问题 1、究竟什么是深海?
目前国家对“深海科技”中的“深海”暂无官方定义,参考各领域的定义对其进行界定:1) 在海洋生态学领域,海域根据透光程度被划分为透光带(水深不超过 200 米)、弱光带(水 深 200 米到 1000 米)和无光带(水深 1000 米以深),深海通常被定义为“非透光带”(无 法进行光合作用),即水深 200 米及以深的海域;2)在海洋资源开发和海洋工程领域中, 国际石油大会根据水下矿产资源分布及开采作业难度,将水深 300 米以深的油气资源定义 为深水油气,而 1500 米以深则定义为超深水;3)在军事领域,深海早期被定义为水深 300 米及以深的海域(基于早期潜航器的实际潜航能力定义),随着后来潜艇及潜航器的技术发 展,该定义被延伸至 1000 米及以深,如俄罗斯的“波塞冬”核动力无人潜航器可下潜 2000 米执行作战任务。综上,我们认为“广义”的“深海”可定义为水深 200 米及以深(即水 深超过 200 米)的海域。

问题 2、深海价值几许?
过往海洋经济的重点集中在浅海区域,人类在浅海实现了油气开发、海上风电、渔业捕捞 等一系列经济活动,深海面积显著大于浅海(根据中国地质调查局,深海/浅海面积约占全 球海洋面积的 92.4%/7.6%),却远未得到充分地探索、开发和利用。 我们认为,国家探索和经略深海的底层动因或为实现“两个安全”,即“经济安全”和“国 防安全”。1)经济安全:深海拥有极为丰富的能源和矿产资源,开发深海能够保证我国在 极端条件下的能源和矿产供应安全;2)国防安全:深海是领海的自然延伸,极大拓展国土 防御的战略纵深,有助于衍生出基于新作战空间(深海)下的作战形式,更好实现“区域 拒止”的战略目标。 深海蕴藏丰富的能源与矿产资源:能源:a)油气:2021 年深海油气占海上油气总产量的 30%,全球重大油气发现有 70%来自超过 1000 米的深海,并且呈现逐年升高的趋势;b) 可燃冰:作为高效的清洁能源,根据美国科学家 Kvenvolden 在 1999 年的权威预测,全球 可燃冰资源量约为 2.1*10^16 立方米,相当于 21 万亿吨油当量,可供人类使用 1000 年, 而我国南海可燃冰储量约为 800 亿吨油当量。矿产:深海蕴藏 76 种矿产,仅太平洋海底含 约 30 亿吨钴,相当于陆地储量的 3000 倍,以深海的多金属结核(一种富含钴、镍、铜、 锰、钼和稀土等多种金属的深海矿产资源)为例,仅东太平洋 CC(克拉里昂-克利帕顿断 裂区)区多金属结核总量就达到 210 亿吨,超过了全球陆地的储量。
我们认为,深海资源开发有望改善我国陆地能源资源愈发稀少、矿产资源对外依存度较高 的现状,进而保证极端条件下我国的能源/矿产的供给安全。能源方面,根据国家统计局, 2023 年我国原油/天然气对外依存度分别为 73.0%/41.9%,从陆地能源禀赋来看,我国老 油田年产量递减率为 10%~15%(高于国际能源署公布的全球 800 个主要油田的平均年衰 减率 9%);矿产方面,根据中国工程院院士王运敏在 2022 年中国钢铁原材料市场高端论坛 上的介绍,截至 2022 年中国对外依存度大于 50%的矿种超过 10 种,其中铜矿/铁矿/铬矿/ 锰矿/钴矿/镍矿对外依存度分别为 78%/82%/98%/96%/95%/90%。
深海能更好实现“区域拒止”(Area Denial)的战略目标。区域拒止是指通过运用各种手 段,包括但不限于军事力量、技术装备、战术策略等,在特定的区域内阻止敌方自由行动 和获取优势,限制敌方在该区域的军事行动能力、影响力和行动自由,以达成己方的战略 或战术目的。深海作为领海的自然延伸,相较于海面、陆地和空中作战环境,深海作战部 署与作战样式更加灵活多样,具有空间范围大、活动自由度高、行动隐蔽性强等优势,更 易实施战略威慑和达成战略突袭。未来水下无人集群作战、水下有人无人协同作战、“空海 一体”联合对潜作战等新型的深海作战样式有望应运而生。掌握制深海权,不仅可以有效 确保己方水面水下的安全,还可以依托深海前沿部署战略威慑力量,形成对潜在对手关键 海军基础设施的有效制衡,深海作战或将成为决定未来海战胜负的关键因素。

问题 3、深海科技与低空经济/商业航天有什么关系?
我们观察到,低空经济、商业航天、深海科技(同属于《2025 年政府工作报告》定义的“新 兴产业”)共同构成了我国完整的空、天、海一体的空间资源开发体系。三者具有“三个共 性”和“一个差异”:
“三个共性”:前身有基础、政策定调高、科技含量高: 1)均有前身或雏形,有相关产业基础,并非突然兴起:商业航天的前身是卫星通信,低空 产业的雏形是通用航空,两大产业均在前身基础上持续发展,深海科技的前身则可追溯至 “海洋经济”,这些领域为深海科技的发展提供了早期的技术积累和产业基础; 2)政策定调高,呈现中央顶层规划先行、地方因地制宜推进的自上而下模式:三大产业均 契合国家的“空间资源开发”战略,且均具备“军民两用”的潜力。从时间维度看,商业 航天最早被列入“新质生产力”(或经济增长引擎)来重点培育,而低空经济、深海科技分 别在 2024 年和 2025 年的政府工作报告中被正式列入。从推进机制看,三大产业均是由中 央政府进行高规格定调后,再由各地政府分别出台相应的专项发展计划来进行推进落地; 3)具备硬科技属性,符合新质生产力方向:三大产业硬科技属性明显,产业发展和科技突 破相辅相成:I.商业航天能够带动航天发动机、卫星制造、通信导航、生物育种等众多领域 发展,涉及到火箭可回收、大规模星座组网、高精度导航定位等众多技术;II.低空产业能够 带来未来交通出行产业的革命,核心是飞行器的三化(电动化、网连化和智能化),以及配 套信息基础设施(通、导、监、管);III.深海科技是探索和经略深海的主要依赖,未来将有 众多业态场景,涉及到众多关键技术,包括耐高压耐腐蚀材料、基于水声&可见光的可靠通 信、耐高压耐腐蚀长寿命电池。
“一个差异”:商业航天、低空经济更加强调商业和经济属性,深海科技更侧重其科技和安 全属性: 综合应用场景和面向客户群体来看,三大产业均具备广阔的商业化潜力,但深海科技的核 心是保障经济、国防两个安全,前期需要泛政府类型客户提供投资支持,商业化并非短期 的重点,分别来看:I.商业航天在卫星互联网、卫星通信等传统应用中已有推进,太空旅游 已初步实现商业化,更远期的火箭洲际运输尚在探索中,商业航天面向的客户群体包含政 府、企业及个人消费者;II.低空经济已有部分场景(物流货运、文旅观光、医疗救援等)率 先落地等,之后在技术相对成熟后逐步拓展到城市空中交通等高频场景,从客户群体来看, 低空中飞行器和信息基础设施的受众主要为政府、企业客户,而城市空中交通等运营场景 则可面向广泛的个人消费者;III.深海科技的核心目的是保障经济安全和国防安全,客户群 体主要面向政府、特殊领域等,因此早期发展应由泛政府客户(公共部门)提供投资支持, 更加侧重其科技和安全属性。
问题 4、国外如何发展深海?
美、欧、日深海战略布局呈现三大方向:美国以军事主导构建深海霸权,欧盟以可持续增 长驱动产业化,日本以安全化战略重塑海洋强国。1)美国形成“政策体系+军事部署+科技 研发”三位一体格局,通过《21 世纪海洋蓝图》等顶层规划确立深海技术优先方向,同时 依托无人潜航器、海底基地等军事设施强化制海权,近年更将深海纳入“第三次抵消战略” 核心领域。2)欧盟通过“蓝色增长”战略推动海洋科技产业化,重点推进海洋观测数据网 络、海底基建防护和可再生能源开发。3)日本推行“海洋立国”战略,与国家安全相融合。 通过《海洋基本计划》构建“岛链要塞化+监控体系立体化+资源开发优先化”的军事-经济 复合体系,2023 年第四期计划写入研制自主式水下航行器(AUV)与无人遥控潜水器(ROV)、 开采稀土、推动“海洋数字化转型”、在专属经济区推动风力发电等举措。
问题 5、我国如何探索、开发和利用深海?
我们认为,探索、开发和利用深海的手段是“三深”(深潜、深钻、深网),而“三深”的 发展需要多类关键技术群的突破。深海具有极端的自然环境:1)无光照,水深 200 米以深 即进入弱光至无光区,光合作用终止;2)高压强,水深每增加 10 米压强递增 1 个大气压; 3)低温,深海大部分水温介于 0-3 摄氏度。为了在极端的自然环境下探索、开发和利用深 海,依赖“三深”,即:深潜、深钻、深网三大板块: 1)深潜:主要指各种进入深海进行观察、采样和作业的潜航技术和装备,主要包括载人潜 航器、无人潜航器及其他深潜器,代表性设备包括我国自研的蛟龙号(载人)、潜龙号(AUV); 2)深钻:主要指针对深海资源开发与工程作业所涉及的钻探和采矿技术与装备,主要包括 深海钻探平台、深海采矿车及其他深钻设备,代表性设备包括我国的“梦想号”大洋钻探 船; 3)深网:主要指海底布设的联网化信息基础设施,实现情报监视侦察(ISR)、信息通信 (Communication)、数据处理(Computing)等功能,涵盖态势观测网、数据通信网和计 算存储网,代表性项目包括中国南海科学观测网(观测网+通信网)、微软 Natick 海底数据 中心项目(计算存储网)。 “三深”的实现需要众多底层关键技术群的支撑,包括但不限于:材料技术(如耐高压、 耐腐蚀材料、耐腐蚀涂层材料、浮力材料等)、传感技术(高精度压力传感、高灵敏温度传 感、高可靠位移传感等)、通导技术(如基于水声&可见光的水下可靠通信、水下高精度导 航定位)、能源技术(如耐高压耐腐蚀长寿命电池等)等。

2025 年我国政府工作报告首次将发展“深海科技”列入工作任务,后续各省市有望陆续出 台跟进政策。复盘我国海洋产业的发展历程与战略,我们可以分为以下四个阶段:1949-1977 年的漫长准备阶段、1978-2002 年的探索起步阶段、2003-2011 年的快速发展阶段和 2012 年至今的转型发展阶段。十四五以来,《国家“十四五”纲要》、《关于推动未来产业创新发 展的实施意见》、《关于推动海洋经济高质量发展若干政策的通知》、2025 年《政府工作报 告》等重要政策文件均提及深海科技与开发,其中 2025 年《政府工作报告》首次将“深海 科技”与“商业航天、低空经济”并列纳入新兴产业范畴,标志着深海科技从科研探索正 式迈向产业化发展阶段,开启我国海洋经济向深海跃迁的新篇章。
我国顶层政策导向也为地方政策制定和产业布局提供了明确方向。目前,山东、江苏、浙 江、福建、广东、海南等沿海省份海洋政策均提及深海领域,上海、青岛等城市在 2025 两 会后已率先响应出台专项规划,加速深海科技产业化落地。目前,地方层面的政策工具包 逐步成型,未来有望进一步细化技术攻关、产业扶持与平台建设等配套措施,推动形成“中 央战略牵引-地方场景落地-企业创新突破”的协同生态。
深潜-我国具备优异产业基础,材料/动力/通信导航技术有望优化
深潜的核心装备-潜航器。潜航器是一种具备水下自主航行、作业及探测能力的深潜装置, 其核心功能包括海底采样、环境监测、目标搜寻与打捞等,可分为载人潜航器(HOV)和 无人潜航器(UUV)两大类。以我国典型的载人潜航器“蛟龙号”为例,其主要组成包括: 1)载人舱、外壳与压力舱(包括钛合金载人球舱、船体外壳、观察窗等);2)推进与作业 系统(推进器、稳定翼、机械手、采样篮等);3)动力与电源系统(银芯蓄电池、辅电池、 液压源等);4)传感与通信系统(超短基线声呐、水声通信系统、图像声呐、避碰声呐); 5)生命支持系统(载人环境控制系统、紧急逃生设备等)。

我国深潜器装备能力持续提升,不断刷新我国下潜深度纪录。我国在深潜技术设备方面已 有数十年积淀:1)载人潜航器(HOV)方面,1986 年我国第一台专用型载人潜航器 7103 救生艇研制成功,2009 年到 2020 年,我国先后推出自主研发设计的多功能载人潜航器“深 海勇士号”、“蛟龙号”和“奋斗者号”,最大下潜高度分别可达 4500/7000/10000 米,广泛 用于海底资源/生物探测、水下作业等,国产化率均在 95%以上;2)无人潜航器(UUV) 在勘探、救援等领域实现规模化应用,我国成功研制了 1500 m 级“海象”号、3500 m 级 “海龙Ⅱ”号、4 500 m 级“海马”号、6 000 m 级“海星 6000”号等 ROV;先后研制了 6 000 m 级“潜龙一号”、4 500 m 级“潜龙二号”、4500 m 级“探索 4500”和 4500 m 级 “潜龙三号”等 AUV,以及万米级“海斗一号”ARV、300 m 级~7000 m 级“海翼”号 AUG、1500 m 级~万米级“海燕”系列 AUG 等。
2028 年我国无人潜航器市场规模有望达 145 亿元。根据观研天下及智研咨询数据,2023 年全球无人潜航器市场规模为 570 亿元,其中美国/欧洲/亚太占比分别为 40%/30%/21%, 中国占比约为 8%,即 2023 年中国无人潜航器市场规模为 45.6 亿元,同比提升 23%。展 望未来,观研天下预测到 2028 年全球无人潜航器市场规模为 850 亿元,2023-2028 年市 场规模 CAGR 为 8%,考虑到我国自 2025 年开始将深海科技列入新兴产业大力发展,未来 随着深海场景逐步落地,深潜作为重要的技术手段有望持续受益,我们根据以上结果合理 预计 2024-2028E 我国无人潜航器市场占全球的比重为 9%/10%/12%/15%/17%,对应 2028 年我国无人潜航器市场规模为 144.5 亿元,2024-2028 年市场规模 CAGR 为 26%。
我国发展“深潜”具备优异的产业基础和明确的技术突破路径:
1)产业基础优异:潜航器产业链有望复用我国机器人/新能源车产业链中的成熟技术经验
我国潜航器产业链与机器人/新能源车产业链高度重合,两大产业培育出的能源、控制、机 电、材料等成熟技术可规模化移植到各类潜航器产业链中。我们看到:1)机器人方面,我 国机器人产业链和潜航器产业链在上游矿产资源、中游原材料及核心零部件方面有较高的 重合度,如潜航器同样将用到钛、铝、镍等金属矿产,钛合金、镍合金、陶瓷、碳纤维复 合材料等原材料,机器人产业链所培育的机械手、传感技术、控制技术、通导技术等先进 经验也可迁移至潜航器中;2)新能源车方面,除矿产资源重合外,新能源汽车产业经过多 年迭代的电池、电机技术经验也可复用。 从我国产业发展基础角度看:1)能源方面,以电池为例,根据 SNE Research,2023 年中 国厂商动力电池装车量占全球 6 成以上,全球 TOP 10 厂商中中国独占 6 席;2)控制方面, 以智能控制器为例,根据华经产业研究院,2022年中国智能控制器市场规模达30643亿元, 占全球的 25%;3)机电方面,以工业电机为例,根据维科网,2021 年中国工业电机规模 占全球的 32%,领先于美国(26%)、欧盟(19%);4)材料方面,以钛合金材料为例,根 据中国有色金属工业协会《2021 年中国钛工业发展报告》,在钛合金的原料海绵钛的产量 层面,2021 年我国海绵钛在全球产量占比已提升至 61.6%(同比+7.2pct),2021 年我国钛 合金总产量约 13.59 万吨。
2)发展路径清晰:潜航器的材料技术、动力推进系统、水下导航和通信技术有望进一步突 破
#1 材料技术:材料是深海装备的基石,深海装备总体向着大型化、大深度、长周期、全海 域、多功能、无人化等方向加快发展,对材料的核心性能、大规格制备、长寿命服役、宽 温域适应性、多功能特性等提出了更高的综合要求。目前,钛合金仍是深海潜航器耐压壳 体的主体材料,国产钛材焊接工艺逐步成熟。例如,由中科院金属所研发的 Ti62A 新型钛 合金,在韧性与可焊性对标 Ti64 合金的同时,强度提升 20%,支撑“奋斗者”号万米级载 人舱制造,耐压强度超 110MPa。随着水下潜航器对潜深与承载需求的增大,潜航器耐压结 构的发展受到金属材料性能的制约,具有更高比强度且兼具较好耐腐蚀性的纤维增强复合 材料、陶瓷材料及玻璃材料等非金属材料在耐压壳体上逐步开始应用。在密封材料方面, 目前深海耐压结构主要采用橡胶密封,近年来钛镍合金成为备受关注的新型类橡胶金属密 封材料,中国科学院金属研究所设计的钛镍合金多种密封结构已应用于万米水下滑翔机浮 力调节系统和深海工艺孔的密封结构。

#2 动力推进系统:动力推进系统是潜航器的“心脏”,通常由能源、电机/发动机、推进器 等部件组成,动力推进系统主要以电动力为主,通过电池驱动电机为航行提供动力。在能 源供给方面,目前应用较多的动力能源是锂系列电池,更大容量、更高能量密度以及环保 清洁的能源(如新型锂电池、高功率密度燃料电池)是未来发展方向。在推进系统方面, 永磁无刷电机联接螺旋桨作为推进常用装置,因其比功率大、调速范围宽泛,可同时满足 特殊场合下 UUV 对低速巡航和高速冲刺的应用需求。同时,为提升 UUV 隐身性能,低噪 声高机动推进器成为重要的技术发展方向。
#3 水下导航与通信:导航与定位系统是潜航器的“眼睛”,可提示空间位置、姿态、速度、 时间等运动状态关键信息,目前水下潜航器导航定位水下导航定位技术以惯性导航为主, 以航位推算导航、地球物理匹配导航和水下声学导航等多种导航定位技术为辅,从而抑制 或修正惯导误差,以提高导航系统的性能指标。水下通信方面, AUV 执行任务需要与母船 或海上平台进行通信和数据传输,多 AUV 协同作战也需要及时的信息传输与共享。相比于 电磁波与可见光(激光)通信,低频声波在水中的传播损失较小,当前可实现最大通信距 离上千公里,最大通信速率 10~100 bps 的数据传输,这也使得水声通信成为百米以深的 海区中当前唯一成熟可用的远距离通信方式。未来 AUV 通信技术将朝着提升通信可靠性与 速率、通信技术组合化(例如结合光通信高传输速率与水声通信长传输距离)、通信方式网 络化、通信对象多元化、通信对象小型化等方向迭代发展。
深网-数据通信、态势观测、计算存储三网,构筑水下信息长城
海底数据通信网的核心-海底光缆。目前地球约有 71%的表面积被海洋占据,全球近 200 个 国家中仅有 44 个没有海岸线的内陆国,因此绝大部分的国际通信都是跨洋通信。卫星通信与 海底光缆同样可以用于跨洋通信交流,但是卫通的带宽提供能力相较于海底光缆明显不足, 寿命一般为 10 年左右,海底光缆的寿命为 20-25 年,因此海底光缆为跨洋通信的主要方式。 TeleGeography 报告显示,全球 95%以上的国际数据通过海底光缆进行传输,海底光缆是当 代全球通信最重要的信息载体。
更替周期与带宽需求反弹引发海底光缆新建需求。据 STF 数据披露,从 2014 至 2024 年, 全球对海底光缆共投资约 173 亿美元,70 多万公里。从海底光缆近 30 年来的发展历程来 看,海底光缆曾有 2 次建设高潮:一是 1999-2002 年,互联网泡沫形成到破灭时期,需求、 技术进步以及大量资金投入等因素相结合,大大促进了海底光缆行业的发展,大量海底光 缆建成并投入使用;二是 2009-2012 年,数据中心成为驱动国际海底光缆建设的最大驱动力, 国际海底光缆又迎来了一个建设小高潮。全球 40%的海缆是 2000 年之前建设的,根据海 缆 20-25 年的使用寿命,目前海缆已经处于新旧的更替周期。据 STF 预测,2025 年全球海 底光缆投资额有望达 36 亿美金,同比提升 116%。 全球 AI 算力需求旺盛,字节、Meta、谷歌加大投资海底光缆。据 The Information 2024 年 12 月 31 日报道,字节跳动预计 2025 年将在人工智能芯片、数据中心以及其他硬件(如 海底电缆)上花费超过 200 亿美元。此外,Meta 计划投资 100 亿美元建设 4 万公里全球海 底光缆,谷歌投资 10 亿美元与日本 NEC 公司合作,建设连接日本和美国的两条海底光缆 Proa 和 Taihei,其中 Proa 项目连接日本、北马里亚纳群岛联邦(CNMI)和关岛;而 Taihei 项目直接连接夏威夷和日本。谷歌还计划扩展 Tabua 海底光缆项目,延伸到夏威夷,从美 国通往斐济和澳大利亚。Tabua 光缆项目由 SubCom 公司负责建设。谷歌还表示,它将 在夏威夷、北马里亚纳群岛和关岛之间建设一条互联光缆,以连接跨太平洋航线,提高其 可靠性,减少太平洋岛屿和世界各地用户的延迟。
我国海底光缆累计里程(截至 22 年)位列全球第四,华海通信在全球海底光缆交付长度中 位列前茅。根据中国信通院《全球海底光缆产业发展研究报告(2023 年)》援引 TeleGeography 数据,截至 2022 年底,全球已投产海缆条数 469 条,总长度超过 139 万 公里,从海缆集成厂商角度来看,具有全球跨洲际交付能力的海缆集成商只有 4 家,分别 为美国 SubCom、法国 ASN、日本 NEC 以及中国华海通信,华海通信按海缆长度计算全 球市占率分别为 18%,位列全球第三。华海通信是目前中国唯一具备海底光缆、海底接驳 盒、中继器、分支器研发生产制造能力、跨洋通信网络系统解决方案提供能力以及跨洋通 信网络系统建设能力的全产业链公司,截至 2023 年末,全球海底光缆交付里程数已累计突 破 94,000 公里。
海底态势观测网-实现海中全天候、原位、连续观测。海底观测网是人类观测海洋的新型平 台,可实现海洋由海底到海面的全天候、原位、长期、连续、实时、高分辨率和高精度观 测,对海洋科学发展起到重要的支撑作用。国家地方政策均支持海底观测网加速建设,《国 家重大科技基础设施建设中长期规划(2012-2030 年)》中,海底观测网的建设放在 16 项 优先安排的重大科技基础设施的首项,浙江、江苏、广东等沿海省份出台规划,支持海洋 观测网产业发展。 从海底观测网的构成来看,海底光缆、接驳盒、观测设备及平台为基础组成部分。海底观 测网由海底主基站、观测设备适配站、固定和移动观测平台、观测仪器以及大量海底光缆 (一般也可为光电复合缆)构成。如我国南海深海海底观测网系统以海南为岸基站,通过 150km 海底光电复合缆连接多套海洋化学、地球物理和海底动力观测平台。
我国紧追美加日欧脚步,南海、东海海底观测网项目显著提速。与美国、加拿大、日本、 欧洲等国家或地区相比,我国海底观测网建设起步稍晚:2017 年 3 月,国家发改委正式批 复《海底科学观测网国家重大科技基础设施项目建议书》,主要建设内容包括三大部分:东 海海底观测子网、南海海底观测子网、监测与数据中心及配套工程,总投资逾 21 亿元。2024 年 10 月,东海海底观测子网缆系主干系统工程建设正式启动;2025 年 3 月,南海海底观 测子网项目汕头段工程施工开工,两地项目的密集启动标志着我国海底科学观测网迈入全 面建设的冲刺阶段。展望未来,我国将积极参与全球海洋立体观测网建设,加强深远海海 底观测探测能力,拓展海洋观测探测业务领域,为我国海洋观测装备产业提供广阔发展空 间。
海底观测网关键设备:海底接驳盒、光电复合缆、传感器(如水听器)等技术持续突破。 海底接驳盒是海底观测网最核心、最复杂的组网装备,其功能是将多个设备在水下连接, 并实现设备之间的电能传输和信息交互的集中管理。海底接驳盒需长时间面临海底低温、 高压、高湿、强腐蚀的挑战,研发难度高,关键技术包括远距离通信、远距离电能传输、 水下机电系统集成等技术。据《海底观测网技术研究与应用进展》(吕枫等,2022 年),国 内涉海单位已基本完成关键技术积累和组网装备研制,同济大学、浙江大学和中国科学院 沈阳自动化研究所等单位研究了海底观测网的核心组网装备(海底主接驳盒、次接驳盒), 其中,同济大学主持研制的第二代海底观测网核心组网装备总体指标与国际先进产品相当, 且具有更大功率和更高功率密度。 海底光电缆、中继器、分支器方面,我国厂商技术水平领先,容量和可靠性持续突破,为 海底观测网提供信息高速公路。例如,亨通光电旗下华海通信率先推出全球首个 32 纤对海 底光缆解决方案,可实现单系统万公里级传输容量突破千万亿比特(Petabit),同时具备 20kV 耐压能力,可在 8000 米水深下稳定运行 25 年。 光纤水听器等传感器具有灵敏度与智能化水平,构成了海底观测探测网的“感知神经末梢”。 光纤水听器具有灵敏度高、动态范围大、抗电磁干扰能力强、结构灵巧、易于大规模成阵 等特点,能够适用于多种恶劣环境中,产生了岸基阵、拖曳阵、舷侧阵、潜/浮标等多种应 用形式,下游可用于现代海军反潜作战及水下兵器试验检测、海洋石油天然气勘探、海洋 地震波检测以及海洋环境检测等军民用场景。根据长盈通 2023 年报,由光纤水听器构成的 海防传感网络系统是目前正在开发的新型防卫系统,该系统已开始用于海上边防和重要地 区的海防警戒;水声探潜方面,随着潜艇噪声降低,传统的电声纳探测器灵敏度接近极限 值,光纤水听器也将大有用武之地。我国光纤水听器在 2002 年由中科院声学所、国防科技 大学等单位联合进行了第一次海试试验,目前中电科 23 所、长城海盾、普惠海洋等国内多 家单位研发进展较快并取得一系列成果,岸基阵列水听器等产品已进入批量应用阶段。未 来,光纤水听器将朝着以下几大方向发展:深海化、远程化、高灵敏、低本底噪声等。
海底计算存储网——依托于海洋环境的超低能耗数字基座。海底数据中心(UDC)是将服 务器等 IT 设施安装在海底密封的压力容器中,用海底复合缆供电、并将数据回传至互联网 的数据中心。UDC 的解决方案主要由岸站、海底高压复合缆、海底分电站及海底数据舱四 部分组成。岸站通过复合海缆向海底分电站进行高压输电;海底分电站内部进行高压变电 并实现智能化的开关功能;数据舱内部通过配电实现对每个 IT 设备的电力供应,并将产生 的热量通过冷却系统散入海水中。
根据《海底数据中心产业发展研究》(绳雯,2023 年)梳理,相对于传统陆上数据中心,海 底数据中心具有“三低、三高、两省”的优势,是数据中心绿色发展的重要方向。“三低” 是低能耗、低成本、低时延:利用海水冷却,单舱 PUE 低于 1.10;25MW 的典型规模下综 合成本比陆上 IDC 有 29%的优势,运维成本有 22%的优势;距离一线城市小于 100km,可 满足一线城市的网络高速需求。“三高”是高算力、高可靠性、高安全性:单机柜功率 15kw~35kw,相比传统陆上 IDC 功率密度提高 5~7 倍;舱内充满惰性气体,隔绝氧气和水 蒸气的腐蚀,使得故障率仅为陆上的 1/8。“两省”是省资源、省工期:海底数据中心陆地 上的岸站部分占地极少,只有三分之一;数据中心模块为预制化生产,工业化部署,90 天内 即可完成从工厂安装、调试到实际运行的建设全过程。 与此同时,UDC 相比传统陆上 IDC 具有更高的技术挑战。海底数据舱舱体的设计既要满足 精密元件和管线电缆的安装和开孔要求,又要满足在水下长期承压、密闭防水的性能要求, 从方案研究、工程化设计、建造到测试都有较高的而技术难度。同时,由于 UDC 部署于海 底,且通常设定的回收周期是 5 年,若要内部维修需要把整个数据舱拉出海面后再进舱处 理,遇到紧急情况可能无法达到及时处理故障的要求。
海底数据中心探索最先源于微软,我国率先落地商用。海底数据中心的创新实践始于美国 微软公司 2015 年启动的“Natick”项目。微软通过将服务器封装于惰性气体环境中并沉入 苏格兰海域(2018 年部署 864 台服务器),验证了海底数据中心的高可靠性(故障率仅为 陆地机房的 1/8)与节能潜力(PUE 值低至 1.08)。然而,微软项目止步于技术验证阶段, 未进一步商业化推广。我国在 UDC 领域已由海兰信公司率先实现全球首个商用项目落地。 2020 年,海兰信启动海底数据中心(UDC)研发,2023 年,其海南示范项目一期工程竣 工,单舱重达 1300 吨、直径 3.6 米,搭载 675PFlops 算力。该项目采用无动力驱动散热系 统,PUE 值低至 1.076,较陆地数据中心节能 30%以上,每年节省用电 1.22 亿千瓦时、淡 水 10.5 万吨。

未来海底数据中心将深度整合海洋可再生能源,形成“绿电-算力”协同生态。作为新型数 字基建的核心载体,海底数据中心正加速与海上风电产业融合,形成“算电协同”的集约 化发展模式,该模式具备多种优势,包括基础设施共建共享、绿电直供降低成本、消纳绿 电提升效率等优势。2024 年 9 月,上海临港海底数据中心项目正式启动,该项目依托临港 海上风电一期/二期项目建设,实现了水下数据中心与海上风电结合,打造国内首个“海上 风电+海底数据中心”的绿色零碳新基建项目。数据中心总负荷为 2.4 兆瓦,内部配备 192 面 10.5 千瓦的机柜,采用创新的海水自然冷却系统和海上风电直供方式进行运行。
深钻-从“下海”到“入地”,问深海要资源
深钻技术是以海底为起点向地球深部延伸的综合性技术体系,涵盖资源勘探、地质研究及 海底基地建设等领域,旨在获取地球深部岩石、沉积物样本以研究地球演化规律、开发油 气及矿产资源,核心特征包括超深(千米~万米级)、高压(压强>140MPa)、高温(温度 >200℃)的极端环境适应能力。按照钻探对象和应用领域划分,深钻可分为深海油气开发、 深海采矿、深海科学钻探三类。 深海油气开发潜力大,我国加快渤海、南海油气开采。深海油气存在明显产储错配(近 10 年深海油气占全球新增储量超 60%,截至 22 年底深海油气产量仅占世界总油气产量 6%), 同时深水区油气探明率低,开发空间大。同时,随着油气开发装备性能和技术的快速发展, 深海油气开发成本大幅降低,全球深海油气开发正加速向超深水和高温高压地层拓展。从 产业基础看,我国深海油气作业技术水平持续提升,产业链不断发展成熟:深水钻井平台 是勘探和开发深海油气的核心设备,近年来中国的深水钻井平台技术在全球范围内取得显 著进展,代表性平台包括“海洋石油 982”、“蓝鲸 1 号”以及“蓝鲸 2 号”等;其余深水 钻井关键工具装备包括随钻测井及导向钻井系统、深水表层导管、水下井口、水下采油树 等。目前我国渤海海域油气开发正处于快速发展期,南海海域油气资源量丰富、开发处于 发展初期,未来在南海深水领域的油气资源将对我国深海油气开采产业提供重要的发展驱 动力。
深海采矿是深钻新兴方向,逐步进入试验开采阶段。深海矿产开发聚焦多金属结核(铜、 钴、镍)、富钴结壳及可燃冰等,典型的海底采矿方案通常包括海底集矿机、提升泵、提升 硬管、水面支持系统等。目前,海内外已完成深海采矿海上试验,验证了技术方案可行性, 逐步推进深海矿产的商业化开发。我国自 20 世纪 80 年代开始深海采矿研究工作,1999 年 中国首次通过国际合作完成南海大洋钻探航次,验证了区域地质理论。2010 年代起,我国 开始推进深海采矿自主研发突破, 2018 年,“鲲龙号”海底采矿车完成 500 米级海试,定 位精度达 0.72 米;2021 年上海交通大学“开拓一号”突破 1305 米深海试验,迈出工程化、 智能化第一步。“十四五”阶段我国正式进入深海采矿的技术跨越期,2024 年,“开拓二号” 实现 4102.8 米深海试采,创下 6 项国内纪录,包括复杂地形高机动行进、多矿类复合钻采 等核心技术。未来我国深海矿产开采的技术发展方向包括突破核心装备开发能力、提升装 备深水运行可靠性、加强基础装备与基础元器件国产替代等。
深海科学钻探——国际合作的科学高地。深海科学钻探是直接了解地球内部的关键手段, 核心目标是突破地壳与地幔的界面(莫霍面),获取地幔样本。国际大洋钻探计划(IODP) 主导深海地壳研究,其核心成果包括验证海底扩张理论、发现深部生物圈、揭示南海张裂 机制。1998 年我国正式加入大洋钻探计划,1999 年南海 ODP184 航次实现零突破, 2014-2018 年完成 IODP349、367/368 航次,钻获玄武岩基底样本,修正南海成因模型; 2024 年,我国“梦想号”大洋钻探船正式入列,突破万米级(11000 米)的钻探能力,标 志着我国深海探测关键技术装备取得重大突破。
市场空间:安全相关重点应用有望率先落地,产业远期发展空间广阔
按性质可将深海科技应用场景分为三类:1)生产作业类:包括深海资源勘探与开发、深海 采矿作业、深海工程作业、深海基础设施建设与维护、深远海风电、深海种植等;2)公共 服务类:包括深海观测/探测、深海环境监测与预警、海洋安全与国防应用、深海救援及应 急响应等;3)深海消费类(相较前两类应用,消费类场景偏低频,该类型应用场景偏向于 探索):包括深海文旅观光等体验型场景。 我们认为,未来随着深海科技各项技术、装备的逐步成熟,围绕经济安全(如资源开发) 和国防安全(如观测网建设)的重点应用场景有望率先落地,如深海机器人、深海油气、 深海采矿,海底数据中心(UDC)、深远海风电、海底观测网等;在这个基础上,国家或探 索更多新兴场景(包括深海文旅观光、深海娱乐等)落地的可能性。深海经济的商业化场 景落地需要突破的瓶颈包括:材料加工与设备运维等降本、部分关键技术环节卡脖子、深 海装备智能化水平与可靠性、高研发投入后如何商业化闭环等。

从市场空间来看,未来深海科技相关市场规模有望达万亿。根据中国自然资源部《2024 年 中国海洋经济统计公报》,2024 年我国海洋生产总值首次突破 10 万亿元,达到 10.54 万亿 元,同比增长 6.4%,占国内生产总值的比重为 7.8%。根据麦哲洞察预测,25 年我国海洋 生产总值有望超过 13 万亿元,届时深海科技相关产业规模或将占 25%以上,即超过 3.25 万亿元。我们认为,随着深海科技应用场景的逐步落地,未来深海科技产业规模有望进一 步扩张,我们根据麦哲洞察的预测结果,合理预期 2026E-2028E 我国海洋经济生产总值规 模 CAGR 为 7.3%,深海科技产业将贡献主要增长,预计 2026E-2028E 我国深海科技相关 产业规模 CAGR 为 11.8%,2026E-2028E 深海科技相关产业规模占海洋经济产值比重为 26.5%/27.5%/28.3%,预计到 2028 年我国深海科技相关产业规模有望达 4.54 万亿元。
产业链梳理:具备三大特征的产业链公司有望快速发展
我们认为,具备以下特征的产业链公司有望受益深海科技产业发展:1)国家级项目核心供 应商,政策红利确定性高,相关订单有望率先落地;2)技术壁垒高、国产替代需求迫切环 节,如水听器、高精度传感器、水下通信导航系统等,有望在关键技术攻关中取得较大进 展;3)具备商业化场景验证能力的公司,助力产业走向商业闭环。通信板块深海科技产业 链标的包括:1)深远海风+海底观测网核心参与方:中天科技、亨通光电等;2)海底观测 网光纤水听器核心供应商:长盈通等;3)水下通信与导航设备商:海格通信、华测导航、 邦彦技术等。
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