地球上70%的面积是海洋,海洋蕴藏着丰富的资源,人类未来发展的主要空间是海洋。
俗话说,有了“金刚钻”,才揽“瓷器活”。要让海洋成为人类可持续发展的接续区,就必须要拥有大量先进的海洋装备为认识海洋、开发海洋、保护海洋服务。
海洋装备就人类现有的认识水平而言,一般可以分为六个主要类别:海洋交通运输装备、海洋资源开发装备、海洋科学考察装备、海洋防务装备、海洋作业装备、海洋探测装备等。
海洋交通运输装备越来越大
海洋运输装备是最主要、最大量的海洋装备。在这类装备中,主要有大型集装箱船、大型油轮、大型干散货船等。从经济学角度看,一次运输量越多,成本越低,因此,运输船越来越大。
集装箱船现在已经发展到一艘船可以装载24000个左右的标准箱,大型油轮现在已经发展到一艘船可以运输30万吨以上的原油,大型干散货船现在已经发展到一艘船可以装卸40万吨以上的铁矿石等。
不仅如此,一些新型特种运输船也在快速发展,如大型液化天然气(LNG)船,目前,一艘大型LNG船可以储运17万立方米的液化天然气。大型滚装船(可以理解为大批量汽车运输船),现在的一艘大型滚装船一次可以装运8000辆以上的汽车。
海洋资源开发有了“巨无霸”装备
目前的海洋资源开发装备主要以海洋油气资源开采装备为主,包括各类钻井平台、生产平台、浮式生产储油船、卸油船、起重船、铺管船、海底挖沟埋管船、潜水作业船等。
上世纪上半叶,由于海洋石油开采主要在浅海和大陆架,所以钻探和生产平台以桩基式平台为主。进入上世纪下半叶后,海洋石油开采逐渐向深水区发展,浮动式平台逐渐占据了主流。
我国的海上油气开采起步很晚,但我国广阔的大陆架特别是南海,蕴藏着丰富的油气资源,所以我国的海上油气开采事业从上世纪七十年代开始到现在短短的几十年间发展迅速,从渤海湾到南海,从浅海到深海,取得了辉煌的成绩。
目前,我国最大也是全球首座10万吨级深水半潜式生产储油平台“深海一号”在南海已投入生产运行。这是一个海上“巨无霸”,尺寸巨大,总高度达120米,相当于40层楼。钢结构加上设备的自重超过5万吨,最大排水量达11万吨,最大投影面积有两个标准足球场大小。“深海一号”每年生产30亿立方米深海天然气,可以满足粤港澳大湾区四分之一的民生用气需求,意义重大。
海洋科学考察装备向深海进发
迄今为止,人类对海洋的认识,远没有达到对太空的认识的程度。人类要开发海洋、保护海洋,首先要认识海洋。认识海洋的主要手段是海洋科学考察装备。
目前我们拥有的海洋科考装备主要以各类海洋科考船为主,每一艘海洋科考船都有其不同的使命和特色,如海洋物理、海洋化学、海洋地质、海洋生物、海洋大气相互作用等科学考察和调查船,如海洋石油勘探、海底矿产资源调查、海洋渔业资源调查、海底可燃冰勘探、海底深钻等海洋资源勘探和调查船,又如南北极极地科学考察船等。进入新世纪后,我国的海洋科学考察船快速发展,已经进入国际先进水平。特别值得令国人引以为傲的是,我国的深海载人科学考察装备已经后来居上,达到了世界领先水平。
我国已经自主研制建造出了万米级全海深载人潜器“奋斗者”号,为载人潜器配套的水声通信、探测装备和作业装备以及特种材料研发等也已达到了国际先进水平,标志着我国具有了进入世界海洋最深处开展科学探索和研究的能力,体现了我国在海洋高技术领域的综合实力。
海洋防务装备快速发展
海洋防务装备是海洋装备的一个重要方面,主要包括航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、两栖攻击舰、登陆舰、综合巡逻执法舰(艇)、布雷与扫雷舰(艇)、大型补给船、大型援潜救生船、常规潜艇、攻击型核潜艇、战略型核潜艇等。
特别值得国人骄傲的是,我国是世界上少数几个能够独立自主研究、设计和建造所有上述海洋防务装备的国家之一,而且,近二十年来,我国海洋防务装备的数量和质量快速提升,这是保卫我国海洋国土的坚强的海上长城。
海洋作业装备种类繁多
随着海洋开发和海上基础设施建设不断向广度和深度发展,随着海洋保护的要求越来越高,海洋作业装备逐渐成为了海洋装备中的一个重要分支。
海上起重安装船是海上油气开采装备起重安装作业和海上大型风力发电装备吊装作业等不可或缺的重要装备。海上挖沟铺管铺缆船是海上油气输送埋设管道和海底通信埋设电缆光缆的特殊装备。海上疏浚挖泥船是海上航道建设和海洋基础设施建设的特种作业船。海上抢险救捞船是海事部门从事海上交通管理除了巡逻执法船外的一种特种作业船。此外还有很多为海洋油气资源开采服务的种类繁多的工程船。
海洋探测装备需求越来越大
随着人类对海洋重要性的认识的逐步提高,对海洋探测的需求和要求越来越大越来越高。目前,海洋探测正在逐步形成太空卫星探测、海洋浮标与潜标探测、海底观测网探测的立体探测系统。
海洋卫星探测有民用和军民结合型探测,民用型主要是对海洋大气变化特别是气旋、海洋温度、海洋色度、海洋水文等参数做长期观测。军民结合型则主要是对主要区域、主要地点、海洋目标、海洋电子信息、海面特征变化等进行探测和信号收集。
海底观测网也有民用和军民结合型两种。民用主要用于海底地震、海洋海啸测量与预报、海洋物理与化学参数测量记录、海流与海底温度变化测量与记录等。军民结合型则除了探测一些海洋水文参数外,更主要的是监测海中移动目标并将信号及时传递给陆上基地。
海洋装备未来发展令人期待
海洋运输装备的二氧化碳排放大约占全球排放量的3.5%左右。国际海事组织已经提出了明确的双碳目标,我国应以此作为发力点,实现船舶行业核心关键配套装备的重大突破。同时,抓住装备智能化的契机,在新赛道上以智能化赋能海洋装备,力争在智能船舶和智能设备的研发上尽快进入国际先进行列。
另外,海洋油气资源开采现在面临的主要挑战是要在水深超过3000至4000米的深海开采油气,需要开发全新的海底钻探和生产系统及其输送系统。另外,海底可燃冰的开采还没有成熟的技术经济性可行的装备,也需要攻克技术难关开发新型装备。海底还蕴藏着人类发展迫切需要的大量稀有矿产资源,但是,这些资源都在水深超过1500米至6000米的海底,要把这些资源在海底开采收集并输送至海面,难度极大,工程技术人员一直在潜心钻研攻克难关研制出开采装备以获取这些高价值的资源。
海洋可再生能源包括海洋风能、波浪能、潮汐能、温差能、海流能等,还有一些技术难题需要解决,一旦人类开发出了这种能把海洋可再生能源经济高效地转化成可以应用的能源的装备,人类就无需再为能源短缺而烦恼了。
海洋是一片尚未完全开垦的处女地,人类应该加快向海洋进军的步伐。未来通过深远海养殖方法大量获取鱼虾类资源,建设大量的“海洋牧场”,人类就拥有了几乎是取之不尽的“蓝色粮仓”。未来还可以建设海上城市,以缓解陆地的压力。随着技术的进步,人类建设海上城市的设想不是梦。
翁震平简介
翁震平院长于1978年至1982年在哈尔滨船舶工程学院自动控制系学习,毕业后进入中国船舶工业总公司702所工作,1992年至1993年在英国国家工程实验室做访问学者,1998年至1999年在荷兰海事研究所做访问学者。2005年至2006年担任中国船舶重工集团规划发展部副主任,2007年至2016年担任702所所长,2016年至2019年担任719所所长,2020年4月起担任上海交通大学海洋装备研究院执行院长。
翁震平院长在2014年至2017年担任国际学术组织ITTC执行委员会主席。2016年至2021年担任军委科技委某领域委员会委员。2009年至2017年担任军委装备发展部振动噪声专家组副组长。2008年至2017年担任中国造船工程学会船舶力学委员会主任委员。
翁震平院长是江苏省有突出贡献中青年专家,曾获国家科技进步二等奖一次,江苏省科技进步二等奖一次,多次获得国防科技进步一等奖、二等奖。
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