
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,這標志著我國最大海上氣田建成。值得關注的是,今年3月“深海科技”首次被寫入2025年政府工作報告,與商業航天、低空經濟并列成為國家推動發展的新興產業,而“深海一號”大氣田二期項目的全面投產,正是我國在深海科技領域探索與發展的重要實踐,進一步彰顯了國家在新興產業布局中向深海進軍的決心與實力。
深海之下是一片資源富礦。其中蘊藏的多金屬結核、富鈷結殼和多金屬硫化物等戰略資源的儲量遠超陸地,礦產中富含的鈷、錳、鎳等稀有金屬是未來新能源和芯片產業的關鍵原材料。美國地質調查局預計:到2065年,關鍵金屬供應的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布消息,在南海東部海域勘探發現惠州19-6億噸級油田,“距深圳市約170公里發現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藥和生物工程方面也有巨大的應用潛力。
《2024年中國海洋經濟統計公報》顯示,2024年,我國海洋經濟呈現強勁發展勢頭,經濟總量首次突破10萬億元,占國內生產總值的比重為7.8%。
雖然發展潛力巨大,但人類對深海知之甚少。即使人類的潛水器已涉足海底最深處的馬里亞納海溝,在科學界仍流傳著一句話:我們對海洋的了解還沒有對月球的多。數據顯示,全球僅有23.4%的海底被高分辨率測繪。海洋學家Katherine Bell團隊5月發表在《科學進展》上的研究指出,在水深大于190米的深海,科學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。“探索深海的關鍵在于科學技術。只有科學技術上有了突破,我們才能了解深海,進一步為深海工程、深海資源的開發提供支撐。”中國海洋大學環境科學與工程學院教授賈永剛告訴《中國報道》記者。
所謂深海科技,是以深海環境為研究對象,用于探索、開發和利用深海資源以及研究深海環境的一系列先進技術和相關學科的總稱。
廣發證券的報告指出,深海科技產業鏈主要包括上游的材料研發、零部件制造和通信設備,中游的船舶、潛水器、深海數據中心等各類深海裝備,下游的深海國防、礦產資源開發、生物資源開發、能源開發、環境監測、深海探測、養殖等。
東吳證券的研究報告認為,深海科技包含四大技術方向:以載人潛水器、無人遙控運載器為代表的深海探測技術,以多金屬結核開采、可燃冰開發為核心的資源利用技術,依托水聲通信和導航系統的信息傳輸技術,以及耐高壓材料、深海機器人等工程裝備技術。
其中,“深潛”“深鉆”“深網”組成的“三深”,是當前對深海進行科學探索的主力。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,可直接潛入深海進行觀測、采樣和作業,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”則彌補了前兩者在時間和空間上的不足,通過在海底布設電纜、聯網傳感器陣列,形成長期、連續、多參數的綜合觀測系統。三者結合可以更全面地認識深海。
據賈永剛回憶,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(國家高技術研究發展計劃)、“國家重點研發計劃”的引導下,深海科技開始了“追趕”之路。發展至今日,我國深海技術裝備發展取得長足進步,許多技術已“領跑”世界。
從2012年“蛟龍”號7000米級載人潛水器入海,到2017年國產化率達到95%的“深海勇士”號4500米級載人潛水器的成功研發,再到2020年“奮斗者”號全海深載人潛水器實現1萬米極限深潛……在載人潛水器方面,我國已達到國際領先。
“在海洋工程地質環境觀測技術和裝備領域,我國科學家也在積極主導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。
據介紹,去年11月,中國巖石力學與工程學會與國際地質災害與減災協會(ICGdR)共同主辦了China Rock學術年會青島會場,以“海洋工程地質與環境”為主題,推動海洋工程地質與環境領域的創新發展。
近些年,一個重要趨勢也引起諸多業內人士的關注。中國相繼研發建成“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,一批尖端裝備研發實現新突破。
“深海油氣資源開發、海上風電的發展,正助推一批深海科技成果實現轉化。能源開發上下游涉及的深海科技,率先實現爆發式增長的潛力巨大。”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智能監測裝備“海衛”系統完成海試,云洲智能自主研發的兩級伸縮門架及張力控制技術,降低了高海況下無人艇姿態搖擺對水下光通的影響,首次實現了無人艇技術在深水海管鋪設智能監測領域的工程化應用。
賈永剛團隊也在積極向大洋礦區進軍。2021—2022年,賈永剛團隊工程師李凱攜團隊自主研發原位監測裝備兩次前往西太平洋,在錳結核礦區與稀土礦區進行原位探測、取樣等工作。賈永剛團隊工程師權永崢、魯德泉等人最新研發的深海采礦羽流影響原位長期監測系統,將在中國五礦東太平洋多金屬結核合礦區開展采礦羽流影響示范監測。
“羽流可以理解為海底的沙塵暴,它究竟會對海底生態環境造成怎樣的影響,需要進一步觀測,這些成果也有利于我們確立深海采礦環境保護標準。”賈永剛說。
雖然我國深海科技近些年取得諸多成就,國產替代率有大幅提升,但不少技術仍亟待突破。“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,國產替代空間仍很大。”賈永剛說。
唐梓力指出,我國的聲吶設備,如多波束測深儀等在數據獲取的質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,多波束測深儀就像“眼睛”,可以透視深海,勾勒出海底基礎地形信息,多波束測深儀的精度關乎深海探測時的“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”)總經理婁興建認為,在深海采礦方面,需加快攻關重載化技術,實現400噸深海重載作業技術自主,從而幫助我國爭取稀土、多金屬結核關鍵礦產開發主導權。
“我國深海科技的起步晚于歐美,關鍵技術和核心部件從零開始研發需要時間。”婁興建告訴《中國報道》記者,研發深海設備,需要“搶時間”,但也不能操之過急。深海環境復雜,一臺裝備必須反復多次海試才可驗收。單次出海不僅成本高昂,而且不確定性較高,根據海況、距離,每一次出海試驗時間不同,短則一周,長則數月。
“深海工程地質原位長期觀測系統”便經歷了非常曲折的海試過程。據李凱回憶,在2018—2021年間進行了5次海試,最長的一次近一個月。深海的高壓環境,非常考驗系統的穩定性和兼容性,過程中可能出現貫入系統卡頓、水下通信不順暢等問題,需要通過多次海試去發現問題、解決問題。2021年,該設備成功入選2021年度十大地質科技進展。
對深海科技上下游企業而言,不只面臨技術研發考驗,還要考量商業化問題。南通力威自2015年將深海裝備科技研發列入企業培育壯大的新興產業,一邊聯合大連海事大學、上海交通大學等高校院所組建“深海裝備科技聯合攻關”研發團隊,多次承擔省部級重大深海科技相關項目的研發及示范應用;一邊積極開拓海洋資源勘探裝備市場,地質絞車、溫鹽深探測系統(CTD)等產品已覆蓋國內70%的新建科考船,錨泊系統在鉆井平臺、海上風電領域也實現了工程化應用。但婁興建坦言,在深海科技商業化方面,面臨成本高昂、驗證周期長、產業鏈上下游協同不暢等問題。

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業發展。如上海印發《關于推動上海海洋經濟高質量發展加快建設現代海洋城市的實施意見》,系統布局海洋產業升級和觀測體系;廈門擬出臺《進一步促進海洋經濟高質量發展若干措施》,從科研創新、產業扶持等四方面加大支持。
“企業需要上場機會,進而在自由搏擊的市場競爭環境中大浪淘沙,培育優勢產業和技術。旺盛的市場需求和產品的不斷完善,是相輔相成的兩端。”唐梓力認為,對于云洲智能這樣的企業而言,急需政府開放應用場景,建設一批各種應用場景下的樣板工程,通過小批量的采購,為整個產業鏈輸血,保證產業存續,與此同時,加快出臺配套的法規制度。
婁興建認為,推動深海科技產業化發展,應強化核心技術攻關基金,設立深海材料、極地裝備專項;構建產業生態,建設國家級深海裝備測試場,降低企業驗證成本;同時開放應用場景,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、深海智造”新賽道,助力企業降低國際合規成本,加速技術迭代與產業孵化。
高校在深海科技中也發揮著舉足輕重的作用。高校聚集了大量技術人才,是技術研發的高地,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業化應用。賈永剛認為,高校和企業之間需要深度融合,減少低水平的技術重復,以國家需求為引導,推動深海科技相關科學成果的轉化。近幾年,賈永剛通過專利轉讓和技術服務形式,成功實現多項科學技術成果轉化。