深海矿产资源开发是解决战略性矿产资源依存度持续高位问题的重要措施，拥有完备且可靠的装备体系，是保证我国站稳深海资源开发脚跟、实现国家战略资源自主可控的先决条件。本文聚焦国内外深海矿产资源勘探装备和开采装备的发展历程和现状，从完整开采系统、核心开采装备、基础装备及元器件三方面剖析国产装备发展不足，总结归纳相关装备亟待解决的科学技术问题，并据此从开展产业融合、完善绿色开采体系和优化技术支撑角度提出发展目标和重点攻关方向。研究建议，优先攻关核心装备短板以支撑我国实现规模化开采；促进多产业融合、推动完整装备链高质量发展；建议开展深海矿产资源开发重大装备攻关工程，聚焦核心装备“卡脖子”技术的“产学研用”深度融合，同时给予多方面政策支持，集中力量推动国产装备的优质创新迭代，以加快我国实现商业化开采进程。
海洋油气装备是开发海洋油气、建设海洋强国的国之重器，近年来中国的海洋油气装备取得了一系列突破，正在实现面向超深水的跨越，但仍然存在一定的不足。本文全面分析和总结了海洋油气勘探装备、钻井装备、施工装备、生产装备的全球发展现状和国内发展水平，分析了我国海洋油气装备领域的发展差距，并提出了各个领域未来的重点发展方向。研究提出了我国海洋油气装备未来的发展目标，并提出了无人化、智能化、标准化发展实现常规海洋装备产业的升级；超前部署3000 米级超深水油气田开发技术和装备体系，制定关键核心装备清单，加快核心装备的突破；加快水下生产装备的国产化应用；加快实现浮式液化天然气设施（FLNG）的突破，打造大国重器；加强海洋装备测试及认证体系建设，助力“首台套”装备的应用；探索海洋油气装备与海上新能源融合发展等战略建议，以期为我国未来的海洋油气装备发展战略提供参考。
海洋可再生能源具有绿色清洁、可再生等优势，在助力海洋领域“碳减排”方面扮演重要角色。海洋可再生能源装备技术是支撑海洋可再生能源高效开发利用的重要抓手。本文梳理了国内外海洋可再生能源装备技术的发展现状，分析了国际海洋可再生能源装备技术发展趋势，总结了我国海洋可再生能源装备技术发展存在的问题，分析认为我国各类海洋可再生能源装备技术发展水平参差不齐，多能互补的综合利用探索不足，在装备技术的可靠性、运行维护等方面与国际先进水平仍有差距，建议通过建立支撑海洋可再生能源装备技术可持续创新发展的中长期规划，加快突破海洋可再生能源装备核心技术，加快探索海洋可再生能源装备技术多能互补综合开发的应用场景，多措并举吸引更多资本、加快产业化发展等措施，实现提高海洋可再生能源装备技术可靠性、降低商业发电成本、安全环保等发展目标。
海洋科考装备是发展海洋科学的重要基础。近年来我国自主研发的海洋科考装备接连取得突破，部分装备已达到国际先进水平，但依然存在诸多技术问题。本文以海洋科考装备发展战略需求为导向，围绕科考船、潜水器、浮标潜标、海洋传感器和海洋观测系统等调研国内外海洋科考装备发展现状；分析我国海洋科考装备技术发展在关键组件、技术发展、数据管理、基础保障、需求匹配等方面遇到的问题；总结面向深远海和极地的绿色化、无人化、智能化、协同化的未来发展趋势；梳理总体和各分类装备发展中需要注重的关键核心技术。在此基础上，从梳理短板技术重点突破、加强统筹协同提高保障能力、完善创新机制促进多学科交叉融合、强化市场思维推动产业化进程、依托先进科考平台拓展国际合作等方面提出发展建议，以期为进一步推动海洋科考装备快速发展提供参考。
海洋监测仪器装备是关心海洋、认识海洋、经略海洋的基础保障和重要前提，虽然我国海洋监测仪器装备技术水平与业务化应用近年来进步显著，但相比海洋发达国家仍在“卡脖子”技术、关键设备研制方面存在一定差距。本文从全球海洋立体观测网、国家近海业务化观测系统、海洋环境监测探测技术与核心装备3 个层面着手，辨识并剖析了我国海洋监测仪器装备的发展需求，梳理了我国海洋监测仪器装备发展现状；对标国际先进水平，阐述了我国海洋监测仪器装备在政策及机制体制、原始创新与基础科研、共性关键技术、技术标准及测试、国产化与产业化等方面存在的问题，进一步展望了相关领域的重点发展方向。提出了构建海洋监测仪器创新体系、壮大海洋监测仪器产业、建设海洋公共试验基础设施等建议，可为我国业务化海洋立体监测体系发展研究提供参考。
我国海洋运载装备产业发展迅速，已形成先进的总装建造和系统集成配套能力，实现了由技术引进向自主创新的根本 性转变；但长远发展面临的瓶颈问题未能缓解，“两头在外”的产业发展风险依然存在。着眼我国海洋运载装备产业“安全、 绿色、智能、高效”的转型升级需求，本文梳理了国际海洋运载装备产业的发展经验，分析了我国海洋运载装备产业现状并 总结了设备、部件、技术、服务等方面的发展挑战；论证提出了以绿色、智能转型为主线，实现装备高端化、产业规模与效 益协同高质量发展，建设海洋运载装备现代化产业体系的阶段性重点任务，阐述了绿色智能高端装备核心技术研发、高技术 船舶先进关键技术研发、产业链和供应链的安全韧性、产业高质量发展基础能力等主攻发展方向。进一步从保障科技创新投 入、强化自主品牌发展、促进新兴技术融入海洋装备产业等方面提出了产业发展建议，以期为船舶工业转型升级研究提供 参考。
海洋核动力装备是解决深远海资源开发中持久动力能源供给、海洋领域“碳减排”等问题的重要支撑。我国作为核电 大国、海洋大国，虽然在核工业和海洋装备产业领域具有较好的优势基础，但在民用海洋核动力装备领域尚未实现“从零到 一”的突破。本文基于对国内外海洋核动力装备发展实践研究，总结了海洋核动力装备的优势特性和技术策源，分析了未来 海洋核动力装备发展的应用场景和主要趋势，厘清了我国发展海洋核动力装备的战略需求与问题，并提出了相关发展建议。 研究认为海洋核动力装备总体呈现由军用向民用拓展、由陆地向海洋拓展的发展趋势，技术策源以紧凑型和一体化压水堆为 主，装备类型近期将聚焦于海上浮动核电站和核动力破冰船。研究建议，通过顶层规划明确我国海洋核动力装备发展的重点 应用场景，通过建立示范工程形成与发展需求相匹配的法规标准和监管制度等措施，突破海洋堆系统建造和核动力平台总装 建造等方面的关键技术，推动海洋核动力装备高质量发展。
海上无人系统是未来智能化、无人化战争中的重要组成部分，已经成为世界各国海上竞争新的制高点，在国家和国防安全方面将扮演越来越重要的角色。本文从国家智能无人战略发展需求出发，从战略规划和概念引领、技术研究和装备研发、系统演示和能力验证三个层面系统分析了当前国内外海上无人系统及其技术的发展现状，凝练了当前海上无人系统技术各方面发展趋势和面临的挑战，论证提出了未来海上无人系统发展中需攻克的关键技术。据此结合实际发展情况和未来发展趋势，分析提出了海上无人系统的重点发展方向，最后从总体思路、体系构成、装备发展、技术攻关四个不同层面提出了推动海上无人系统持续、稳步、快速发展的对策建议，以期促进我国海洋装备发展。
南海是我国面积最大的海域，超过70%为深海区域，蕴藏着丰富的深海资源，尤其是深海油气、深海矿产等。高温、高湿、高盐是我国南海区别于其他海域的主要特征，研究适用于南海资源开发的海洋装备具有重要的战略意义。本文首先分析总结了国内外主要海洋资源开发装备的发展现状及趋势，详细分析了南海资源开发装备的发展需求与关键技术，提出了南海资源开发装备的发展目标和发展思路等。最后从装备与产业发展角度，提出了南海资源开发装备产业的发展建议：依托海南省建设深海油气开发关键技术研发中心和应急救援中心、深海矿产资源开发装备研发中心、深海养殖示范区和试验区以及国家南海深远海海上综合试验场等，逐步建设“国家深海科技创新中心”“国家深海工程装备保障基地”“国家深海科技产业中心”等。
在“海洋强国”建设背景下我国海洋资源开发活动逐步延伸至深海，然而海底地质条件恶劣，重大海底地质灾害问题成为海洋资源开发的制约性因素，需要全面了解海底地质灾害典型发育特征与成因规律、总结典型海底地质灾害监测技术及方法。本文概述了海底地质灾害及其监测研究历程，梳理了海底地质灾害常见发育类型及特点、海底地质灾害演化机制研究现状，海底地质灾害监测技术、海底地质灾害监测网研究进展。研究认为，深化环大陆架盆地海底地质灾害评价理论与方法、加强环大陆架盆地海底地质灾害灾变机理及预测预报、开展海底地质灾害探测 / 监测方法与临兆识别研究，以此深化关键科学问题认知；构建完备的环大陆架盆地海底地质灾害数据库、形成详实的南海环大陆架海域海底资源分布及工程设施信息库、发展海底地质灾害运动演化过程可视化仿真模拟技术、构建多圈层 – 多灾种海底地质灾害协同监测体系及预警网络，以此突破关键技术瓶颈。
海底不稳定性及次生海底地质灾害广泛存在于海洋之中，对海岸港口设施、海洋钻井平台、海底管道光缆等海底基础建设颇具威胁。但目前对海底不稳定性的成因机制与主控因素仍知之甚少，为加深对海底不稳定性的认识，本文回顾了海底不稳定性研究进展，梳理了海底不稳定性及次生海底地质灾害的主要类别、全球分布情况和地球物理识别特征，归纳了目前海底不稳定性研究的定量分析方法，进一步分析了其成因机制、控制因素及工程地质灾害风险，探讨了海底陆坡失稳演化过程试验模拟技术的适用范畴与技术瓶颈。最后，从海底不稳定性的致灾机理研究、多源数据智能分析和海底失稳立体监测3 个维度提出了未来海底不稳定性研究的发展方向与对策建议，以期为海底不稳定性的模拟、预测和预警等工作提供指导性建议。
海底CO2地质封存是我国实现“双碳”目标的重要组成部分，但CO2泄露具有诱发海底地质灾害的风险，威胁海洋工程的安全建设，因此开展封存区环境地质监测对海洋碳封存实施具有重要的现实意义。本文在简要介绍海底CO2地质封存示范案例的基础上，阐述了海底封存区CO2泄露的致灾机制，结合实例梳理了典型CO2控释试验中的海洋环境监测技术，重点分析了与CO2泄露相关的环境地质监测技术，包括地震调查与监测、电阻率法监测技术、重力监测技术、海床变形监测技术以及沉积物孔隙压力监测技术等，展望了我国海底碳封存及其环境地质监测的未来发展前景。研究认为，今后应侧重封存区CO2泄露致灾机制与环境地质监测技术研究，建议在研发长时序、低成本并实时监测技术的基础上，结合封存区基线调查，建立和发展系统性、智能性的多维度灾害识别模型，构建多方面、多层次、多灾种的监测预警预报体系。
海床流体迁移指海底液体、气体、海水在海床内外的传输运移过程，对海洋地质灾害的孕育、发展、演化具有重要影响；我国海域内广泛发育的海底滑坡等典型灾害，与海床流体迁移现象之间呈现出明显的关联性。本文从海床流体迁移的灾害效应出发并以南海北部为例，分析了典型流体迁移系统类型、地质灾害成因分布特征，梳理了海床流体迁移的观测与调查方法；总结了海床流体迁移致灾与风险防控方向的科学问题，针对性提出了有待开展的重点研究内容。研究建议，从深部高压流体向上迁移影响灾害孕育、天然气水合物分解流体迁移影响灾害发展、海洋水体运动导致灾害发生3 个方面着手，研究海床流体迁移影响下的海底灾害孕育、发展与触发演化过程机理，海床流体迁移 ‒ 地质环境 ‒ 人类活动耦合作用下海底灾害风险防控理论方法，支持突破深海探测多系统集成、多尺度联合、多维信息处理等技术瓶颈。
全球海洋可持续发展公共产品在全球海洋可持续发展中具有重要作用，是推动全球海洋可持续发展的关键因素之一。为了解全球海洋资源的利用和保护情况，以及各国在海洋可持续发展领域的合作情况和发展趋势，本文对全球海洋可持续发展公共产品的发展现状和趋势进行了梳理，剖析了我国在相关领域面临的重大科技问题和挑战；提炼了我国工程科技在全球海洋可持续发展公共产品领域的优先发展方向。为解决全球海洋可持续发展公共产品领域存在的问题与挑战，提出我国需要继续加强海洋科技和综合国力建设；建立有效的海洋观测和数据共享机制；加强国际合作和战略规划，提高在全球海洋可持续发展公共产品领域的地位和影响力，促进全球海洋的可持续发展。
发展智能制造是我国制造业创新升级的主攻方向，高端新材料是支撑高端装备和重大工程需求的核心材料，推动智能制造与高端新材料制造紧密结合，对提升高端新材料制造能力，满足重大装备对高端新材料的需求，具有重要意义。本文深入分析了高端新材料智能制造的必要性，在分析面向高端新材料的高性能制造、复杂构件的整体化与轻量化制造、高端构件的一体化与低成本绿色制造等特征基础上，总结了传统“试错法”研发模式在材料制造领域遇到的主要问题与挑战，分析了数据驱动的高端新材料智能制造研发模式带来的重大变革与机遇，并以材料智能加工成形为例，全面梳理了亟需发展的共性关键技术及其发展方向。本文从加强关键技术研究、构建创新体系、创新学科交叉人才培养和加快成果转化等方面，提出了加快发展高端新材料智能制造的对策建议，以缩短与国外先进水平的差距，支撑我国材料产业的升级换代和跨越式发展。
新材料研发智能化技术发展迅速，显著增强材料研发效率及工程化应用水平，获得国际性的高度关注；我国在此领域发展相对滞后，基础设施条件面临缺口，制约着新材料原始创新及产业发展质量。本文总结了新材料研发智能化涉及的关键技术，从技术角度梳理了国内外发展现状，分析了我国新材料研发智能化面临的挑战；阐述了新材料研发智能化技术体系框架，包括材料智能计算设计技术与核心软件、材料自主 / 智能实验技术与高端装置、材料人工智能基础算法及关键技术、材料数字孪生、材料智能化研发平台与协同创新网络等。提出了创新生态构建及保障、产业化发展环境、数据底座与标准体系、人才培养与国际合作方面的举措建议，以期推动新材料研发智能化技术体系的发展与应用。
随着世界科技水平的快速发展以及国民经济建设对高性能合金材料的迫切需求，传统单一主元合金逐渐不能满足人们与日俱增的使役需求。高熵合金因其独特的物理、化学以及力学性能，极大地拓展了金属材料成分设计范围，有望在国防、航空、航天、海洋、核能、医疗、新能源等重大工程领域发挥重要作用。本文结合各领域对先进高熵合金材料的具体需求，梳理了高熵合金材料的特征和内涵，分析了高熵合金材料发展的整体形势与前景，厘清了国内外高熵合金的发展现状。在此基础上，指出了我国高熵合金领域存在的差距和不足，我国高熵合金部分基础原材料依赖进口，严重威胁产业链安全；高熵合金产学研用体系尚未健全，工业化应用方面的研发投入有待提高。针对上述问题，研究建议，加强高熵合金材料研发的顶层设计，完善产业政策；加强企业和科研机构的对接和沟通；完善高熵合金材料标准、测试、表征、评价体系；推进人才队伍建设；降低材料成本，打造高附加值产品，促进我国先进高熵合金材料产业朝着体系化、绿色化、高端化、智能化方向发展。
塑料制品是制造业的重要产品类型，产业发展质量与经济社会息息相关；在现阶段面临资源环境约束趋紧的背景下，合理处置并利用废塑料对经济和环境可持续发展至关重要。塑料制品种类更加丰富，相应处置技术及应用挑战不断更新，与产业高质量发展、严格的环保要求相叠加，凸显了系统梳理废塑料处置与利用研究进展的迫切性。本文就废塑料处置与利用技术体系进行了细致分类，主要从废塑料的机械处置、能源与资源转化、再生循环利用、处置与利用新技术4 个方面阐明了技术特点、适用条件、研究进展。在此基础上，借鉴发达国家已有经验、针对相关技术应用挑战，提出了从源头减量并鼓励再生塑料使用、强化废塑料分类回收力度、推动技术创新与成果转化等应对建议，以期为我国废塑料清洁处置与回收利用研究提供参考。
深入研究碳捕集、利用与封存（CCUS）技术中的金属腐蚀问题产生的机理和影响，对有效应对和解决捕集、运输、利用与封存系统中存在的材料腐蚀失效问题至关重要，为此，本文对CCUS技术存在的金属腐蚀问题研究进展及挑战进行了综述。本文基于CCUS技术各系统腐蚀环境新颖、腐蚀行为特殊、认知程度有限、防护手段相对匮乏等情况，结合CCUS各系统中的腐蚀环境特点，分析了可能存在的金属腐蚀类型及其主要影响因素，并对其带来的挑战进行了梳理，得出了以下主要结论：对于有机胺捕集系统，吸收剂降解机理及降解产物对腐蚀过程的影响较为复杂，部分降解产物对金属腐蚀有抑制作用；密相CO2输送管道的内腐蚀问题不容忽视，控制水分含量是控制该腐蚀问题的关键；CO2驱油利用与封存系统井筒管材在超高CO2分压、碳源杂质、高矿化度地层水、微生物和应力等多因素的长周期耦合作用下，出现腐蚀失效导致CO2泄露的风险很高。最后，本文对未来需迫切开展的研究方向进行了展望，包括不同碳源杂质对各子系统的腐蚀影响研究、长期封存条件下井筒区域材料降解规律研究以及CCUS系统腐蚀防护技术研究等。
当前，各类自然灾害、突发公共事件频发，国土空间安全特别是灾害风险防控与国土空间韧性规划建设面临严峻挑战，有必要将韧性规划与国土空间规划融合，提高国土空间的防灾减灾能力，满足国家对国土高质量发展的要求。本文通过分析我国国土空间韧性规划建设的现状及存在的问题，提出了国土空间韧性规划建设的目标和总体思路，构建了国土空间韧性规划建设的整体框架，从技术方法层面、空间治理层面和工作体系层面总结了国土空间韧性规划建设的发展路径。为推动国土空间韧性规划建设，本文从优化法律法规体系、政策体系、技术标准体系3 个方面提出了对策建议，以期为我国开展国土空间韧性规划建设研究与实践提供决策参考。
智慧社会是数字中国建设的重要组成部分，而相关建设面临着现实挑战；研究智慧社会体系化建设方法，将支持构建国家竞争新优势、推进中国式现代化、实现数字中国战略。本文围绕如何构建新型智慧社会、实现社会资源效益最大化的主旨，分析了智慧社会建设现状并概括了发展趋势，凝练了当前存在的分散建设投资大、运营效率低、发展不平衡等突出问题；基于系统工程方法，提出了智慧社会体系化建设的总体架构，即采用“1+N+X”智慧社会业务应用体系化建设新模式，以统筹全社会信息基础设施资源、共建智慧社会体系能力支撑平台为重点，据此扩展各类业务应用。研究建议，加强顶层设计，共建“网、云、数、控、智”一体的体系能力支撑平台，形成智慧社会体系化建设基础数字底座；采取体系化建设新模式，以高效运营推动智慧社会建设持续发展；配套改革举措，构建完善的智慧社会标准和法律法规体系；以国家级智慧社会数字化系统工程实验室的形式，为智慧社会体系化建设提供坚实的理论、技术、人才支撑。
标准参考数据是一类高质量科学数据，兼具计量科学特征和技术标准属性，是国家重要的科技基础和战略资源。我国标准参考数据的研究与建设基本处于空白状态，大幅落后于国际先进水平，造成科学研究和生产的系统性风险。本文详细阐明标准参考数据的科学内涵、外延特征及其战略价值，深度分析美国标准参考数据的发展脉络、管理体系、国际影响及其实践应用，在此基础上梳理我国标准参考数据发展现状，重点指出其中存在的概念不清晰、顶层设计不足、数据资源积累匮乏、管理体系缺失等关键问题，并系统地设计了我国标准参考数据建设路径。研究建议，建立健全标准参考数据政策制度体系；强化研究与建设经费保障；加强宣传教育，加快人才培养；汇集多方力量，加大国际合作。
承担着全球90%以上贸易运输的航运业拥有丰富的数字化场景，通过智慧港口建设赋能航运业、港口与虚实融合技术深度结合形成智慧港口数字底座，成为业界共识。本文界定了智慧港口与虚实融合技术体系的基本内涵，从作业计划、活动实施、设备运维、安全应急、能源绿色5 个方面分析了港口生产运营对虚实融合技术的需求，总结了系统仿真、扩展现实、信息物理系统、数字孪生、平行系统、元宇宙6 种虚实融合技术图谱及其在智慧港口中的应用场景。在梳理发展思路、凝练科学问题的基础上，论证提出了虚实融合驱动智慧港口高质量发展的“13531”体系框架，涵盖技术体系发展定位、关键技术发展方向、重点领域研究方向等。从深化应用、政策激励、科技示范、人才培养等方面提出了发展建议，以期为稳健推动虚实融合技术体系在智慧港口中的工程应用提供先导性参考。
细胞培养肉是融合先进生物技术、食品技术的战略性新兴产业，未来有可能带动农业领域的产业结构调整和发展模式转变；细胞培养肉技术正处于向商品化迈进的阶段，开展相关产业技术发展态势分析具有价值。本文梳理了细胞培养肉生产核心原料和试剂的产业态势及研究进展，涵盖良种动物、种子细胞、培养基、支架材料；分析了支持细胞培养肉生产的基础装备设施（生物安全柜、生物反应器及其他常用装备）制造技术瓶颈与行业竞争格局；剖析了细胞培养肉规模化生产的核心技术体系及发展动态，涉及种子细胞库建立、低成本培养基研制、大规模培养工艺、食品化加工技术。针对我国细胞培养肉产业基础的薄弱之处，提出了针对性发展建议：加快试剂装备国产化进程、完善细胞培养肉产业链，完善培养肉技术体系、加强知识产权国际布局，优化学科专业布局、校企融合双元育人，完善产品风险评估、论证和发布团体标准，加强科学知识普及、提高公众接受度。
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党的二十大报告明确指出要发展海洋经济、保护海洋生态环境，加快建设海洋强国。海洋的开放性与海洋环境的特殊性，决定了海洋安全形势异常复杂严峻，发展海洋装备和技术，实现关键领域自主可控，构筑我国科技创新与国际竞争优势，掌握未来发展主动权，是维护我国海洋安全与权益的迫切需要和战略支撑。中国工程院咨询项目“海洋装备重大基础技术与创新能力建设战略研究”，立足国际发展新格局、紧扣国家重大战略，分析我国海洋科技与产业发展面临的新机遇、新挑战，研究论证我国海洋装备发展中存在的关键基础技术共性问题、产业发展瓶颈，研判重要装备技术与产业发展趋势，提出“双循环”格局下我国海洋装备科技创新体系建设与能力提升、产业高质量发展的实现路径。中国工程院咨询项目“琼东南盆地海底地质灾害风险应对战略咨询研究”，以南海琼东南盆地作为研究选区，着眼于深海开发与地质灾害风险防控，梳理需要解决的科学问题和亟待突破的关键技术，制定相应的应对方案和实现路径，提出自然与人类工程活动影响下地质灾害预防和减灾的建议与措施。（封面图片为海洋石油982深水半潜式钻井平台）
