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海洋工程裝備及高技術船舶:大國造船 不懼驚濤駭浪

導語

海洋工程裝備是開發、利用和保護海洋所使用的各類裝備的總稱,是海洋經濟發展的前提和基礎;高技術船舶具有技術復雜度高、價值量高的特點,是推動我國造船產業轉型升級的重要方向。

海洋工程裝備和高技術船舶處于海洋裝備產業鏈的核心環節,推動海洋工程裝備和高技術船舶發展,是促進我國船舶工業結構調整轉型升級、加快我國世界造船強國建設步伐的必然要求,對維護國家海洋權益、加快海洋開發、保障戰略運輸安全、促進國民經濟持續增長、增加勞動力就業具有重要意義。

2008年國際金融危機以來,中國船舶工業抵御住了市場持續性深度調整和產業周期性危機,實現了產能結構性出清和產品結構高端化升級。黨的十九大以來,中國船舶工業緊緊圍繞高質量這一主線,初步建立起綠色化、智能化生產方式和產品體系,鞏固了中國船舶工業在國際產業競爭的綜合優勢,并進入新一輪快速發展階段,迎來了新的歷史性發展機遇。

面臨的形勢

海洋工程裝備及高技術船舶是人類開發、利用和保護海洋礦產資源、海洋可再生能源、海洋化學資源、海洋生物資源和海洋空間資源等海洋資源以及海上運輸活動的主要載體和手段。海洋工程裝備及高技術船舶制造業是我國戰略性新興產業的重要組成部分,是發展海洋經濟的先導性產業。

船舶工業是一個周期性很明顯的產業。縱觀國際船舶市場發展歷程,間隔30年左右出現一次大的周期波動,其間每3-5年會出現中短期波動。當然,周期的長短也會受到世界經濟的過度繁榮或蕭條、國際海事規則的巨大變化、大規模戰爭等多重因素影響而拉長或者縮短。二戰對船舶資產的破壞導致新造船市場周期不足15年,而國際海事組織(I-MO)于2003年通過的單殼油船淘汰公約和中國經濟高速發展相疊加,將上輪新造船市場周期拉長至30多年之久。

2008年,國際船市進入新一輪大調整。2015年,全球運力接近17億載重噸,運力總量和結構性過剩矛盾比較嚴重,同時需求結構出現明顯變化,散貨船等常規船型需求乏力,海洋工程裝備及高技術船舶需求相對旺盛。節能環保的新型散貨船、集裝箱船、油船成為市場需求主體,液化天然氣(LNG)船、液化石油氣(LPG)船需求旺盛,汽車運輸船、豪華郵輪、遠洋漁船需求增長較為明顯,技術復雜船型帶來了更多的市場增量。

目前,船舶工業調整已經接近尾聲,市場復蘇近在眼前。2012-2016年,船舶工業產能調整以停工、破產、清算為主,并逐漸從中小企業向大型造船企業蔓延;2016-2020年,船舶工業調整轉向大中型企業之間的兼并重組,包括優勢企業對優質船廠資產的收購和大型企業集團的合并重組。兩輪產能調整后,全球擁有萬噸以上船舶接單或交船記錄的活躍單體船廠從440家減少至2016年的180家左右,并保持基本穩定;2020年受疫情及市場回調影響,接單或交船的船廠數量下滑至150家左右。近3年來,盡管造船企業經營依舊困難,但中日韓主要造船企業經濟運行情況總體穩定,產能出清過程基本結束。當前,全球造船產能穩定在1.2億載重噸左右,年均完工量約9000萬噸,產能利用率達75%,處于產業發展正常水平。

未來一段時期,全球造船業競爭格局將會深度調整,世界造船業的主要力量仍將是中日韓三國,并且更主要地體現在高技術船舶和海洋工程裝備領域。歐洲造船業將進一步退出船舶總裝建造市場,但在設計、配套、海事規則制定等方面,特別實在海洋工程裝備的核心設計和關鍵配套領域仍具優勢。韓國提出要把海洋工程裝備制造業打造為第二個造船業。新加坡提出全力保持海工裝備競爭優勢。未來在深水海工裝備產品領域主要建造國家之間的競爭更加激烈。

在新的產業競爭環境下,決定競爭成敗的關鍵不再是設施規模、勞動力成本等因素,而是技術、管理等軟實力以及造船、配套等全產業鏈的協同,科技創新能力對競爭力的貢獻更為突出。競爭要素的變化直接導致我國船舶工業原有比較優勢在削弱,特別是勞動力、土地等各類要素成本集中上升,人民幣匯率呈雙向波動趨勢,低成本制造的傳統優勢正在消失,產業發展的重心已經從追求速度轉向追求質量效益。高技術船舶和海洋工程裝備處在船舶產業價值鏈的高端,是我國船舶工業未來發展的重點。

以信息技術和制造業深度融合為重要特征的新科技革命和產業變革正在興起,多領域技術群體突破和交叉融合推動制造業生產方式深刻變革,制造業數字化、網絡化、智能化已成為未來技術變革的重要趨勢。制造模式加快向數字化、網絡化、智能化轉變,柔性制造、智能制造等日益成為世界先進制造業發展的重要方向。船舶制造也正朝著設計智能化、產品智能化、管理精細化和信息集成化等方向發展,世界造船強國已經提出打造智能船廠的目標。同時,國際海事安全與環保技術規則日趨嚴格,船舶排放、船體生物污染、安全風險防范等船舶節能環保安全技術要求不斷提升,船舶及配套產品技術升級步伐將進一步加快。

思路與重點

新世紀以來,我國海洋工程裝備及船舶制造業取得了長足發展:2010年以來,我國造船三大指標連續5年保持世界第一;2014年,我國海洋油氣工程裝備新接訂單數量及總額列居世界第一;海洋可再生資源開發裝備、海水淡化和綜合利用、海洋觀測、海洋生物開發等方面的裝備均取得了一定發展。

2015年,《中國制造2025》明確提出,海洋工程裝備和高技術船舶領域將大力發展深海探測、資源開發利用、海上作業保障裝備及其關鍵系統和專用設備。推動深海空間站、大型浮式結構物的開發和工程化。形成海洋工程裝備綜合試驗、檢測與鑒定能力,提高海洋開發利用水平。突破豪華郵輪設計建造技術、全面提升液化天然氣等高技術船舶國際競爭力,掌握重點配套設備集成化、智能化、模塊化設計建造技術。

未來10年,我國船舶工業應緊緊圍繞海洋強國戰略和建設世界造船強國的宏偉目標,充分發揮市場機制作用,順應世界造船競爭和船舶科技發展的新趨勢,強化創新驅動,以結構調整、轉型升級為主線,以海洋工程裝備和高技術船舶產品及其配套設備自主化、品牌化為主攻方向,以推進數字化網絡化智能化制造為突破口,不斷提高產業發展的層次、質量和效益。力爭到2025年成為世界海洋工程裝備和高技術船舶領先國家,實現船舶工業由大到強的質的飛躍。

未來隨著極地航道的開通,極地、深海等資源開發需求的不斷增強,海洋食品、海洋新能源、海洋采礦等新興產業不斷成為經濟新銳領域,海事安全與環保要求的日益嚴格,海洋權益維護形勢日益緊迫,海洋工程裝備及高技術船舶需求將進一步擴大。預計到2025年,世界海洋工程裝備及高技術船舶市場需求將增加至2600億美元。

2025年,我國要成為具有一定影響力的海洋工程裝備及高技術船舶制造強國,形成完善的海洋工程裝備及高技術船舶設計、總裝建造、設備供應、技術服務產業體系和標準規范體系;擁有5家以上國際知名制造企業,部分領域設計制造技術國際領先;自主研發設計、建造的主要海洋工程設備、高技術船舶的國際市場份額分別達到40%和50%;關鍵系統和設備自主配套率分別達到50%和80%;全面實現海洋裝備自主配套水面上核心設備、1500米級水下生產系統與專用系統能力,突破3000米水深水下生產系統設計、制造、測試和安裝等關鍵技術;具備海洋礦產資源、天然氣水合物等開采裝備、波浪能/潮汐能等海洋可再生資源開發裝備、海水淡水等新型海洋資源開發裝備研制能力,并開展部分裝置的試點應用;全面建成數字化、網絡化、智能化、綠色化設計制造體系。

重點產品包括海洋空間綜合立體觀測系統、海洋油氣資源開發裝備、海洋礦產資源開發裝備、海洋可再生能源開發設備、海上島礁利用和安全保障裝備、深遠海探測與考察裝備、深遠海漁業養殖/海洋食品與海洋醫藥設備、超級生態環保船舶、極地運輸船舶、遠洋漁業船舶、高性能執法作業船舶、大型豪華游船、大型LNG燃料動力船、船用大型低速發動機等。

關鍵零部件包括水下生產控制系統,水下油氣生產系統工程技術與關鍵設備,水下專用作業裝備與設備,深海錨泊及動力定位控制系統,高效、低排放大功率低速發動機關鍵零部件,船舶智能監控系統,船用LNG等氣體燃料供應系統關鍵零部件,降低船體摩擦阻力涂料,低溫材料與防寒設備等。

關鍵共性技術包括新材料與船體結構輕量化設計技術、高性能能源及儲能技術、深遠海信息傳輸技術、水下安裝技術、安全與可靠性技術、數值水池(海洋裝備水動力學數值模擬智慧系統)技術、海洋工程裝備海上試驗技術、船型優化節能技術、船舶推進裝置設計技術、可再生/清潔能源利用技術、減振降噪與舒適性技術、船舶智能設計制造技術等。

應用示范工程包括300噸級水下大型載人運載裝備應用示范、海上大型浮式基地(后勤保障、維權、漁業深遠海養殖或旅游)示范、超級生態環保船舶應用示范、高效油/氣田國產裝備應用示范等。

高端化、智能化、綠色化

船舶工業是為航運業、海洋開發及國防建設提供技術裝備的綜合性產業,對鋼鐵、石化、輕工、紡織、裝備制造、電子信息等重點產業發展和擴大出口具有較強的帶動作用。2003年以來,我國船舶工業進入了快速發展軌道。產業規模不斷擴大,造船產量快速增長,造船完工量、新接訂單量、手持訂單量已連續多年居世界前列。綜合實力穩步提升,已經具備散貨船、油船、集裝箱船(三大主流船型)自主開發能力,在高技術高附加值船舶、海洋工程裝備領域也實現了突破,大型船舶企業造船周期和質量管理達到國際先進水平。

早在2006年9月,國家發展改革委、國防科工委聯合發布《船舶工業中長期發展規劃(2006—2015)》。《規劃》明確,我國對外貿易迅速增長,為船舶工業提供了較好的發展機遇,我國船舶工業有望成為最具國際競爭力的產業之一,要抓住2006-2015年10年關鍵時期,及時承接國外產業轉移,提高市場競爭力,力爭到2015年使我國成為世界最主要的造船大國和強國。

但2008年下半年以來,受國際金融危機影響,國際航運市場急劇下滑,造船市場受到很大沖擊,新船訂單大幅減少、企業融資出現困難、履約交船風險加大,我國船舶工業發展面臨嚴峻形勢。對此,2009年國務院辦公廳發布《船舶工業調整和振興規劃實施細則》,通過采取積極的信貸措施,穩定造船訂單,化解經營風險,確保船舶工業平穩較快發展;通過控制新增造船能力,推進產業結構調整,提高大型船舶企業綜合實力,形成新的競爭優勢;通過加快自主創新,開發高技術高附加值船舶,發展海洋工程裝備,培育新的經濟增長點,為建設造船強國和實施海洋戰略奠定堅實基礎。

2016年,工信部、國家發展改革委等多部門聯合印發《船舶工業深化結構調整加快轉型升級行動計劃(2016-2020年)》,以應對當時國際主流船舶市場需求持續低迷,高技術船舶和海洋工程裝備市場急劇萎縮,世界造船業全面陷入困境,我國船舶工業正面臨金融危機以來最為嚴峻的挑戰,同時迎接彎道超車的歷史性機遇。

該計劃提出,到2020年,我國要建成規模實力雄厚、創新能力強、質量效益好、結構優化的船舶工業體系,力爭步入世界造船強國和海洋工程裝備制造先進國家行列。前10造船企業造船完工量占全國總量的70%以上,形成一批核心競爭力強的世界級先進船舶和海洋工程裝備制造企業;配套能力明顯增強,散貨船、油船、集裝箱船三大主流船型、高技術船舶和海洋工程裝備本土化設備平均裝船率分別達到80%、60%和40%以上,成為世界主要船用設備制造大國;骨干船舶、海工裝備和配套企業基本建立全球研發、營銷和服務體系。

2017年11月,工信部、國家發展改革委等8部門印發《海洋工程裝備制造業持續健康發展行動計劃(2017年—2020年)》,積極應對當時海洋工程裝備市場需求持續低迷,全球海洋工程裝備制造業遭受嚴重沖擊,新訂單大幅萎縮,已建成和在建產品大面積延期或撤單的嚴峻形勢。該計劃以推進供給側結構性改革為主線,以創新為動力,加快調結構、去庫存、補短板、創品牌,不斷優化產業發展模式,培育新的經濟增長點,提升國際競爭能力,促進我國海洋工程裝備制造業持續健康發展。

2017年12月,國家發展改革委印發《高端船舶和海洋工程裝備關鍵技術產業化實施方案》,旨在推動我國船舶工業轉型升級,提高技術水平和核心競爭力,鞏固和增強國際競爭優勢。《實施方案》提出,我國高技術船舶和特種船舶的自主設計、系統集成和總承包能力進一步提升,一批船舶和海洋工程裝備產品填補國內空白,海洋資源開發裝備結構明顯升級,關鍵配套設備裝船率不斷提高,研發設計、試驗檢測設施更加完善,產業核心競爭力明顯增強。大型郵輪設計建造取得重要進展,22000 箱超大型集裝箱船實現首船交付,公務執法船、磷蝦捕撈船、深遠海漁業養殖平臺等推廣應用,高強度系泊鏈、大功率激光器、海底管道檢測系統等產業化能力明顯增強,虛擬現實設計與試驗平臺等投入使用。

2018年12月,針對我國船舶制造業仍處于數字化制造起步階段,存在三維數字化工藝設計能力嚴重不足、關鍵工藝環節仍以機械化、半自動化裝備為主等諸多問題亟待解決,以及船舶市場持續低迷,勞動力成本快速上漲,以及苦臟累險作業招工難等問題,工信部、國防科工印發《推進船舶總裝建造智能化轉型行動計劃(2019-2021年)》。

《行動計劃》提出,經過三年努力,船舶智能制造技術創新體系和標準體系要初步建立,切割、成形、焊接和涂裝等臟險難作業過程勞動強度大幅降低,作業人員明顯減少,造船企業管理精細化和信息集成化水平顯著提高,2-3家標桿企業率先建成若干具有國際先進水平的智能單元、智能生產線和智能化車間,骨干企業基本實現數字化造船,實現每修正總噸工時消耗降低20%以上,單位修正總噸綜合能耗降低10%,建造質量與效率達到國際先進水平,為建設智能船廠奠定堅實基礎。

2022年9月,工信部、國家發展改革委等5部門聯合印發《關于加快內河船舶綠色智能發展的實施意見》。《意見》提出,到2025年,液化天然氣(LNG)、電池、甲醇、氫燃料等綠色動力關鍵技術取得突破,船舶裝備智能技術水平明顯提升,內河船舶綠色智能標準規范體系基本形成。培育一批有影響力的綠色智能內河船舶設計、建造、配套和運營企業,打造一批滿足不同場景需求的標準化、系列化船型,實現在長江、西江、京杭運河以及閩江等有代表性地區的示范應用,形成可復制、可推廣的經驗,初步構建良性可持續發展的產業生態。內河船舶綠色化、智能化、標準化發展取得顯著成效,建立較為完善的產業鏈供應鏈。

《意見》明確,要深入落實京津冀協同發展、長江經濟帶發展、粵港澳大灣區建設等區域重大戰略,鼓勵江蘇、浙江、安徽、福建、山東、湖北、廣東、廣西以及河北雄安新區等有條件的地方先行先試,集聚各類社會資源,擴大綠色智能船舶增量,優化傳統燃油動力船舶存量,加強新能源和清潔能源內河船舶運營監管,提升內河船舶整體質量水平和能效等級,大幅度降低內河船舶污染排放,形成可復制、可推廣、可持續的內河綠色智能船舶運營發展新模式。

當前,我國船舶工業持續深化結構調整和轉型升級,加快改革和創新發展,建立起集研發、設計、建造、配套、服務為一體的完整產業體系,有力地支撐了國際航運、對外貿易、海洋經濟快速發展,成為全球船舶與海洋工程裝備制造業的重要主體。

山東艦、南昌艦、海南艦、長征 18 號艇等一大批國產新一代艦艇交付入列,馳騁遠海大洋,以第四代裝備為引領、第三代裝備為主體的人民海軍現代化裝備體系正在形成,為人民海軍挺進“深藍”提供強有力的裝備支撐。萬米載人深潛器、極地破冰科考船、超深水半潛式鉆井平臺、LNG船、超大型集裝箱船等相繼建成交付,國產首制大型郵輪工程順利推進,第二艘大型郵輪開工建造,自主設計建造的主流船舶與海洋工程裝備達到世界先進水平。

2022年,我國造船完工量、新接訂單量、手持訂單量三項指標的國際市場份額均保持世界第一,我國造船業國際市場份額連續13年位居全球第一;今年1-6月,我國造船完工量、新接訂單量、手持訂單量以載重噸計分別占世界總量的49.6%、72.6%和53.2%,均位居世界第一。重點產業集群在國際競爭中嶄露頭角,初步形成長三角、環渤海、珠三角三大造船基地的空間布局,涌現出一批具有較強國際競爭力的大型企業和專業化配套企業。

下一步,我國將落實船舶行業發展規劃,聚焦“十四五”發展目標和重點任務,推動重大工程和重點項目實施,進一步鞏固優勢,補齊弱項,分類施策,堅持智能綠色和高質量發展方向,突破瓶頸制約,提升企業核心競爭力,加快推動由造船大國向造船強國邁進。

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