现超级快速增长趋势；六是天然气水合物将成为21世纪最理想的新型能源。

　　国内发展趋势：一是海洋观测网络集成及关键设备技术的攻关成为热点；二是水下作业朝着深水化、大型化、环保化及自动化方向发展；三是拟勘探开发的油气资源种类更加多样化，除了传统意义上的油气资源以外，还包括可燃冰、热液硫化物、金属结核与富钴结壳等的研究和开发。

　　上海在海洋科技技术和产业攻关方面均有较好的基础优势，一是体现在已经涌现出部分重大科技成果，如深水港建设、“海马号”4500米ROV成功海试、3000米深水钻井平台等。二是具有雄厚的基础研究力量，全国六个海洋领域的国家重点实验室三个在上海，且互补性强，便于联合。上海交通大学、同济大学、华东师范大学、中国船舶重工集团公司第七研究院、国家海洋局东海分局等在海洋工程与装备、深海地学、海域空间资源、极地考察等机构的技术研发能力国内领先。三是具有丰富的制造经验，上海在海洋工程装备方面具有雄厚的产业基础，不仅拥有外高桥造船有限公司、沪东中华造船集团、江南造船厂等国内领先船舶制造企业，还有上海电气、振华港机等在国内外有影响的制造企业，为上海发展海洋装备奠定了良好的基础。另外，上海在材料、电子、船用配套等方面也有自身的优势，能够为海洋工程提供相应的配套支持。

　　值得上海重点关键的十个关键技术方向如表1所示：

排名	技术编号	关键技术名称	研发优先度
1	7701	支持全面开发南海油气资源的钻采平台设计技术	93.2%
2	7804	极地与深海药物资源的捕获、培育及筛选技术	91.2%
3	7601	实现7000米级海底作业的无人遥控潜水器（ROV）	90.2%
4	7802	使海洋食品达到国际质量安全标准的海洋食品精制技术	89.8%
5	7801	提供高质量、安全海产品的深海（水）综合养殖技术	89.1%
6	7602	全海深(11000米)载人潜水器的总体设计及集成技术	88.6%
7	7603	实现居住型深海载人平台的深海空间站技术	88.6%
8	7501	深海移动式海洋观测平台组网技术	86.3%
9	7502	支撑水下航行器完全自主开发的观测仪器装备	86.2%
10	7803	支撑深海生物基因资源开发的高通量筛选技术	85.2%

　　对策建议：一是针对发展立体化智能海洋观测与预警主题的对策建议

　　海洋观测是其他海洋技术领域发展的基础，具有战略性和全局性，是海洋科技的重中之重。基本发展思路是：针对海洋观测主题，发展思路应当定位于：摸清家底、熟悉邻海、探索两极、走向深远海。本领域的重点发展建议：（1）建设多维度、实时化、立体的海洋观测与研究网络；（2）建设海陆空一体化信息综合处理系统；（3）开发一套自主的海洋预测、预警模型，包括海洋基础数据库、海洋环境与动力过程模型、动态仿真、虚拟现实和可视化平台等内容；（4）在海洋灾害预测及预警方面部分实现国产化；（5）在海洋观测主要设备方面实现一批自主研发和产业化，促进海洋产业的全面发展。

　　二是针对深海水下作业主题的对策建议

　　针对深海水下作业主题，建议整合技术研发及团队优势，重点开展关键设备的研制工作。深海水下作业是上海具有较好优势的一个主题，尤其是最年来，随着“蛟龙号”及“海马号”海试成功，标志着中国在此领域已经步入了新的阶段。目前这两个研发团队都位于上海。基于这个技术基础和优势，我们认为深海水下作业领域应当在如下几个方面重点发展：（1）开展7000米-11000米级自助式自动海地车（AUV），水下机器人及载人潜水器的研制；（2）2020年-2030年开展深海工作站的设计、主要关键设备的研制，争取为国家建立深海空间站的战略目标贡献力量；（3）高性能卫星组阵运作，现代化船队及基地建设等。

　　三是针对深远海油气矿产资源勘探与开发主题的对策建议

　　针对海洋油气资源开发主题，重点开发钻采平台的设计及制造技术，争取为南海开发做出贡献。在油气资源开发方面，上海有较好的产业基地和基础，应当为南海油气资源的开发做出贡献。具体而言，结合上海优势，到2030年应当着重发展以下几个方面：（1）深海油气的采集和运输技术，建立综合性的钻采平台并实现生产；（2）远洋油气的勘探、采集和运输技术；（3）天然气水合物的安全采集、运输和应用技术；（4）完善热液硫化物的调查、勘探和开采技术，实现热液硫化物的商业试开采，具备低成本多金属结核采集和运输技术。

　　四是针对海洋生物资源的绿色开发与高效利用主题的对策建议

　　针对海洋生物资源开发主题，应当往“精制”、“尖端”两个维度发展。海洋生物资源的开发利用主题，上海具有较大的优势。综合上海的实际和德尔菲问卷调查结果，专家的建议，上海应着重发展以下几个方面：（1）海洋渔业资源开发方面，构建养殖生物功能基因组技术平台，克隆验证一批具有重要应用价值的新基因和调控因子，应用芯片技术建立重要农艺性状的全基因表达谱；（2）加强海洋食品精制技术及高附加值海产品的技术开发；（3）开展海洋生物组学研究，海洋生物功能基因应用技术等。