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全球海洋新产业与新科技发展现状及趋势

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:海洋科技水平和创新能力在未来的竞争中将占据主导地位。因此,海洋科学研究具有多学科综合交叉的特点,同时呈现出日益增强的整体化趋势。目前,海洋科技发展主要涉及七大前沿领域:海洋与海岸带生态系统、海洋生物技术、海洋能源开发、深海环境与生命过程、海洋观测技术、北极海洋科学综合研究和海洋环流过程和气候。开发海洋与发展生物技术的有机结合必将推动海洋生物技术的快速发展。

海洋是生命的摇篮、资源的宝库、风雨的温床、贸易的通道以及国防的屏障。海洋和国家安全与权益维护、人类生存与可持续发展、全球气候变化、油气与金属矿产等战略性资源保障等全局性、重大性和长久性问题息息相关。海洋资源的开发利用和海洋环境安全将成为世界各国经济科技竞争的焦点之一。海洋科技水平和创新能力在未来的竞争中将占据主导地位。20世纪90年代以来,世界海洋经济高速增长,海洋经济正在并将继续成为全球经济新的增长点,也成为世界临海国家争夺海洋资源、重新划分蓝色国土的主要动机。进入21世纪以来,为应对新的形式需求和挑战,沿海各国普遍从战略全局的高度关注海洋。美国、日本等国家和地区性组织都在加紧调整或制定新的海洋战略和政策,加大对海洋科技研究与开发的投入力度,以便在新一轮国际海洋竞争中抢占先机。

(一)全球海洋新科技发展的现状和趋势

1. 海洋科学发展

海洋是地球最独特和最重要的系统,海洋中发生的各种自然过程,在不同程度上同大气圈、岩石圈和生物圈都有耦合关系,构成一个具有全球规模的、多层次的自然体系。因此,海洋科学研究具有多学科综合交叉的特点,同时呈现出日益增强的整体化趋势。目前,海洋科技发展主要涉及七大前沿领域:海洋与海岸带生态系统、海洋生物技术、海洋能源开发、深海环境与生命过程、海洋观测技术、北极海洋科学综合研究和海洋环流过程和气候。

(1)海洋(海岸)生态系统研究,包括海洋生态系统健康发展与海洋渔业资源开发,人类活动和全球环境变化对海洋生态系统的影响,基于生态系统的海岸带管理三个前沿方向。把海岸带作为一个海—陆—人类相互作用的整体系统,开展海岸带生态系统研究,成为引领海岸带研究的前沿领域。研究这样一个海岸生态系统的变化需要多学科的综合,需要科学与技术的融会,需要自然科学和社会科学的融合,由此带动海岸带科学研究和技术开发的全面发展。全球主要的研究计划为IGBP和SCOR于2003 年共同发起的“海洋生物地球化学和海洋生态系统综合研究计划”(IMBER)。

(2)海洋生物技术,包括基因组学与转基因、病原生物学与免疫、发育与生殖生物学基础、海洋环境生物技术和生物活性物质五个方向。21世纪是海洋的世纪,更是生物技术大发展的世纪。开发海洋与发展生物技术的有机结合必将推动海洋生物技术的快速发展。

(3)深海环境与生命科学研究,包括深海生物的演化—生命起源问题、深海环境特征和深海微生物研究三个方向。已有许多国家和国际组织开展深海海底观测网络计划,如海王星海底观测计划、欧洲海底观测网络。通过实施深海重大研究计划,了解深海生物多样性,刻画深海生物地球化学过程,掌握深海特殊生态系统关键过程及其资源环境效应,探索生命起源,开发海底油气和战略金属资源以及基因、活性物质等新型生物资源,为开发深海资源、利用深海空间、发展深海产业提供科技支撑。

(4)海洋能源开发,包括深水油气资源勘探开发、海洋天然气水合物开发和海洋新能源开发利用三个方向。海洋新能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源,主要为潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水温差能和海水盐差能等。更广义的海洋新能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。英国计划其未来所需电力的五分之一都能从环绕它的海洋中获取,从而使英国成为“海洋能源中的沙特阿拉伯”。

(5)北极海洋综合研究,包括北极油气资源勘探开发、北极环境影响评价、北极海洋地质研究三个方向。地球的南北极蕴藏着丰富的矿产资源。据初步估算,人类目前尚未发现的石油和天然气资源中大约有25%分布在北极地区。同时,由于极地的特殊环境,南北极必将在全球环境变化中发挥举足轻重的作用。

(6)海洋观测技术发展,包括卫星海洋遥感、深水观测和表面观测三个方向。全面深入了解和认识海洋是保护、开发和利用海洋的根本需要。因此,观测技术的发展是国际海洋研究计划的重要组成部分,如国际综合大洋钻探计划(IODP)的立管和非立管技术的发展、全球大洋中脊行动(Inter Ridge)的海底连续观测任务、国际大陆边缘计划(Inter Margin)等;另外,还有若干专门的海洋观测计划被实施,如全球海洋观测系统(GOOS)、全球海洋实时观测计划(ARGO)、海王星海底观测网络计划、欧洲海底观测网络计划以及美国的海洋观测站行动(OOI)等。

(7)海洋环流与气候,包括西边界流动力学、热带海洋动力学、海洋模式发展。海洋是全球气候系统的一个重要组成部分,在维持地球气候方面发挥着重要作用。在地球气候系统的几个组成部分中(大气、陆地表层、生物圈、海洋以及冰冻圈),大气变化最为迅速,是天气变化的重要影响因素,而海洋表面温度的缓慢变化则是几个月甚至年气候变化的影响因素。厄尔尼诺和南方涛动以及北太平洋涛动等通过海气相互作用深刻影响着全球气候。西太平洋暖池是世界上驱动大气环流的最大热源之一。海气相互作用理论的发展以及海洋大气耦合系统的模拟研究为预测全球气候年际变化提供了有力的支持。在过去30年间,围绕海洋环流与气候变化的问题,国际组织开展了多项大型研究计划,如世界大洋环流试验(WOCE)、热带海洋全球大气试验(TOGA)等,在海洋环流变化与气候变化之间关系研究方面取得了许多重大研究成果。

经专家综合分析,未来海洋科技发展的7个趋势如下:① 国家社会经济安全的需求导向更加突出,成为推进海洋科技发展的强大动力;② 将地球系统科学贯穿到海洋科学研究,形成海洋大科学整体研究思想;③ 海洋技术的发展成为海洋科学取得突破的关键因素;④ 重大海洋研究计划的组织方式已经并还将继续成为海洋科学研究的重要方式;⑤ 对海洋能源的开发利用技术发展将成为未来20年海洋科技关注的重要焦点之一;⑥ 从单一学科和局部区域的分散观测向综合的全球海洋观测系统发展;⑦ 从单纯自然科学研究向注重结合人文科学和综合管理研究发展。

我国从“九五”以来,在973计划、国家自然科学基金等国家科技计划的持续支持下,海洋科学研究水平稳步提高。围绕海洋环境、海洋资源和生态及全球气候变化等热点问题,取得一系列具有世界先进水平的研究成果。提出了海浪 - 环流耦合理论和数值计算模型;构建了中国近海生态系统动力学理论体系、中国边缘海形成演化理论的基本框架;揭示了东海大规模赤潮潜在危害性及危害机理,提出了宏观调控措施和治理技术;建立了鱼、虾、贝免疫、遗传特性的理论基础,完成了牡蛎、半滑舌鳎全基因组测序和遗传图谱绘制;揭示了冰穹A是南极冰盖的起源地及其早期演化过程和气候历史情景;发现了大洋碳储库的长期性,证明了热带驱动和碳循环对古气候演变的重要性;海洋初级生产力结构及微型生物生态学研究取得重要进展。

从文献分析的结果来看,我国海洋领域研究水平与国际先进水平的差距呈现出逐渐缩小的趋势。根据科学计量分析结果显示,海洋领域SCI发文量前5个国家为美国、英国、中国、澳大利亚与法国;其中,美国的论文数量遥遥领先,占论文总量的33%,相当于排名前五位中其余四个国家的总和,占据绝对统治地位。值得注意的是,汤姆森路透集团发布的世界排名前30位的海洋学研究机构显示科研优势主要集中在美欧。

2. 海洋技术发展

海洋技术是人类认知海洋、开发利用海洋所应用的技术,主要包括对海洋环境的观测与探测技术和对海洋资源的开发与利用技术两大类。研究海洋的自然现象和过程、探索海洋自身规律离不开海洋环境观测与探测技术以及仪器装备。20世纪60年代以来,几乎所有主要的海洋科学重大进展都与新的观测技术、装备发明及应用有着紧密关系。传感器技术、平台技术、系统控制和信息网络以及数据处理技术等构成了这类技术的主体。海洋资源开发利用技术是把基础理论研究成果应用到实践中去,解决海上产业活动和作业的实际问题。由于现代科学技术发展很快,海洋资源开发技术与日俱新,目前主要开发利用的资源包括海洋油气资源、海洋天然气水合物、海底固体矿产资源、海洋生物资源、海水资源、海洋能和海洋空间资源等。海洋技术既具有鲜明的海洋特质,又是集机械、材料、电子、信息、生物等众多领域之大成的高度综合的技术领域,其发展水平依赖于国家的科技、经济发展综合实力。

目前,全球海洋技术发展迅速。在技术层面,建立区域性和全球性海洋环境监测与信息系统,实现海洋环境实时、立体监测,已成为海洋环境监测技术的发展趋势。深海探测与作业技术一方面朝着作业水深更深、作业功能可扩展、作业能力更强大、装备系列化和体系化方向发展,另一方面小型化、低成本、智能化也是一个重要的发展趋势。海洋油气资源开发技术向着深水、两极、合作方向发展。海洋生物资源开发利用逐步从近海、浅海向远海、深海发展,各种陆地高新技术得到高效利用,以企业为主导的海洋生物产品研发体系成为主流。固体矿产资源开发与利用技术从单一多金属结核勘探开发技术向三种深海矿产资源(多金属硫化矿、富钴结壳等)的勘探开发技术发展;海水资源利用正向技术系统化、集成化、综合化方向发展,海水淡化费用逐步降低,正在成为部分沿海缺水国家和地区的重要水源,海水直接利用和海水化学资源综合利用逐渐成为工农业以及国防安全的重要原料保障。海洋能技术向着大型化、低成本、高效率、高可靠性以及商业化方向发展。海洋技术领域国际发展趋势如下。

(1)发展先进的海洋环境监测传感器和监测平台,建立区域性和全球性海洋环境监测与信息系统,通过空间、海面、水下和海底等平台实现海洋环境信息的实时、立体监测,提供全球或区域实时基础信息和信息产品服务,已成为海洋环境监测技术的发展趋势。

(2)深海探测与作业技术一方面朝着作业水深更深、作业功能可扩展、作业能力更强大、装备系列化和体系化方向发展,另一方面小型化、低成本、智能化也是一个重要的发展趋势。

(3)海洋油气资源勘探开发技术向深水、两极、合作方向发展。全球几乎一半的新增油气储量都来自深海,在新开发的油田中将有25%是深海石油;据估计,仅北冰洋海底蕴藏的石油和天然气就可能占到世界总储量的25%,南极也有大量的石油、天然气和煤炭等资源;海洋特别是深海油气的勘探开发技术要求高,各国需要加强合作,攻克一系列的技术难题。

(4)随着天然气水合物形成、集聚机理和资源评价研究的日趋成熟,天然气水合物开发与利用的研究逐渐成为热点。目前天然气水合物开发领域的研究向可采储量评价、工业化开采工艺技术、高效率的开采方法和模式、最大化商业效益评估等方向发展。

(5)随着深海技术的发展,深海矿产资源勘查技术的主要发展趋势是高精度、全覆盖、大深度、高效率和多技术综合勘查,资源开采技术则从单一多金属结核开采技术向三种主要深海矿产资源(多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物)的采矿和输运技术全面发展。由于相对较高的经济价值、相对较浅的埋藏水深和相对集中的矿体形态,未来5至10年多金属硫化物采矿技术突破的可能性较大,目前小规模商业试开采正在进行中。

(6)海洋生物资源的利用逐步从近海、浅海向远海、深海发展,开发深海生物观察、采样工具,完善船载和实验室深海环境模拟培养 / 保藏体系,发展相应的深海(微)生物培养、遗传操作和环境基因组克隆表达等生物技术手段是开发新型海洋生物产品的重要前提;大力发展海洋新型生物产品产业化集成技术,培育与发展以企业为主导的海洋生物新产品创新体系,将是实现我国海洋生物资源高效开发利用飞跃的重要保障。

(7)海水资源利用技术方面,国际上多级闪蒸、低温多效和反渗透海水淡化技术日趋成熟,产业规模不断升级,水电联产、热膜耦合等集成新技术的发展呈现良好态势;海水直接利用规模越来越大,如海水作为工业冷却水的年利用量已经超过7 000亿立方米;海水逐渐成为海盐、镁化物、溴素等化学资源的主要来源;

(8)海洋能开发与利用技术方面,海洋能的技术核心主要包括高效转换、低成本建造以及海上可生存三个方面,其发展趋势为技术水平进一步提高,单机功率不断增大,发电装置技术总体上向大型化、高可靠性、易维护性等方向发展;环境影响进一步减小,友好型技术方式不断涌现;资源利用效率进一步提升,运行成本不断降低。

经过20年的发展,我国在海洋环境立体监测、深海探测与作业、海洋油气勘探开发、海洋生物资源开发利用等技术领域快速发展,已基本建立学科门类齐全的海洋科技创新体系,海洋科技研发相关机构、人才、装备快速增加。海洋科技的重要性得到广泛关注和认同,海洋科技创新能力是支撑海洋强国建设的核心力量的理念正逐步形成。总体而言,我国海洋技术研发已基本实现对国外海洋技术的全面跟踪,对于近浅海的科学和应用技术研究已比较深入,取得了一批重大成果,在若干事关国家发展全局的战略高技术领域取得了重点突破,抢占了部分技术制高点。从文献分析的结果来看,我国海洋领域研究水平与国际先进水平的差距呈现出逐渐缩小的趋势。海洋领域各项技术与世界先进水平差距分析见表1。

表1 我国海洋领域各项技术与世界先进水平差距分析表

(二)全球海洋产业发展的现状和趋势

1.传统海洋产业

根据《海洋及相关产业分类》(GB/T20794-2006)标准,“海洋产业”是指开发、利用和保护海洋所进行的生产和服务活动。依据海洋产业发展的时序和技术标准划分,还可以把海洋产业划分为传统海洋产业及新兴海洋产业。传统海洋产业指20世界60年代以前已经形成并大规模开发且不完全依赖现代高新技术的产业,主要包括海洋渔业、海洋运输业、海水制盐业和船舶修造业。

(1)海洋渔业。海洋渔业发展趋势表现在三个方面:海洋捕捞的产量将趋于稳定;海水养殖将向集约化、深水化方向发展;海水养殖生产力的提高和可持续发展将越来越依靠科技进步。过度捕捞、水质污染、资源衰退和不良气候影响等因素导致野生鱼的产量已接近其天然再生能力,海洋渔业捕捞产量开始停滞不前。为了促进渔业资源的可持续开发利用,一些国家地区已经通过有效的管理措施,在降低开发强度和恢复过度开发的种群及海洋生态系统方面取得了良好进展。随着世界各国对海洋渔业资源保护的加强,以及国际社会通过国际合作,不断强化对环境和渔业资源,特别是公海渔业资源的保护,海洋捕捞渔业的产量将趋于稳定。发达国家和地区的海水养殖业虽然规模扩张较慢,但是凭借强大的技术创新能力和充足的资金,运用工业的发展理念和模式改造传统海水养殖业,使之向现代海水养殖业发展。发达国家和地区已经围绕主要养殖品种,成立了各种生产性服务组织,形成了产前、产中、产后各环节服务有机系统,欠发达地区也将借鉴这一先进的服务模式,成立专业化渔业生产服务联盟,规模化发展现代海洋生产服务业。

(2)海洋交通运输业。据报道,国际贸易总运量中的2/3以上是通过海运实现的,世界经济及贸易的平稳发展,为航运业提供了良好的发展环境,航运业则反过来为国际贸易的发展提供了重要保障,两者相辅相成。近年来世界经济的快速发展,正是促使世界海运量不断提升的主要因素。在世界海运贸易中,铁矿石和煤炭海运量的增长毫无疑问是受中国的影响,石油则主要受北美、日本及地中海国家需求的影响,集装箱海运则主要依赖于各地区的经济发展状况。随着全球金融危机的过去,航运业似乎已经处于中期复苏的边缘,但是年复一年的位于复苏的水平线以下,从来没有接近过。但专家预计航运产业的发展是积极乐观的。

(3)海水制盐业。世界盐总产量中,岩盐产量居首位,其次是海盐和湖盐。美国、加拿大、德国、英国、波兰、荷兰等国以岩盐为主。中国、印度、澳大利亚、墨西哥等国以海盐为主。由于盐的资源分布面广,产盐国家多,盐的国际贸易量不大。

(4)船舶修造业。造船业属于周期性行业。自21世纪初以来,世界造船业经历过繁荣,目前处于低谷期。2008年9份以前的6年时间里,世界造船业处于上升繁荣阶段。2008年9月以来,由于全球金融危机的影响,世界造船业进入了萧条期,表现在国际船舶市场新船成交基本停滞、新船价格不断下滑;全球船厂的“撤单、改单、合同重谈”现象增加;国内外船东效益下降,融资难度增加;全球产能过剩。

目前,我国近海捕捞业得以优化调整,远洋渔业规模不断壮大;海水养殖业蓬勃发展,成为海洋食品供给增量的主要来源。海运发展迅速,但存在行业垄断严重、航运服务业滞后等问题,同时受全球形势影响较大。海盐呈现产量逐年下降,且在原盐中的比重也逐渐下降的趋势。船舶工业取得了长足进步,各项指标均呈现快速增长,一是产业规模不断扩大,二是造船产量快速增长,三是综合实力稳步提升;但全球的造船业整体形势较为严峻。

2. 高新技术海洋产业

高新技术海洋产业是以科技含量大、技术水平高、环境友好为特征,处于海洋产业链高端,引领海洋经济发展方向,具有全局性、长远性和导向性作用的海洋新兴产业;主要涵盖海洋工程装备制造产业、海洋生物医药与生物制品产业、深海技术装备产业、海洋新材料产业、海洋新能源产业等。

(1)海洋工程装备制造产业。目前,全球海洋工程装备产业主要集中在美国、欧洲、中国、新加坡韩国等国家和地区(表2)。美国、欧洲等以研发、建造深水、超深水高技术平台装备为核心,垄断着海洋工程装备开发、设计、工程总包及关键配套设备供货,如美国F&G、荷兰Gusto MSC、意大利Saipem等。新加坡和韩国则以建造技术较为成熟的钻井平台、钻井船为主,在总装建造领域占据领先地位,如新加坡吉宝远东(Keppel FELS)、胜科海事(Semb Crop)及韩国三星重工、现代重工、大宇造船等。中国在海工装备领域起步较晚,但发展迅速,先后成功建造了多种类型的FPSO和自升式钻井平台,完成了国外第六代半潜式钻井平台的改装建造,承接了国内3 000米水深半潜式钻井平台和起重铺管船的订单等。如今,中国已拥有全球海洋工程装备市场15%的份额。

表2 海洋工程装备制造产业全球分布

(2)海洋生物医药与生物制品产业。

海洋生物医药和生物制品产业详见表3。

表3 海洋生物医药和生物制品产业全球分布

20世纪90年代起,美、日、英、法、俄等国家分别推出包括开发海洋微生物药物在内的“海洋生物技术计划”、“海洋蓝宝石计划”、“海洋生物开发计划”等,投入巨资发展海洋药物及海洋生物技术与产业。目前国外主要的海洋生物医药及生物制品研究机构是美国辉瑞(惠氏)公司、美国礼来(Eli Lilly)公司、瑞士罗氏制药国际集团公司、美国赫姆孔(Hemcon)公司、英国施乐辉公司、西班牙Zeltia生物制药集团、日本海洋科学技术中心、韩国科学技术研究所、美国佛罗里达大学、日本大鹏(Taiho)药物公司、美国加利福尼亚大学、澳大利亚昆士兰大学等(表3)。国内从事海洋生物医药及生物制品研究的机构有数十个,主要包括中国海洋大学、中国科学院海洋研究所、中国水产科学院黄海水产研究所、中国科学院微生物研究所、中国科学院上海药物研究所、四川大学、上海第二军医大学药学院海洋药物研究中心、中国科学院大连化学物理研究所、中山大学等。

(3)深海技术装备产业。在深海运载技术装备及拖曳类装备领域,美国、俄罗斯、法国、日本和中国处于领先地位(表4)。其中,美国在载人潜水器方面比俄罗斯、法国、日本稍微逊色,但在无人潜水器方面则处于世界领先水平。国内的中国科学院沈阳自动化研究所、上海交通大学等也开展了无人潜水器的研究,研发了CR-01.CR-02等水下机器人,但距离在海洋工程、石油开采、军事等方面的应用还有一定的差距。

表4 深海技术装备产业全球分布

在深海调查类装备领域,在国外产业发展较成熟,市场占有率高。如挪威的装备多波束探测系统的制造业已形成创汇产业。目前全世界已有80多艘船只装备了这种先进的多波束测深系统,每套系统在几十至几百万美元。此外,荷兰的波浪骑士、挪威的安德拉海流计,芬兰的维塞拉自动气象站,美国RDI的声学海流剖面仪(ADCP),美国SEABIRD温盐深测量系统等在国际市场上有很高的占有率。国内中国科学院声学所研制了声学系统,并在“蛟龙”号载人潜水器中应用;其自行研制完成了“合成孔径声呐工程样机”、“深水多波束测深系统”等;山东省科学院青岛海洋仪器仪表研究所也进行了声学系统、浮标等研究。但国内的产品都尚未实现产业化,多数处于样机和研究阶段,与国外差距较大。深海保真取样技术装备领域,国外产业发展也趋于成熟,海洋科考中传统的取样技术正在逐步被保真(保温、保压)取样技术所取代。国内驻青的海洋科研单位如中科院海洋所、国家海洋局第一海洋研究所都进行了保真取样技术的研究,已取得一定的成果,但其保压、保温性能技术指标仍存在差距。总体上,我国在海洋探测装备工程产业方面与发达国家相比存在较大差距。

(4)海洋新材料产业。20世纪末,美国、英国、日本、韩国等国家就开始重视海洋新材料技术与产业的发展。例如,美国政府每年用于材料方面的研究费用高达千亿美元;金融危机后美国极力推行再工业化,新材料产业成为战略扶持重点,提出要在纳米材料、生物材料、光电子材料、微电子材料、极端环境材料及材料科学等新材料产业方面保持全球领先地位。德国、日本等发达国家加大对材料制备、加工和应用方面的研发投入,积极开发新型超导材料、先进功能材料、新一代结构材料、仿生材料和环境保护材料等。2008年,世界新材料产业市场规模接近8 000亿美元,同比增长近1/3。进入21世纪以来,我国海洋新材料产业发展迅速,产业规模不断壮大,海洋新材料品种不断增加,高端金属结构材料、新型无机非金属材料和高性能复合材料保障能力明显增强,先进高分子材料和特种金属功能材料自给水平逐步提高,我国在海洋生物材料方面有一定的研发能力和产业基础。但是,我国海洋新材料产业总体发展水平与欧洲、美国、日本等发达国家和地区相比仍有较大差距,国内的海洋仿生材料研发机构相对较少,基本上仍处于探索、研究阶段,进入实用化、产业化的不多,详见表5。

表5 海洋新材料产业全球分布

续表

(5)海洋新能源产业。

海洋新能源产业全球分布情况详见表6。

表6 海洋新能源产业全球分布

续表

美国、英国、加拿大、丹麦、西班牙等国都为海洋可再生能源产业发展制定了全方位的政策支持。这些国家在海洋风电场、潮流电站、波浪电站等技术领域及其产业化方面已经形成了较好的技术积累,走在了世界的前列。

全球海洋微藻生物质能源基本上处于研究开发阶段,虽然部分企业宣称已完成了中试,生产出了符合标准的生物柴油,拥有规模化的商业化生产技术,但仍没有一个国家正式推出工业化产品,目前正从试验阶段逐步进入工业应用准备阶段。

我国海洋风能已进入规模开发阶段,潮流能 / 海流能和波浪能的发展已进入百千瓦级示范电站阶段,温差能利用仅有实验设施。

目前,我国海洋微藻生物质能源的研究大多属于实验室的探索性研究,微藻油脂的提取、转化等技术仍然属于实验室的小试阶段性成果,中试以上规模的实施案例极少见报道。整体而言,国内外微藻能源仍然处于实验室研究阶段,距离产业化还有非常大的距离。

(6)海水综合利用产业。我国是海洋大国,在海水综合利用方面取得了很大的成绩。但与世界先进国家相比,仍然发展较慢、规模偏小,海水淡化成本仍相对较高,海水化学资源综合利用的附加值、品种和规模等方面都有较大的差距,具有自主知识产权的关键技术较少,设备制造及配套能力较弱,海水资源开发利用市场机制尚不完善(表7)。

表7 海水综合利用产业全球分布

其中,在海水淡化这一重点领域。我国与美、法、日、以色列等海水淡化先进国家相比,在研究水平及创新能力、装备的开发制造能力、系统设计及集成、关键设备生产等方面存在较大差距。目前国内近80%的海水淡化工程都是引进国外技术,关键设备(部件和材料等)主要依赖进口。热法的材料有50%来自进口,而膜法则有90%需要进口。

青岛市是国内最早开展海水利用的城市之一,是国家级海水淡化与综合利用示范城市和产业化基地,已先后建成了多项国家海水利用示范工程,如全国第一家工业用海水厂、全国第一个3 000立方米 / 日低温多效海水淡化示范工程、大生活用海水示范工程、海水脱硫除尘示范项目、全国第一家直接进入市政管网的海水淡化厂等。青岛市在国内最早从事反渗透海水淡化研究,拥有雄厚的海水综合利用研发实力和良好的基础条件,已形成中国海洋大学、中科院海洋所、国家海洋局一所、中船重工725所等20多家科研基础较强的院所,以及海诺水务、兰海系膜、华轩环保、青岛百发、青岛碱业、华电青岛发电有限公司等为代表的拥有自主知识产权的生产企业。

(7)船舶装备产业。目前在全球造船业中,中、韩两国主导着世界新船市场。2011年前三季度,中、韩两国新接订单量合计占全球新船订单的90%以上。对比中、韩两国,中国船企凭借成本及规模优势承接了大量散货船订单,散货船接单占比高达 70%;韩国造船业已经将发展重心转移至大型集装箱船、海工船等高技术船舶领域并承接了大量订单(表8)。在船舶配套产业领域,日本和韩国占到全球市场的1/2,其他1/2为欧美地区厂商占据。欧洲凭借其几百年发展所积累的强大造船工业及船舶配套工业体系,在技术和质量方面仍处于领跑地位。日韩主要通过引进欧美国家先进技术,消化、吸收再创新,同时实施保护性措施,目前已在油轮、散货船和多用途集装箱船等船型配套市场中占有很大份额,但在高技术、高附加值船舶设备领域中仍依赖欧美进口。中国船舶配套企业的规模普遍较小、缺乏技术、品牌和完善的全球服务网络,综合配套能力相对较低。

表8 船舶装备产业全球分布

续表

我国在海洋工程装备、船舶制造与配套、海洋新材料、海洋新能源、海洋生物医药等海洋新兴产业领域已具备了一定的发展基础,发展迅速,但大多尚处于起步阶段,在技术水平和市场开发等方面与世界领先水平依然存在不小的差距。2014年4月,国家发展改革委、国家海洋局联合下发《关于在广州等8个城市开展国家海洋高技术产业基地试点的通知》(以下简称《通知》 ),决定在青岛、广州、天津、舟山、厦门、湛江、烟台、威海8个城市开展国家海洋高技术产业基地试点工作。表9给出《通知》中8个城市的发展方向,实心三角代表高技术主导产业,空心三角代表其他新兴产业方向。

表9 国家海洋高技术产业试点基地产业发展方向

(三)对青岛市的影响与启示

1.缩小与国际领先水平差距

青岛作为海洋科学城,高级海洋专业人才1 300余人,占全国同类人才的40%。 1999年以来,海洋领域973项目82%的首席科学家在青岛。此外,青岛海洋科研项目多次获得国际科技进步奖。可以说青岛海洋科研力量雄厚,且取得了大量成果。目前我国海洋科学研究整体水平不断提高,与国际领先水平的差距不断缩小,但世界排名前30位的海洋学研究机构显示科研优势仍主要集中在美欧。青岛市应保持在国内的科研优势,同时缩小与国际领先水平的差距,打造海洋学研究领先机构。

2.选择重点技术突破

青岛在海洋生物资源利用、海洋药物等方面占据明显优势,但在深海探测技术、海洋工程装备技术领域落后于国内其他研究单位。目前,在海洋技术领域中有影响的案例包括“7 000米蛟龙号载人潜水器”、“电缆地层测试技术与装备”、“高频地波雷达”等项目,青岛未占据主导地位。深海是未来海洋技术发展的重要方向,青岛市应利用深潜基地落户青岛的机会,发展深海探测技术。

3.通过创新支持传统海洋产业发展和转型

海洋产业的持续发展和转型升级离不开科技的创新支持。对于海洋渔业产业,保护海洋生物资源和渔业利益是一项长期而艰苦的任务,应加强对生物多样性和新型生物资源的基础研究。

4.高新技术产业需要进一步实现跨越

青岛市是8个国家海洋高技术产业基地试点城市之一,青岛定位主导的海洋高技术产业包括海洋生物药物、海水淡化和综合利用、海洋新材料,其他产业包括海洋精细化工和海洋新能源。青岛市的高新技术产业与青岛市海洋技术优势基本对应。目前,我国在海洋新兴产业领域已具备了一定的发展基础,发展迅速,但大多尚处于起步阶段,在技术水平和市场开发等方面与世界领先水平依然存在不小的差距。青岛市也存在相同问题。

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