2025年深海产业研究系列报告:深海科技锻造战略新引擎

深海产业:决胜未来的资源争夺战与战略新高地

深海海域是开发潜力最大的战略空间。近一百年来,全球人口和经济持续快速增长,90%的人口 居住在 10%的陆地上,资源约束日益趋紧,生态环境持续恶化,经济可持续发展能力不足,人类 进一步发展亟须开拓新空间。而海洋覆盖了地球表面的约 71%,平均深度约为 3682 米,其中约 93%是深度大于 200 米的深海海域,是地球上面积最广、容积最大的地理空间,是人类可以利用 的最大潜在战略空间,却长期停留在“地理发现”阶段。

发展深海经济对于我国具有重要的战略价值: (1)建设水下立体攻防体系,保障国家安全。深海装备与技术的成熟度和自主可控能力关系到 我国在深海空间的战略布局和军事能力。尽管我国近年来军事实力提升较快,但在深海装备研发 方面,如水下传感器、大功率深水电缆、组合导航定位系统等核心部件研发能力不足,目前仍部 分依赖进口,这在一定程度上制约了我国在深海领域的战略自主权。空天海一体化网络融合天基 卫星系统、空基无人机和海基船舶网络,在深海作业中可以提供实时的通信支持和数据传输,确 保深海装备在复杂海况下的稳定运行和高效作业。空天海一体化网络使深海科技与低空经济、卫 星互联网等新兴技术相结合,形成更加完善的国防安全技术体系,为我国在未来的全球竞争中占 据有利地位。

(2)保障国家能源资源安全。深海蕴含着极为丰富的油气、金属矿产、可燃冰等资源,开发潜 力巨大。据估计,世界石油极限储量 1 万亿吨,可采储量 3000 亿吨,其中海底石油 1350 亿吨; 世界天然气储量 255-280 亿立方米,海洋储量占 140 亿立方米;已探明具有开发前景的深海矿产 资源包括多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物等,其中锰、镍、钴等金属的储量远高于陆地储 量。在陆上资源品位下降与地缘供应风险上升的双重压力下,深海提供了可替代、大规模、集中 化的关键金属与能源供给方案,对降低关键矿产对外依存度具有决定性意义。深海资源与能源的开发可大幅缓解我国关键资源对外高依存的困境,保障我国能源安全,并通过增强供应链韧性提 升抵御外部封锁的能力,降低陆域资源枯竭与外部贸易限制引发的经济安全风险。

(3)维护国家海洋权益。当前,以《“区域”内矿产资源开发规章》(简称《开发规章》)、“国 家管辖范围以外区域海洋生物多样性养护与可持续利用协定”(简称 BBNJ 协定)谈判为核心的深 海国际规则治理体系正在加速重塑,开发深海资源、发展深海科技是提高规则制定话语权的前提, 也是维护我国大陆架划界内海域合理合法权益的必要手段。欧美国家经过多年的技术积累,正凭 借在深海环保和采矿技术方面的优势,试图将本国的经验和实践升级成为“国际标准”,只有掌 握深海核心技术与装备自主权,才能打破欧美环保标准垄断,将资源优势转化为规则主导权,促 进国际深海资源公平分配。

(4)贡献经济增长新动能。近年来,我国海洋经济规模稳步增长,海洋生产总值从 2001 年的 0.95 万亿增长至 2024 年的 10.54 万亿,多数年份增速高于同期国内生产总值,涵盖海洋渔业、 矿业、盐业、船舶制造业、旅游业等传统产业及海洋生物医药、海水淡化、海洋新能源等新兴领 域。深海经济作为海洋经济的子集,承接了一般海洋经济的产业基础、人才储备与供应链体系,同时会催生高端装备制造、绿色能源开发、海底数据中心等新业态,以技术密集型产业升级带动 全链条价值提升,预计将成为经济增长的重要新引擎。

综合来看,深海已成为全球军事与资源竞争的前沿阵地,在大国博弈中的重要性日益提升。今年 4 月,美国总统特朗普已签署行政命令,要求政府“加快审查和颁布国家管辖范围以外区域的海 底矿产勘探许可证和商业开采许可证程序”,意图绕过《联合国海洋法公约》“抢跑”深海采矿, 迅速发展美国在国内和国际水域开采和加工矿物的能力。加快深海领域布局关乎国际地缘博弈, 是反制霸权的重要战略举措。

国家战略引领,中国深海产业加速发展

政策强力驱动,战略高度提升

近年来,国家对深海科技的重视程度显著提升,使其成为海洋强国战略的核心抓手。自 2012 年 党的十八大提出建设海洋强国的方略后,深海开发得到重点关注。2016 年“十三五”规划首次将 深海技术与深空、深地技术并列。同年,《中华人民共和国深海海底区域资源勘探开发法》施行, 为我国深海矿产资源开发提供了法律基础。2021 年的“十四五”规划进一步明确了深海探测和装 备制造的核心地位。2025 年政府工作报告首次将“深海科技”列为战略性新兴产业。2025 年 4 月,由习近平总书记提出的“金砖国家深海资源国际研究中心”成立,为深海资源的国际合作治 理和可持续利用奠定了良好基础。这一系列举措明确了深海科技的战略定位,反映出深海科技在 国家战略中的优先级大幅提高。海洋经济涵盖海洋各产业,侧重经济活动组织,追求效益与可持 续发展;而深海科技聚焦的是深海特定领域,以技术研发创新为核心,解决深海作业与探索的难 题;前者为后者应用提供广阔空间,后者为前者发展提供技术支撑。从侧重海洋经济整体发展到 聚焦深海科技引领作用,这种转变将精准推动我国海洋事业迈向新高度,加速海洋强国建设进程。

沿海省市积极响应,地方规划密集落地。山东、江苏、浙江、福建、广东、海南等沿海省份纷纷 布局海洋产业,上海、青岛等城市已率先响应国家战略出台专项规划,地方层面的政策工具包逐 步成型,推动形成中央战略、地方落地、企业创新的协同体系。如上海作为全国海洋经济创新高 地,近期发布《上海市海洋产业发展规划(2025-2035 年)》,明确聚焦深海新材料、海洋生物 医药等新兴领域,打造临港新片区“海洋+智能制造”全产业链。

资源禀赋优异,产业基础扎实

我国深海海域资源丰富。从海域空间来看,我国海域由渤海、黄海、东海、南海和台湾以东太平 洋海域构成,根据《联合国海洋法公约》有关规定和我国主张,我国实际管辖海域面积约 300 万 平方公里;其中深海海域主要位于东海、南海和台湾以东太平洋海域,南海超 50%的海域面积为 超过 200 米水深的大陆坡、岛坡和海盆等,台湾以东太平洋海域面积约为 10.5 万平方公里,绝大 部分水深大于4000米。从深海资源来看,以油气资源为例,我国首个深水深层大油田开平南油田 探明地质储量 1.02 亿吨油当量,深水气田的探明天然气地质储量合计超 3000 亿立方米,并且当 前深水深层领域勘探程度仍较低,也就意味着我国广大海域具有广阔的油气资源开发前景,有望 成为国家能源储备基地。

国际海底区域资源充足。国际海底区域(以下简称“区域”)是指国家管辖范围以外的海床和洋 底及其底土,约占海洋总面积的 65%、地球表面积的 49%,蕴含着极其丰富的资源,主要有多金 属结核、富钴结壳、多金属硫化物、天然气水合物、深海生物基因等。根据《联合国海洋法公 约》,“区域”及其资源是人类的共同财产,“区域”开放给所有国家,但所有关于勘探和开发 “区域”资源的活动均受国际海底区域开发制度的管制,国际海底管理局代表全人类行使权利。 管理局迄今已与相关承包者签订了 30 份《勘探合同》,勘探合同赋予承包者在合同区域内矿物 资源专属勘探权和优先开采权,同时承包者负有每年开展海上勘探、递交年度工作报告、为发展 中国家培训技术和管理人员的义务。我国在国际海底区域的勘探和研究开发方面取得了显著成就, 矿区数量达到 5 个,矿区面积达 23.5 万平方千米,涵盖多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等 多种资源,目前是世界上在国际海底区域拥有矿区数量最多、矿种最全的国家。

我国海洋经济已形成坚实且多元的产业基础,为深海产业发展提供重要支撑。2001年以来,我国 海洋经济对国民经济总体贡献率一直保持在 8%左右,成为国民经济发展的重要组成部分。在海 洋强国战略指引下,近年来与深海经济密切相关的海洋油气、海工装备、海洋电力、海洋生物医 药等战略性新兴产业发展态势良好,2024 年增加值同比增速分别达 5.8%/9.1%/14.7%/1.9%。这 些新兴海洋产业不仅构成了完整的海洋经济链条,还培养了大批专业人才,在技术积累、产业协 同等方面为深海科技奠定了坚实的物质与技术基础。

深海科技是海洋经济发展到一定阶段的必然产物,这一新兴领域的独立提出与确立,深刻反映了 科技突破驱动下产业形态向高端化、精准化升级的发展趋势。过去受技术限制,人类对深海的探 索开发集中在近海,海洋经济依赖传统产业;而当科技突破使深海认知与开发能力大幅提升后, 深海科技就从海洋经济中自然而然地脱颖而出。传统海洋经济主要关注近海和表层资源开发,而 现代深海科技则聚焦1000米以下的深远海区域,在技术复杂度和应用前景上都实现了质的飞跃。 这种转变本质上是人类对海洋利用从浅海向深海、从粗放向精准的升级,标志着海洋经济进入以 科技创新为核心驱动力的新阶段。

技术快速发展,短板亟待补足

我国已在“深潜、深钻、深网”形成坚实的技术积累。深潜、深钻、深网是探索深海奥秘的三种 主要手段。其中,深潜技术是进入深海进行观测、采样和作业的重要手段,是深海探索的“先锋 队”;深钻是从下海到入地的大洋钻探技术,旨在通过钻取深海海底的岩芯样本,研究地球的演 化历史、海底矿产资源的分布等,为深海研究提供了深层次的信息;深网是将传感器放到海底, 构建海底观测网络,实现对深海环境的长期、实时监测。近年来,我国在深海进入、深海探测、 深海开发的工程技术领域取得了长足进步,打造深潜、深钻、深网的“中国技术”。 深海探测技术持续突破,载人深潜技术达到世界一流水平。载人潜水器技术方面,我国已实现了 从“跟跑”到“领跑”的跨越:2002 年启动 “蛟龙号”项目,2012 年创造了 7062 米的中国载 人深潜纪录;2016 年立项的“奋斗者号”,2020 年成功下潜 10909 米,核心部件国产化率达 96.5%,标志着我国具备了全海深进入、科考和作业的能力。自首台作业型全海深自主遥控潜水 器“海斗一号”研制成功以来,我国在深海无人潜水器技术方面的实力也不断提高,先后研制了 潜龙一号、探索 4500、海星 6000、发现号以及问海 1 号等水下机器人,在深海探测、海底地貌 测绘及科学研究等方面发挥了重要作用。

我国深钻技术发展迅速,已进入国际先进行列。近年来,我国在深海钻探装备研发、深海探测技 术及深海资源开发能力方面取得显著进展。2024 年,我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想” 号建成入列,最大钻深达 11000 米,国际首次创新集成大洋科学钻探、深海油气勘探和天然气水 合物勘查试采等多种功能。此外,“海牛Ⅲ号”海底钻机已完成全部关键技术攻关和样机设计加 工,即将开始组装调试,计划 2026 年择机开展海试。

海底观测网建设取得阶段性成果。国内涉海单位已基本完成关键技术积累和组网装备研制,各边 缘海均有小型海底试验网运行。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。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。我国的国家海底科学观测网是深网 技术的重要成果,作为国家重大科技基础设施建设项目于2021年进入全面建设期,将在中国东海 和南海典型海域实现从海底、水层到海气界面的长期实时立体综合观测。

整体而言,由于我国起步相对发达国家较晚,在“三深”关键技术上仍存在一定短板: (1)基础性科学问题研究不充分。我国在深海领域的基础研究相对薄弱,缺乏系统的理论、基 础材料和原理的积累。在开发新概念、新原理装备时,缺乏必要的基础技术支撑,增加了研发更 先进装备的难度。近二十年来,我国成功研发了载人潜水器、自主无人潜水器、水下滑翔机、缆 控潜水器等深海装备,下潜深度达到了万米。这些尖端装备的研发过程中积累了大量的应用技术、 运行数据和研发成果。为了推动我国深海装备技术的持续发展,需要系统梳理和溯源这些成果, 明确基础研究方向,并深入开展相关研究,以夯实深海装备研发的基础。(2)核心部件国产化率不高。我国水下关键元器件、水下传感器、专用材料研究存在短板,部 分高端材料和关键传感器仍依赖进口,深海技术装备的核心部件国产化率仍有待提高。例如,国 产组合导航定位装备和算法与国外成熟产品仍有差距,深水定位精度不够;国产大功率深水电缆 和光纤技术的稳定性与可靠性有待提高;深海传感器、水密接插件、中央控制系统等关键元器件 部分依赖进口,自有产品的稳定性和可靠性仍需进一步提高。 (3)深海采矿海试经验不足,创新技术缺乏认证。相较于欧、美、日、韩,我国在海底采矿领 域起步较晚,技术装备总体水平落后 5-8 年,目前尚处于少量试采阶段(百千克级),尚未进行 全系统的规模化海试和商业化试采,全天候采矿作业系统的安全性难以得到保障,系统设计和研 发能力、协同作业技术、关键技术装备研制等与发达国家仍存在一定差距。海试经验的缺乏很大 程度上导致我国自主创新产品应用推广难,较低的国产产品使用率、装船率导致产品缺乏认证和 应用,极大地降低了自主技术创新的内在动力。

产业图谱:材料筑基、装备突围、信息化赋能

深海产业链由上游原材料和关键零部件供应、中游装备制造、下游资源开发应用三大环节紧密衔 接构成,形成了从基础材料到终端应用的体系。上游包括材料与技术研发、零部件制造等,为深 海装备提供基础支撑;中游聚焦于载人/无人潜水器、深海钻井平台等深海装备的制造;下游则涉 及深海资源开发、海洋观测与数据服务、海洋工程服务等民用领域,以及水下侦察、水下攻防等 军用领域,形成复杂的产业生态。

材料部件:探索耐压耐蚀的性能边界

深海环境对材料性能提出极致要求。深海材料按照其功能作用分类,可分为耐压结构材料(壳体 材料)、浮力材料、密封材料、防护材料(如防腐材料、防护涂层、润滑材料等)、照明材料等 类别。深海环境的极端特殊性,对原材料性能提出了极为严苛的要求,不仅需要具备耐压、耐腐 蚀等基本特性,还需在多个维度上实现平衡,甚至突破传统材料的极限。

结构材料是深海装备的耐压“筋骨”,设计加工壁垒高。随着下潜深度增加,深海的静水压力随 之急剧上升,至万米级深海时,载人舱所承受的压力已达 110 兆帕,因此高强度的耐压结构材料 是发展深海装备的基础。深海耐压结构材料可分为金属材料和非金属材料,常用耐压材料中金属 材料体系相对成熟,典型代表包括高强度合金钢、钛合金和铝合金;非金属材料在深海领域的应 用也持续取得新进展。深海结构材料一般需要具备出色的比强度、抗疲劳性能和环境适应性,成 型与加工工艺极为复杂,在材料设计、热处理、密封集成等设计制造环节形成明显的技术壁垒。 金属结构材料正经历从钢到钛合金的转变。目前海洋装备结构以钢、钛等金属材料为主,并以钢 的应用最早。以载人深潜耐压壳体为例,20 世纪 60 年代,美国研制的 Sea Cliff 和 Alvin 潜水器的 载人壳体均采用钢建造。随着潜水器下潜深度增加导致海水压力增大,以及长期服役导致累积海 水腐蚀的破坏作用增大,钢的比强度(强度/密度的比值)和耐腐蚀性能逐渐不适应结构设计的要 求。钛及钛合金具有强度高、密度低(仅为钢的 60%)的特点,同时在海水等恶劣环境中具有优 异的耐腐蚀性能,能够长期在海水中使用而不易被腐蚀,保证设备的使用寿命和可靠性,因此被 认为是海洋工程领域理想的结构材料。美国 Sea Cliff 和 Alvin 潜水器的载人舱体在后期被逐步替 换为钛合金。目前国际上主流载人潜水器载人舱基本采用 800 MPa 强度级别的 Ti-6Al-4V 钛合金, 包括我国在“十一五”“十二五”期间研制的“蛟龙”号和“深海勇士”号载人潜水器。

非金属材料轻量化优势显著,深海应用潜力巨大。全海深潜水器工作在万米深度下,耐压壳的工 作压力大于 110 MPa,如果仍然使用金属材料,就必须加大壳厚以满足强度要求,但这将显著增 加重量,导致耐压壳不能为潜水器提供正浮力。因此纤维增强复合材料(FRP)、陶瓷材料等非 金属材料在现阶段深海装备开发方面显示出了极大的潜力。 碳纤维复合材料:碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的比强度是普通钢材的 4~6 倍,高的比 强度就意味着 CFRP 相比金属材料可以实现显著的减重效果。此外, CFRP 还具有耐腐蚀、材料 可设计性好、工艺性能优良等特点,尤其适用于深海耐压壳的制造。目前,CFRP 在海洋管缆、 锚泊系统、风机叶片、深海耐压舱以及装备修复等领域的应用越来越广泛。美国“Deepsea Challenger”号深潜器使用碳纤维复合材料作为主耐压结构,实现了近 6000m 的工作深度;中科 院沈阳自动化研究所研制的“海翼 7000”水下滑翔机的主耐压壳体采用碳纤维增强树脂基复合材 料,最大下潜深度达 6239 米,刷新了世界纪录。

陶瓷材料:陶瓷以其重量轻、强度高、超硬度、耐磨损、耐腐蚀、电绝缘、非磁性和辐射可穿透 等优点,已经在深潜器、潜艇、深海机器人等深海装备上获得应用,目前用作结构材料的陶瓷类 型主要有碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷等。与金属材料和复合材料相比, 陶瓷的密度仅大于碳纤维树脂基复合材料和铝合金,但其压缩强度高于金属材料和纤维树脂基复 合材料,将其用于潜水器耐压壳可显著减轻潜水器的重量。

深海用功能材料性能要求大幅提升。在主体耐压结构以外,深海装备还涉及其他性能需求特殊的 功能性材料:浮力材料需要同时具备抗压强度高、密度低的特性,复合泡沫材料是最常见的深海 浮力材料;密封材料和必须具备耐腐蚀、耐高压、耐老化等性能,钛镍合金是备受关注的升级方 向;防腐涂料在深海环境需要应对更多更复杂的腐蚀因素,需要对传统防腐涂料进行改性处理; 深海装备的长期服役需求对润滑材料也提出了更高要求,新型润滑涂层方案仍待应用验证。

深海设备需集成多种核心元器件以应对高压、腐蚀与复杂作业环境。推进系统依赖多桨叶设计及 耐腐蚀合金部件,结合高效永磁电机实现精准机动。能源模块使用耐压电池组提升续航能力,支 持长时间作业。传感器与通信系统整合深度、温度等环境传感器,搭配声呐或光纤通信实现数据 实时回传。水密连接器作为关键枢纽,保障极端压力下的信号与能源传输稳定性。此外,深海机 械臂、抗干扰电路等扩展作业能力。

传感器是深海探测核心部件,国产化率亟待提高。传感器在深海探测中扮演着至关重要的角色, 它们是实现数据收集、环境监测和资源勘探等功能的关键技术设备。深海环境极端且复杂,对传 感器提出了极高的要求,包括必须能够承受高压、低温、高盐度和腐蚀性环境,同时还要保证高 精度和高可靠性。因此,深海传感器的研发和制造技术难度大,成本高昂,这使得目前市场上高 性能深海传感器大多由国外领先企业垄断。国内的研究机构和企业经历了靠购买国外的主要元部 件从事系统集成到模仿国外的技术路径从事国产化制造的过程,虽然经过 20 年摸索也做出了样机, 但主要性能还缺乏国际竞争力,无法达到国际水平,总体来看深海传感器的进口依赖程度偏高。 提高传感器的国产化率对于我国深海探测事业的发展至关重要,不仅能够降低对外依赖度,满足 国防军工供应链的自主可控需求,国产化降本还能提高深海探测的经济性和可行性,释放更多的 深海开发需求。因此,加大研发投入,突破关键技术瓶颈,加快传感器技术的国产化进程,是我 国深海探测领域亟需解决的问题。

装备制造:深海重器的场景化突破

装备制造是深海产业的支柱,在认知海洋、开发海洋的进程中扮演重要角色。深海水下技术装备 指用于开展深海环境和资源的调查、勘探及开发利用的技术与装备,涉及深海观测/探测与感知、 水下施工作业、深海油气生产、深海矿产开发等装备领域。其中,观测/探测和感知系统是人类认 知深海的“耳目”,是开展一切深海活动的基础与前提;开发海洋则依赖深海资源水下勘探、施 工、油气生产、矿产开发以及探测感知技术装备与产业链的协同保障。

探测感知系统以传感器为核心部件,以潜水器/机器人为主体。深海观测/探测感知系统主要包括 深海监测、观测传感设备,深海潜航器以及锚系潜标观测网。传感器作为核心部件,负责收集海 洋环境的物理、化学、生物等多维度数据。以新型传感器为基础,无人潜水器/水下机器人正逐渐 发展成为水下探索和作业的重要装备,它们能够执行复杂的任务,如海底地形测绘、生物样本采 集、环境监测等,并且正朝着智能化、自主化方向发展,以提高深海作业的效率和安全性。目前, 我国的海洋观测/探测与感知系统整体上处于“跟跑”阶段,主要应用于浅海,深海观测传感器仍 处在国产化替代进程早期。 水下施工作业装备应对恶劣作业环境和多样化场景需求,具有高度专用化特点。水下施工作业装 备主要包括超深水打桩施工装备、深海工程钻探装备、深海水下挖沟装备、深海水下沉箱整平装 备、深水疏浚和清淤装备等,是海洋工程向深远海发展的重要支撑。水下环境与陆地环境存在较 大差异,对水下施工作业装备提出了更高要求,这些装备需要同时兼具高效能、高精度作业能力 以及稳定性、安全性。深海水下施工作业装备是先进制造、智能化技术和新材料的集成,欧美处 于领先地位。随着深海开发的深入,水下作业需求的功能也逐渐增多,需要针对不同的作业需求 进行专门的设计和制造,以满足深海环境复杂多变的特点,深海水下作业装备呈现出细分化的发 展趋势。

深海油气开采工程挑战大,关键装备技术壁垒高。水下油气生产系统由井口、采油树、水下控制 系统、水下多功能管汇和脐带缆等复杂模块组成,负责将海底油气输送到陆上平台终端,属于海 洋工程高技术装备。目前,全球已有 500 多个水下油气生产系统项目成功投产,欧美等国家和地 区在海下油气开发方面积累了丰富的装备设计和建造经验,其中关键装备因技术壁垒较高,被少 数国家垄断。以水下脐带缆为例,挪威 SINTEF Ocean 公司、挪威船级社等垄断了脐带缆的测试 认证技术,导致了脐带缆市场竞争不充分、准入条件高的现状。为突破“卡脖子”困境,我国积 极开展核心技术攻关并取得一定成果,如由我国自主研发的首套水下采油树系统于2021年在渤海 油田海底安装测试成功,标志着水下油气生产装备国产化实现了跨越式发展。

深海矿产资源开发装备是海洋工程中规模最大的装备体系,商业化开采仍在起步阶段。深海矿产 资源开发是当前人类可操纵的最大规模的深海作业,涵盖勘查、采矿、选冶、运输等产业链,融 合了海底作业、水下输送、动力输配、中央控制和水面支持等全方位平台和系统装备体系。尽管 国际上传统海洋强国在该领域起步较早,但整体而言,多数深海矿产资源开发装备仍处于研制和 试验阶段,尚无适合商业化开发的深海采矿系统。各国正积极推进相关技术成熟化,以加拿大 TMC 公司、比利时 GSR 公司为代表的全球深海采矿领先企业已临近商业化开采的门槛。

军用:构建立体化水下攻防体系

完备的水下攻防体系是深海军事力量对抗的重要保障。随着深海态势感知、通信导航、远程唤醒、 无人集群自主控制等技术群的发展,深海已成为军事力量对抗的战略空间,具有隐蔽性强、溯源 难等特点,将颠覆传统的海战规则。为了适应未来水下体系作战的发展需求,通过综合应用空天、 水面、水下、海底等立体多节点资源,构建攻防兼备、协调一致的水下攻防力量体系,是新形势 下掌握深海战场战略主动权的重要保障。完备的水下攻防体系需要具备侦察预警能力、指挥控制能力、隐蔽突防和打击能力、水下防御作战能力、水下信息作战能力和综合保障能力。相应装备 主要分为机动装备、固定装备和基础设施三类,通过信息网络实现互联互通、统一指挥,构成完 整的水下攻防体系。

潜艇是战略威慑、兵力投送的核心平台,持续向静音化、隐身化方向发展。潜艇作为深海作战的 传统核心装备,以其卓越的隐蔽性和强大的攻击力,在现代海战中扮演着至关重要的角色。它们 能够在水下长时间潜伏,执行侦察、监视、打击等多种任务,是海军战略威慑和战术行动的关键 力量。随着技术的进步,现代潜艇正向更深层次、更安静、更智能的方向发展,通过采用大直径 低转速螺旋桨、加装吸声涂层和反雷达波涂层、增大下潜深度等技战术措施,不断降低噪声、电 磁及红外辐射,隐身能力大幅提升,如俄罗斯海军的“基洛”级潜艇就被称为“大洋黑洞”。未 来常规潜艇和无人潜航器将组合运用燃料电池、大容量蓄电池和传统推进方式,可在水下连续活 动 1 至 2 个月甚至更长时间,续航力和隐蔽性进一步提升。 水下作战武器高速化智能化。水下武器系统是实现攻防作战能力的关键,包括鱼雷、水雷、深水 炸弹、水下发射导弹、水下诱饵、蛙人运输艇等。在现代信息技术、材料技术、能源技术等的支 撑下,传统的导弹、鱼雷、水雷、深水炸弹等性能获得新的突破和发展,各种武器速度更快,打 击距离更远,智能化程度更高。例如,运用超空泡技术,俄罗斯正在研制以 60 节速度搜索目标、 再以 300 节速度攻击目标的重型超高速鱼雷;美国在“阿斯洛克”反潜导弹基础上研发携带自导 系统的超空泡鱼雷,水下速度可达到 200 节以上。一些新型智能鱼雷目标识别跟踪能力和抗水声 干扰能力更强,可根据各种海情和任务需要进行自动控制、自主攻击。据资料介绍,美国海军 Mk62 型水雷,能够长时间潜藏在目标海域,平时处于休眠状态,一旦接收到指令就可以立即激 活,进行目标搜索并自主攻击。

水下无人装备有望成为深海作战的重要力量。典型的水下无人装备平台有无人潜航器(UUV)、 自主水下航行器(AUV)和水下滑翔机等。以 UUV 为例,因其具有隐蔽性强、能自主控制等优 点,侦察情报收集、反潜作战、布扫雷作战和特种作战支援能力已在作战应用中显现,有人/无人 协同作战通过潜艇-UUV 和水面舰艇-UUV 协同系统的构建,实现战场覆盖范围和作战效能的双重 提升。美国海军将无人舰艇、数字网络和远程火力确定为高优先发展领域,正在发展中型无人水 面舰艇、“梭鱼”水下自主扫雷系统、“剃刀鲸”中型无人潜航器、“蛇头”大型无人潜航器以 及“虎鲸”超大型无人潜航器等项目,并相继成立无人水面艇发展中队、无人潜航器中队,执行 反水雷战、反潜战、电子战等多样化任务,以支持海上分布式作战。

民用:支撑深海活动的数字新基建

发展深海经济亟需开展深海信息化建设。随着人类对海洋开发需求的不断增长,以及物联网、云 计算、大数据、移动互联等新一代信息技术的快速发展,利用信息技术提高人类“认识海洋、经 略海洋、管控海洋”的能力已经成为推进海洋事业发展的重要动力。海洋信息化建设及应用成为 亟需重点发展的领域,深海信息化与智慧化也成为“数字海洋”的重要发展方向。 深海信息体系面向军民应用需求,通信与计算存储首当其冲。深海信息体系是由多种信息设施组 成,通过多种通信手段互联互通,并与岸基、空中、水面的其他平台/系统互连互通,由此保障深 海作业人员/平台对信息获取与利用的需求。深海信息体系作为支撑军民深海活动的核心基础设施, 核心功能应包含深海信息传输、深海数据存储等。 光纤电缆是稳定高速的深海有线通信方式。光纤电缆通信凭借其高速、大容量的特点,成为深海 长距离数据传输的重要选择。在深海环境中,特制的光纤电缆铺设于海底,作为稳定的有线通信 传输介质。其信号传输速度接近光速,能够实现海量数据的快速传输,且具有极高的可靠性和抗 干扰能力。但深海有线通信也存在一定局限性:铺设海底光缆需要投入大量人力、物力和时间成 本;固定的电缆网络限制了水下平台的活动范围,降低了作业灵活性;深海复杂地形和海洋活动 还可能导致电缆损坏,维护难度大。

水声通信是目前最成熟的水下远距离无线通信手段。水声通信利用声波在水中的传播特性实现信 息传递,声波在海水中的传播速度约为 1500 米/秒,相较于空气中 340 米/秒的声速,在水中具备 更远的传播距离优势,能够覆盖数百甚至数千公里的海域。水声通信也面临诸多挑战:其传输速 率较低,通常仅有数十到数百比特每秒;海水环境中的噪声干扰,如海浪、海洋生物发声等,会 影响通信质量;声波在不同盐度、温度、压力条件下的传播特性变化,也增加了信号处理的难度。

深海有望成为建设低碳数据中心的新空间。大规模建设数据中心是提升算力的核心举措,但随之 而来的是巨大的能源消耗:国际能源署估计,全球数据中心的用电量在全球电力消耗中的占比是 1.5%至 2%,预计到 2030 年这一比例将上升到 4%。在传统陆地数据中心中,约 40%的电力消耗 都用于冷却系统,而海底数据中心则利用海水做自然冷却,将能效比(PUE)降至 1.1 以下,较 陆地数据中心降低 40%以上能耗成本,同时完全消除淡水消耗;并可直接接入海上风电等绿电资 源,进一步降低电价波动风险,将成为高算力需求场景下兼顾经济性与可持续性的优选方案。


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