新型海洋装备频频亮相,谁会是“明日之星”

2024年2月5日发(作者：牛儿还在山坡吃草)

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新型海洋装备频频亮相，谁会是“明日之星”？新型海洋装备频现，一个全新的海洋装备时代已然到来！中国船舶集团经济研究中心

徐晓丽 曾晓光十三届全国人大四次会议表决通过的《中华人民共和国国指出“聚焦新能源、高端装备、海洋装备等战略性新兴产业，加快关键核心技术创新应用，增强要素保障能力，培育壮大产业发展新动能”。近年来，我国在对传统海洋油气装备持续深耕细作的同时，我们也一直奋力耕耘新兴海洋装备，并取得了丰硕成果，如海上风电的相关装备，包括浮式风机、风电安装船/平台、风电运维船等，以及民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出发展壮大战略性新兴产业，其中明确60中国船检 CHINA SHIP SURVEY 2021.4

海洋装备海洋运输海洋科考海洋开发海洋保护装备装备装备装备图1 海洋装备总体分类架构深远海养殖的相关装备——大型养海洋运输装备主要指各类船殖平台和养殖工船都取得了不俗的舶。船舶是水上运输和工程作业的成绩。放眼全球范围内，在这两个主要工具，经过漫长的发展过程，领域的装备研发、建造水平也均处现如今的船舶种类繁多、数目庞大。于多数并跑、少数领跑的态势。按照船舶用途来划分，有民用船和除此之外，许多以前处于概念军用船；按照船体材料划分，有木阶段的海洋新型装备跃然而上，如船、钢船、水泥船和玻璃钢船等；以海上制氢为代表的海洋可再生能按照航行区域划分，有远洋船、近源利用装备，LNG发电船、浮式火海船、沿海船和内河船等；按照动箭发射平台等海洋空间资源利用装力装置划分，有蒸汽机船、内燃机备，以及海底/海上数据中心。以船、汽轮机船、电动船和核动力船下将在细述海洋装备的概念及分类等；按照推进方式划分，有明轮船、的前提下，系统分析近来涌现的新螺旋桨船、平旋推进器和风帆助航型海洋装备及其背后的推动因素，船等；按照航行方式划分，有自航以及未来发展潜力。船和非自航船；按照航行状态划分，有排水型船和非排水型船。海洋装备的概念及分类2、海洋科考装备海洋科考装备主要是指各类专根据海洋活动对海洋装备的需门用于海洋资源、环境等科学调查求分析，将海洋装备分为海洋运输和实验活动的装备，其主要载体是装备、海洋科考装备、海洋开发装海洋测量与海洋科考船，以及布置备、海洋保护装备四大类，每个大在岸边、海面、水下、海底的各类类下面的具体装备体系如图1所示。观测、检测装备。从海洋活动流程1、海洋运输装备来看，包括海洋进入和海洋探测两个过程涉及到的装备。3、海洋开发装备海洋开发装备主要指的是用于海洋油气资源、海洋生物资源、海洋新能源、深海固体矿产资源的开发所应用的装备，以及新型海洋空间资源利用装备和海水资源综合利用装备。海洋开发装备所包含的装备体系较为复杂和庞大，是由原主要以海洋油气开发为主的海洋工程装备概念延伸而来。由于海洋资源种类丰富、储量巨大，未来此类装备的研发、利用与商业化将是重点发展方向之一。4、海洋保护装备海洋保护装备主要指海监船、海巡船、海警船等海洋维权装备，应急救援船、打捞船等海洋保障装备，以及溢油回收船、海洋垃圾回收装置等海洋环保装备。谁是“明日之星”？1、“新基建”——数据中心向海而来数据中心是公认的高能耗行业，而一个数据中心每年的电力成本中，有41%都用于制冷，因此寒冷环境可大幅降低运营支出中的电费。虽然数据中心可以在高原或者寒带地区建设，但是一方面数据中心建设在陆地上需要占用大量土地资源，并花费高额成本建设储存；另一方面，由于沿海发达城市数据中心增长迅猛，导致类似资源矛盾2021.4 CHINA SHIP SURVEY

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图2 微软海底数据中心相连。该数据中心拥有12个机架，包含864台服务器。在海底运行了2年后，微软在2020年6月将其打捞上岸进行分析。经研究人员评估，其各方面的性能要优于传统的数据中心，并且在水中的故障率是在陆地的八分之一。2021年1月，我国首个海底数据中心完成样机测试，并公布了相应实验数据：PUE值可达1.076，达到世界先进数据中心能效水平。图3 海兰信海底数据中心部署场景该数据中心样机由海兰信联合广船国际打造，广船国际负责冷却系统尤为突出。因此，对于处在热带及部分温带地区的数据中心，沉入海底降温以及将数据中心布置在海面上，用海水循环冷却降温，或将成为行之有效的解决方案。（1）海底数据中心2018年6月，微软在苏格兰海岸线附近的水域中实验性地部署了全球第一个海底数据中心。该数据中心为集装箱样式，由法国军用舰艇和潜艇制造商Naval Group设计并建造，采用与潜艇相同的冷却技术。放置在水下35.7米处的岩质海床，通过海底电缆与陆上操作中心的管路设计以及管路和圆筒形罐体的建造。样机为长5.76米、直（外）径3.05米的圆柱体结构，舱内装有4个机柜，单机柜功率35kW，在海底运行了约40天。（2） 海上数据中心谷歌在2009年就申请了“基于62中国船检 CHINA SHIP SURVEY 2021.4

图4 疑似谷歌海上数据中心水面的数据中心”专利。根据描述，2、海洋空间资源利用装备得该数据中心将配置基于海洋能利用到广泛重视的发电机，以及1到2个海水降温（1）LNG发电船/系统系统。据美国科技媒体报道，谷歌2009年，土耳其能源集团可能正在加州沿海的一艘驳船上建Karadeniz就投资建造了全球第一设该海上数据中心，但截至目前尚艘发电船，并成立了发电船运营公未实际建成。司Karpowership。自2010年以来，2021年1月，吉宝集团宣布，Karpowership已拥有25艘发电船，吉宝岸外与海事将彻底退出海上钻总装机容量超过4100兆瓦。另外有井平台建造业务，并将重心转向基4400兆瓦的发电船正在建造中。这础设施项目和海洋可再生能源。吉些船大部分都采用双燃料发动机，宝集团已于2019年年中发布了海上可用驳船储存及岸基输送的重油和数据中心的概念，并与2020年4月天然气发电，主要用于非洲国家以开始展开联合调研及测试，利用澳及古巴、中东和亚洲等电力供应缺大利亚物流企业拓领控股的物流基乏的区域。随着环保要求日益严苛，地实施海上数据中心的测试。吉宝Karpowership也开始考虑采用更为计划未来将海上数据中心设置在类环保的LNG作为燃料来替换高污染似于钻井平台的基台上，充分利用排放燃料。2019年8月，联手日本海上大型结构物设计建造方面的丰商船三井共同研发LNG发电船，主富技术经验。要方式为通过一座LNG-FSRU为发电船提供再气化的LNG。2021年1月，惠生海工投资开发的240MW浮式燃机联合循环电站项目在其南通基地顺利开工建造，该浮式发电项目也是由一艘LNG-FSRU+天然气发电驳船组成。除此之外，还有一种将LNG气化装置+天然气发电装置融合在一座装备上的LNG发电船，称为浮式再气化发电船（Floating

Storageand Re-gasification Power

Plant，FSRP），也得到了广泛研究和应用。2014年10月，全球首艘FSRP“Hummel”号在德国汉堡港投入使用，为靠港船舶提供电力供应。2017年，三星重工推出了500MW级FSRP，采用SEP-T500GC设计，集成了联合循环发电设施、基于GTT

Mark III薄膜型技术的LNG货物围护系统和再气化装置。2018年，惠生海洋工程有限公司宣布其最新研发的300兆瓦FSRP获得英国劳氏船级社颁发的原则性认可证书。（2）浮式火箭发射平台20世纪90年代，由美国、乌克兰、俄罗斯和挪威等国组建的海上发射公司，采用奥德赛移动式海上发射平台，可在赤道水域的任何地点进行发射，能最大限度地发挥运载火箭的能力，具有较强的发射适应性和商业价值。2019年6月中国首次以民用船舶为发射平台，在海上实施运载火箭发射技术试验——长征十一号海射运载火箭将技术试验卫星捕风一号A、B星及五颗商2021.4 CHINA SHIP SURVEY

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图5 全球首个海上风电制氢试验点—Q13a-A海上平台业卫星顺利送入预定轨道。2020年道运输氢气。由于当前主要采用天9月，“德渤3”号打捞工程船作为海然气和煤炭来制氢，推动海上风电上发射平台执行了长征十一号海射制氢不仅可以有效利用深远海风能遥二火箭发射，该船总长159.6米，或废电、弃电，提海上风能利用率，最大载重量20500吨，采用全电力还可以降低制氢成本、减少二氧化推进，配备DP 1动力定位。碳排放。2021年1月，据外媒报道，全球范围内已有多个国家开展SpaceX从Valaris公司以350万美了海上风电制氢项目的研究。2019元的单价购买了2座超深水半潜式年7月初，荷兰能源公司海王星的钻井平台，并将其改造成浮式火箭Q13a-A海上平台被选为全球首个发射平台。SpaceX自2020年开始海上风电制氢试验点，项目名为就已经公开招聘海上作业岗位，当PosHYdon，由荷兰的多家机构及时该公司发布消息表示：正在建立企业共同发起。项目将于2021年底“一支由工程师和技术人员组成的之前正式生产。2019年10月，法团队，旨在设计和建造一个海上火国能源公司Engie旗下的Tractebel

箭发射设施”。Engineering和Tractebel Overdick3、海上风电制氢项目多处于宣布将在德国建设一座400MW的概念及试运行阶段海上风电制氢平台，平台装置了可海上风电逐渐走向深远海，新转化海上风机电力的电解装置和建输电设施成本较高，而用电能来变压器，以及一套海水淡化装置以制氢，就可以利用已有的天然气管产生电解所需的超纯水。2020年64中国船检 CHINA SHIP SURVEY 2021.411月，新加坡能源公司Enterprize

Energy与Tractebel Overdick签署谅解备忘录，正式加入该项目。2021年1月，西门子能源与西门子歌美飒发布了海上风电制氢的一个创新解决方案：将电解槽完全集成到海上风机中，以单机协同系统直接产生绿氢，计划于2025或2026年全面示范。国内目前的项目也仍处于招标或试验性验证阶段。2020年9月，中海油海上制氢工艺技术研究招标公告发布海上制氢项目招标，项目旨在研究设计和优化海上风电制氢的工艺流程，提出技术和经济可行性的边界条件。研究完工期为2020年9月至2021年6月。此外，国内海上制氢项目还有青岛蓝谷的“青岛深远海200万千瓦海上风电融合示范风场项目”，以及河北建投新能源有限公司投资的“沽源风电制氢综合利用示范项目”。据克拉克森，2020年以全球海上风电为主的海上可再生能源资本支出为510亿美元，历史首次超过了海上油气开发资本支出（410亿美元）约24%的份额。“因海而生，向海而兴”，千百年来，海洋一直为人类带来源源不断的资源和活力。在继海洋油气开发产业之后，以海上风电开发为主的海洋可再生能源开发产业又冉冉升起。那么数据中心、LNG发电装备、海上风电制氢……“明日之星”又会是哪一个呢？一切都未完待续。