谢 伟，陆 超

(中国舰船研究设计中心，武汉430064)

新世纪伊始，我国在地缘上面临机遇与挑战并存的局面，而两者又多来自海洋，这是在我国崛起过程中难以回避的必然阶段。如何更好地抓住机遇、迎接挑战，在新世纪的海洋竞争中赢得先机，我国海洋发展战略能否适应新形势下发展的需要是决定性的因素。

同时，船舶及相关工程设施是海洋发展战略实施的硬件载体和物质体现，海洋发展战略的走向决定了我国船舶发展的主要趋势。因此，将海洋发展战略和我国未来船舶发展趋势紧密结合加以探讨，可以使两者更加具体直观。

1 当前制约我国海洋发展的因素分析

自改革开放以来，开发近海海洋资源、发展海洋贸易已成为我国海洋发展的主要形式，在我国经济高速发展阶段发挥了重要作用。但随着我国经济规模的不断扩大，以及国际地缘战略形势的变化，现有的海洋发展模式受到了资源和空间的双重制约。

1.1 资源开发的制约

当前与我国海洋发展相关的资源主要包括渔业资源和能源资源。

渔业资源方面，我国虽然是水产品生产大国，但受到传统生产模式和装备条件限制，我国海洋捕捞和水产养殖仍长期局限于近海，在产品结构中缺乏高附加值鱼种，工业排污、大规模捕捞和近海养殖又导致我国近海渔业资源近于枯竭，近海生物环境遭到较大破坏，渔获物低龄化、小型化、低值化现象严重。

我国近海区域二类以下水质占大部分，长江、黄河、珠江口均为劣质四类水质，近海环境的持续恶化不仅影响了人居环境和经济建设，更给渔业生产的可持续发展带来了压力［1］。

能源资源方面，自上世纪80年代以来，我国已由石油自给国逐渐成为世界主要石油消费和进口国。虽然近年来我国加大了海上油气资源开发力度，但石油进口量仍在不断增加，我国石油能源自供应缺口不断扩大，2008年以后的石油能源对外依存度均已超过50%。而2012年10月25日发布的《中国能源白皮书》显示，我国综合能源对外依存度已达到57%，过高的能源对外依赖性严重威胁我国的能源安全。

1.2 空间的制约

在资源开发面临制约的同时，我国的海洋发展空间也面临着多种制约。

首先，我国远海经济活动目前仍以海上贸易运输为主，航线遍布全球，但在世界多个繁忙航道上存在诸多安全隐患。如马六甲海峡是历史传统的海盗潜在活动区域，亚丁湾海盗活动则已对我国海上航运造成了损失。同时随着中东局势动荡，苏伊士运河周边海区也存在恐怖主义袭击和其他安全性风险。

其次，我国海洋空间面临多国侵蚀和挑战。在我国合法拥有的300多万km2的海洋国土面积中，南海南部/西南部、东海东南/东北部多处被周边国家侵占或存在争议。2012年上半年以来，南沙、黄岩岛、钓鱼岛及所属海域主权屡次遭到部分周边国家的挑衅，除了海洋资源利益的表层原因外，更多的是西方势力对我形成战略包围、限制我国海洋空间发展的企图所致，见图1。

图1 西方国家绘制的对我国海洋空间第1岛链和第2岛链包围形势图

如图1所示，如2个岛链包围圈形成，则我国海洋发展活动空间将被岛链严重制约，在和平时期会长期受到第1岛链和第2岛链所在国家和西方势力的牵制和干扰，在战时则会被直接切断海上补给通道和海军机动航路，大幅缩减我战略纵深。

综上所述，我国海洋开发当前形势主要有以下特点。

1)资源开发拘泥于近海，不仅给近海环境形成巨大压力而且大量消耗了我国近海资源储备。

2)空间发展形式仍以常规贸易航运为主，远海活动缺乏持续、安全的保障，同时我国远海资源正在不断被周边国家盗取、消耗。

3)国外势力对我海洋发展空间有压制企图，正在构建战略包围圈。

1.3 资源及空间潜力

尽管受到多种限制，但我国海洋资源及空间方面依然具有广阔的发展潜力［2］。以我国南海为例，南海是我国惟一的热带海洋，生物资源十分丰富，热带渔业资源种类繁多，其中鱼类有25 000多种，年理论可捕捞量达700万t。海底蕴藏着大量油气资源，已探明的石油、天然气、可燃冰等蕴藏量非常丰富，分布在24个沉积盆地，总面积约72万km2，油气储量约420亿t，被称为“第二个波斯湾”。南海不仅资源丰富，也是沟通太平洋与印度洋的重要国际航运要冲，是东亚和东南亚乃至世界航运繁忙的航线，军事上的战略地位亦十分重要。在我国200多万km2的大陆架海域中，有近70万km2的含油气盆地，蕴藏石油资源量150～200亿t，天然气6.264亿m3，分别大约占全国石油和天然气总资源量的l/4～1/5，预示着良好的勘探开发前景和巨大的开发潜力。据预测，我国未来海洋经济发展潜力在199 737.16亿～320 335.57亿元，平均为214 150.1亿元(2010年人民币市值)。

此外，我国海岸线整体面向西太平洋，前出方向选择十分灵活，西北取道日本海可达鄂霍茨克海进抵俄罗斯和北极，西南穿越菲律宾海经马绍尔群岛可达澳洲和南美洲，东南穿越马六甲海峡进入印度洋后向北可至波斯湾，向南可绕好望角，向东北则可经苏伊士运河抵达地中海。因此，只要制定合理的海洋发展战略，展开有效的配套建设，将使我国在海洋发展乃至地缘形势上开拓新的局面。

2 国内外船舶发展趋势

海洋战略实施的物质载体是船舶，船舶发展趋势受制于一国的海洋发展战略，同时也对该战略的实施产生影响。因此，了解国内外船舶发展趋势，将有助于海洋发展战略和与其相适应的船舶发展方向的把握。

2.1 环保要求规范化、标准化

全球性的气候变化对自然生态系统和人类生存环境产生了重大影响。大气中二氧化碳含量升高带来的全球气候变化已是不争的事实，并直接催生了以低能耗、低污染、低排放为基础的“低碳经济”概念。与此相适应，在海事界，“新造船要更安全、更环保、更先进”已经成为一种世界性的理念。

近几年，国际海事组织(IMO)不断以制定强制性公约、规范的形式来加强对海洋环境和大气环境的保护。新的规则规范几乎涵盖了船舶的整个生命周期，从SOLAS修正案、共同结构规范、压载水管理到压载舱涂层标准、空气污染控制、船舶最终拆解等，这些新的规则规范很大程度上影响了船舶的设计和建造理念，推动着绿色船舶技术的创新。IMO陆续出台的新规则、新规范，将全球对船舶安全环保的要求提到了新的高度，同时正潜移默化地推动造船业新一轮变革，将对造船业产生前所未有的影响［3］。

2.2 非燃料船舶供能技术逐渐成熟

鉴于燃料消耗是船舶运营成本的主要部分和对海洋环境的主要污染源，各国都在寻求船舶节能的可行方法。英国航运工会安全与环境部指出，目前有多种技术可以用于碳减排，由于燃料价格增加，船舶已经开始降速，比如集装箱船航速已由25 kn降至19 kn，节省燃料30%～40%，而开往亚洲的船舶的航行时间却会因此延长4～5 d。因此，船舶行业从上世纪90年代开始寻求除减速以外的非燃料的供能技术以应用于船舶电力和推进。目前以太阳能为主要来源的光伏供能技术和风能辅助推进技术已在国外进入实用化阶段，国内则已开始跟踪策划。

2.2.1 光伏发电供能技术

根据不同场合电气设备负荷需求和成本控制的实际情况，太阳能光伏发电系统一般分为独立供电的光伏发电系统、并网光伏发电系统、混合型光伏发电系统3种［4］。船舶依据其尺度和能源需求，多采用与其他功能形式相结合的混合型光伏发电形式。

完全实现非燃料混合光伏供电系统的典型实例是澳大利亚的“太阳能水手”号渡船，该船由悉尼太阳能水手公司设计建造，于2000年悉尼奥运会期间正式投入运营。该船为双体船型，采用8面太阳能帆板提供风力辅助推进和2台主推进电机用电，最大载客量100人，主尺度21 m×10 m×1.3 m，最高航速可达10 kn。由于完全脱离燃料形式，“太阳能水手”号在运行期间完全实现了0排放，且噪音极小，乘坐舒适。目前太阳能水手公司正以其为基础研制20 kn航速的光伏/风能混合动力渡船。

除小型船舶外，光伏发电供能作为与燃机推进相结合的功能系统也于2012年开始用于大型商用船舶上［5］。2012年3月13日，世界上第一艘混合动力汽车滚装船“绿宝石”号在日本商船三井集团所属神户造船厂下水。该船主尺度达199 m×32.26 m×9.725 m，可装载6 400辆轿车。该船将双燃料柴油发电机组与顶部太阳能发电阵列相结合，大幅节省了燃料消耗，提高了经济性。该船太阳能阵列最大发电能力达2.2 MWh，最大发电功率为160 kW。

2.2.2 风能辅助推进技术风能辅助推进来源于人类最古老的风力航行方式，风力航行在19世纪达到全盛，然而却在20世纪逐渐被蒸汽取代。现在，海上风力资源正以其低成本和供能的不间断特点受到各国的重视。英国气候变化委员会呼吁该国航运业更多利用风力航行，以减少二氧化碳排放量。德国柏林科技大学发布了一项研究成果表明，利用风帆及其他传统风力航行的船只可将成本降低44%，并预测如果世界船舶能充分利用风能，可减少14.6亿t的CO2排放量，但较符合实用条件的是结合燃料推进的风能辅助推进技术。目前国内外研究船舶风能推进的主要方向包括“天帆”辅助推进和刚性骨架的帆板辅助推进。

德国是研究“天帆”辅助推进的主要国家，全球第一艘用矩形天帆辅助推进的“白鲸天帆”号于2007年完成了首次远洋航行。据报道，安装“天帆”后，船舶耗油量平均每天可降低10%～25%，在理想的风场条件下，燃油消耗可暂时降低50%。由此可看出同，风帆助航船的节能减排效果有着广阔的空间。

刚性骨架帆板辅助推进主要是利用轻质材料帆板根据风向调整升力面与航向的夹角来为船舶提供辅助动力的推进形式，也是目前国内外主要的研究方向。日本在发展现代风帆船方面一直处于领先地位，1980年日本建成了世界上第一艘现代风帆油船——1 600 DWT的“新爱德丸”号，该船装有2个高12.15 m、宽8 m的风帆，风帆用钢骨架和聚酯纤维制成。本船试验结果表明，它可以节约燃油50%以上，目前日本已制造了10艘沿海现代风帆船和1艘远洋现代风帆船，其中最大吨位达26 000 DWT。

我国船舶行业对风力辅助推进也十分重视［6］，早在1990年5月就建成了第一艘电子控制的全自动3 000 t风帆货轮。目前，中国远洋运输集团针对远洋商船的“风能利用”工程正在策划也即将启动，改装对象选定为76 000 DWT散货船——“文竹海”号。

2.3 生物交叉技术在军、民领域的应用开始起步

生物交叉技术指生物学科与船舶学科交叉融合形成的技术，目前在船舶领域进入实践阶段的技术主要包括仿生减阻及推进技术和生物燃料技术。

2.3.1 仿生减阻及推进技术

仿生减阻技术最早应用于水上运动赛事，现在的主要研究方向集中在微观仿生结构方面，如仿生微气泡表面、仿生非光滑表面和仿生非结构化表面等。近年来在军、民用舰船项目中也开始实际应用。2011年日本首先研发了“Sea Flo Neo”船用仿生减阻涂料，并由商船三井集团首先应用于前文所述的“绿宝石”号汽车滚装船上，测试证明，相对标准涂料，仿生涂料可使燃油效率提高3%～5%。

除仿生减阻涂料外，表面减阻材料的研究和应用也逐渐深入［7］，但受到结构和成本限制，仿生减阻材料的应用规模还十分有限。

由于需要突破现有舰船的机械传动式推进方式，仿生推进技术目前的科研进展相对于仿生减阻技术缓慢，主要还停留在理论设计和科研样机阶段。仿生推进技术目前的研究范围主要在局部仿生推进(仿鳍型推进)和摆动仿生推进等方向上［8］。

摆动仿生推进早期主要研究鱼形摆动仿真，目前国外已开始展开其他水中生物的运动仿真样机研究。

2.3.2 生物燃料技术

生物燃料技术最早起始于民用汽车行业，随着这项技术的日渐成熟和产能扩大，一些国家的海军也开始关注舰船及其他武器平台使用生物燃料的问题。

美国海军2011年11月17日表示，其已经成功地在退役的“斯普鲁恩斯”级驱逐舰“保罗·F·福斯特”号(DD964)试验用生物能源。

“保罗·F·福斯特”号的试验显然已取得了预期效果，半年后的2012年6月13日，美国海军海运司令部所属的补给油船“亨利·J·凯撒”号(T-AO 187)开始加注90万加仑(约合360万L)50/50的混合生物燃料，用于2012年度环太平洋联合军事演习的美军舰船补给，标志着美国海军“绿色舰队”进入成建制试验阶段。

2.4 大型军、民用舰船平台基地化应用趋势明显

军、民用舰船平台的大型化使现代化舰船不仅具备很强的海上持续运转能力，也使海上前置作战保障和成规模海上居住成为可能。军用方面，除近年来以两栖攻击舰和轻型航空母舰为基础发展而来的战略投送舰等突击型基地化舰船外，进行长期前沿部署和兵力中转投送的基地化平台也即将投入使用。

2006年美国水面系统司令部(NAVSEA)海军启动了“机动登陆平台”(mobile landing platform，MLP)项目，这是为配合未来“海上基地”(sea base)作战模式专门组织研制的第一型舰船装备。该平台以成熟的民用半潜式起重船为母型，规避了原海上基地项目中超大型浮式结构的技术风险，又减少了研制难度，加快了项目进度。通过合理规划，2012年1月9日，美国海上机动登陆平台首船“蒙特福德角”号已开工建造，计划于2012年11月13日下水，2013年5月交付，2015年正式投入使用。

在民用领域，为满足未来向海上扩展生存空间以及海上长周期旅游、油气及渔业生产的需要，国内外均提出了开发海上基地型船舶项目的需求。大型单体船舶以其空间容积大、性能技术成熟可靠成为多种海上基地型船舶项目采用的主要形式。

2.5 军用非常规船型进入实船阶段

在大型常规单体舰船继续发展的同时，非常规船型已经在中小型舰船领域崭露头角，以气垫船、小水线面双体船、穿浪双体船、三体船为代表的新船型已经在多个国家海军中进入实船阶段，如“野牛”型大型气垫登陆艇、“无暇”级水声侦查船、HSV高速双体运输船、LCS-2型濒海战斗舰都是非常规船型实际应用于舰船领域的代表。自2006年以后，一批新概念的非常规船型也陆续公开。如采用双M船型的“匕首”号实验船，利用被动气垫抬升效应，大幅减少了航行阻力，而更大的3M船型也已进入论证阶段。

2011年8月10日，美国朱丽叶舰船系统公司公开了之前被美海军/专利局保密管理的“幽灵”号试验艇，这是目前第一艘面世的超空泡舰船。美国海军可以使用“幽灵”号在公海执行隐蔽任务，据称其隐身性能与常规舰艇相比具有无可比拟的优势。朱丽叶舰船系统公司的设计者表示，该艇采用超空泡技术，可在水面上高速航行——最高时速可达97 km/h，具备雷达波隐身性能，并可携载鱼雷。

3 我国海洋发展战略的初步设想及未来船舶发展趋势预测

基于对我国海洋发展形势的分析，不难发现我国海洋发展的前景是外在限制与内在潜力并存的，如何突破限制又能够充分挖掘潜力，是我国海洋发展战略制定过程中必须考虑的问题。

这就要求我们以长远战略的眼光确定适应我国海洋发展战略的基本原则。分析近代海洋国家兴衰史不难发现，以强权和掠夺为主要海洋战略的国家难以长久，这些例证中远有葡萄牙和西班牙、近有不列颠;而以单纯的海上贸易和本土发展又难以突破强国封锁和压制，只能长期在屈居劣等的地位中不断徘徊，如荷兰、法兰西、德意志皆为其列。

随着我国国力的不断增强和资源空间需求的不断增加，我们也同样面临崛起道路上如何迈向海洋的抉择。在中国古代史上，明朝从明太祖的“禁海”向明成祖的“兴海”政策转变似乎能给我们提示:“寓防于商贸，制敌于境外，于是万邦来朝，海上贡道绵延数千里”。

由此可见，“立足崛起的延伸发展，遵循‘不强权、不侵略’和平发展原则，逐次渐进，环保高效，合作共赢”，应当成为我国海洋发展战略原则的选择之一。同时，海洋发展又离不开资源和空间两大主题，以及船舶合理发展的硬件支撑。

3.1 海洋资源发展战略的初步设想

3.1.1 海洋能源资源发展战略

如前所述，我国除在南海、东海蕴藏丰富的油气资源外，可燃冰、锰结核等新型矿物资源也有大量储备。同时，我国远海石油开采已进入筹划阶段。在当前形势下我国海洋能源资源发展战略初步设想如下。

1)保持近海油气开发能力，重点开展远海、深海油气资源开发和境外油气资源联合开发，保持本国油气资源储备并积极利用境外油气资源。

2)加快新型深海矿物资源实用化开采的科研进程，力争在新资源开发的规模和技术上抢占先机。

3)建立远海油气生产保障装备体系，在南海采取循序渐进的开发模式，逐渐向南扩展钻探和资源调查范围，逐步在南海南部展开油气和其他能源资源的开采业务。

3.1.2 海洋渔业资源发展战略

考虑到我国近海环境压力已非常大，因此，我国海洋渔业资源发展应直接放眼深海和远海，并考虑环保和可持续发展因素，初步设想如下。

1)开发远海岛礁人工养殖产业，将先进网箱养殖由沿岸推向远海海区。

2)建立远海渔业开发保障装备体系，可兼顾补给、储藏、转运和交易功能。

3)组建远海、深海捕捞船队，在环保和可持续的前提下在国际海域捕捞高价值深海鱼品。

3.1.3 海洋旅游资源发展战略

海洋旅游资源属于无形资源，既需要硬件设施建设，也需要软件推广扩大市场开发规模，初步设想如下。

1)近、远海区进行全面的环境治理及保护，规范和约束各类生产生活的环保行为，部分区域应修复或重建生态群。

2)以生态体验和爱国主义教育为目的，积极吸引各地客源开展钓鱼岛、三沙的观光旅游业务，建立配套的旅游服务和保障装备设施。

3)结合争议地区岛礁建设，吸引国内外客源进行度假型旅游，既获得旅游收入又是行使国家主权的表现。

3.2 海洋空间发展战略的初步设想

马汉曾经定义［9］:“从政治和社会的观点来看，海洋使其本身成为最重要和最惹人注目的是其可以充分利用的海上航线，或者更确切些说，海洋是人们借以通向四面八方的广阔共有地。”从现代观点来看，海洋已经不仅仅是海上交通的共有地，也是今后进行生产、生活等人类活动的可扩展生存空间。

我国是一个人口大国，扩展海洋空间必然是我国海洋发展战略中的重要一环。伴随船舶等海洋装备技术的发展和地缘政治形势的变化，我国的海洋空间发展战略初步设想如下。

1)由近海空间生产、远洋空间无依托运营模式，向远洋节点式持续控制、多空间体系化保障发展转化。

2)由立足国内的海洋空间发展模式向国际合作的“同盟”式空间联合发展模式转化。

3)由传统陆上居住空间开发向浅海、深海移民发展。

4)大力发展适应各类空间扩展和控制需求的船舶装备体系。

3.3 适应我国海洋发展战略的未来船舶发展方向预测

无论是资源发展还是空间发展战略都离不开保障战略实施的装备体系构建，在这些体系中船舶装备是其中的核心。在新的国内外形势下，我国发展需要已不再是单纯的追赶，而是向赶超逐渐发展。相应地，我国未来船舶也应当由跟踪式发展向自主与同步乃至领先发展相结合的方向过渡。

3.3.1 远海支持保障船舶的开发

远海支持保障船舶不仅要求具有强大的自持能力，还必须具备充足的对外补给和物资交换功能，由这类船舶发展形成的“海上基地”将使我国海上军事、经济活动的保障范围大幅延伸。图2为中国舰船研究设计中心开发的一型石油生产远海保障支持船舶。

图2 石油生产远海保障支持船

3.3.2 新船用能源技术的推广应用

新船用能源的推广对于我国部分解决能源短缺问题，减少对外依存度有着十分深远的战略意义。广泛开展生物燃料、光伏/风能及其他新船用能源技术的开发和应用，不仅可以降低海上经济活动的成本，而且有利于提升我国海上军事力量的独立持续作战能力。

3.3.3 基于仿生技术的船舶技术预研

目前国外仿生减阻技术已应用于实船，我国在积累研究一段时间内应可以实现。但仿生推进技术目前在国内外还没有实现实船应用，我国船舶工业部门可以此为契机发展适用于我国的船舶仿生推进技术，积极预研，在船舶技术的国际竞争中另辟蹊径。

3.3.4 船舶多空间运行体系的基础构建

根据东海、南海形式，立足国内条件，构建以远海支持保障船舶为中心，由水面多种基地型保障平台网、水下仿生航行器综合维护和采集网、水面及空中多层次配送通道、符合空间同步式预警和监视网等组成的船舶多空间运行体系。基础构建即先展开水面基地型保障平台的研制和组网工作，为后续成体系运作奠定基础。

3.3.5 远、近、立体结合的军用舰船体系化发展

为适应我国未来海洋资源和海洋空间发展战略的需要，必须有针对性地研制远、近、立体作战能力相结合的新一代舰船，形成有效抗衡和突破海洋战略包围圈的新装备应用模式，建立新型的海上安全装备体系，为我国日益拓展的海洋资源开发和海洋空间活动提供远程、持续、有效的安全保障。

1)针对西方“濒海作战”、“海-空一体战”濒海战斗舰、新型核潜艇、多用途海空无人机对我远海活动进行抵近袭扰、破坏的可能，研制具有高隐蔽性、浅海反潜和信息获取能力，可大批量建造近海、濒海防御型舰船，除可对我方近海及海上活动基地进行防御外，还可对敌近岸目标进行反渗透作战。

2)为保证我国远海运输、生产及其他海上活动的安全，研制具备远洋持续作战能力的海上立体化舰船集群，并将智能化地面前沿部署集群、高精度远程空中打击集群、空天战略投送集群、太空信息对抗集群纳入远海对抗体系中，以多空间作战、多维度信息对抗作为维护我国远海资源、空间利益的重要作战手段。

3)结合上述作战需要，积极开发新概念船型，突破现有传统船型的发展限制，为我国舰船装备发展彻底摆脱追赶状态创造条件。

［1］刘 明.中国海洋经济发展潜力分析［J］.中国人口·资源与环境，2010，20(6):151-154.

［2］曹忠祥.我国海洋战略资源开发现状及利用前景［J］.中国经贸导刊，2012(4):38-400.

［3］王 麟.新规则新规范推动绿色船舶技术的发展［J］.船舶设计通讯，2010(S2):3-7.

［4］魏 乔，孙玉伟，袁成清，等.大型远洋运输船舶太阳能光伏系统的构建［J］.船海工程，2010，39(6):138-140.

［5］张向辉，MOL完成“零排放”绿色汽车运输船设计［J］.中国船检，2011(9):20.

［6］杨 烨.“文竹海”轮风帆助航时船机桨帆配合操纵分析［D］.大连，大连海事大学，2010.

［7］王绍敏.仿生结构化船体表面减阻性能分析［J］.舰船科学技术，2010，32(5):11-13.

［8］王思研.变形鳍在低航速下升力建模与控制策略研究［D］.哈尔滨:哈尔滨工程大学，2010.

［9］马汉A T.海权对历史的影响［M］.安常容，成忠勤，译.2版.北京:解放军出版社，2008.