2020年前沿科技发展态势及2021年趋势展望——海洋篇

业界 作者:全球技术地图 2021-02-19 19:06:16 阅读:79




2020年前沿科技发展态势及2021年趋势展望——海洋篇



世界海洋领域2020年态势总结


海洋国家针对海洋事务推出新的战略规划。美国海军、海军陆战队、海岸警卫队发布《海上优势:胜在一体化全域海军力量》报告,指出要建设现代化全域海军。俄罗斯出台《2035年前国家北极政策基础》,提出2035年前在北极地区的国家政策目标、政策实施领域和主要任务,旨在保障俄在北极的国家利益。欧洲海洋局发布《引领未来V:海洋十年的建议》,针对未来十年(2021~2030)提出以解决方案为导向的跨学科研究议程,核心目标是推动海洋可持续发展。英国国家海洋学中心推出五年发展战略,旨在通过创新研究和技术开发,推进英国海洋领域前沿发展。日本船级社推出“数字化总体设计2030”计划,拟将其丰富的技术与经验拓展至海事相关业务,并着眼于海事及相关产业的创新。


北极开发表现出趋热趋紧的态势。在军事部署方面,俄罗斯在北极地区部署了第二个防空师和S-300地空导弹部队,加速构建北极防空网;美国联合英国、加拿大等国举行“ICEX-2020”极地演习,并向阿拉斯加埃尔森空军基地部署首批两架F-35A战斗机,以应对俄北极威胁。在破冰船建造方面,俄罗斯开建全球最强大的“领袖”号重型核动力破冰船;特朗普政府下令组建极地破冰船队,以确保美国在极地地区的持久存在。在航道开发方面,俄罗斯出台北方航道发展计划,将至少建造40艘北极船只、升级4个北极机场、修建铁路和海港;中国大连海事大学与国内外26家单位成立“东北亚北极航运研究联盟”,旨在推动国内外多家研究机构和高校共同参与北极和北极航道研究。在资源开发方面,俄杜马通过俄北极油气项目矿产资源开采税优惠法案;特朗普政府批准在北极阿拉斯加进行石油钻探;挪威拟扩大北极地区油气开采范围。


深海探索迎来重要的成果丰产期。在深海研究方面,国际团队呼吁制定一项长达十年的深海研究计划“挑战者150”,以促进对深海的探索。在深潜装备方面,俄罗斯“勇士”号潜航器首次潜入马里亚纳海沟,探潜深度达10028米;中国自主研发制造的全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜至10909米,创造了中国载人深潜新纪录。在深海钻探方面,日本宣布将利用“地球”号深海探测船对南鸟岛周边的深海海底稀土进行开采实际验证;美国海洋动力科技公司为深海油气开采提供可远程控制的零碳电力,并降低深海油气开采成本及碳排放量。


多国加快推进军用海上无人装备的研制列装。美国“霸主”无人水面舰艇完成长达8704千米的航行。该艇旨在利用大型无人水面艇增强现有有人驾驶海军战舰的补充能力,提高舰队作战效能。英国正研制一款可秘密潜入作战区域执行情报收集任务的超大型无人潜航器“魔鬼鱼”。以色列完成“海鸥”无人水面艇与“云雀-C”微型无人机的集成测试,进一步提升“海鸥”的情报搜集和态势感知能力。澳大利亚开发可执行反潜战和持久监视任务的无人水面艇“蓝色哨兵”样艇。土耳其推出首艘国产武装型无人水面艇,可执行反潜、反水面舰艇、扫雷、侦察和监视等多种任务。


脱碳仍是航运业的重点关注方向。随着环保监管压力日益增加,脱碳化已经成为全球航运业的一个重要趋势,燃料选择是航运业迈向脱碳进程的关键环节。2020年,发达国家加紧开发各种船用清洁燃料,以减少二氧化碳排放量。德国赫伯罗特公司在一艘集装箱船上进行首次生物燃料测试。日本五家船企联手研发氨燃料船舶,目标是在2024年实现氨燃料船的商业化。英国开展“Wave Master”零碳研发项目,以开发一系列零碳燃料系统。


世界海洋领域2021年趋势展望


大国北极竞争加剧,北极安全问题进一步凸显。俄罗斯方面,2021年,俄将进一步在北极地区部署新型战斗机和直升机,并完善驻军指挥系统和通信网络部署,从而赢得在北极地区绝对的空中优势。美国方面,美国参议院拨款委员会在2021财年国防预算要求基础上增加了825万美元,以购买能够在北极地区作战的车辆。此外,美国空军还将在阿拉斯加部署150架F-35和F-22战斗机。挪威方面,2021年将发射支持北极地区军用战术通信的卫星,并将进一步扩建北极重要港口,以便美国核潜艇停靠。


美国将继续推动海上力量无人化发展。在无人水面艇方面,DARPA提出“海上列车”概念,计划通过物理连接方式将无人舰艇连在一起,使其克服波浪阻力,提高航行效率,具备远洋航行能力。DARPA设想在全程无人工干预情况下,“海上列车”能够在恶劣海况下抵达任务区域后分解执行任务,最后再组成“海上列车”返航。此外,DARPA还积极推进“无人值守舰船”项目,希望通过开发一种无需考虑安置船员等相关设计因素的舰船,挑战传统海军平台模式。在无人潜航器方面,美国海军考虑投资建造50艘超大型无人潜航器,以大幅提高水下观测能力。美国海军希望无人潜航器能够替代传统大型载人潜艇执行基本作战任务,减轻潜艇任务压力让载人潜艇执行更复杂作战任务。


海洋观测技术持续突破,助力海洋观测系统建设。DARPA“持久性海洋生物传感器”(PALS)项目将于2021年完成第二阶段工作。届时,PALS系统将能够观察、记录、解释生物的各种反应,并将分析结果作为警告发送到远程用户终端,向利用海洋生物加强美国现有基于硬件的海上监控能力的目标迈进一步。中国2021年将发射“海洋二号D”卫星,该卫星将与“海洋二号B”和“海洋二号C”组网运行,使中国拥有全球首个海洋动力环境观测网,实现对全球海面一系列海洋动力环境要素的观测。




作者简介

武志星 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究三室,研究助理

研究方向:海洋、新材料领域战略、技术和产业前沿

联系方式:wuzhixing@drciite.org



作者丨 武志星

编辑丨 刘瑾



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