【海洋观点】我国海洋能源转型和海洋经济发展面临的挑战

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  P- L$ h2 N' m/ W6 Y海洋能源的开发利用带动了海洋经济的发展、产业链的构建，催生了新兴产业。海洋油气特别是天然气(含天然气水合物等)、海洋可再生资源和矿产资源的绿色开发正在成为保障海洋能源可持续利用的关键，是实现“双碳”目标、实现能源绿色低碳转型的海洋方案。
" k- j6 L! F6 c" f: i欧美等发达国家在深海油气勘探开发、海上风电等可再生能源开发利用、深海大洋矿藏开发、海洋碳封存等领域均走在世界前列，已形成了相对完备的海洋能源资源勘探开发工程技术装备体系以及配套产业链，正在稳步推进绿色能源转型和配套产业升级。我国在海洋能源开发利用创新技术和装备等领域虽取得了跨越性发展，但对海洋的认知水平、开发技术和经略能力尚无法满足能源转型的现实需求，距世界先进水平还有较大差距，主要有如下表现：
我国海洋工程技术装备处于全球第二梯队，核心技术装备与国际先进水平差距8～15年。全球海洋油气开发工程和装备市场已形成三层级梯队式竞争格局(如表1所示)。2011年以来，我国建立了3000米深水作业船队，在深水油气开发技术和装备国产化方面与国外先进水平差距逐渐缩小，但目前我国仍属于第二梯队。处于第一梯队的欧美已形成了设计、建造、安装和服务等全产业链技术和装备体系，支撑着其对北海、墨西哥湾、巴西、西非等深远海油气资源的开发利用，并且其部分高端产品，如水下生产设施、动力定位系统等已对我国形成技术壁垒。我国仅两座深水半潜式生产平台，3座海上浮式生产储油船(FPSO)，其他各类深水平台(TLP、SPAR、FLNG)均处于研究阶段，在运行的102套水下采油树均来自欧美，而FLNG技术装备的缺乏将直接制约深远海油气田的独立开发。
我国海上风电装机容量增速迅猛，前景广阔，但欧美在海上风电技术和装备研发制造方面仍走在世界前列。欧美整机制造商已经完成4～7MW级风电机组的产业化，8～10MW级的风电机组样机已挂机；欧美整机设计公司均进入12～15MW级整机设计阶段，西门子Gamesa、维斯塔斯和通用电气等公司均在开发12～15MW的新一代风机。近年来，我国风电技术持续创新，但随着风电机组尺寸的不断增加，海上风电行业不仅受到现有供应链和基础设施的限制，所需关键元器件如核心轴承、控制系统等仍需要进口，同时受到材料的碳足迹及可循环利用性、地缘政治因素等的制约。
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表1 全球海洋油气开发工程技术装备技术层级

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, k- [' \2 b- |3 I/ C# }* ~9 c, J% ]在深海矿产资源开发技术方面，以欧美和日本为主的国家处于第一梯队，以印度、韩国为代表的国家处于深海采矿第二梯队，均已开展深海采矿的技术体系开发和环境影响评价研究。我国在开采技术装备等方面自主可控性不足，装备核心部件对外依存度高，总体处于“跟跑”阶段，采矿装备系统性研发和验证尚未完成。
$ T8 M3 {/ q1 s9 J5 a( P在海洋碳封存领域，欧美已实现了碳达峰，是海洋CO2封存利用的先行者。欧洲早在1996年即启动了第一个海上碳封存先导试验工程，目前海上CO2驱油提高采收率、海洋咸水层地质封存等已经进入推广应用阶段；CO2废弃地质构造封存等也进行了先导试验。我国陆地CO2地质封存10吨级先导试验已经成功实施，百万吨封存试验即将进行，海上第一个CO2年封存30万吨CO2项目已经实施，但在总的CO2海洋地质封存基础研究、核心装备和安全监测等领域与国外先进水平仍有较大差距。
+ j, s, G5 C& K& V我国具备了先进的海洋及深水大型装备的集成制造能力，但核心设备、元器件、材料和高端制造能力亟待提升。当前，我国海工装备、船舶制造等行业多处在产业链加工制造环节，在深海平台如深水半潜式生产平台、海外圆筒形浮式生产储油船、深水养殖装备等大型深水装备领域具备先进的集成制造、集成总装能力，是造船大国，但尚未具备自主开展深水高端船舶和深水平台的船型的自主设计能力，本地产业链配套率不到30%。
) L& T% l7 ^4 R基础研究薄弱，核心设备如深水油气开发的核心设施水下生产设施、动力定位系统、电子装备及新材料等仍依赖进口，具有自主知识产权的核心产品开发不足；海洋能源绿色开采工艺技术储备不足，缺乏“原创性”“颠覆性”技术。
数字化、智能化技术自主研发与应用不足，海洋能源资源开发和现代通信与信息技术、网络技术、大数据、物联网和人工智能等技术联系有待加强，与国际先进水平仍有较大差距，核心工业设计软件、高端装备制造产业链有待提升。
我国海洋经济发展模式较为粗放，产业结构层次较低，海洋新兴产业亟待发展。海洋经济在我国国民经济和区域经济发展中发挥了重要作用。2001年以来，我国海洋经济总体贡献率一直保持在9%左右；海洋经济在沿海区域经济中的地位更加突出，近20年来贡献率总体保持在15%以上(2020年受疫情影响，降为14.9%)；海洋生产总值从2001年的9518亿元，增长到2020年的90385亿元，增长约9.5倍。
从海洋产业来看，我国主要海洋产业对国民经济发展贡献率保持在2.9%～4%，对沿海区域经济发展贡献率保持在55.7%，形成了北部、南部、东部海洋经济圈，已成为我国国民经济和沿海地区经济的支柱产业。当前我国海洋支柱产业相关产品产量及服务规模处于世界前列，但相比美国、加拿大、澳大利亚等发达国家，我国海洋产业经济效益仍有提升空间(见图12)，发展模式较为粗放，产业结构层次较低(见图13)，产业资源亟待整合。
一直以来，海洋资源绿色开发高技术研发催生了诸多海洋战略型新兴产业，成为海洋经济新的增长点，上海成为我国唯一一个海洋经济规模突破万亿元的城市，其深水平台、海上风电等新兴海洋产业比较突出。但总体而言，我国在以海洋新资源为主要开发对象、以海洋资源可持续开发利用新模式、新技术广泛应用为主要特征的战略性海洋新兴产业的创新技术水平上，距离发达国家仍存在较大差距。
2 `; t$ r4 z/ Q2 |" E" T8 B海洋经济安全问题不容忽视。当前，受新冠肺炎疫情、地缘冲突、大国博弈等因素影响，国际政治经济形势错综复杂，贸易保护主义、国际金融市场和商品市场出现波动，地区热点问题此起彼伏，传统安全与非传统安全威胁叠加交织。作为外向度较高的海洋经济领域，我国海洋产业发展受国际环境制约明显，发展面临诸多不确定性。
我国海洋产业的国际供应链不畅问题日益突出，并存在产业链关键环节断裂、梗阻的风险。例如，我国海洋油气开发新增产能大多位于南海，受南海周边安全局势影响较大；我国大宗物资运输高度依赖马六甲海峡等几个关键海上通道；海洋油气开发、海洋监测探测、海洋船舶等若干产业的关键技术装备受制于人的风险尚未消除。
海洋经济发展的资源环境制约日趋显著。我国海洋开发活动主要集中在海岸线周边区域。随着海洋经济规模的持续扩张，近岸海域资源衰退、环境污染、产业冲突加剧，而深远海油气资源开发、海上风电、海洋矿业等资源开发型产业亦面临类似问题。如何在开发中保护、在保护中开发是海洋经济健康可持续发展的核心。
当前，百年变局和世纪疫情交织叠加，能源安全和生态安全协同推进，我国必须高度重视海洋经济发展的安全问题，把确保产业安全放在海洋经济发展的首要位置。
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文章来源：《构建自立自强的海洋能源资源绿色开发技术体系》，原刊于《人民论坛·学术前沿》2022年第17期

作者：周守为，中国工程院院士，第九届中国科学技术协会副主席，油气藏地质及开发工程国家重点实验室主任；李清平，教授级高工，中海油研究总院水合物和海洋资源战略研究中心总师，天然气水合物国家重点实验室常务副主任