2025年国防军工行业分析:深海科技,国家战略新引擎驱动,深海产业迎1_10跨越式发展

深海科技建设上升至国家战略,万亿市场有望持续扩容

深海科技与海洋经济是创新驱动与需求牵引的共同体

深海科技是引擎:它解锁深海资源,创造全新产业,赋能传统产业升级,并为可持续发展提供科技支撑。 海洋经济是载体与动力:它定义了深海科技的应用场景和价值实现路径,为科技研发提供持续的需求牵引和资源投入。

深海科技包含深海防护、深海探测、深海资源开发等内涵

深海科技主要围绕深海安全保护、深海探测、深海资源开发等方向展开,具有较强军民融合性。

海洋强国与海洋强省协同,地方政策密集催化可期

参考低空发展路径,深海科技有望迎来进一步政策催化,中央+地方形成发展协同,东南沿海城市或成为产业发展风向标。 《“十四五”海洋经济发展规划》提出,支持深圳、青岛、宁波等强化海洋功能和特色,加快建设一批现代海洋城市。近期, 国务院陆续批复一批城市的《国土空间总体规划(2021——2035年)》,青岛、天津、深圳、大连、宁波、厦门、秦皇岛等 城市被新赋予现代海洋城市的城市性质和定位。

上游环节拆解:深海建设基础环节,产业化有望率先突破

声呐:声学组网是深海体系建设“基座”

声波是人类迄今为止已知可以在海水中远程传播的 主要能量形式,优于无线电波、低频电磁波和光波。 水下具有深海声道轴、可靠声学路径等通路,深海 中水声传输具有先天优势。

声道轴:约在水下1000米处,声速具有最小值,由 于传播衰减远小于其他区域,故通信距离可达数千 公里。由于海洋表层的扰动不影响深处的声速分布, 深海声道现象是非常稳定的。

可靠声路径:从靠近海面的某个声源深度开始,延伸 到位于声道轴另一侧的共轭深度附近为止,该深度 通常接近海底。工作在(或低于)共轭深度的接收发射装置可获得非常稳定的信号传输、很低的环境 噪声以及较小的传输损失。

声呐是利用声波对水下目标进行探测、识别、定位 以及通信的设备,通常由换能器基阵、电子机柜和 辅助设备构成。

军用:声呐系统一直是各国海军进行水下监视、侦 测、攻防的“利器”。如对水下目标进行探测、分 类、定位和跟踪,在水下通信、导航,保障各类水 面舰艇、水下潜艇、反潜飞机的战术机动和水中武 器使用。

民用:声呐系统在经略海洋、发展国民经济等方面 也同样不可或缺。如水下探测鱼群、海洋石油勘探、 船舶导航、水文测量和海底地质地貌勘测等。

水声行业空间增长逻辑: ① 水下建设基座环节:声呐有望随水下有人无人设备放量,水下监听网建设加速而受益。 ② 耗材替换:声呐湿端长期处在高盐潮湿腐蚀环境中,有耗材替换需求。潜艇声呐阵维修空间约5年,潜浮标替换周期约1-3 年。 ③ 五代声呐机升级:信息化需求牵引追赶,加速研发新一代声呐系统,声呐设备存在升级替换空间。我国部分声呐产品处于 世界一流水平,整体有差距。声呐未来向集主/被动、多频段、多功能于一体;低频、大功率、共形阵和自适应基阵处理; 多基地协同探测方向发展。 ④ 国产化替代:传感器国产替代市场空间巨大。传感器是构建海洋观测能力的基础和前提。对比国际先进,国产化海洋传感 器技术整体水平仍处于“跟跑”阶段。根据《中国工程科学》2023年25卷文章,我国约70%的近海、常规传感器实现国产 化;但超过80%的深远海、高端传感器依赖进口,潜在的市场垄断和技术封锁不可忽视。国产原位在线生态传感器的长期可 用性仍待提高。在传感器通用技术方面,受工业基础、原材料、关键元器件等制约,敏感元件、微弱光电信号检测与处理、 功能材料等系列关键技术尚存差距。

综合电力推进:舰船动力系统重要变革

全电力推进系统:舰船全电力推进系统(FEP)是21世纪以来舰船动力系统最重要的变革之一,舰船全电推进系统是指由原动机(柴油机、燃 气轮机或核动力系统)发出的全部功率用于带动发电机发电,这些电能再由舰船综合电力系统进行分配,一部分提供给电动机带动螺旋桨 做功,另一部分提供给舰上武器系统、电子系统使用。

目前:全球大部分舰船采用机械推进与电力推进相结合的方式,称为混合推进系统:航速大于设定值时(如12节),舰上由燃气轮机通过 主齿轮箱带动主轴驱动螺旋桨推进,当航速低于设定值时,则由舰上的交流电机接入主齿轮箱进行驱动。电力推进航速较低,无法满足 高速巡航的需要。

电推优点:降低燃料消耗提高推进效率;为舰船提供充足的电力,供电子系统、武器系统使用;更安静。

随着电磁武器、激光武器、高功率雷达等先进武器逐步上舰,全电推进越来越受到军事强国的青睐,英国、法国、美国等都在积极部署 全电推进舰船的研发建造。

参考“弗吉尼亚”核潜艇的各系统价值占比,动力系统占比达到12%,是潜艇除了建造成本外价值量最大的部分。“替换”+“新研”双 轮驱动,有望最先受益。

中游环节拆解:有人无人平台加速放量,水下基础设施加速建设

舰船:美国再次上调造船预算,舰船军备竞赛愈演愈烈

有人舰艇是整个水下攻防体系的核心,是能量支援中心和指挥中心,负责水下攻防体系的整体指挥决策、兵种投送、火 力打击等重要职能,并可为其他潜航器等无人装备提供能源。既担负着水下攻防体系的统一指挥控制功能,又是集火力 打击、战略威慑、兵力投送等为一体的大型综合作战装备。 2025年美国再次上调造船预算,未来30年投入3400亿美元(原规划2550亿)采购合计364艘舰船,目标是构建一支由381 艘战斗部队舰船和134艘无人水面及水下航行器组成的舰队,总兵力达到515艘海军平台。 美国十分重视水下战斗力建设,核潜艇成为美海军未来采购主力装备,根据美国会预算办公室,2025-2054年完成75艘核 潜艇采购(包含下一代攻击潜艇)。

UUV:参考美Pipeline,(超)大型UUV平台或加速放量

2017年,美国成立了第一个水下无人中队(UUVRON-1),现已正式上升为与潜艇中队平级的作战单位。并在此基础上建立了潜艇发展中队 (DEVRON-5),搭配无人潜航器,验证潜艇与无人潜航器水下协同作战能力。 UUV向长航时、远航程、大深度、多任务集成方向发展。从设计层面看,UUV在航速、航程、负载和多任务性能上难以做到均衡,因此,加大 航行器体积,研制大型或超大型UUV成为解决现有问题的有效途径。美要求在2025年大型AUV具备综合任务处理能力,包括反水面、布雷、 反雷、海底战、电磁战、诱骗、和综合信息交互。 美国积极部署(超)大型UMV研制,根据美审计署统计,2022年海军有六项大型无人海上平台在研发过程中,包括“蛇头”超潜深大型 UUV和“虎鲸”超大型UUV,目前处于试验阶段,预计分别在23年和25年转入批产阶段。美国计划在26、27、28年各采购一架“虎鲸”超大型UUV,均价约1.15亿美元。

海底监测网:各省市政策加码,海底监测网有望迎跨越发展

意义:海洋观测是认识海洋、保护海洋、经略海洋的基础性工作,建设海洋观测网是提升海洋综合实力的重要抓手。海 洋观测网在国家海洋战略中兼具资源开发与安全保障作用,成为国家综合实力的体现。自党的十八大以来,“海洋强 国”“一带一路”“长三角一体化”等国家重大战略目标的实施,对我国开发利用海洋资源、综合管控海洋的能力提出 了更高的要求,我国海洋事业迎来历史上最好的发展机遇。目前我国海洋监测网主要用于自然资源综合管理和社会服务, 未来有望实现和军事作战需求有机结合。

发展:海洋观测网建设是我国重要课题。在“十二五”和“863计划”的支持下,2017年我国海洋领域第一个国家重大科 技基础设施——国家海底科学观测网立项,建设周期5年,总投资逾21亿元。由同济大学牵头、中国科学院声学研究所共 建,将在我国东海和南海的海底,分别建立主要基于光电复合缆连接的海底科学观测网,实现从海底向海面的全方位、综 合性、实时的高分辨率立体观测。福建、广东、浙江等海洋强省已逐步构建起立体化海洋观测网,并向智能化、多场景 融合、区域协同等方向升级。

政策:2019年我国编写《全国海洋观测网规划(2021~2030)》,广东、辽宁、上海等省也发布中远期海洋观测网规划。 根据《上海市海洋观测网规划(征求意见稿)》,上海规划在市管辖海域及毗邻海域建设海洋观测站点合计100个,其中 新建站点58个,升级改造站点42个。后续各沿海省市规划有望陆续下达。

下游环节拆解:攻防体系建设加速,军民融合拉动深海产业增长极

水下攻防:水下对抗体系建设将有效拉动深海科技建设

水下攻防对抗体系是指跨域作战单元按照统一部署,综合运用探测、指控、打击、保障等作战要素,形成执行水下攻防 作战任务的有机整体。既是动态、开放的复杂网络,又是水下战场探测感知、信息传递、指挥控制、决策交战、综合评 估等全过程相关的作战资源有序集合。这一体系内的各分系统在功能上相互作用、性能上相互补充。

水下攻防对抗体系通过潜艇平台快速、有效地组织执行各种水下作战任务,再利用水声数据链将多种作战平台和信息节 点有机联合。通过建立水下信息优势,实现水下战场态势感知和高度共享,快速指挥先敌行动和部队行动,执行联合水 下打击任务,封锁敌潜艇进出水道。

油气开采:油气开发,挺进深海

随着技术的进步,全球油气勘探活动不断向浅水、深水(300-1500m)、超深水(>1500m) 突破,近年来深水-超深水已成为全球油气勘探的重点领域。油气开采必然走向深海的原因: ① 全球深水-超深水油气资源丰富,是未来石油天然气储量产量增长的重要领域: 全球(不含美国)海洋待发现石油资源量(含凝析油)为 548×10^8t,待发现天然气资 源量为 78.5×10^12m³,其中深水待发现石油资源量、天然气资源量占比分别超过55%、 43%。 ② 深水油气勘探竞争优势不断增强:随着技术的发展,深水油气田发现到开发投 产时间周期逐渐缩短,勘探成本的持续下降将是深水油气发展的关键。由于成本降低和 管理优化,全球深水油气项目平衡油价由2014年的78美元/桶降至2021年的49美元/桶, 降幅达37%,大部分深水项目平衡油价低于55美元/桶,以巴西为代表的部分项目平衡油 价低于40美元/桶。 ③ 深水探勘投资是大国战略竞争的重要环节:全世界共有181个沿海国家和地区, 已有77个国家提出200海里外的外大陆架主张。国际海底区域作为中国未来战略发展空间 和战略资源的来源显得尤为重要, 是必须重点关注的区域。

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