【中瑞论坛专题】挪威技术研究院院士白勇：欧洲海洋工程浅析

来源：企业创新最前沿

为深入贯彻习近平总书记的重要批示精神：“在共建‘一带一路’、推进粤港澳大湾区建设、高水平参与国际合作方面发挥更大作用”，积极响应对外开放合作新要求，进一步深化中瑞创新合作，落实中国科协与瑞典皇家工程科学院合作协议，推动瑞典创新资源与中国产业深度对接，并形成务实成效。2019年11月14日-16日，由中国科协、深圳市人民政府共同主办，中国科协企业创新服务中心、广东省科学技术协会、深圳市科学技术协会、南山区人民政府承办的“2019中瑞产学研发展论坛”在深圳成功举办。来自中国、瑞典、芬兰、比利时、挪威、日本、香港等多个国家和地区的院士科学家，高等院校、科研院所、知名企业、创投机构代表，创新项目团队等300余人参加了论坛。

在开幕式暨主旨论坛上,挪威技术研究院院士白勇先生向在场观众介绍了北欧、挪威的海洋工程发展情况。

海洋工程行业面临的挑战

海洋的能源有水产、矿产资源、船舶运输、海洋基础设施，主要面临的挑战，一方面是气候，另一方面是环保。

气候方面，过去一千年我们气候的变化、二氧化碳浓度及碳排放的变化，都使得地球在变温暖，所以要注意海洋能源的使用。现在北极的冰在上升。全球范围内，我们有可持续性发展的需求。

对海洋能源的要求，主要是煤炭、石油、天然气、风力发电，要进行运输。过去40年，石油的需求量用百万吨油当量来计算，差不多是成倍的增长，主要用于运输、工业、居民使用。在石油能源方面，主要有三个平衡的问题，包括经济、供应安全、环境及可持续性。

在能源这个行业，比如石油和风力发电，我们有一个全生命周期的考虑，主要包括设计、建造、制造、使用。

传统的三大产业（船舶、海洋、水产）创新

第一个行业是船舶。挪威是世界上比较大的海运国家，中国的船厂造了很多船舶，实际船东是挪威人，设计的图纸是挪威的，全都是他们的，船是中国造的。15年前我回中国的时候，就是作为船东回来，在中国寻找船厂生产挪威所需要的船。

船舶海运方面，70%的世界贸易是通过船舶进行运输的，现在仍然以2.3%的增长速度每年进行增加，将来的船会造得越来越大，需要更多考虑油的价格和国际海事组织对能量效益的要求，并且要减少排放的污染，提高安全操作。船是无人化的，将来船员的数量会越来越少，现在都减少到只有十几个人，还会进一步减少，主要靠无人造船的技术来航行，避免在海上船舶的碰撞和触礁。将来，船舶的操纵将使用自动驾驶技术，主要的挑战是，我们需要开发自动驾驶技术所需要的传感器，这个技术本身要被公众所接受，比如海岸以及海运的管理规则，需要允许我们这样做。

目前挪威有了全世界第一个无人驾驶的货船。将来的技术主要是低碳的推进系统，比如提高化石燃料的效能，使用甲醇、氢、核动力推动船舶。另外，电力推进也被广泛研究。

总而言之，造船越来越往高技术化、低成本、更安全、少排放的方向发展。船舶由此进行设计，船的航向也要考虑天气和波高，我们可以同时使用不同的推进系统，比如燃料、电子、混合，就像汽车有电动汽车、能源汽车，船舶也是这样的。

第二个行业是海洋石油。在中国1982年才开始，到现在还在100米左右的水深进行石油开采。挪威是最开始在中国搞深海石油开发的国家，他们利用水下生产技术开发了石油。

1960年左右挪威开始做海洋石油开采，过去三四十年，挪威一直是全世界海洋石油的技术中心，他们很多技术也通过中挪两国的交往传授了很多技能。现在技术正在往海底发展，把设备放到海底两三千米的水下，这样可以更高效、更安全、低环境污染地生产石油。白勇介绍，他回中国这十多年，主要的力量就是研究石油管道的设计、制造、安装、检测、维修等问题。海洋油气存在可持续性、安全、环保的问题，所以这方面也正在做很多工作。 

海洋方面的传统产业就是海产养殖。大家餐桌上的三文鱼，很多都是来自于挪威的。大概从五六年前，挪威人在青岛造船厂生产了养殖三文鱼的海上设备，从那之后在中国，尤其在山东和广东生产三文鱼变成了热潮，这也是挪威技术与中国进行交流的例子。

到2050年，世界粮食需求相比现在可能会增长70%，但野生鱼类的捕捞量已趋于平稳，年捕捉量介于9千万吨至1亿吨之间，不可持续，所以水产养殖业需要持续增长。海产品是环境友好型食品。我们面临的挑战是，需要到比较深的远海进行养殖，包括养鱼有时候需要比较低的温度，同时我们需要防止鱼生病，以及有寄生虫病。中船重工造的养鱼船舶，现在这种设计在中国很多地方都得到了推广应用。

海洋新兴产业

海洋的新兴产业主要包括海上风力发电、深海采矿、海岸建设、桥梁建设等。大家都知道中国的港珠澳大桥，在挪威也正在500米水深上建桥。

海上新能源在北欧、丹麦、德国、英国、挪威得到了很大的发展，像丹麦这样的国家，30%-40%的电来自于海洋风力发电。海底采矿最近在中国也非常流行，主要是大洋集团在做海底采矿。大家知道，港珠澳大桥具有很多世界第一的技术，在挪威也有一些世界第一的技术，比如在500米、1000米的水深要造桥，减少路程所需时间。

从世界上能源的变化趋势可以看出，将来越来越多的能源将是风能和太阳能。风能主要是在海上发展，因为海上风的速度比较快，使用效率比较高。早期我们用的是固定式的平台，现在往张力退式、单桩式、导管架式、半潜式进行发展，现在风机从5MW到10MW到20MW的方向发展，海上风机发电产能非常大，现在都装在六七十米的水深。欧洲、德国、英国、丹麦、挪威都经历过技术的发展阶段、技术的验证阶段，现在已经进入了全方位的产业化阶段。

深海稀有金属的开采这些年在中国也非常热门，挪威人也同样在走我们前面。这里头最难办的是两个技术，一个是船的海上动力定位，船要在海上不动。目前船舶动力定位的仪器和装备，挪威占全世界的95%，全世界20个动力定位装置，有19个是挪威生产的。

在海岸建设和桥梁建设方面，挪威正在E39高速公路上考虑建造浮桥，这里面也有很多中国与挪威的合作。这个桥是挪威人的，他们是业主，设计也是他们自己的，但建造方中国已经很大程度进入了他们的市场，中国企业去那里投标，往往会很容易中标，所以这个其实是中国人制造的，但设施和拥有归挪威。中挪之间的技术交流对产业化发展以及浮桥技术的推动都有很大作用。还有海上风力发电、海洋空间的利用，水产养殖也会进一步产业化。

产学研体会

首先，我们的研究是以市场为推动的，大部分是根据市场来发展的，比如大型船舶、深海油气、天然气的生产、离岸风电、水产养殖，有的也是技术推动，靠科研人员来做主导。海洋技术的革命性因素往往来自于信息和通信技术，通信技术对海洋有非常大的影响，包括计算机的应用、人工智能、大数据、无人船舶。另外一个推动的技术是生物技术，包括纳米材料技术、生物技术、测量和传感技术。海洋技术之间也有相互关联的问题，我们把海洋石油的技术用于海洋风力发电。

我们在大学搞基础性的研究，得到一些概念的产品，小的公司把这些产品变成市场属性的产品，然后更大一点的公司把它进行工业化和商业化的推广，变成回报，这是产学研的过程。

 最后，我们用海上风力发电在描述一下产学研的过程。最开始，好几十年前我们就有风力发电的概念，大约二十年前我们开始大规模搞模型试验，二十年前开始在英国、意大利、德国、丹麦、挪威、瑞典搞demo项目。现在中国已经成为世界发电的大国，近十年左右中国的风电从无到有，现在开始在海上并网，通过海缆向陆上输电，目前也成为很热门的产业。

（根据2019“中瑞产学研发展论坛”速记材料整理）