「海洋工程海洋」山东海洋工程产业与技术发展调研报告 青岛国家海洋科学研究中心

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海洋工程产业的产值高、规模大，对上游的材料、机械、电子等行业和下游的矿产资源开发、交通、旅游等行业具有明显的带动作用，不仅在海洋经济中占重要地位，而且是推动国民经济发展的重要动力。海洋工程产业的发展具有重要的战略意义。
山东海洋工程产业由两大行业构成，一是以码头、跨海桥隧建设为主要内容的海洋工程建筑业，二是海洋采油平台制造业。“十二五”期间，青岛胶州湾跨海大桥、跨海隧道的建设，董家口港、烟台港、日照港等港口的改扩建工程，显示出山东海洋工程建筑业良好的发展势头；以青岛、烟台、威海、东营为中心的山东半岛海洋工程装备制造聚集区，海洋平台设计、制造技术水平较高，多项海工产品填补国内空白，现已成为我国海洋工程装备制造的重要基地之一。总体来看，山东海洋工程产业居国内领先水平，发展势头强劲。
但是，山东发展海洋工程仍面临一些问题，如海洋工程的科研与装备制造、施工建设脱节，科技对产业发展的支撑作用有限；企业施工所需大型装备、特殊装备大量依赖进口；海工装备的配套能力严重不足等等。为此，建议从科技领域入手，构建公共服务支撑体系，积极促进科技与产业的结合；建设大型海上试验测试平台，满足海洋工程研究需要；引进海外团队，同时培养自身人才。充分发挥科技的支撑引领作用，山东海洋工程产业必将拥有更加光明的前景。
根据青岛国家海洋科学研究中心的统一安排，本调研项目由规划协调处负责组织实施，刘学庆、盖明礼、李彬等为主承担。

一、海洋工程的内涵
人类有着悠久的利用海洋的历史。腓尼基人、迦太基人在公元前1000多年就在地中海开始了航海和筑港活动[1]。但是，由于科技水平的限制，人们对于海洋的利用长期局限于“舟楫之便”、“鱼盐之利”；直至20世纪，工程技术的进步加快了海洋开发的步伐。伴随着海洋开发的进程，20世纪60年代，“海洋工程”这一术语才正式出现[2]，其内容也随着海洋石油等矿产资源的开采，逐步充实起来。从海洋工程术语的出现背景来看，所有与开发、利用海洋相关的工程活动都可以称为“海洋工程”，这就是海洋工程的广义内涵。
从不同角度，海洋工程还可以进一步分类。按海洋开发利用的海域，海洋工程可分为海岸工程、近海工程和深海工程。按结构形式，海洋工程可以分为重力式建筑物、透空式建筑物和浮式结构物。按工程用途的不同，海洋工程可以分为海洋资源开发（海洋石油工程、渔业工程、海水淡化工程等）、海洋空间利用（港口工程、海上机场、海底隧道等）、海洋能利用（潮汐发电工程、波浪发电工程等）、海岸防护工程等。从科研的角度，海洋工程可以分为基础科学、应用技术两类。基础科学包括海洋环境动力学、海洋工程流体力学、海洋工程结构力学、海洋生物学、水声学、潜水理论等。应用技术分为资源开发技术和装备设施技术两大部分。资源开发技术主要包括海底油气钻采技术、深海矿物采掘技术、海水资源利用技术、海洋渔礁建设技术、海洋能源利用技术等；装备设施技术主要包括海洋探测装备技术、潜水装备技术、海洋土木建筑技术、防污染技术、海洋工程船舶技术等。
从开发利用海域的角度看，山东海洋工程产业以海岸工程和近海工程为主。其中，海岸工程主要是海洋建筑工程，以港口码头、跨海桥梁、隧道的建设为主要内容；近海工程以海洋油气平台制造工程为主要内容。本调研报告中的海洋工程主要指海洋建筑工程和海洋油气平台制造工程。

二、海洋工程产业的重要性

图1 2013年我国各主要海洋产业产值构成（来源于国家海洋局）

海洋工程产业在海洋经济中占重要地位，不仅产业本身的产值较高、规模较大，而且对上游的材料、机械、电子等行业，对下游的石油、交通、物流、旅游等行业具有明显的带动作用，是国民经济发展的重要动力。以我国为例，据国家海洋局统计编制的《2013年中国海洋经济统计公报》，我国主要海洋产业产值22681亿元，各海洋产业所占比重如图1所示。从图中可以看出，海洋建筑工程业占海洋产业的第四位，而且与占海洋产业产值较高的海洋旅游业、海洋交通运输业、海洋渔业等有着紧密的联系，是其他产业发展壮大的基础。这说明海洋工程产业是我国海洋经济发展的重要支柱。
港口码头工程建设搭建了区域文化交流、经济交流的重要桥梁。我国秦汉时期就与马来半岛有了海上航线，班固《汉书·地理志》记载了自徐闻港、合浦港出发，航行5个月可以到达马来半岛的都元国。徐闻港、合浦港也被认为是“海上丝绸之路”雏形时期的始发港。海上丝绸之路在唐宋时期成为中国对外交往的主要通道，主要港口泉州、广州、扬州、宁波、漳州等成为重要的经济、文化交流中心，繁华一时。现在，依托现代化港口码头的海洋运输已成为国际物流中最主要的运输方式，国际贸易总运量中的2/3以上，中国进出口货运总量的约90%都是利用海上运输[3]。海运对港口工程提出了建大港、深港、专业港等要求，推动了港口工程的发展；港口工程的技术进步反过来又促进了海运发展，增加了货运量，直接带动了港口城市的社会经济。
跨海桥隧工程建设是促进地区经济发展的催化剂。跨海大桥、海底隧道等海洋工程可以显著降低交通成本，提高运输能力，促进地区经济的交流和发展。以连接丹麦首都哥本哈根与瑞典第三大城市马尔摩的厄勒海峡大桥为例[4]，2000年大桥建成后，大大促进了两国外贸型企业扩大市场范围。据统计，厄勒地区的350家丹麦企业和300家瑞典企业中，56%的企业具有跨国贸易。大桥的建成还促使两地相近产业产生聚集经济优势，哥本哈根和马尔默两地将原本拥有的优势产业（生物医药、IT、通信产业、食品工业等）联合发展，2005年成为欧洲最具吸引力的生物科技区，同时在医药专业领域，通过科研合作联合形成了世界著名的药谷。
海洋油气工程业是国家发展的重要支柱。油气资源是重要的商业物资，更是重要的战略物资。其中，石油被称为“工业的血液”，除了它是工业主要能源之一的原因外，还因为石油化工产品广泛应用于农业、轻工业、纺织工业以及医药卫生等部门，已经成为经济社会发展的重要基础，其拥有量已成为一个国家和地区综合实力的重要标志。我国的海洋油气资源十分丰富，除渤海外，东海、南海都蕴含丰富的油气资源。据不完全统计，东海仅钓鱼岛周围海域石油储量预计超过100亿吨，南海的石油地质储量大致约230亿至300亿吨之间[5]。目前，我国原油的对外依存度不断增大，海洋油气资源开发对国家能源安全具有重要意义。
海洋工程是向海洋进军的突破口，建设海洋强国的助推器。21世纪是海洋的世纪，人类必然全面向海洋进军，海洋的开发利用将面临一个突飞猛进、空前繁荣的新时期。随之而来的是各国在海洋领土、海洋权益上的争端，对海洋资源的争夺和瓜分。向海洋进军，保卫海洋领土，维护海洋权益，利用海洋资源（尤其是油气资源），是我国经济社会发展的必然要求，也是建设海洋强国的重要内容。但所有的海洋开发利用活动都离不开海洋工程设施和相关的技术装备，保卫海洋领土和维护海洋权益更是需要依靠强大的海洋工程技术。发展海洋工程产业，提高产业技术水平，是建设海洋强国的重要基础和保障。

三、海洋工程产业的现状与发展趋势
（一）国际海洋工程技术发展方向
深海作业平台技术。随着海上油气资源的开发不断向深海发展以及其他深海资源开发的兴起，深海作业平台成为海洋工程界的热点之一。当前，海洋工程技术比较先进的国家，如美国、挪威及英国等都十分重视深海平台的研究，探索综合利用深水张力腿平台技术、单圆柱平台(SPAR)技术以及桶形基础技术等开发出新的平台形式[6]。
海洋空间开发利用技术。主要指采用人工岛、超大型浮式海洋结构物等方法充分利用海洋空间。人工岛属于土木建筑，适用于水深相对较浅的海区；超大型浮式海洋结构物属于造船工程，适用于水深较大的海区。这方面的研究更趋热门，日本、美国等国家已开展这方面的研究[6]。此外，为满足海洋旅游等的需求，垂钓栈桥及码头、海上鱼礁等亲水海上建筑业也应运而生。
海上施工技术。各种海洋工程结构物都需要进行海上施工，而且对施工精度的要求也越来越高。海洋环境复杂多变，风、浪、流及其他环境的变化给高精度的施工造成了巨大影响，对施工技术的要求更为严格。例如，在海底隧道沉管法施工中，需要解决水下地基整平处理（要求平整度不大于10厘米）、超重的长大管段在浮动状态下的精确沉放、水下测量与控制等一系列问题。提高施工技术水平，改善施工精准性是海洋工程工程发展的重要内容。
（二）国内外海洋工程产业发展现状
海洋建筑工程。主要发达国家的港口、跨海桥梁、海底隧道等海洋建筑工程设施的建设已基本完成，产业市场正向非洲、拉丁美洲、东南亚等地区转移，但发达国家在大型工程经验、技术创新与应用、新型工程设备、关键材料等方面仍然具有优势。我国海洋建筑工程业发展较快，特别是近十年来，通过港口改扩建工程、大型跨海桥梁工程、海底隧道工程等的建设，研发了新型技术和装备，锻炼了人才队伍，积累了工程经验。总体说来，我国海洋工程建筑业的技术水平与发达国家相差不大，部分领域的工程建设水平居世界前列。正在建设的港珠澳大桥就是很好的例子。港珠澳大桥涉及跨海桥梁、隧道、人工岛等海工建筑结构形式，其主体设计由以中交公路规划设计院有限公司为首的中外联合体完成，主体工程完全由我国企业承建。从中可以看出，我国海洋建筑工程业具有较高的技术水平。
海洋平台制造工程。海洋油气工程开发领域正从浅水走向深水，海洋平台相应走向深水。从装备产值看逐年增加，2011、2012、2013年，全球海洋工程装备订单额分别达到500亿美元、600亿美元和610亿美元。从技术水平看，欧美等发达国家在工程装备开发设计、关键配套设备等方面处于领先地位，是世界海洋工程装备技术深水化、超深水化发展的引领者，处于第一阵营；韩国、新加坡在总装制造领域占据领先地位，以建造技术较为成熟的中、浅水域平台为主，也在向深水高技术平台的研发、建造发展，处于第二阵营；巴西、俄罗斯等国家以制造低端产品为主，属于第三阵营。我国近年来海洋平台工程发展迅速，具备了一定技术储备和建造能力，正向第二阵营冲刺。但是，由于历史、政治、技术等方面的原因，我国海洋石油的发展“重北轻南”，海洋油气开发力量主要集中在水深较浅的渤海地区，而占中国领海面积一半以上的南海地区，开发区域仅集中在近海和海南岛周边。海洋油气开发向南海深水区域进军，这既是海洋平台制造工程的挑战，也是海洋平台制造工程的机遇。
（三）山东海洋工程业发展情况
山东海洋工程产业较为发达，居国内领先地位。
海洋工程建筑业。近几年来，山东涌现出一大批重大海洋工程建设项目。比较有代表性的有：青岛胶州湾跨海大桥，全长36.48公里，超过我国杭州湾跨海大桥和美国切萨皮克跨海大桥，是当今世界上最长的跨海大桥，也是世界第二长桥；胶州湾海底隧道是我国第二条海底隧道，同时也是世界第三长海底隧道。此外，海即跨海大桥的建成，董家口港的建设，以及烟台港、日照港、东营港、滨州港的港口改扩建等一批海洋工程建筑项目的上马竣工，不仅优化了山东的交通体系，促进了港口运输业的发展，而且显著带动了山东海洋工程建筑产业的发展。在建的南北长山联岛大桥、规划中的第二条胶州湾海底隧道和渤海跨海大桥（山东蓬莱至辽宁旅顺之间），都显示出山东海洋工程建筑业良好的发展势头。
海洋平台制造工程。海洋工程制造业在山东高度重视下发展迅速，现已形成以青岛、烟台、威海、东营为中心的海洋工程制造基地，综合实力居我国领先水平。山东建造完成的代表性工程装备包括：海洋石油981深水半潜式钻井平台，属第六代深水钻井平台，填补我国在深水装备领域的空白，标志着我国在海洋工程装备领域已经具备了自主研发能力和国际竞争能力；海洋石油201，3000米深水铺管起重船，是国内自主详细设计和建造的第一个深水海洋工程船舶装备项目，填补了国内深海铺管装备领域的空白，标志着国内大型船企在海洋工程装备领域已经具备了自主研发能力和国际竞争资格；深潜号饱和潜水母船，是我国国内唯一一艘支持300米饱和潜水作业系统的深潜水打捞船舶，填补了我国大深度潜水作业支持船舶的空白，大大提升应对大深度、大吨位应急打捞、大面积溢油及其他应急突发事件的快速处置能力，也使中国深水工程作业能力向世界先进水平迈出了坚实的一步。2012年山东海工装备制造业实现产值147亿元、销售收入144亿元，同比分别增长54%和52%；2013年，山东共完工交付钻井平台6个，其他海工项目18个；新承接自升式钻井平台2个，半潜式钻井平台和钻井船各1个，其他海工项目20个[7]，充分显示了山东海洋工程的强劲发展势头。

四、山东发展海洋工程产业的优势分析
1. 资源区位优势
山东发展海洋工程业具有自然条件优势和区位优势。从自然条件上看，山东半岛三面环海，海岸线全长3345公里，占全国大陆海岸线的1/6；沿海滩涂面积约3000平方公里，15米等深线以内水域面积约1.33万平方公里；全省近海海域17万平方公里，有天然港湾20余处，岛屿299个[8]。这为海洋平台制造业选择厂址、集聚发展提供了优良条件。山东沿海青岛、烟台、威海与日本、韩国一衣带水，经贸活动频繁；腹地资源丰富、经济发达。这种经济发展需求和区位优势的结合，对海上交通提出了新的要求，进而带动了港口工程等海洋建筑业的发展。
2. 政策优势
山东省政府一直重视海洋工程产业的发展，相继制定了一系列措施政策，推动海洋工程产业的发展。山东半岛蓝色经济区建设提升为国家战略后，在《山东半岛蓝色经济区发展规划》中明确提出，“把东营、潍坊、威海、日照、滨州打造成特色鲜明的专业性现代海洋装备及配套制造业基地，把青岛、烟台打造成具有国际竞争力的综合性海洋装备制造业基地”，“把青岛、日照、烟台等建设成为全国重要的海洋工程建筑业基地，培育形成新的产业增长点”。可以预见，海洋工程产业必将获得更加强劲的发展动力。
3. 龙头企业优势
山东海洋工程业较为发达，拥有行业内知名的大型企业，具有龙头企业带动优势。中交一航局第二工程有限公司是山东施工经验最丰富、技术实力最强的海洋工程建筑企业，也是我国海洋工程建筑行业内的技术先进企业。作为山东海洋工程建筑业的龙头企业，一航局二公司多次荣获中国建筑工程奖励、国家及省部级科技进步奖，近几年，年施工产值近百亿元。在海洋平台制造业领域，山东拥有中集来福士海洋工程有限公司、杰瑞石油装备技术有限公司、海洋石油工程（青岛）有限公司、中国石油集团海洋工程有限公司（青岛）海工事业部、蓬莱巨涛海洋工程重工有限公司、山东科瑞控股集团有限公司等一批海洋石油工程装备龙头企业，形成了海工装备集聚发展的格局，在我国海洋油气装备制造布局中占重要地位。
4. 技术优势
山东海洋工程龙头企业在发展中普遍重视科研，拥有自己的核心技术，企业的技术居国内同行业的先进水平。例如，一航局二公司在水下整平技术、大型沉箱出运下水技术、先铺法沉管隧道成套施工技术等方面居国内领先甚至世界先进水平；烟台中集来福士海洋工程有限公司拥有自己的海洋工程制造基地，具备半潜式平台、自升式平台、常规和特种船型的基础设计、详细设计与施工工艺的设计能力，技术居国内领先水平。这种技术优势成为山东海洋工程产业发展的强大动力。

五、山东发展海洋工程产业的主要问题分析
1. 产业底蕴不足
由于历史原因，我国海洋建筑工程从业企业主要位于天津、上海、广州等城市，海洋平台制造则主要依托位于江苏、上海、广东的造船企业（见表1）。虽然山东的中交一航局二公司、中集来福士海洋工程有限公司（前身为来福士造船厂）等企业具有一定技术优势，但整体说来，山东海洋工程产业的从业企业历史较短，底蕴不足。从科技支撑的角度看，山东海洋工程的科研力量较为薄弱，表现在领域内国内知名专家少，缺少院士等领军人物，很多研究方向尚未建立起核心研究力量，缺少国内领先的研究团队。这造成了海洋工程的基础研究工作落后，科研缺少系统性和创新性，工程装备的设计能力不足，科技支撑产业发展的能力需要进一步强化。

表1 我国国有海洋工程企业分布（不完全统计）

2. 科研与施工脱节
海洋工程研究机构往往偏重于基础研究，重视发表论文，与企业的交流沟通不足，对企业施工中遇到的问题了解不够，对企业的技术进步贡献不大。另一方面，企业在施工中遇到的很多技术问题涉及基础研究的各个方向，远远超出企业本身技术力量的擅长领域，造成企业有问题但是找不到对口专家解决。科研与施工的脱节造成了企业不能充分利用科研力量，技术进步举步维艰；而科研的研究内容狭窄趋同，缺乏针对产业的研究方向。
3. 施工装备瓶颈
海洋工程的海上施工往往需要特殊装备，山东乃至我国的海上施工装备比较落后，尤其在油气资源开发向深海、远海转移的过程中，适用于深远海的海上施工装备更是成为产业发展的瓶颈。欧美海洋工程强国的企业一般都拥有几十艘高性能的深水和水下安装作用船舶，与之相比，山东海洋工程企业在进行工程建设（尤其是大型工程建设）时，往往现用现装备，而且大型、特殊装备大都依赖进口，这就大大限制了企业的国际竞争能力，降低了企业利润。
4. 海工装备配套能力不足
海洋工程企业往往重视大型海洋装备的总装制造，而没有深入到配套设备和零部件环节。从海洋工程产业的发展趋势分析，大型海洋工程装备配套设备的模块化建造具有很大的发展空间，需要一批大型海洋工程装备的模块化配套产品生产企业。模块化产品的利润相比其他产品要大许多，精益生产和敏捷制造是模块化产品制造方式的发展方向[9]。山东海洋工程相关企业尚未认识到这个问题，忽视了配套产品的生产。

六、山东海洋工程技术发展建议
1. 大力发展海洋工程施工装备与配套装备研发
海洋工程施工装备是海洋工程进行施工的保障，同时也能反映企业乃至国家的海洋工程技术水平。海洋工程正由浅水走向深水，相应的海上施工装备也向适应深海、远海作业转移，大件运输、起重吊装、海底布缆、海底探测、水下焊接等相应装备的需求会更加旺盛。海洋工程配套装备正向高技术、模块化方向发展，抓住机遇，通过引进技术-消化吸收-再创新等方式积极发展配套装备，可以有效提高山东海洋工程技术水平，增加企业利润率，有助于山东海洋工程产业的发展。
2. 突出海洋工程的国际化发展战略
山东企业在海洋工程建筑业领域具有一定技术优势，目前非洲、南美洲、中东地区、东南亚等地港口布局尚未达到饱和，为山东企业提供了良好的用武之地。海洋建筑工程企业积极谋求海外市场，是山东海洋建筑工程业发展的新道路之一。在海洋平台制造领域，积极引进高端人才、人才团队，提高设计水平和能力，同时培养自身人才，形成结构合理的人才队伍；在业务市场方面，瞄准南美洲、非洲、中东等油气资源丰富地区，力争实现“立足山东，面向全国，放眼全球”的发展格局。
3. 构建公共服务支撑体系
海洋工程需要解决的问题综合性强，涉及学科广，极其复杂，往往超出了企业的技术业务范围，造成企业不知道应该联系哪些科研机构、哪些专家，不是“病急乱投医”，而是“病急不知到哪里找医生”。这种情况仅仅依靠企业自身，或技术产业联盟（联盟内往往都是相同或相近技术领域的单位），效果不是很好。建议设置公共服务支撑体系（或依托青岛海洋科学与技术国家实验室为龙头构建），针对企业具体问题，帮助企业与相关专家、研究机构等建立联系渠道。
4. 建立大型海上试验测试平台
海洋工程是实践性很强的学科，装备的设计、研究都需要进行试验测试。而我国目前海洋工程研究的试验测试大都是在内陆“湖试”，试验条件与实际海洋环境相差极大，给海洋工程技术水平的提高造成很大的障碍。建议依托青岛国家海洋科学与技术国家实验室，建设高标准的、具有世界先进水平的、综合全面的大型海上试验测试平台，满足海洋工程及其他海洋研究的需要。

结 语
21世纪是海洋的世纪，海洋对人类社会发展起着越来越重要的作用。国际贸易绝大部分是通过海洋运输的，随着国际贸易的日益频繁和紧密，海上运输的地位将日益重要。此外，随着世界范围内油气资源的消耗和陆地原油开采速度的加快，海洋领域内的油气勘探开发成为了新的焦点。海洋工程是海上运输、海洋资源开发利用的基础，具有良好的市场发展前景，是发达国家极为重视的重要产业之一。山东海洋工程产业与国际先进水平相比仍有差距，但山东具有自然资源和区位优势，海洋工程产业基础较为雄厚，在国家政策支持下，发展海洋工程产业具有明显的优势。充分发挥山东优势，从科技领域入手采取有效措施，山东海洋工程产业的发展必将具有光明的前景。

参考文献
[1] 国家自然科学基金委员会工程与材料科学部。水利科学与海洋工程学科发展战略研究报告（2011-2015）。科学出版社，2011：261.
[2] 萧禺。海洋工程：经济增长的新亮点。群众，2010，9:74
[3] 海运，百度百科，http://baike.baidu.com/link?url=AhMS8A3CvZwDaVoBuHH7-YMzqNPxLBziVLKvY8mNY0LlrU-QbjrknJyg3Zx3JfJlOrAj_vwnl9eCc0EDmINJC_
[4] 孙东琪，陆大道，孙峰华等。国外跨海通道建设的空间社会经济效应。地理研究，2013，32(12)：2270
[5] 中国海洋石油分布概况。吐哈油气，2012，17(4)：397
[6] 李玉成。海洋工程技术进展与对发展我国海洋经济的思考。大连理工大学学报，2002，42(1)：1
[7] 2013年山东省船舶工业经济运行情况。山东船舶工业网，http://www.sdship.gov.cn/sitecb/004/2014327841649.htm
[8] 中国山东-自然环境。山东省人民政府门户网站。http://www.shandong.gov.cn/col/col4729/index.html
[9] 傅小荣，闵兵。海洋工程发展之道。中国石油石化，2012，第7期：52