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2030:全球海洋技术趋势(Z.2017.6)

新闻来源:中国船检    浏览量:499 中国船检 2017-07-21
        2015年9月7日,《全球海洋技术趋势2030》报告发布,该报告利用公共可用的信息、专有数据和地平线扫描法,对全球海运业、海军和海洋空间领域未来技术发展作了分析判断,旨在帮助海洋利益相关者了解伴随技术变化出现的长期挑战和机遇,并希望这些海洋利益相关者思考未来技术的作用,积极采取一切必要的措施让技术发挥巨大的潜力并创造价值。
        本文结合《全球经济技术趋势2030》,对未来十五年内海洋装备领域前沿技术进行了论述分析,分别从商业航运和海洋空间领域阐述未来海洋装备领域可能会运用到的12项技术,这12项技术关系着未来海洋装备产业的发展趋势以及市场前景,具有十分重要的意义。
        商业航运领域
        (一) 船舶系统设计
        推进和动力系统
        船舶的推进和动力将成为未来技术发展的核心部分。船舶的推进和动力不仅仅是新型主机、替代燃料、节能推进装置、可再生能源、混合发电等更新换代的可应用型技术,它更可能是对未来商业航运的一种挑战,进而成为商业航运的核心技术。
        造船技术
        船舶将实现更高水平的自动化,系统集成、人机界面、变形结构以及增材制造的引进等都将成为实现高度自动化的有效手段。此外,少压载水或无压载水技术将会在船舶建造中进一步推广,以此来限制海洋物种在不同水域间的入侵和转移。
        智能船舶技术
        智能船舶是一场技术革新,“智能船舶”将会替代人类在管理和优化控制机械方面扮演的角色。通过传感器、机器人、大数据、先进材料以及通讯和卫星等方面的技术创新,人们的个人习惯将被映射并转换为自动化,从而帮助改进现有的航运技术。
        (二) 船舶运营
        传感器技术
        未来的航运业无线网络架构传感器将会具有自校准、容错、高传输功能、无线功能、节能环保、耐用以及小型化等性能特点。
        机器人技术
        近年来,机器人已在商业航运的各个领域证明其技术潜力。到2030年,会有三种新型机器人投入使用,这其中包括学习机器人、实用机器人以及迷你机器人等。这些机器人将在施工安装、安全保护、环境卫生以及产品维护上发挥巨大作用。
       大数据分析
        大数据分析是指通过运用大量的算法来找出数据之间的相关性,当确定其中的相关性之后,就会建立新的算法并自动应用于数据集,这就是“动态学习”的工作过程。大数据分析能够通过完善、理解数据趋势的方式,优化运营效率,缓解交通拥堵,最大限度地提高船舶或船队的利用率和优化资源配置,进而提高企业的竞争力,帮助航运业相关方采取积极行动。
        先进材料
        船用先进材料的研发将成为提高船舶性能的关键,在船用金属材料方面,将金属结构进行微尺度或纳米尺度的调整是未来增强其金属特性的一种有效途径。同时,新型的合金会具备高延展性、耐腐蚀性以及可塑性,这一类合金在船舶金属中的应用比例也会得到一定的提升。其次,复合材料较金属材料具有质量更轻、强度更高、韧性更好以及不易腐蚀等特点,因此将会有越来越多的复合材料在特定应用中取代钢材。最后,未来的仿生材料将具备某些化学或物理属性,这些材料将会在海洋市场获得一席之地。
        通讯技术
        船舶与岸上基地之间日益频繁的数据传输需求将带动未来的海洋通信朝着更有效、更可靠以及更安全的方向发展。到2030年,越来越多的国家将进入太空市场,进而为人们提供更加经济实惠的卫星服务,钻井平台以及风电场也能够将先进的通信网络从陆地延伸到海洋。此外,通讯技术的发展将会使得船体远程监控、船舶管理的实时决策和自主运行成为可能。
        海洋空间领域
        (一) 海洋装备技术领域
        先进材料
        先进材料的应用将使得未来海洋装备具有以下三个新特性:智能传感、智能应急和自我修复功能。在嵌入式传感器的支持下,智能材料将改善海上结构的运营和维护状况,同时降低维护成本并提高安全性。新的智能和轻质材料能够提高耐久性、减少停机维护时间、降低运营成本、提高鲁棒性以及提高操作的可靠性。
        大数据分析
        随着一系列描述风、潮汐、海流、温度和水属性的大数据流的出现,大数据分析可以被用来更好地监测地球气候,从而提高天气预报特别是极端自然事件预报的能力。这些数据还可以帮助我们跟踪海洋条件,进而采取更好的应对紧急问题措施。同时,大数据分析会帮助我们实现更高效的海洋资产调度、使用和处置,并最大程度地降低对环境的影响。
        自治系统
        未来水下、水面海洋装备和空中飞机上将会配备高效的推进系统、海洋可再生能源采集装置、多元化的传感硬件和先进的通信系统,通过这些系统之间的相互配合可以自主完成一些工作任务,为探索、监测以及海洋空间互动提供一种新的方法或途径。
        传感器和通讯
        未来的传感器技术将向微型化、多样化以及大规模化方向发展,独立传感器数据存储能力的增强将使每一个传感器收集到更多的数据,从而提高数据收集的效率。海洋空间中大规模引进传感和通讯技术也会延长海上设施的寿命、提高运营效率以及提高安全性等。
        海洋生物技术
        海洋生物技术的发展主要是从离岸藻类站中培育和收获海洋生物资源。它会通过使用来自陆上工厂、农场和家庭的废水减少污染。同时,离岸藻类站中生产的藻类将被用于食品、生物燃料、化肥、药品和化妆品的生产。而设备运行所需的能量将来自海浪、太阳光线和风。同时,藻类还可以进行废水处理、提供燃料供给以及成为一种稳健而高效的粮食和能量来源。
        (二) 海洋能源技术
        碳捕获和贮藏
        碳收集和储存是指从发电站等大点源中收集CO2,并输送到目标地点中进行储存处理。收集CO2的最佳方式是将其从发电站排放的各种气体中分离出来,这种收集方式可以减少各种燃料的点源废物排放,其中包括煤、天然气和生物质能。现有的CO2运输方式主要有单源单槽管道和多源多槽管网运输以及货车运输等。在CO2存储方面,现有的存储方法主要是储存在一些地质结构中,如废弃的油田和天然气田、深部煤层和深盐水层。
        可再生能源发电
        可再生能源发电技术包括在海上浮动平台上设立能源发电厂、加工厂和储存厂以及生活设施和船舶码头等。能源发电厂可以实现太阳能、风能、波浪能以及海洋热能的转换。这些海洋能量中的一部分可被导入海水分离站中用以分解海水中的氢气燃料,剩余的能量可被导入电网中使用或被存储在电池中。
        技术革命是广泛的,《全球海洋技术趋势2030》是一份对全球航运以及海洋空间行业呼吁行动的报告。2030年的海洋技术将以改变商业船舶和海洋空间设备和系统的设计、建造和运营的方式为发展目标,未来的海洋世界将是一个相互联通的数字世界,我们的操作、运行以及控制监测模式都将在数字化的进程中得到巨大的改变,全新的造船模式将会以更快、更好以及更加经济安全的模式出现。在基础设施建设的同时,需要对相关领域的工作人员进行教育和培训,及时确定行业风险和不确定性,及时理解这些技术的复杂性以及它们可能带来的深刻变化。在科技创新高速发展的时代,技术触动我们现代世界的每一个人。(本文作者:郎舒妍 曾晓光 赵羿羽)
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