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1、天津市資源與環境（綠色低碳）科技創新藍皮書（2023）天津市科學技術局天津市科學技術發展戰略研究院二二四年四月編輯委員會編 委 會 主 任：梅志紅王華峰編 輯 指 導：王禎祥黨馨樊少杰主編：王華峰責 任 編 輯：高峰董曉珊張玉嬌目錄I目錄一、天津市科技局 2023 年推進資源與環境領域核心技術攻關情況綜述.1（一）推動關鍵技術攻關.1（二）助力構建創新平臺.1（三）支持我市企業發展.2（四）加強先進技術推廣.3二、技術成果篇.5A、綠色低碳技術.6技術 1：風光電源全自動碳電極水解離制氫技術.6技術 2：空氣源燃氣機熱泵.12技術 3：基于光伏綠電和能源綜合監控的城市軌道交通低碳技術創新與工程

2、應用.19技術 4：天津地鐵“風水聯動”智能控制系統的研究應用.23技術 5：一種能耗在線監測用一體化數據采集終端.29B、生態環境保護技術.35技術 6：城市更新和新農村建設中的雨水速滲路徑和生態收儲技術.35技術 7：基于無人船的海草床觀測系統.42技術 8：一種海上平臺高鹽生活污水處理回用裝置.58C、海洋資源開發與保護技術.65技術 9：天津市海洋數值預報、風暴潮漫堤和漫灘預警系統.65技術 10：基于北斗 PPP 的離岸潮位遙測技術與裝置.77技術 11：一種針對海洋油性漂浮薄膜的智能取樣無人船.84技術 12：天津土著經濟貝類淺海增殖技術開發與應用.87技術 13：海洋平臺 TEG

3、 天然氣脫水及再生系統自主化關鍵技術.97技術 14：深遠海浮式風電平臺.103技術 15：風電用大型導管架裙樁夾樁器.108目錄II技術 16：海上油田二氧化碳捕集與回注裝置技術研究與應用.111技術 17：海洋平臺超高壓注氣壓縮機成套技術.116技術18：基于玻璃纖維結構的水下油氣生產設施防護系統技術.119技術 19：LNG 冷能海水淡化技術.125技術 20：海水淡化用高抗污染中空纖維膜與模組器.131技術 21：壓力驅動-電驅動海水淡化全流程技術創新與應用.140技術 22：水下探測裝備關鍵計量標準及溯源技術.148天津市科技局 2023 年推進資源與環境領域核心技術攻關情況綜述 1

4、 一、天津市科技局 2023 年推進資源與環境領域核心技術攻關情況綜述（一）推動關鍵技術攻關綠色低碳領域綠色低碳領域：2023 年度天津市自然科學基金項目指南中，在新能源領域強調項目要面向國家雙碳目標，開展原創性、引領性基礎研究。推動物質綠色創造與制造海河實驗室圍繞碳基資源轉化綠色新工藝開展科研攻關。采用“揭榜掛帥”機制實施“碳達峰碳中和科技重大專項”，圍繞鋼鐵行業低碳技術創新需求立項 2 項科研項目。在年度組織實施的科技領軍（培育）企業重大創新項目、京津冀協同創新項目，突出低碳方向的科技立項，2023 年已立項 6 項，支持財政資金 1000 萬元。環境保護領域環境保護領域：2023 年緊密

5、圍繞我市生態文明建設中的重大科技需求，聚焦大氣污染防治、水污染防治、土壤污染防治、固體廢棄物資源化、自然保護地生態建設及修復等重點領域開展核心技術攻關及示范，通過重點研發計劃、技術創新引導專項、京津冀協同創新項目、自然科學基金等科技計劃支持“危險廢物綠色低碳焚燒處理與尾氣凈化關鍵技術研發及產業化推廣”、“生態材料與低產土壤高價值利用技術研究”等環境保護領域項目 41 項，支持財政資金約 1100 萬元，有力支撐解決重大生態環境問題，助力我市生態環境質量改善。天津同陽科技發展有限公司通過科技立項完成“基于振蕩天平法的大氣顆粒物連續監測系統開發與應用”研究，突破了高精度質量傳感器、振蕩天平檢測等關

6、鍵技術，實現營業收入 2 億元，有望帶動天津市環境監測行業上下游企業發展。海洋領域海洋領域：2023 年，支持天津理工大學，圍繞“天津海域海上漂浮式光伏及風光聯合高效開發利用應用及示范”開展技術攻關及工程示范；支持圍繞“天津市推動海洋工程裝備創新型產業集群創新發展路徑研究”開展戰略研究。在資源與環境領域重點研發計劃中，將海洋作為專項，從“深海核心技術與裝備核心技術攻關及示范、海洋環境與安全保障核心技術攻關及示范、海洋資源高效綠色開發核心技術攻關及示范、海洋戰略性新興產業核心技術攻關及示范”4 個方向公開征集到 38 個項目，正在組織專家評審，擬支持 6 項。通過制造業高質量發展專項支持海淡所“

7、海水淡化高性能分離膜研發及平臺建設”項目，獲批資金 500 萬元，強力支撐鞏固海水淡化產業領先優勢。中海油田服務股份有限公司完成了“海上中深層特稠油熱采關鍵技術研究及應用”，突破了海上熱采耐高溫完井防砂技術等 6 項關鍵技術，實現營業收入 16.91 億元。（二）助力構建創新平臺綠色低碳領域綠色低碳領域：在研發后補助、高新技術企業認定等工作中，積極深入節能環保企業宣講政策、加強輔導，引導申報。據統計，截止目前，1000 多家環保企業被認定為高新技術2023 年度 2 企業，750 多家環保企業獲得研發后補助 6100 萬元，為節能環保企業積極開展科技創新提供了良好環境。2023 年聯合各區積極

8、推動龍頭企業牽頭，集聚創新資源，圍繞綠色低碳各領域組建創新聯合體。目前已批準支持國網電力、TCL 中環新能源、國安盟固利新材料、中海油天津化工研究院、中石化（天津）石油化工、水泥設計研究院等，組建了智能電網、高效光伏技術研發及產業化、先進動力電池、海洋資源利用綠色技術與智能裝備、高端化工新材料與氫能、水泥行業綠色生態與低碳零碳等創新聯合體。環境保護領域：環境保護領域：支持天津市圣威科技發展有限公司建設“基于生態環境新污染物監管指揮與決策平臺”，實現對新型污染物和排放單位的監測和預警、對治理技術的支持和指導。推動玖龍紙業（天津）有限公司完成“綠色造紙廢棄物循環利用技術及智能化平臺的研發”，實現從

9、原料、制漿、造紙到廢物資源化全產業鏈的綠色造紙平臺建設，項目成果近一年銷售額高達 416433.55 萬元。海洋領域海洋領域：支持自然資源部天津海水淡化與綜合利用研究所組建天津市海水資源化利用技術創新中心，積極圍繞海水淡化開展核心技術攻關。服務天津理工大學和濱海新區聯合籌建“綠色智慧能源前沿技術創新研究院”，助力打造我市綠色智慧能源高端科創資源聚集的重要載體。推動丹娜生物“鱟資源開發技術平臺”建設，開展臨床用診斷試劑和工業市場用內毒素檢測產品開發，已獲得醫療器械注冊證 10 項。（三）支持我市企業發展綠色低碳領域：綠色低碳領域：通過科技領軍培育企業重大創新項目、重點研發計劃等各類科研計劃，先后

10、支持 50 余家節能環保企業圍繞產業節能、降碳、環境保護等領域，開展科技創新，市財政支持經費 3600 萬元，引導企業投入 3.14 個億。其中，重點方向有支持天津環博科技有限責任公司圍繞“12 英寸超大硅片智能化柔性產線核心裝備研發及產業化”、中船風電工程技術（天津）有限公司圍繞“風儲一體化控制關鍵技術研究及應用驗證”、合力（天津）能源科技股份有限公司圍繞“油氣鉆采設備智能化創新項目”開展技術攻關。環境保護領域環境保護領域：2023 年通過技術創新引導專項（基金）、制造業高質量發展專項、重點研發計劃等支持天津辰創環境工程科技有限責任公司圍繞“危險廢物綠色低碳焚燒處理與尾氣凈化關鍵技術研發及產

11、業化推廣”、天津泰達綠化科技集團股份有限公司圍繞“生態材料與低產土壤高價值利用技術研究”、天津渤化永利化工股份有限公司圍繞“氨低溫高效催化脫除技術的應用研究”等開展技術攻關。通過企業科技特派員項目推進產學研深度融合，為企業開展創新服務，向企業轉化科技成果，為科技型企業發展提供科技和智力支撐，2023 年環境保護領域立項 11 項。通過科技領軍培育企業重大創新項目，支持玖龍紙業（天津）有限公司、中海油田服務股份有限公司、天津同陽科技發展有限公司完成資源環境技術創新。海洋領域海洋領域：依托科技型企業梯度培育機制，在海洋裝備領域著力培育雛鷹、瞪羚、領軍（培育）企業，截至 2023 年底數量分別達到

12、54 家、20 家、16 家，國家高新技術企業 120余家。著力打造海工裝備制造和服務產業新高地，目前已形成以海油工程、博邁科為龍頭的天津市科技局 2023 年推進資源與環境領域核心技術攻關情況綜述 3 海洋油氣裝備產業，以中交一航局為龍頭的港口航道工程產業，以瑞源電氣等為代表的風能裝備產業，基本形成了涵蓋“零部件-裝備集成-總裝建造-配套服務”的海工裝備產業體系。（四）加強先進技術推廣以科服網天津成果網線上平臺為核心，推動高校院所、行業、服務、區域等四類機構協同配合，打造“1+4”技術轉移體系，積極為“低碳”領域的各類民營企業提供成果路演、供需對接等服務。完善科技成果評價機制，指導天津產權交

13、易中心持續完善技術產權股權交易平臺，實現綠色低碳等領域科技成果全流程線上交易。組織專場成果推介會。遴選了 6 項節能降碳領域先進技術組織線下召開“天津市 2023 年節能降碳先進技術推廣會”，并連續在官網展播，宣傳推廣科技發展成效、技術成果和示范案例，推動低碳、清潔、高效的發展技術，提高天津市節能降碳科技成果轉化效率。通過科學技術普及項目、創新基地（平臺）與人才專項計劃組織“碳普惠微課堂”、“生態環境多元共治 協同助推雙碳目標”科技人才大講堂”等科普推廣活動。深入國家海洋技術中心、海水淡化研究所等海洋領域高校院所，講解科技成果轉化激勵政策。2023 年 5 月，先后組織天津市涉海高等院?？蒲袡C

14、構負責人、知名專家學者、國家涉海駐津主要科研機構有關負責人、主要領域龍頭企業代表和市主要科研院所代表召開兩場“天津市海洋科技創新座談交流會”，交流單位海洋科技創新發展情況、研討天津海洋科技創新發展問題、探討海洋科技創新未來發展；依托參會單位，建立了交流對接機制，進一步加強涉?？萍紕撔轮饕α康穆撓德搫?。同時，組織高等院校、科研機構和龍頭企業“握手”交流，在水下無人機器、海水淡化、遠洋保障服務、海上能源裝備等領域進行了具體對接。技術成果篇 5 二、技術成果篇技術成果篇展示資源與環境（綠色低碳）領域先進適用示范性技術成果 22 項，涉及碳達峰碳中和技術 5 項、生態環境保護技術 3 項、海洋資源開

15、發技術 14 項。通過深化綠色技術推廣，為推動經濟社會發展全面綠色轉型，實現碳達峰碳中和目標提供有力技術支撐，具體技術內容列示如下。2023 年度 6 A、綠色低碳技術技術 1：風光電源全自動碳電極水解離制氫技術1.1 技術提供方技術提供方天津錦美氫源科技發展有限公司注冊在天津市空港經濟區，是集研發、生產、銷售、服務為一體，專業從事于綠氫高端裝備制造，公司產品類別包括：集中式制氫設備、分布式制氫設備、可移動式制氫設備、微型制氫設備及氫能應用系統解決方案服務方。錦美氫源公司的誕生依托于錦美集團在碳材領域 20 余年專注探索實踐、研發創新的技術儲備，2018 年錦美集團戰略布局氫能領域，制氫項目團

16、隊經過四年多的努力，創造性研發出碳電極電解水制氫技術，采用能耗低、抗高溫、耐腐蝕、導電性能好的碳復合材料作為電極板實現電解水制氫，該產品具備制氫成本低、設備響應快、碳電極壽命長、維護成本低的優勢，目前該技術已被認定為國際先進水平。公司首創“標準單元模組”制氫裝置，可依據客戶實際需求靈活裝配，滿足不同場景制氫用氫，有效解決了行業內制氫、運氫、儲存成本居高不下的痛點。目前公司已通過 ISO9000 質量、環境、職業健康管理體系。公司注重自主研發和管理創新，成立企業工程技術中心，具有強大的研發能力，截止至今，已擁有有效專利 17 項、軟件著作 2 項。2022 年通過國家科技型中小企業認定，2022

17、 年天津第一批入庫雛鷹企業，2022 年天津市創新型中小企業認定，第七屆“創客中國”天津市中小企業創新創業大賽三等獎，天津市創新創業大賽暨第 11 屆中國創新創業大賽二等獎。2023 年 4 月經權威專家、教授針對我司“分布式碳電極水解離制氫技術”召開技術研討會論證后，專家組一致認為該技術先進、高效，運行安全、穩定，經濟性較好，具有示范推廣價值。2023 年 5 月我司“風光電源全自動碳電極水解離制氫技術”榮獲2023“零碳中國”零碳技術解決方案，2023年11月榮獲2023 TOP10“零碳中國”十大創新技術。1.2 技術成果簡介技術成果簡介本項目采用錦美氫源自主研發的制氫裝置，創造性的采用

18、碳復合材料作為電極，該技術為國際首創。產出氫的品質極好、電極壽命長，制氫裝置自動化程度高，裝置可以安全運行并且穩定性好，并可以實現遠程互聯網人工干預，實現智能控制。開發了光伏發電、風力發電、蓄電池和電網供電多模塊協調控制的電源系統，有效降低了電解水制氫的能耗成本。1.2.1 技術成果技術成果名稱和領域名稱和領域技術名稱：風光電源全自動碳電極水解離制氫技術。技術領域：碳中和基礎前沿技術領域。1.2.2 技術成果來源技術成果來源技術成果來源于企業自主研發，在技術人員對新產品、新技術的不斷研發和開發中已經成功取得實用新型專利 17 項，軟著 2 項，具體如表 2-1-1 所示：技術成果篇 7 表 2

19、-1-1 所獲得的知識產權序號序號專利名稱專利名稱專利號專利號專利類型專利類型1錦美氫源小型制氫裝置運維集成控制系統軟件著作2錦美氫源分布式制氫裝置控制系統軟件著作3一種變流量氫氣壓縮機工況的跟蹤調控系統201920610425.2實用新型4一種適用于電解水制氫的調制電源202020843502.1實用新型5一種用于電解水制氫的陽極區內泄漏氫的快速排出方法202005946947.0實用新型6一種電解水制氫用碳基電極板202123217645.5實用新型7一種分布式制氫設備202123219358.8實用新型8一種碳電極水解離制氫設備202123294277.4實用新型9一種電解水制氫設備用收

20、集氫氣裝置202220624222.0實用新型10一種電解水制氫生產用儲氫罐202220659805.7實用新型11一種電解水制氫生產用提純設備202220799598.5實用新型12一種帶有指示功能的液位計檢測裝置202221065053.8實用新型13一種具有定位精準功能的內螺紋工裝202221276981.9實用新型14捕沫器202221523971.0實用新型15抽拉窗202221867499.2實用新型16一種富氫水機中的混氫裝置202222341203.X實用新型17一種使用于碳電極板電解水制氫的電解槽202222159393.3實用新型18汽水分離器202320196200.3實

21、用新型19用于電解水制氫電解槽202320267246.X實用新型1.3 技術內容技術內容1.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程基于潛在市場分析和我公司多年從事碳電極電解水制氫的研發和技術積累，提出了一種風光電源全自動碳電極水解離制氫的解決方案。制氫系統采用多模組累加的模式，電解槽通以直流電的條件下，陰極側產生氫氣，陽極側產生氧氣，氫氣與氧氣分別通過對應的管路進行匯總，氫氣匯總之后送至壓縮機室，經過壓縮之后通過精制系統進行精制處理。各項運行參均可數實現自動監測和控制，可按用戶需求不同，提供氣動儀表控制、電動儀表控制、PLC 可編程控制、DCS 控制、遠程通訊等控制手段以及各類分析儀表

22、。每套制氫系統通常配備控制柜、整流柜等控制單元以及氧中氫、氫中氧等分析儀表。我司首創“標準單元模組”制氫裝置，如圖 2-1-1 所示，采用模塊化設計，主要分為電源系統、制氫裝置、壓縮系統、儲氫系統、精制系統，各部分均配備氫氣報警裝置，且均與一個控制系統相連接?？筛鶕嶋H需求調配不同模塊，或增減某模塊的規模，各個模塊可集成在一個或多個區域內?？梢罁蛻魧嶋H需求靈活裝配，滿足不同場景制氫用氫，有效解決了行業內制氫、運氫、儲存成本居高不下的痛點。2023 年度 8 圖 2-1-1“標準單元模組”制氫裝置1.3.2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析近年來，隨著全球對清潔能源需求不斷增加，電解水制氫

23、技術得到了廣泛的關注和研究。首先，在能源轉型方面，電解水制氫技術可以作為一種可再生能源的儲存和轉換方式。由于風能、太陽能等可再生能源具有不穩定性，而氫氣可以作為能源的儲存介質，將多余的能量儲存起來，以備不時之需。此外，氫氣還可以通過燃料電池等方式轉化為電能，為家庭和企業提供清潔、可靠的電力供應。因此，電解水制氫技術在能源轉型中具有重要應用前景。其次，在交通運輸領域，電解水制氫技術可作為電動汽車的一種理想能源。相比于傳統的燃油汽車，電動汽車具有零排放、低噪音等優點，但是其續航里程和充電時間一直是制約其發展的主要因素。而氫氣可以通過燃料電池等方式直接轉化為動力，不僅能夠延長電動汽車的續航里程，還能

24、夠實現快速充電。目前，一些國家和地區已開始推廣使用燃料電池汽車，未來隨著技術的不斷成熟和成本的降低，電解水制氫技術有望成為電動汽車的主流能源之一。最后，在工業生產方面，電解水制氫技術也有廣泛的應用前景。例如，鋼鐵、化工等行業需要大量的氫氣作為原料或保護氣，傳統的生產方式通常采用天然氣重整等方式獲得氫氣，這種方式不僅消耗大量能源，而且會產生大量的二氧化碳等溫室氣體。而電解水制氫技術可以直接利用電力將水分解為氫氣和氧氣，不僅能夠減少能源消耗和環境污染，還能夠提高生產效率和降低成本。因此，電解水制氫技術在工業生產中的應用前景也非常廣闊。1.3.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性本技術針對電解水

25、制氫電極壽命短、耗能高等難題，采用了碳復合材料電極和多模塊協調控制的電源系統，開發了分布式碳電極水解離制氫技術。主要創新點和取得的成果為：（1）提出了使用碳復合材料極板作為電解水制氫的電極，極板具有電流通量高，電極壽命長等優點，迄今 40000 小時無腐蝕；（2）開發了光伏發電、風力發電、蓄電池和電網供電多模塊協調控制的電源系統，有效降低了電解水制氫的能耗成本，制氫電耗為 4.05kWh/Nm3；（3）該技術智能化程度高，可遠程控制，已形成完整的工藝包。2019 年底進行了省級科學技術成果鑒定，被評為國際先進。2023年4月27日能投委組織對錦美氫源“分布式碳電極水解離制氫技術”進行技術研討，

26、專家組一致認為該技術先進、高效，運行安全，穩定，經濟性好，具有示范推廣價值。2023 年 10 月 17 日我司制氫設備所產氫氣質量滿足國家標準 GB/T 37244-2018 質子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣質量指標要求及 GB/T 3634.2-2011 高純氫質量指標要求。技術成果篇 9 1.4 節能減碳或污染防治效果節能減碳或污染防治效果首先，電解水制氫技術不需要燃燒化石燃料，不會產生二氧化碳等溫室氣體，因此可以減少大量的碳排放。根據國際能源署的數據，全球每年氫氣生產所需的能源中，約 80%是通過化石燃料制得的，如果能夠將這部分化石燃料制氫替代為電解水制氫，將會顯著減少全球碳排放量。其

27、次，電解水制氫技術的能效比傳統方法更高。電解水制氫只需要消耗電能即可完成水的分解反應，而不需要額外消耗其他能源。據統計，目前電解水制氫技術的效率已經超過了70%，并且還有不斷提高的趨勢。這意味著使用電解水制氫技術可以更加節約能源，從而實現更好的節能減排效果。最后，電解水制氫技術還可以減少污染物排放。傳統的化石燃料制氫過程中會產生大量的污染物，如二氧化硫、氮氧化物等。而電解水制氫過程則只會產生氧氣和水蒸氣等無害物質，不會對環境造成污染。因此，采用電解水制氫技術可以實現零排放的目標，對于保護環境和人民健康具有重要意義。1.5 技術示范情況技術示范情況電解水制氫技術已經在多個領域得到廣泛應用，具體包

28、括能源、交通、工業和建筑等。在交通領域，氫氣被認為是實現零排放運輸的重要途徑，電解水制氫技術可以為燃料電池車提供清潔能源。在電力行業，電解水制氫技術被用于調節電網負載，提高電網的穩定性和可靠性。此外，由于氫氣可以作為儲能介質，電解水制氫技術也被視為一種可再生能源儲存方式。對于工業領域來說，電解水制氫技術被應用于冶金、化工等行業。其過程不會產生有害的副產品，相比傳統的焦炭還原法，能夠有效降低碳排放。在建筑領域，電解水制氫技術有望成為未來建筑采暖的新能源。案例：二氧化碳加氫合成綠色甲醇項目案例：二氧化碳加氫合成綠色甲醇項目（1）工程規模：天津錦美氫源科技發展有限公司與金巖集團、山西碳基新材料產業研

29、究院目前正在山西省呂梁市孝義縣新能源發電制氫及后續二氧化碳捕捉合成甲醇項目的研發、應用等領域開展全面合作。關鍵設備為分布式電解水制氫裝置，主要建設內容包括完成現場 50Nm/h 電解水制氫裝置的裝配。（2）主要參數及工藝流程如表 2-1-2 和圖 2-1-2 所示：表 2-1-2 制氫設備技術參數序號序號項目項目單位單位參數參數1氫氣生產能力Nm/h502電解槽溫度503電解槽壓力MPa常壓4直流電耗KWh/Nm4.15排氣壓力Mpa0.56氫氣純度%99.997電力輸入交流：380V 50HZ 三相電2023 年度 10 序號序號項目項目單位單位參數參數8額定功率KW250注：氫氣需求純度，

30、按客戶要求可達到 99.999%。圖 2-1-2 制氫工藝流程1.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景1.6.1 技術推廣前景技術推廣前景該技術以運行電流密度高、能耗低、適應可再生能源發電波動等特性表現出了顯著優勢，為其產業化和規?；l展奠定了基礎。此外，中國在“十四五”規劃中將氫能發展作為長期發展戰略，重點在于提高電解水制氫轉化效率，改善電解槽電堆、電極等的設計和制造工藝，加強可再生能源與氫能的耦合，以推動我國“雙碳目標”的實現。這無疑為該技術的發展提供了廣闊的市場空間。然而，雖然該技術具有諸多優點，但在一些方面還存在一些挑戰需要解決。未來幾年將是電解水制氫技術發展和市場競爭的關鍵時期。因此

31、，持續優化該技術并解決相關問題將成為推動其市場普及率提升的重要任務。技術成熟度：該技術已經相對成熟，目前已經有多種類型的制氫設備走向市場。這些設備的制造成本逐漸降低，效率不斷提高，能夠滿足不同領域的需求。市場容量：隨著全球對清潔能源需求不斷增加，電解水制氫技術的市場規模也在不斷擴大。根據市場研究機構數據，預計到 2025 年，全球電解水制氫市場規模將達到數十億美元。技術經濟性：該技術的經濟性取決于多個因素，包括電價、設備成本、氫氣價格等。目前，由于可再生能源成本不斷下降，以及政府對清潔能源的支持力度加大，該技術的經濟性逐漸提高。預計到 2025 年，電解水制氫技術的經濟性將更加優越，進一步推動

32、其市場推廣。根據上述分析，預計到 2025 年，該技術在產業或領域內的市場推廣比例將逐漸增加，市場規模將逐步擴大。該技術具有顯著的節能減碳和環境污染防治潛力。通過該技術制備的氫氣可以作為清潔能源替代傳統的化石燃料，從而減少溫室氣體的排放。預計到 2025 年，技術成果篇 11 電解水制氫技術將在節能減碳和環境污染防治方面發揮更大的作用。1.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施該技術在成果轉化和推廣過程中面臨多重挑戰。首先，雖然該技術具有環保、清潔的特性，但其陽極析氧反應的高能耗問題限制了其廣泛應用。此外，該技術的設備成本較高，需要通過改進技術、提升規模經濟效益等方式來降低制氫成

33、本。同時，政策壁壘也是阻礙其發展的一個重要因素。盡管許多國家已將氫能發展作為長期發展戰略，并制定了相應的支持政策，但在具體實施過程中，由于各地政策執行力度、監管機制等方面的差異，可能會對該技術的推廣產生影響。另一方面，資源或資本的制約也產生了一定影響。該技術的推廣需要大量的資金投入，包括研發、設備購置、生產線建設等，而這對于企業來說是一大負擔。此外，人力資源也是一個關鍵因素，該技術的發展和應用需要大量的專業人才，包括技術研發、生產運營等各個環節。針對上述問題，可能的應對措施包括：一是持續優化該技術并解決相關問題，如提高電催化劑活性、優化電解槽結構等；二是爭取政府加大政策引導和支持力度，為該技術

34、的推廣創造良好的環境；三是加強人才培養和引進，滿足該技術的發展需求。2023 年度 12 技術 2：空氣源燃氣機熱泵2.1 技術提供方技術提供方藍焰高科依托與清華大學、天津大學和天津城建大學等高校教授科研團隊的產學研合作，專注于以燃氣為能源的供熱、制冷、供生活熱水和發電技術為核心，擁有強化換熱、燃氣燃燒、燃氣供熱、燃氣空調、智能控制、計算流體力學仿真技術、計算燃燒學仿真技術、數值傳熱仿真技術等方面的高端研究人員。公司是獲批“天津市“專精特新”中小企業”，國內獨家專門從事設計、開發、生產、銷售、服務于一體的燃氣機熱泵(GEHP)冷熱水機組的制造商，是燃氣熱泵行業最具有專業技術研發能力的智力密集型

35、公司。多年來公司通過以燃氣為能源的高效、低排放新技術產品研發，引領國內燃氣采暖、供熱水和燃氣空調產業技術與國際接軌。藍焰高科擁有多項自主知識產權和技術創新產品，依托過硬的產品和服務，近年來穩步發展，在多個領域尤其是冷暖節能和燃氣高效利用方面在國內處于領先地位。公司自成立以來，相續研發了空氣源燃氣機熱泵、螺桿式燃氣機水源熱泵、高效熱交換器、超級熱源節能消白機組及高溫煙氣余熱回收系統等產品，主營產品核心技術全部擁有國家專利，并全面市場化，且獲得廣大客戶的信賴與好評。公司組裝生產的高效鑄鋁熱交換器及OME代工的低氮全預混燃氣鍋爐已占據國內市場主導地位，空氣源燃氣機熱泵在國內市場與日本松下、洋馬等國外

36、品牌競爭中穩步增長，鍋爐煙氣高效余熱回收節能消白產品及系統也獲得客戶的認可與肯定。2.2 技術成果簡介技術成果簡介2.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域GARC 空氣源燃氣機熱泵，作為一款燃氣高效利用和煙氣余熱回收的綜合節能產品，主要應用分布式集中供暖、酒店冷熱及洗浴用水、辦公樓冬暖夏冷、恒溫養殖、工業穩定烘干等領域。（1）采用自主產權的高溫煙氣與余熱回收系統，將可利用的煙氣與燃氣機缸套溫度全部吸收，整體能效（PER）提升到 165%以上，高出同行 5-10%。（2）外型緊湊，燃氣機、壓縮機、熱交換器、風機、控制柜一體式結構，更節省空間，更方便操作。（3）熱泵內循環水一次性注入后封閉

37、，無需補水（減少了軟化水及再生成本），換熱器不受腐蝕，無水垢。（4）燃氣機完全負壓運行，燃燒不會爆炸，安全性極佳。熱泵在運行的全過程始終保持負壓狀態，所以不會有爆炸的危險。并設置了傳感器、壓力開關、防過熱開關等多重安全保護裝置，四級保護系統（其中一、二級保護故障排除后系統自動恢復，三、四級保護則需要專業人員手動恢復）保證了熱泵的安全性。2.2.2 技術成果來源技術成果來源藍焰高科與清華大學、天津大學、天津城建大學等高校教授團隊長期產學研合作，堅持技術成果篇 13 進行高?？蒲谐晒a品化、市場化、標準化。藍焰高科空氣源燃氣機熱泵技術是與高?？蒲姓n題聯合成果，并吸收國外先進技術與經驗，經過多年市場

38、實踐應用和迭代成型而來，藍焰高科擁有自主知識產權和國家專利。該技術目前已成功取得實用新型專利 2 項。在 2019 年 4 月 18 日申請了 燃氣機驅動蒸汽壓縮式空氣源熱泵冷熱水機組、2020 年 9 月 4 日申請了一種空氣源燃氣機熱泵熱水器，為兩種國家實用新型專利，并于 2020 年 4 月獲得授權及專利證書（證書號 第 10282257 號）、2021 年 11 月獲得授權及專利證書（證書號 第 14646765 號）。2.3 技術內容技術內容2.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程如圖 2-2-1 所示，為本公司所開發的空氣源燃氣機熱泵機組冬季工況制熱原理圖。整個機組可以分為

39、制冷劑循環系統和燃氣發動機防凍液循環系統。制冷劑循環系統主要由開啟式活塞壓縮機，翅片管換熱器（冷凝器）、板式換熱器（蒸發器）、熱力膨脹閥 1、油分離器等輔助設備組成。首先，低溫低壓的制冷劑蒸汽通過壓縮機吸氣截止閥進入壓縮機氣缸中被壓縮為高溫高壓的過熱蒸氣后經壓縮機排氣截止閥排出。隨后，排出的過熱態制冷劑蒸氣流過油分離器后進入冷凝器中，在冷凝器中，過熱蒸氣將熱量傳送至冷卻水中，變為高溫高壓的液態制冷劑而冷凍油則經過油分離器回油管進入壓縮機曲軸箱。被冷凝和過冷以后的液態制冷劑依次流過儲液器、干燥過濾器、供液電磁閥、視液鏡和熱力膨脹閥 1 和 2，經熱力膨脹閥 1 和 2 節流后變為低溫低壓的氣液兩

40、相態制冷劑，而后進入到翅片式蒸發器中，在風機的強制對流作用下，提取低溫空氣中的熱量，進而蒸發為低溫低壓的氣態。最終，低溫低壓的氣態制冷劑經過氣液分離器后，再次進入壓縮機進行下一個制冷劑循環。生產工藝流程包括：原材料準備、組件制造、組件組裝、制冷劑充注、系統調試和測試。熱泵系統制冷工藝流程包括：制冷劑的循環、熱交換、蒸發器吸熱、壓縮機排熱、冷凝器放熱、節流閥降壓?？諝庠慈細鈾C熱泵的主要技術參數：制冷量：在夏季工況下為 55kW；在冬季工況下為 90kW。系統一次能源利用率（PER）：167%噪音：65 分貝。2023 年度 14 圖 2-2-1 空氣源燃氣機熱泵機組制熱原理圖2.3.2 技術成果

41、適用性分析技術成果適用性分析空氣源熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源空氣流向高位熱源的節能裝置?？梢园巡荒苤苯永玫牡臀粺崮埽ㄈ缈諝?、土壤、水中所含的熱量）轉換為可以利用的高位熱能，可以使用的高級熱能可以節省一部分高級能源（例如煤炭，天然氣，石油，電力等）?？諝庠礋岜米鳛橐环N清潔能源裝備，在 2016 年“煤改清潔能源”政策推出后便迎來爆發期和高速增長期?？v觀國內外空氣源熱泵行業的起源與發展，可以顯著地看出空氣源熱泵行業屬于政策驅動型的市場。全球空氣源熱泵發展比較快的地區都有明顯的法規政策推動，近幾年，緊隨國家“綠水青山就是金山銀山”發展理念，清潔能源產業優勢凸顯。緊緊響應環保政策的號召，加

42、上國內能源消費結構逐漸趨向優質化，天然氣消費占能源消費總量比重逐年遞增，預計 2025 年會達到 15%，供應量 5000 億立方米。進入綠色經濟技術成果篇 15 時代，節能降耗是節約能源、保護生態的重要途徑，是轉變發展方式的必經之路。而空氣源燃氣機熱泵作為綠色環保的清潔能源裝備，以其高能效和高性價比，得到了政府和用戶更多的認可，未來將有非常廣闊的市場發展前景。2.3.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性（1）通過智能的溫度感知和控制技術，能夠實時調整熱泵系統的運行，以最大限度地提高能源利用效率，從而降低能耗、節約能源。（2）空氣源燃氣機熱泵具備高精度的溫度控制功能，能夠快速響應溫度變化，

43、并精確地維持出水溫度在設定的范圍內。（3）空氣源燃氣機熱泵具備智能化管理功能，這種智能化管理可以幫助用戶更加方便地調整設置、觀察能耗數據，并根據需求進行遠程操作與管理。（4）空氣源燃氣機熱泵具備多種安全保護功能，如溫度保護、過載保護等，可以確保系統運行的安全性和可靠性。（5）空氣源燃氣機熱泵技術優勢：溫度感知技術：熱泵采用高靈敏度和高耐用性的溫度傳感器，控制系統采集到溫度信號以后，進行內部分析處理，這個技術已經非常成熟，可靠性很高。壓縮機控制技術：空氣源燃氣機熱泵的核心部件式壓縮機，本公司熱泵采用的式往復活塞式壓縮機，技術已經非常成熟，可靠性高。換熱器技術：換熱器式熱泵的另一個重要部件，本公司

44、采用的翅片式換熱器和板式換熱器技術非常成熟，可靠性高?？刂葡到y：空氣源燃氣機熱泵的控制系統負責調節設備的運行狀態，確保熱泵在各種工況下都能穩定運行。本公司采用 PLC 控制，經過多次調試及實驗，控制系統可以長時間穩定運行，該技術成熟、可靠性高。機組配件：本公司熱泵采用的配件都具有良好的鬧腐蝕性和耐久性，能夠保證設備長時間穩定運行。2023 年度 16 圖 2-2-2 技術創新性及先進性2.4 節能減碳或污染防治效果節能減碳或污染防治效果空氣源燃氣機熱泵的節能減排效果主要體現在能效比（COP）和一次能源利用率（PER）上。測算方法是：首先，需要測量熱泵在特定工況下的制冷或制熱能力，其次計算熱泵系

45、統的一次能源總能耗，包括燃氣機熱泵輸入功率、輔助設備功率，然后，將熱泵系統產生的制熱或制冷能力除以一次能源總能耗得出。依據方面：我國蒸汽壓縮循環冷水（熱泵機組）（GB/T 18430.1-2007）和燃氣發動機驅動空調（熱泵）機組（GB/T 22069-2008）規定熱泵的能效等級和能效限定值。節能減碳或污染防治效果體現在如下幾點：（1）高效節能，熱泵系統循環，通過冷媒蒸汽進行交換。預熱時間短，開機幾分鐘內即可供熱水，同時也節省了能源。比照間接式（電熱泵）供熱形式，更方便節能。（2）熱泵受力鋼板高溫區、高壓區的成功分離，使燃氣機、壓縮機、膨脹閥等主件使用壽命延長。（3）熱泵循環系統雖然與二次網

46、供暖系統直接對接，但系統水與熱媒互不相干，熱泵不需要排污，因此效率就是系統的效率，中間沒有任何損耗。（4）效率高、超節能，比照傳統鍋爐燃料費用節約 50%以上。（5）無需報檢，根據國家燃氣空調標準，燃氣熱泵用戶不需要到質量技術監督管理部門辦理安裝和使用登記注冊手續。（6）使用壽命長，機組內部處于真空狀態，沒有氧氣，無氧化腐蝕，也沒有結垢腐蝕，冷媒在機組內部封閉循環，換熱器只與循環水接觸，杜絕北方供暖回水溫度低造成的冷凝腐蝕。2.5 技術示范情況技術示范情況項目位于北京市西城區東岔胡同，中國佛教協會辦公樓（6000 平米）新建供冷供暖系統和建筑節能升級改造，總體裝修改造工程由北京首華建設經營有限

47、公司（國企，隸屬北京首都開發控股集團,聯系人：劉鳳林經理 13801062211）承接，其中冷熱源設備選擇空氣源技術成果篇 17 燃氣機熱泵（冷暖型），同時項目建筑改造升級為五步節能建筑。項目總投資 300 萬，其中熱源設備 45 萬，項目于 2022 年 8 月份啟動，于 2022 年 10月底竣工并驗收。目前項目運維管理由北京首華負責運營（聯系人：劉鳳林經理13801062211）。該項目涉及新建及升級內容包括：新增 3 臺空氣源燃氣機熱泵，冬天供暖（45-50熱水）夏天制冷（7-12冷水），室內為水路循環系統，終端為風機盤管，為辦公樓提供全方位能源管理。熱源設備安裝在辦公樓頂，合理利用閑

48、置空間，安裝維護方便且燃氣使用更安全，同時作為燃氣空調系列產品，不需要做特種設備和燃氣鍋爐備案。夏冬兩季使用，全年共運行 9 個月+全年生活用熱水（洗?。?，冬季室溫保持在 22 度以上，夏季室溫保持 25 度以下，冷暖溫度可調可控且運行穩定。三臺熱泵相較燃氣鍋爐節能 45%以上，一年節約 4857.2 噸標準煤，減少二氧化碳排放 13.2 噸。該項目燃氣機熱泵經濟效益顯著，相較于燃氣鍋爐可節能 45%以上，按實際測算所得，投資回收期3 年。燃氣機熱泵操控便捷，現場可無人值守，擺脫了以往對燃氣鍋爐需人工看護的束縛，手機 APP 即可值班，各種參數和指標一目了然，3 臺燃氣一組數據鏈，既方便又智能

49、。夏季制冷的同時，又為佛協僧眾宿舍提供免費的淋浴用水，提升了經濟性，也讓綜合能效和節能率維持在 145%以上，應用效果良好，客戶好評度很高。經過一年冷暖季和全年生活用熱水的運行可知，熱源設備運行平穩，維修率較低，現場無需人員專職值守，經過綜合測算，加上設備折舊（15%），每平米運行費用 50 元（冷暖兩季，含人工費用），毛利為 20 元/平，符合設計及營運要求，節能和盈利效果顯著。圖 2-2-3 運行費用對比2.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景2.6.1 技術推廣前景技術推廣前景燃氣機熱泵作為空氣源熱泵家族重要的一員，燃氣機熱泵以燃氣作為動力源，充分利用2023 年度 18 發動機的排熱，

50、技術成熟可靠，采用活塞式壓縮機，具有優越的供熱性能。燃氣熱泵還具有制冷、采暖、熱水等多種功能，是極為理想的商用中央空調、分布式集中供暖產品。燃氣熱泵實現了對能源的高效利用，能源綜合利用率為 1.45，燃氣熱泵對于能源的利用更為有效。而燃氣熱泵供熱時的能源利用率更要遠遠高于其它供熱方式。通過分析，氣電價比低于 5.33時，燃氣熱泵運行費用對比電動熱泵有優勢。在中國，西氣東輸沿線的城市，其氣電價比遠低于 5.3，燃氣熱泵的運行費用對比電動熱泵具有很強的優勢。2022 年空氣能熱泵行業總銷額為 190 億元，同比上升 9.8%，這得益于宏觀采暖政策補貼推動、熱泵熱水器樓盤配套以及北方市場空氣源熱泵熱

51、風機的快速發展。預計到 2025 年，結合目前國內積極推進空氣源熱泵發展及全面替代低能耗鍋爐等多種節能減排政策，行業銷額將到達 300 億元，空氣源燃氣熱泵因其自身高能效及極寒天氣抗衰減等技術優勢也將占據一定的比例，約占據 5%。燃氣高效利用與節能減碳完美結合，最大程度地凈化排向大氣中尾氣含量，減少對環境的污染，促進環保，極大減輕各地尤其是北方地區供暖季的環保與治霾壓力。2.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施（1）技術推廣過程遇到困難與障礙技術成本高：空氣源燃氣機熱泵的購買和安裝成本相對較高，對消費者和企業來說是一筆不小的投資。能源利用率受環境影響較大：在低溫環境下，空氣源燃

52、氣機熱泵的制熱量有限，導致能源利用率不高。市場認知度低：許多消費者和企業對空氣源燃氣機熱泵的技術和優勢了解不足，影響了其推廣。（2）應對措施與方案降低成本：通過技術創新和規?；a降低設備成本，提高產品性價比。提高能源利用率：優化設備性能，提高在低溫環境下的工作效率。增加市場推廣力度：通過各種渠道提高消費者和企業對空氣源燃氣機熱泵的認知度。技術成果篇 19 技術 3：基于光伏綠電和能源綜合監控的城市軌道交通低碳技術創新與工程應用3.1 技術提供方技術提供方天津軌道交通運營集團有限公司（以下簡稱“運營集團”）成立于 2018 年 12 月，為天津軌道交通集團有限公司的全資子公司，是以經營天津城市

53、軌道交通線網為主業，集客運服務、行車調度、車輛養護、電力保障、通信信號、機電維管、研發創新、科技咨詢、文化傳播、項目結建、新線籌備等業務于一體的國有企業。運營集團目前主要負責地鐵 5、6、9、10號線和天津站交通樞紐、天津西站交通樞紐的運營管理工作。運營的 4 條地鐵線路共設地鐵車站 109 座，總運營里程 151.4 公里，基本形成覆蓋天津中心城區主要居住區、商業區和交通樞紐，聯通濱海新區的網絡化運營格局。3.2 技術技術成果簡介成果簡介3.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域本項目為基于光伏綠電和能源綜合監控的城市軌道交通低碳技術創新與工程應用，項目以分布式光伏技術、空氣源熱泵技術

54、及能源綜合管理平臺為依托，在能源綠色低碳轉型領域深入研究區域性能源消費綠色化及能源管理智慧化，項目起到良好示范效應。3.2.2 技術成果來源技術成果來源中國城市軌道交通系統的每年的用電量已達 150 億度，約占全國總用電量的 3，隨著行業的發展及客流量的增長，水、燃氣等能源的消耗也在與日俱增，能源費用已經占據軌道交通運營成本的 20%以上，已達相當規模；天津軌道交通運營集團有限公司負責天津地鐵 5、6、9、10 號線運營維護與管理工作，2022 年用電量約 3.19 億度，相當于 3.92 萬噸標煤。在推動綠色低碳軌道交通發展的方針政策下，運營集團將 6 號線作為深入研究設備設施節能的試點，通

55、過開展光伏系統建設、供暖系統改造和搭建能源綜合管理平臺等多項優化設計及改造，在節能低碳、降本增效方面取得顯著成果，6 號線大畢莊車輛基地基本達成近零碳車輛基地的效果。3.3 技術內容技術內容3.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程（1）分布式光伏技術運營集團通過利用 6 號線大畢莊車輛基地上蓋空閑區域搭建光伏發電系統，采用單晶440W 功率光伏組件進行發電，所發直流電經過光伏逆變器轉化為交流 0.4kV，進匯流箱匯流后傳輸至并網柜，并網柜與地鐵供電系統相連，并網點電壓位 0.4kV，將清潔能源接入地鐵供電系統，實現綠色能源的使用，減少碳排放。結合基地上蓋空閑區域的條件，經過技術討論和探

56、索，運營集團創立“光伏+”模式，建立光伏發電多元布局；通過對光伏發電量以及儲能系統充放電進行模擬分析，以及建模仿真光伏并網發電效能，形成大畢莊車輛基地 5.83MWp 分布式光伏發電項目建設方案。建成的2023 年度 20 光伏系統采用自發自用、余電上網模式，由車輛段、車站的負載設備就近消納。（2）空氣源熱泵技術大畢莊車輛基地 2021 年底完成供暖系統熱源提升改造工程，以契合國家能源利用新標準為指導方向，將風險控制難度較大、環保指數低、供熱成本高的燃油鍋爐替換為綠色、減碳、經濟的空氣源熱泵作為熱源，實現節能減排的目標。（3）能源綜合管理平臺運營集團統籌建設 6 號線能源管理系統，通過安裝統一

57、的能耗監測儀表，采集線路各用電、用水、燃氣等能耗的精準數據，并通過搭建有效的數據傳輸網絡，結合現有的綜合監控系統，將現場的能耗數據進行匯總并完成各離散數據的統一分析。呈現分類、分項、分區域能耗數據展示，實現用能排序及能耗同比、環比等對比功能。通過數據統計結果及單位能耗成本，呈現分類能耗總量及成本費用、分項能耗組成及所占比重、主要用能區域或設備的能耗對比圖表，同比以及環比的增減幅度、關鍵能耗指標的統計結果等組件的綜合能耗評估報告。輔助診斷能源系統運行過程中的潛在問題和用能規律，并對監測對象關鍵運行參數、耗能量、能耗指標等超標進行預警和報警，輔助管理人員開展用能決策。3.3.2 技術成果適用性分析

58、技術成果適用性分析6 號線大畢莊車輛基地分布式光伏項目并網規模為 5.83MW，為北方地鐵行業內規模最大的分布式光伏發電項目。標志著天津軌道交通在綠色清潔能源供應方面首次取得階段性成果。同時也為后續軌道交通光伏并網提供了極大的借鑒意義?？諝庠礋岜眉夹g應用在滿足供暖使用需求的基礎上，提升了系統運行安全性、穩定性和智能化管理水平，達到大幅降低系統運行費用的目標。同時契合國家能源利用新標準的指導方向，減少碳排放，實現節能減排目標。綜合能源管理平臺實現對能耗進行實時監控，為運營成本提供可視化數據，結合項目實測數據對標分析，優化車輛段能源架構，實現節能降耗的目標。3.3.3 技術創新性及先進性技術創新性

59、及先進性（1）采用空氣源熱泵電供暖，減少燃油消耗，避免了燃油尾氣的排放，更加環保。（2）光伏發電系統充分結合現場實際情況，建設分布式光伏發電，并與既有地鐵供電系統結合，使光伏系統所發電量全部自發自用、就近消納，提高綠電使用比例，減少火電消費量，降低碳排放。（3）能源管理系統對 6 號線整體供暖、供熱、用水、用電等能耗進行全局監控，實現碳足跡的追蹤登記與管理，并采用物聯網方式對收集能耗指標進行分析，實時調整能源結構并制定節能降耗策略。3.4 節能減碳或污染防治效果節能減碳或污染防治效果（1）光伏發電應用方面目前 6 號線光伏發電系統年發綠電約 800 萬度，減少二氧化碳排放約 7000 噸。系統

60、所發綠電在滿足大畢莊車輛基地 400V 供電及牽引供電需求的同時，多余電量已通過供電系統供給附近的南孫莊至北站 9 座地鐵車站使用，年節約電費約 450 萬元。目前為北方地鐵行業技術成果篇 21 內規模最大的分布式光伏發電項目。標志著天津軌道交通在綠色清潔能源供應方面首次取得階段性成果。2023 年底，6 號線光伏系統繼續擴建至 10MWp，建成后將為全國地鐵行業內單個車輛段規模最大的分布式光伏發電項目。（2）空氣源熱泵應用方面改造前三年供暖季平均柴油耗量 291 萬升，二氧化碳排放量 8291 噸/年，改造后年均供暖季空氣源熱泵供暖耗電量為 240 萬 kWh，折合二氧化碳年排放量 2122

61、 噸，碳排放降幅達74%，此外空氣源熱泵白天使用光伏綠電運行，核算后綜合運行費用減少可達 90%以上。通過供暖系統熱源改造，在滿足供暖使用需求的基礎上，提升系統運行安全性、穩定性和智能化管理水平，達到大幅降低系統運行費用的目標。同時契合國家能源利用新標準的指導方向，減少碳排放，實現節能減排目標。目前已在 5、10 號線梨園頭車輛段完成推廣落地。（3）能源綜合管理方面推動線網能源管理系統平臺建設應用，輔助管理人員開展用能決策，預估年度能耗指標降低約 2%。3.5 技術示范情況技術示范情況案例一：案例一：分布式光伏發電技術應用示范案例分布式光伏發電技術應用示范案例（1）深圳地鐵 6號線在 12座高

62、架車站設置了太陽能光伏發電系統，總裝機容量 2.3MWp。（2）2023 年青島地鐵光伏改造項目計劃利用 3、11 號線 2 座車輛段共 8.91 萬平方米的閑置庫區屋頂建設分布式光伏，同時在古鎮口、董家口、瓦屋莊、大田、安順、膠州北車輛段采用光伏板雨棚形式增設自行車、電動車擋雨棚，滿足員工電動車停放與充電（AC220V）的要求，方便員工環保出行。規劃總裝機容量不低于 8.74MWp。（3）合肥地鐵 1 號線珠江路車輛段分布式光伏發電項目，利用軌道交通 1 號線車輛段閑置屋頂鋪設光伏組件，項目設計裝機總容量為 2.4 兆瓦，總投資 1100 萬元，采用“自發自用、余電上網”模式。案例二：案例二

63、：空氣源熱泵技術應用示范案例空氣源熱泵技術應用示范案例（1）天津國家會展中心津園賓館于 2019 年 11 月應用空氣源熱泵設備，總體節費率在50%以上。（2）天津中儲陸通物流有限公司于 2021 年 11 月應用空氣源熱泵設備，總體節費率在50%以上。3.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景3.6.1 技術推廣前景技術推廣前景天津軌道交通大畢莊車輛基地通過綜合能源管理平臺的運行數據監測利用，使大畢莊車輛基地的供暖舒適性、供電經濟性與節能效果均達到既定目標。建成的光伏系統既可滿足供暖用電，余電還可滿足大畢莊車輛基地設備設施和沿線車站使用。供暖熱源系統的使用，減少碳排放的同時大幅降低運行費用，實

64、現了能源的高效運行與能源供需的精準匹配，保障了供熱、供電的質量。通過上述探索與實踐，為軌道交通車輛基地降碳推廣應用提供了數據配比依據，為天津軌道交通運營節能減排工作提供了新的思路。2023 年度 22 3.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施軌道交通行業作為耗電大戶，受限于行業特點和地理位置，可開發光伏系統建設的范圍有限，用能更多依賴于國網供電。在調整能源結構、引入綠色能源、開發應用節能新技術等方面，需要做更多努力。技術成果篇 23 技術 4：天津地鐵“風水聯動”智能控制系統的研究應用4.1 技術提供方技術提供方該技術成果知識產權歸天津軌道交通運營集團有限公司、天津安捷物聯科技

65、股份有限公司所有。天津軌道交通運營集團有限公司于 2018 年 12 月 5 日正式成立，是以經營天津城市軌道交通線網為主業，集客運服務、行車調度、車輛養護、電力保障、通信信號、機電維管、研發創新、科技咨詢、文化傳播、項目結建、新線籌備等業務于一體的國有企業，隸屬于天津軌道交通集團有限公司。天津軌道交通線網目前既有運營線路 8 條，運營里程 265 公里，已引入中鐵建、中鐵、中交建、神州高鐵四家社會資本方參與城市軌道交通建設及運營領域，是國內首家地鐵存量PPP 項目及新線 PPP 項目同時開展的城市。目前，天津地鐵全天運營時間 16 小時，最短行車間隔 3.5 分鐘。天津地鐵運行圖兌現率和列車

66、運行正點率保持在 99.9%以上，軌道交通在城市公共交通系統中的骨干作用進一步顯現，贏得了廣大乘客一致好評。運營集團積極響應黨中央碳達峰和碳中和的重大決策部署，全面開展節能減排工作，制定用能指標，逐級進行用能精細化管理，積極參加行業相關技術交流、開展節能減排項目的應用和推廣，包括大畢莊空氣熱源泵改造，能源管理系統搭建，地鐵車站風水聯動系統改造等項目。綠色低碳發展是時代的潮流，更是企業的責任，運營集團將繼續推進企業的綠色轉型，為碳達峰碳中和目標貢獻自己的一份力量。4.2 技術成果簡介技術成果簡介4.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域該技術成果名稱為天津地鐵“風水聯動”智能控制系統的研究

67、應用，屬于交通運輸低碳化領域，在保證地鐵地下站舒適度的前提下，最大限度減小環控空調系統用電量，進而減少軌道交通運輸碳排放。4.2.2 技術成果來源技術成果來源該技術成果由天津軌道交通運營集團有限公司自主研發，作為高質量發展專項工作列入公司生產計劃，經費自籌。4.3 技術內容技術內容4.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程該智能控制系統通過建立風水聯動系統管理平臺，根據站內外溫濕度情況自動調節空調系統各設備運行參數，保證站內溫濕度需求的條件下降低不必要的能源消耗。具有對各地下車站公共區的通風空調系統、空調水系統等進行智能監控、節能控制、能耗統計、能耗分析的功能。（1）系統構成風水聯動控制

68、系統通過網絡連接與各子系統連接，實現信息的集成、集中監視、聯動控制。系統拓撲圖如圖 2-4-1 所示。2023 年度 24 圖 2-4-1 系統拓撲系統主要由計算機、系統軟件及網絡設備等構成，內置于環控電控室內的“風水聯動”智能控制柜。同時，車站綜合監控工作站應可實現風水聯動控制系統的操作管理功能。變流量智能控制子系統構成根據空調水系統（冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔等）設備情況，車站變流量智能控制子系統主要由以下設備組成：變流量智能控制子系統控制器，冷水機組及其控制柜冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔智能控制箱柜，現場設備配套控制箱，現場執行設備（各類電動水閥），現場數據采集設備（各類傳感器、

69、流量計、電表箱）。其中，變流量智能控制子系統設備與風水聯動控制系統（監控平臺）通過以太網連接并進行數據傳輸。變風量智能控制子系統構成該子系統主要針對車站內通風空調的風系統設備進行控制，控制對象主要為大系統中的部分設備，主要由以下設備組成：變風量智能控制子系統控制器，大系統組合式空調機組、回排風機、新風機智能控制箱柜，現場設備配套控制箱，現場數據采集設備（組合式空調機組進出口傳感器）。其中，變風量智能控制子系統設備與風水聯動控制系統（監控平臺）通過以太網連接并進行數據傳輸。（2）運行控制策略系統通過全面采集影響空調水系統設備運行時的各種數據，采用先進的算法和優化控制技術，使空調冷凍水系統始終運行

70、在高效區間，在保證空調水系統在各種負荷條件下，均處于最佳工作狀態，從而實現綜合優化節能?？刂撇呗匀鐖D 2-4-2 所示。技術成果篇 25 圖 2-4-2 運行控制策略本系統采用新一代的系統架構和人工智能技術，將工業過程控制領域已經得到成熟應用的模型預測方法應用到“風水”系統的優化控制，利用搭建的管理系統規劃引擎，全系統、全時段的優化系統運行，空調優化問題分解如圖 2-4-3 所示。圖 2-4-3 空調優化問題分解4.3.2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析（1）該技術適用于軌道交通行業地鐵地下車站。（2）該技術使用中的不涉及特定條件限制。4.3.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性（1

71、）結合北方制冷季短的特點，充分考慮經濟性，僅選取車站環控空調系統中用電量最大的大系統（公共區通風空調系統）進行“風水聯動”智能控制系統應用，同時主要針對關鍵的核心設備進行相應的變頻改造和調控，其中風系統選取了組合式空調機組、回排風機及對應連鎖風閥，水系統選取了冷水機組、冷卻泵、冷凍泵、水系統電動二通閥及冷卻塔的風扇啟停。與整個車站完整的風水聯動系統比節電率降低小于 10%，但初投資費用降低大于59%。對于制冷季整體節電量不大的北方城市地鐵站十分友好。（2）該系統的智能控制單元采用新一代的系統架構和人工智能技術，將工業過程控制2023 年度 26 領域已經得到成熟應用的模型預測方法應用到“風-水

72、”系統的優化控制。能夠實時跟蹤主要設備的性能變化，可對性能明顯退化的設備給出維護建議。同時設備的實時性能數據也作為優化引擎的必要輸入，系統能根據設備性能差異，系統負荷需求，合理安排各設備的工作計劃，達到全系統運行效率最優化。圖 2-4-4 設備性能跟蹤與檢測4.3.4 其他其他在實際測試使用過程中，發現現有風水聯動系統在溫濕度傳感器設置方面存在數量較少，同時安裝位置位于站廳站臺的側墻墻壁上，對于溫度采集的準確性及穩定性造成一定的影像，因此對于風水聯動后期改造在溫濕度計精確度、設置數量及安裝位置進行了優化。系統新舊版本配置如表 2-4-1 所示：表 2-4-1 統新舊版本配置系統比較情況系統比較

73、情況原始原始版本版本新版本新版本設備調控情況：冷水機組調節冷卻塔變頻調節冷卻水泵變頻調節冷凍水泵變頻調節大系統組空風機變頻調節大系統回排風機變頻調節軟硬件配置：室內溫濕度傳感器數量27室外溫濕度傳感器數量12水管溫度傳感器24算法服務冷源 AI 決策模塊節能控制、均衡運行、故障邏輯、節能控制、均衡運行、故障邏輯、技術成果篇 27 系統比較情況系統比較情況原始原始版本版本新版本新版本停機策略停機策略空調 AI 決策模塊支持擴展、節能控制、分區控制支持擴展、節能控制、分區控制通用 AI 決策模塊客流預測、室溫趨勢、氣象趨勢客流預測、室溫趨勢、氣象趨勢數據服務實時歷史數據庫點位量大點位量大大數據 A

74、I 檢驗無支持大數據剔除規則定義4.4 節能減碳或污染防治效果節能減碳或污染防治效果系統中主要設備均增設電量表，節電量測試方式為：以 1 天為單位，按常規運行方式（根據車站慣常運行模式，依全線的運行標準執行）和風水聯動控制方式（以下簡稱“風水聯動”，由風水聯動系統負責所有可用設備的運行）隔天運行，分析常規模式和風水聯動模式的運行記錄，剔除明顯受天氣、負荷、維護等影響的樣本，計算兩種方式下用電能耗的累計值。目前制冷季站均節電率約為 30%，站均節電量為 165846kWh。制冷季站均減少約 146.66噸碳排放量，相當于 366.6 畝樹林的碳匯量。計算如下：華北電網排放因子：0.8843kgC

75、O2/kWh行業指標：1畝樹林能吸收0.4噸碳節碳量（噸）=節電量（kWh）*0.8843/1000=165846*0.8843/1000=146.66噸速生樹畝數（畝）=節碳量（噸）/0.4=146.66/0.4=366.6畝4.5 技術示范情況技術示范情況該智能控制系統已于 2021 年至 2023 年先后在天津地鐵 5、6 號線共 4 個車站進行應用并不斷優化，制冷季站均節電率約為 30%。案例案例一一：6 號線文化中心風水聯動改造項目號線文化中心風水聯動改造項目（1）案例概況6 號線文化中心風水聯動改造項目，為天津地鐵 6 號線文化中心站的“風水聯動”智能控制系統應用案例，改造內容、關

76、鍵設備見技術內容，2022 年 7 月投入運行時間，2022 年 12月完成項目驗收，包括現場設備安裝、運行情況和系統節能率，均符合合同要求，滿足項目驗收要求，業主天津軌道交通運營集團有限公司，項目負責人聯系方式：13803067871。（2）工藝流程及主要參數工藝流程見技術內容，運行主要包括：冷凍水供、回水溫度，冷卻水供回水溫度，風機運行頻率，水泵運行頻率；設備性能參數主要包括：冷水機組 COP、系統 COP、冷水機組供回水溫差、冷卻塔供回水溫差。（3）應用效果文化中心 2022 年制冷季站節電率為 35.54%，2023 年為 30.5%。具體分別詳見檢測報告。（4）投資和運行成本改造整體

77、費用為 40 萬元，主要包括設備及傳感器的采購、安裝，系統調試等費用；運行成本：系統壽命按 15 年計算，每年運維費用約 1 萬元，從第三年開始每年增加備品備件2023 年度 28 費用約 0.17 萬元。案例案例二二：天津地鐵：天津地鐵 5、6 號線號線“風水聯動風水聯動”智能控制系統試點改造項目智能控制系統試點改造項目（1）案例概況天津地鐵 5、6 號線“風水聯動”智能控制系統試點改造項目，為天津地鐵 5 號線月牙河站、直沽站，6 號線一中心醫院站“風水聯動”智能控制系統應用案例，改造內容、關鍵設備見技術內容，2023 年 7 月投入運行時間，2023 年 12 月完成項目驗收，包括現場設

78、備安裝、運行情況和系統節能率，均符合合同要求，滿足項目驗收要求，業主天津軌道交通運營集團有限公司，項目負責人聯系方式：15522610498（5 號線）、13803067871（6 號線）。（2）工藝流程及主要參數工藝流程見技術內容，運行主要包括：冷凍水供、回水溫度，冷卻水供回水溫度，風機運行頻率，水泵運行頻率；設備性能參數主要包括：冷水機組 COP、系統 COP、冷水機組供回水溫差、冷卻塔供回水溫差。（3）應用效果2023 年制冷季，月牙河站節電率為 27.91%，直沽站節電率為 32%，一中心醫院站節電率為 29.26%。具體分別詳見檢測報告。（4）投資和運行成本改造整體費用為 144.0

79、4 萬元，主要包括設備及傳感器的采購、安裝，系統調試等費用；運行成本：系統壽命按 15 年計算，每年運維費用約 3 萬元，從第三年開始每年增加備品備件費用約 0.5 萬元。4.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景4.6.1 技術推廣前景技術推廣前景經過兩年的應用和測試，相同天氣情況下，整個制冷季風水聯動模式較傳統模式節能率達到 20%以上，具有良好的節能降耗的效果；二是針對既有線路軌道交通通風空調系統已經投用的情況下，采取了最優的改造方案，即最少的減少原設備系統及接口系統的改造實現了風水聯動的功能；三是通過引入一套針對空調“風水聯動”全系統的智能優化控制設備，采用人工智能技術和機器學習算法，通

80、過綜合監控、BAS 系統的專用接口和協議，與綜合監控、BAS 系統無縫集成和協調控制，實現車站通風空調全系統的自適應變負荷優化控制，改變了空調系統粗放管理，設備超負荷運行的問題。因此從節能降耗，設備良好運行，車站內溫濕度平穩舒適性以及經濟成本設備成本考慮，風水聯動具有在軌道交通行業推廣的意義，尤其針對既有站進行改造，具有較大的市場前景。4.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施考慮到天津地區夏季溫濕度的情況，制冷季約在 3 個月左右，投資回報周期較長。根據地域的不同，制冷季越長的區域，風水聯動系統的節能降耗效果，投入產出比效果越好。技術成果篇 29 技術 5：一種能耗在線監測用一

81、體化數據采集終端5.1 技術提供方技術提供方赫斯辛克（天津）智能自動化技術有限公司成立于 2016 年 10 月，主要從事自動化設備、能源監測設備、節能環保設備、計算機軟硬件技術、機電工程、安防工程等業務。目前公司業務主要涉及自動化儀器儀表定制開發和能耗在線監測系統建設兩大部分。其中自動化儀器儀表定制開發部分，以食品級儀器儀表和礦用儀器儀表為主，例如：礦用流量傳感器、壓力開關、壓力傳感器、溫度傳感器、食品級熱電阻、無線裝置、流量控制儀、溫度器等；能耗在線監測系統建設部分，是以重點用能企業能耗在線監測系統建設為基礎，同時進行自主研發智能數據采集器及物聯網數據采集平臺，將自主研發的軟件和硬件推廣到

82、在系統建設中，為自主研發產品的應用提供了更多的實例，截止到 2023 年底，已完成天津市重點用能企業能耗在線監測系統建設近 50 余家。公司已取得了近 30 項專利且已成功轉化，2021 年赫斯辛克被認定為國家級高新技術企業，入選 2023 年服貿會數據孿生優秀案例。5.2 技術成果簡介技術成果簡介5.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域技術成果名稱：一種能耗在線監測用一體化數據采集終端。技術領域：碳匯核算及低碳管理領域。5.2.2 技術成果來源技術成果來源能耗監測系統以物聯網、云計算等先進技術為支撐，實現對重點用能單位能源消費情況的實時監測，提高能源數據的準確性、及時性，實現部門信息

83、共享，為政府部門強化能源管理，企業節能降本增效，社會公眾加強節能意識提供基礎支撐。2018 年 6 月 11 日，全國重點用能單位能耗在線監測系統正式上線運行，2019 年 9 月 14 日，天津市開始推進全市 328家重點用能單位能耗在線監測工作，2022 年總書記在二十大報告提出積極穩妥推進碳達峰碳中和，完善能源消耗總量和強度調控，重點控制化石能源消費，逐步轉向碳排放總量和強度“雙控”制度。能耗監測數據是碳排放數據的主要來源，能耗在線監測是碳排放在線監測的基礎。能耗在線監測系統中數據采集主要來自現場儀表和企業現有數據系統對接，本項目產品正是針對現場電表、燃氣表、蒸汽表等能源計量表具進行數據

84、采集的主要設備，目前能耗在線監測項目中儀表數據采集主要由采集傳感器、數據處理終端和數據發送終端組成，數據傳輸分為有線和無線兩種方式。目前已成果取得 2 項實用新型專利，1 項軟件著作權，具體如下：（1）實用新型專利，一種帶有防護裝置的能耗監測數據采集器，專利號：ZL202120200012.4（2）實用新型專利，一種便于攜帶的能耗監測數據采集器，專利號：ZL202120200021.3（3）軟件著作權，物聯網數據采集平臺 V1.0，登記號：2022SR11148182023 年度 30 5.3 技術內容技術內容5.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程本產品包括中央處理器，中央處理器連接

85、通信芯片，用于獲取接口數據；中央處理器上連接有紅外信號調制芯片，紅外信號調制芯片獲取紅外數據后發送至紅外信號調制芯片；加密芯片連接于中央處理器，用于將中央處理器的接收數據加密，獲取加密數據，其中，接收數據包括接口數據以及紅外數據；中央處理器連接有通訊芯片，通訊芯片將加密數據發送至接收端。產品工藝流程圖如 2-5-1 所示。圖 2-5-1 能耗在線監測用一體化數據采集終端工藝流程通過使用通信芯片 485 將電表、燃氣表、蒸汽表等的工業數據終端的數據進行采集，485電平轉換芯片，實現 CPU 的 TTL 電平與 RS485 電平的轉換，用于設備與外部 485 設備的數據交換。將對外接口對接到數據終

86、端上獲取數據表的數據，通過紅外信號調制芯片獲取具備紅外通訊窗口的數據表上的紅外數據。在獲取接口數據和紅外數據后，通過加密芯片LKT4305-GM 將數據加密然后傳遞到通訊模塊，通過通信模塊將加密數據傳輸到接收端，并且上傳云端。高性能高安全性的國密算法加密產品，持 SM1,SM2,SM3,SM4,SM7 等超高安全等級加密算法，用于用戶數據的加解密，保證系統的安全性。電表采集對準具有紅外接口的電表（電表規約 DL/T6451997、2007）即可讀取數據，自動識別電表表號；通訊符合標準的 MODBUS 通訊規約的燃氣表、蒸汽表、壓力溫度表均可使用本實用新型進行數據采集。第一次工作先發送命令讀取電

87、表的表號，以后根據設定的采集周期到設定時間后發送命令讀取電表的相關參數，讀取后通過物聯網模塊把數據發送到云平臺并通過基站進行校時。紅外信號調制芯片連接紅外發射頭與紅外接收頭，并通過紅外發射頭與紅外接收頭獲取紅外數據。紅外信號調制芯片具有紅外信號調制與解調的功能，將二進制數字信號調制成38KHz 頻率的脈沖序列，并驅動紅外發射二極管以紅外光脈沖的形式發送出去；收發器將接收到的光脈轉換成電信號，再經過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調，還原為二進制數字信號,經過報文解析后，按照指定格式發送至通訊模塊。目前的電表具備紅外通訊窗口，本實用新型通過電表的紅外通訊窗口獲取數據，達到了方便檢測的技術效果

88、。中央處理器連接有電源，電源包括電池以及外部電源。使用電池和外部電源兩部分為采技術成果篇 31 集終端供電，供電電壓為 3.3V，保證了采集終端工作的穩定性，并且使用電池可以使采集終端持續工作。通信芯片為 485 電平轉換芯片，將被采集設備的 RS485 的數據采集到本實用新型的采集終端，通訊模塊為 NB-IOT 無線通信模組，通訊模塊連接有電話卡卡槽。5.3.2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析（1）針對能源監測方向工業領域：工業生產過程中，需要大量的電力、水力等資源，通過能耗監測系統對這些資源進行實時監測和分析，可以有效地管理和節約這些資源。商業領域：商業場所如超市、商場等需要消耗大量

89、的電力、水力等資源，通過能耗監測系統對這些資源進行實時監測和分析，可以有效地管理和節約這些資源。公共領域：公共場所如學校、醫院等也需要消耗大量的電力、水力等資源，通過能耗監測系統對這些資源進行實時監測和分析，可以有效地管理和節約這些資源。（2）在智慧時代，計算力就是生產力，數據中心作為計算力的承載體,是支撐數字經濟發展的核心基礎設施。數字化轉型已經成為許多行業的趨勢，制造業也不例外。數字化轉型賦能制造業的高質量發展成為了當今制造業轉型升級的重要手段。我們的產品可以應用在數字化轉型需求的所有企業，還包括智慧園區、智慧城市等領域。5.3.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性本產品省去了能耗在線

90、監測數據采集部分的部件，大大減少了現場施工和后期的設備維護成本，可減少項目總費用近一半，本產品的批量使用必將帶動能耗在線監測行業的發展，能源在線監測的發展必將加快碳排放監測的快速推進，助力雙碳目標的實現。在線監測這一設想由來已久。早在 1951 年，美國西屋公司的約翰遜針對運行中發電機因槽放電的加劇導致電機失效，提出并研究了在運行條件下監測槽放電的裝置。局部放電的在線監測難度較大，數十年來，它的發展一直受到限制。傳感器技術、信號處理技術、電子和光電技術、計算機技術的發展，提高了局部放電在線監測的靈敏度和抗干擾水平。近 20 年來,由于壓電元件靈敏度的提高和低噪聲集成放大器的應用，大大提高了超聲

91、傳感器的信噪比和監測靈敏度，使其得以廣泛用于局部放電的在線監測。20 世紀 80 年代以來，我國的在線監測技術也得到了迅速發展，相繼研制了不同類型的監測裝置。隨著人工智能和大數據技術的不斷發展，能耗在線監測系統將會越來越成熟和普及。目前，能源在線監測達到了 1、智能分析、智能診斷，實時節能優化，2、支持多類型能源介質，全局系統監測，3、快速部署，實現廠區、跨地域的能源綜合管控，4、按需選配，支持定制和平臺對接，技術已經非常成熟。未來，我們可以預見到它將會在更廣泛的領域得到應用，例如城市能源管理、家庭節能等等。相信在不久的將來，我們的生活將會因為這一系統變得更加環保、高效和智能。5.4 節能減碳

92、或污染防治效果節能減碳或污染防治效果企業耗能數據是作為企業進一步節能減碳的數據基礎，將企業的用能數據通過本技術成果進行采集，通過對現場儀表（電表、燃氣表、蒸汽表、水表等）數據的采集，將數據對接2023 年度 32 傳入至能耗在線監測系統或企業內部數據管理平臺中，實現企業內部對耗能數據的實時跟蹤及分析，進一步分析出高耗能產線，從而以耗能數據作為依據，進行針對性的設備改造或技術革新，優化產業設備，最終達到節能減碳的效果。本產品批量使用必將帶動能耗在線監測行業的發展，能源在線監測的發展必將加快碳排放監測的快速推進，助力雙碳目標的實現。5.5 技術示范情況技術示范情況該產品已應用到重點用能企業，涉及汽

93、車制造、電力、鋼鐵、石油、化工、有色金屬等行業；已服務的重點用能企業有：中芯國際集成電路制造（天津）有限公司、天津中玻北方新材料有限責任公司、中糧佳悅（天津）有限公司、天津敏信機械有限公司等；在數據采集上，已實現對電、燃氣、蒸汽、水能源消耗采集。實現精準對接，實時數據上傳。案例：企業用能數據接入用戶指定平臺建設案例：企業用能數據接入用戶指定平臺建設（1）案例概況用戶名稱：天津敏信機械有限公司；項目內容：安裝 11 塊采集器（蒸汽、水、燃氣）并將數據對接至指定平臺；項目建設時間：2023 年 4 月-5 月。（2）主要參數產品采用一體化設計，體積??；可采集多種能源計量表具：電、燃氣、蒸汽、水；采

94、集接口多樣：紅外通訊和 RS485 通訊；數據傳輸安全可靠：內嵌高性能高安全性的國密算法加密芯片，支持 SM1、SM2、SM3、SM4、SM7 等超高安全等級加密算法；精準性：通過對采集到的數據進行分析和處理，能夠得出更加準確的能源使用情況，為能源管理提供更加精準的數據支持；安裝簡單，免布線：紅外采集用 3M 雙面膠直接與控制箱玻璃門粘接、電池供電、無線數據傳輸，不用現場布線施工；后期維護簡單方便：高性能鋰電池可保證至少一年使用，期間免維護；環保節能：通過合理利用能源，避免浪費，達到環保節能的目的。（3）應用效果本產品省去了能耗在線監測數據采集部分的部件，大大減少了現場施工和后期的設備維護成本

95、，可減少項目總費用近一半，本產品的批量使用必將帶動能耗在線監測行業的發展，能源在線監測的發展必將加快碳排放監測的快速推進，助力雙碳目標的實現。（4）投資和運行成本如表 2-5-1 所示。表 2-5-1 投資和運行成本類別類別單位單位數量數量預算金額（萬元）預算金額（萬元）人員人員開發時間開發時間采集器軟硬件開發項13038 個月外殼磨具套1822 個月技術成果篇 33 類別類別單位單位數量數量預算金額（萬元）預算金額（萬元）人員人員開發時間開發時間數據采集平臺開發項140410 個月云空間費用年32160 個月小批量試制塊50020612 個月5.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景5.6.1

96、 技術推廣前景技術推廣前景目前，該技術成果已在天津市 402 家重點用能單位中應用 50 家，并且隨著企業能耗系統的建設，會應用至更多的企業中，市場預測分析如表 2-5-2 所示：表 2-5-2 市場預測分析表年份年份2023 年年2024 年年2025 年年每年新增企業數量505050重點用能企業數量150200250新增采集點位數量150030008000該技術成果通過現場應用，可為企業提供能源消耗數據的實時監控，對用能數據的掌握，有利于企業進一步實現節能減碳。5.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施（1）知識產權風險：項目實施后，可能會遇到產品被仿制、專利被侵權的情況，對

97、此我們將采取以下措施：加大研發力度，縮短技術和產品更新周期，成立技術研究中心,不斷研究新工藝、新技術，為深海探測，開采，維修工作做出更多的貢獻。加強知識產權保護，自有技術產權與職工簽訂保密協議，專利技術保護通過營銷隊伍調查侵權事實，提取證據，通過法律程序解決。（2）技術風險：技術人員技術和業務掌握程度不夠、以及技術難題攻關是本項目主要面臨的風險，具體如下：技術開發人員存在正常的流動，這種流動對一個正在開發的項目或多或少都會產生一定程度的影響。首先在項目過程中盡量保證主要骨干人員之間的穩定，可以通過簽訂合同、調整待遇、增加提升機會等多種手段來保證。其次在項目開發過程中要遵循企業開發規范，執行文檔

98、規范和項目階段性評審要求，使技術人員的技術思想及時采用書面形式保存歸檔，加之我們的主要技術人員是公司的股東，一般不會流動，這樣即使發生一般人員流動也不至于使整個項目中斷或重新開始。公司目前擁有國內著名的行業專家，有著二十多年的設計經驗，在國內的同行業中，我們的技術處于領先水平。技術難題攻關，項目實施都或多或少的存在主要攻關的技術難題。這些技術難題中有些是在前期已經預見到的，則在系統規劃初期即進行可行性研究，在確定可以突破后再組織實施。本公司擁有國內一流的行業專家和一支勤于研究、實踐的高素質團隊，他們的專業水平、奉獻精神和協同研發的能力，為產學研結合之路提供了堅實的基礎，也對本項目產品的開發20

99、23 年度 34 實施奠定了技術保證。在他們的帶領和指導下，研發人員已熟練掌握項目工藝、技術等工作。因此，該項目的技術實現應無風險。公司建立了完備的管理制度，做到全程監控、實時管理、高效管理，用現代化管理方式和手段嚴格保證公司的良好運行。在生產過程中將全面推行質量管理，實施質量保證體系，保證項目產品實施中的穩定生產。技術成果篇 35 B、生態環境保護技術技術 6：城市更新和新農村建設中的雨水速滲路徑和生態收儲技術6.1 技術提供方技術提供方天津城建大學是天津市屬普通高等學校，以“發展城市科學，培育建設人才”為辦學宗旨，秉承“依托行業，強化特色，質量為本，追求卓越”的辦學理念，踐行“重德重能、善

100、學善建”的校訓精神，立足天津、面向全國、放眼世界，服務新型城鎮化和城市現代化進程。近五年，獲批國家級科研項目 138 項，省部級科研項目 325 項；年均科技經費 1 億元左右；獲得省部級以上科技獎勵 48 項。有 4 個省部級重點實驗室，1 個國家工程中心、9 個省部級工程中心等科技平臺 18 個；出版學術著作 50 余部；發明專利授權 129 件。天津城建大學在軟土特性與地下工程、結構安全與防災減災、水處理與環境治理、歷史建筑保護與城市更新、綠色建筑與建筑節能、城鎮化與新農村建設等領域取得了一批標志性成果，在天津市處于領先地位。近 5 年來承擔了大量科技服務工作，主持完成了天津站交通樞紐工

101、程、天津文化中心工程、濱海新區圍海造陸工程等重大科技項目，為天津市發展提供了科技支撐。已經形成了城市規劃、城市建設、城市管理三大學科群，分別對應城市建設與發展的三個階段，正在形成和發展的其它四個學科群是：生態城市、智慧城市、城市經濟、城市文化學科群。其中生態城市、智慧城市學科群服務于中國新型城鎮化發展需求；城市經濟、城市文化學科群完善了學校學科體系，圍繞城市科學構成了較為完整的城市學科體系。6.2 技術成果簡介技術成果簡介6.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域技術成果名稱：城市更新和新農村建設中的雨水速滲路徑和生態收儲技術。技術領域：城鄉建設綠色低碳、水污染防治與水生態修復。6.2.

102、2 技術成果來源技術成果來源（1）國家自然科學基金（51178290），“非飽和土的強度指標與其低維合成微結構參數的統計關系及機理研究”。經費 60 萬元。項目主持人李順群。執行時間 2012.12015.12。（2）天津市重點研發計劃科技支撐重點項目（19YFZCSF00820），“適用于天津建成區的海綿城市建設關鍵技術研究”。經費 50 萬元。項目主持人李順群。執行時間2019.042022.03。（3）相關知識產權全國建設行業科技成果推廣項目 1 項-砂石滲透井，地表徑流入滲工程，證書編號2021058。高分子材料管狀滲井及施工方法P.ZL201610973457.X。2023 年度 3

103、6 角度取土裝置及其操作方法P.ZL201610614352.5。一種用于增大雨水下滲量的鋼纖維混凝土透水磚P.ZL201820864933.9。一種具有高透水性濾芯的水平聯絡通道P.ZL201921562144.0。一種嵌套式海綿城市芯柱體P.ZL201921774465.7。一種具有反濾功能的復合滲透芯柱體P.ZL201921774440.7。一種測試濾芯滲透性能的裝置P.ZL201921250052.9。一種適用于海綿城市建設的凈水綠化裝置P.ZL201920328015.9。用于增大地表水下滲量的裝配式滲井P.ZL201621169015.1。粉煤灰陶粒雨水滲井P.ZL20172044

104、7146.1。以既有地層作為蓄水海綿體的地下水庫P.ZL201621168888.0。具有橫向和豎向滲流通道的海綿城市建設裝置P.ZL201820796799.2。實用新型專利：適用于海綿城市建設的強透水磚P.ZL201820300893.5?；谡骟w的三維應力狀態測試裝置及操作方法P.ZL2016106232.64.1。6.3 技術內容技術內容6.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程雨水在土層中由上至下滲透時具有速度慢具有速度慢、效率低效率低等特點，往往難以下滲。采用濾芯滲井作為豎向通道，讓雨水由地表流至滲井后再向四周滲透，能大幅度提高下滲效率。大幅度增大雨水下滲面積；變串聯滲

105、透為并聯滲透，能充分利用粉黏層、粉砂層、砂層良好的滲透性；大幅度縮短滲透路徑，縮短雨水到達非飽和土層孔隙需要的時間；濾芯滲井布置在透水地面/路面/雨水花園/下沉綠地/旱溪之下，能通過透水層和反濾層順利實現上下銜接和協同。以非飽和土層孔隙作為雨水收儲空間，儲水能力巨大以非飽和土層孔隙作為雨水收儲空間，儲水能力巨大。以地下水位深 2 米為例，若孔隙比為 0.5（較常見值偏?。?，則每平米儲水可達 0.6m3 左右。我市的年降水量一般不超過600mm，若將其一次性全部儲存于土層中，理論上也是可行的?？紤]降雨前土層已有一定含水量和全年降雨并非一次到達地面正反兩方面的影響，將雨水儲存于土層孔隙的方案是可行

106、的。圖 2-6-1 技術原理和施工流程技術成果篇 37 6.3.2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析降水量的季節分配不均和用水量的相對穩定，導致天津內澇和缺水并存的結構性缺水問題嚴重。以 2022 年為例，全市平均降水 584.7mm，降水總量 69.69 億立方米，比多年平均值 567.1mm 偏多 3.1%。全市地表水資源 11.0242 億立方米，比多年平均值 10.1703 億立方米偏多 8.4%。地下水資源 6.7863 億立方米，比多年平均值 5.7756 億立方米偏多 17.5%。即便如此，2022 年與 2021 年相比全市地下水位依然呈下降趨勢全市地下水位依然呈下降趨勢，

107、全部為下降區和相對穩定區全部為下降區和相對穩定區，平均下降平均下降 0.44m，蓄水量減少蓄水量減少 0.8936 億立方米億立方米。其中下降區（下降 0.5m 以上）面積占 34.3%，水位平均下降 0.81m，相對穩定區（下降小于等于 0.5m）面積占 65.7%，水位平均下降 0.24m。顯然，如果所有降雨都能得到合理利用而不是當作內澇水和城市積水排除不是當作內澇水和城市積水排除，即使沒有南水北調和引灤入津等外來水資源，地下水也可實現供大于求或供求平衡，不致出現地下水位下降現象，滿足生活、生產、生態用水更應該不成問題?？梢?，天津缺水的原因很大程度上在于水資源自然供應的結構性失衡水資源自然

108、供應的結構性失衡，即夏季的大量降水不得不當作內澇水和積水排除掉而不是加以有效儲存。6.3.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性（1）雨水下滲速度快：采用濾芯滲井+表層模式+外排模式復合方案，能提高雨水下滲效率 120 倍以上。（2）不影響地面其他功能：濾芯滲井是一種埋置于淺部土層的豎向滲水構件，埋設之后即可鋪設透水磚、透水路面，設置雨水花園、下沉綠地等表層設施，不影響地面其他使用功能。（3）綜合效能強：能消納 85%以上的年降水量。既可消除城市積水或消減城市內澇程度，又可補充地下水即將雨水作為資源儲存在土層中以備生態生活之用。（4）維護方便：若某個濾芯滲井無法正常工作，雨水會自動通過透水磚

109、和砂層或其他水平通道轉移至附近其他濾芯滲井中入滲。另外，可隨時替換或在附近重新設置濾芯滲井以替換損壞滲井。（5）成本低、工期短：在地面鉆孔，孔內放置滲透性濾芯，再鋪設砂層即可。具有造價低、工期短優勢。（6）對環境影響?。涸诘孛驺@孔，孔內放置濾芯即可，不用大面積開挖，不改變地形地貌，不產生泥漿等副產品。（7）綠色環保：可采用廢棄混凝土生成的粗骨料和細骨料制作濾芯，具有綠色、環保、廢物資源化利用等特點。（8）具有自潔凈功能：以透水磚（透水混凝土路面）、土工布、反濾砂石、濾芯滲井為主要特色的雨水下滲和收儲模式，具有過濾與自潔凈功能，可實現地表水與地下水的生態聯絡。（9）協同性強：濾芯滲井與透水路面、

110、雨水花園、下沉廣場等表層模式和下水管網外排模式組合應用，具有可充分利用已有成熟技術的優勢。（10）低碳生態：以淺部非飽和土層作為儲水空間，不需要任何人造儲水設施，且儲水2023 年度 38 量巨大。以孔隙比 0.3、非飽和土層 2 米計，每百平米儲水量達 46m3。（11）適用性廣：只需鉆孔下放濾芯即可，占用空間小。適用于城市更新尤其是老舊小區、老舊廠房、老舊街區和城中村更新中的地表建設改造。6.3.4 其他其他該技術集雨水消納、地下水補充、生態治理、建筑垃圾再利用于一體。能消減內澇時間55%以上，消減積水深度和積水面積 65%以上。運行期間只需進行透水地面和常規景觀維護，維護費用約為傳統方法

111、的 35%。該技術可廣泛應用于城市建設、城市更新（老舊小區、老舊廠房、老舊街區、城中村改造）和新農村建設。6.4 節能減碳或污染防治效果節能減碳或污染防治效果（1）增大雨水下滲面積 30100 倍：濾芯滲井是一個圓柱體，當水沿濾芯半徑向四周土體滲透時，其有效滲透面積等于柱面和截面面積之和有效滲透面積等于柱面和截面面積之和，如圖 1 所示?？梢?，設置濾芯滲井后滲透面積大幅度增加。（2）改善滲流狀態，縮短滲流路徑：淺層土具有明顯的成層性，其水平滲透系數往往是豎向滲透系數的 38 倍。設置濾芯滲井后，雨水由從地表向下滲流改為從濾芯柱面沿徑向水平直接進入深部土層。一方面，滲流路徑能縮短一方面，滲流路徑

112、能縮短 70%以上；另一方面，改串聯滲流為并以上；另一方面，改串聯滲流為并聯滲流，滲流模式得到了顯著優化，滲透效率明顯提高。聯滲流，滲流模式得到了顯著優化，滲透效率明顯提高。（3）以土層孔隙作為雨水收儲空間，低碳生態：天津地區地下水位在 2 米左右，土的孔隙比在 0.350.65 之間。據此得到每平米土層儲水能力在 0.6m30.8m3之間，而本地區的年降水量約為 500600 毫米。即使將全年降雨量一次性儲存于土中，也能滿足儲存容量要求，且地表不會出現積水現象。由此可見，該方案不需要專門儲水存水設施。另外，將雨水儲存將雨水儲存于土層中，低碳生態，是真正意義上的海綿化。于土層中，低碳生態，是真

113、正意義上的海綿化。6.5 技術示范情況技術示范情況相關技術已經應用于天津、合肥、長治等地的老舊小區改造。圖 2-6-2 為應用于山西長治維特小區改造項目實況，圖 2-6-3 為應用于武清黃莊工業園改造項目。技術成果篇 39（a）施工圖一角（b）施工現場 1（c）施工現場 2圖 2-6-2 山西長治老舊小區改造項目2023 年度 40（a）平面布置（b）施工現場（c）改造后效果圖 2-6-3 天津武清工業園區老舊廠區改造技術成果篇 41 6.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景6.6.1 技術推廣前景技術推廣前景隨著社會的發展和生活水平的提高，城市用水量越來越大。華北地區先前較豐富的水資源在經濟

114、過熱時代被大量開采，平衡的水生態環境面臨失衡風險。本技術集入滲材料選取、入滲裝置制備、監測裝置開發、水生態建設為一體，可直接應用于老舊小區、老舊廠房、老舊街區和城中村更新改造和內澇積水治理、水生態建設以及雨水收儲。在水害頻發和水資源日益緊缺的今天，具有廣闊的前景。本技術可應用于具有相似氣候條件、地質條件的整個華北平原，涉及京、津、冀、魯、豫、皖、蘇等約 100 萬平方公里。目前，為解決水資源短缺問題，本地區建有南水北調東線、中線工程，引灤入津工程、海水淡化工程等，但仍難以滿足日益增長的水資源需求。將夏季過多的降雨收集儲存于土層中，可大大延緩或緩解地下水過度開采導致的地面沉降、地裂縫等生態問題。

115、市場容量巨大，前景十分廣闊。表層模式消納內澇積水能力有限；外排模式在遭遇強降雨時又很難滿足社會期望。通過在老舊小區、老舊廠房、老舊街區和城中村工程示范，可進一步彰顯本技術在消除城市內澇積水、涵養地下水資源、生態修復中的強大普適性，有望占有 10%以上市場份額。6.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施內澇積水整治和水生態修復是一項公益事業，必須在政府主導下才能完成，由此導致該技術在轉化和推廣過程中面臨資源和資本制約。為此，天津城建大學已經與中國市政華北院、天津市政院就雨水速滲路徑和生態收儲技術開發合作與知識產權等問題達成了協議，在后期科研項目和生產項目中共同推動該技術應用落地。2

116、023 年度 42 技術 7：基于無人船的海草床觀測系統7.1 技術提供方技術提供方（1）單位性質及主營業務范圍國家海洋技術中心創建于 1965 年，是隸屬于自然資源部的事業單位。主要職能和基本任務是從事國家海洋技術研究、開發應用及成果轉化，為全國海洋技術發展實施業務指導，為國家海洋規劃、海洋管理、公益服務及海洋安全提供技術支撐。（2）近三年經營情況在單位各項業務科研活動中，中心強調依法經營、合法經營，未參與任何有違國家法律法規的經營活動。中心高度重視保密工作，建立完善的保密管理體系，制定了全面的保密管理制度，嚴格按照國家保密管理規定開展業務科研工作，多年來未發生重大失密泄密事件。建立了安全生

117、產規章制度，嚴格按照制度執行，并組織進行定期檢查，未發生過安全生產事故和人員傷亡事故。近三年主要經營指標平均數額如下：資產總額 38930.05 萬元，負債總額 6532.77 萬元，凈資產 3239.28 萬元，收入總額 19376.32 萬元，社保繳納金額 1345.79 萬元，納稅額 412.22 萬元，資產負債率 16.32%。（3）生態環境領域技術工作情況簡介在國家 863 計劃、國家自然基金、海洋公益性行業科研專項、國家重點研發計劃等科研項目支持下，國家海洋技術中心自主研發了海洋生態監測專用無人船、海草床水下監測系統、多參數水質儀、營養鹽自動分析儀、BOD 分析儀、硝酸鹽傳感器等多

118、項科研成果，形成岸基在線監測系統、船載在線監測系統、海洋生態浮標、坐底式在線監測系統等適用于不同場景的集成監測系統，同時開展海洋生態在線監測裝備體系構建方法的研究，為開展區域性綜合監測奠定了基礎。相關技術成果在我國北、東、南海區多個海洋站、近岸海域和監測船上開展了示范應用，取得了很好的成效。7.2 技術成果簡介技術成果簡介7.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域技術成果名稱：基于無人船的海草床觀測系統。技術領域：碳減排技術。7.2.2 技術成果來源技術成果來源（1）技術成果主要項目來源自然資源部項目：新型海洋觀測技術業務試運行，C1230YJ07，120 萬工業和信息化部項目：2022

119、 年自然災害防治技術裝備工程化攻關專項，TC220H02F，1440 萬河北省自然資源廳項目：河北省赤潮快速處置技術裝備應用示范，ZZHJT-2022-073，109萬（2）已獲得授權的同類型發明專利一種基于無人艇的多海灣區域路徑遍歷方法及系統，ZL202010395859.2技術成果篇 43 無人船在地形復雜海域遍歷監測中路徑優化方法及系統，ZL202110425542.3一種儲水罐、多點位自動采水裝置及方法，ZL202210720189.6一種基于無人船的地波雷達方向圖測量方法，ZL202211002308.07.3 技術內容技術內容7.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程技術路線

120、技術路線基于無人船的海草床觀測系統利用無人船的優勢彌補傳統人工對海草床生態系統觀測的局限性，從而達到對海草床生態系統的實時監測及保護。技術路線如下：圖 2-7-1 技術路線圖利用無人船在海洋觀測領域的優勢進行海草床生態系統的自動觀測，將水質監測、視頻圖像采集、水樣土樣采集等工作全流程自動化，并可在岸基通過遠程操控自動實現。該技術可有效改善傳統人工觀測在工作效率、危險系數、環境限制等多方面的局限性，為海草床生態系統的監測帶來新技術和新方法。技術方案技術方案根據研究內容，制定技術方案如下：（1）海草床水下自動觀測系統海草床水下自動觀測系統海草床水下自動觀測系統由無人船主控系統和測量裝備構成，其中，

121、測量裝備包括多參數水質儀、水下攝像機、水樣自動采集器、土壤自動取樣器和測深儀組成。海草床水下自動觀測系統通過岸基系統、船基系統以及水下各設備的協同工作，將海草床生態系統的觀測由人工轉為無人船，采用先進的技術手段彌補傳統觀測方式的不足。系統組成及功能系統組成及功能海草床水下自動觀測系統是整個海草床觀測系統的前端，其組成及工作流程如下圖所示：2023 年度 44 圖 2-7-2 海草床水下自動觀測系統在本系統中，測深儀作為海草床水下自動觀測系統工作的指導輸入端。在到達工作區域后，首先開啟測深儀，無人船按照測深儀的實時數據下放水下裝置，使得多參數水質儀、水下攝像機、水樣自動采集器以及土壤自動取樣器等

122、設備到達指定深度，并開始工作。在各設備協同工作的過程中，依靠圖數傳系統實時與無人船岸基系統進行數據及指令的交互，確保無人船及船載設備處于岸基控制系統的掌握中，同時，測量數據實時發送到岸基并進行數據的質控、可視化等進一步應用，充分保證數據的有效性和實時性。信息交互及系統控制信息交互及系統控制由于無人船平臺工作的特殊性，與人工觀測不同，在海草床觀測作業現場無人值守，這就要求無人船海草床觀測系統中充分做好岸基控制系統與船體平臺及船載設備的信息交互，保證船體平臺及船載設備狀態正常，從而保證數據質量及有效性。本系統中岸基控制系統與船體平臺及船載設備的信息交互主要包括：設備自檢（主動自檢、被動自檢）、心跳

123、、啟動、停止、上下電控制等。在設備預備工作時，岸基控制系統通過用戶界面向設備發送“自檢”指令，船載設備進入“被動自檢”模式并回復自檢結果。在收到設備的自檢回復并一切正常后，岸基控制系統方可下達“啟動”指令，船載設備開始工作。工作過程中，實測數據及視頻圖像信息實時發送到岸基控制系統，經過數據質控后進行進一步應用。根據實測數據可分析現場的測量情況，當判斷測量任務結束時，岸基下達“停止”指令，船載設備隨即結束工作。除岸基控制系統向船載設備下達的被動自檢指令，船載設備還需要定期主動自檢并將結果發送到岸基控制系統，使得岸基實時掌握船載設備的狀態，以及時發現問題并采取措施。另外，船載設備與岸基控制系統之間

124、還需保持“心跳”信號，心跳信號相比于自檢信息要簡單得多，只需要保持通信，以證明船載設備實時在線，故心跳信號的發送頻率相比于自檢信號要頻繁很多。技術成果篇 45 如果某些設備在接下來比較長的時間里無工作任務，岸基控制系統可發送“下電”指令，暫時切斷該設備的電源，以節省船電。待有測量任務時可發送“上電”指令將該設備重新上電，保證其正常運行。在出現異常情況時，例如船載某設備收不到心跳信號或自檢信息，亦可嘗試采用“下電”、“上電”等操作使其強制恢復工作。信息交互與系統控制工作流程如下圖所示：圖 2-7-3 信息交互及系統控制鑒于無人船測試平臺的特殊性，岸基系統與船體平臺和船載設備之間的信息交互與系統控

125、制顯得尤為重要，在無人值守的情況下，使得船體及設備遠程可控，從而保證觀測作業的順利進行，并且保證觀測數據的正確有效。工作狀態及工作參數設置工作狀態及工作參數設置同信息交互與系統控制一樣，船載設備的工作狀態及工作參數也需要由岸基控制系統根據任務需求遠程設置。在海草床生態系統的觀測過程中，根據任務需求的變化，可能需要對船載設備的工作狀態以及工作參數進行設置，以適應新的觀測任務。由于無人船平臺觀測的特殊性，工作狀態及工作參數設置的指令包括：設置指令及應答兩種。每次進行設置操作后，需要等到設備的應答回復后才可確定設置成功，并且，應答回復的指令內容應重復設置參數信息。以設置“測量周期”為例，岸基控制系統

126、發送某船載設備的測量周期為“10s”，該設備收到指令并成功執行，隨即回復應答信息，該信息里應包括“周期 10s”的內容，以對設置指令的進一步確認。工作狀態與工作參數設置流程如下圖所示：2023 年度 46 圖 2-7-4 工作狀態與工作參數設置需要注意的是，岸基控制系統向船載設備發送的工作狀態與工作參數信息與應答回復進行必須一一對應，為保證信息通暢，岸基控制系統應在船載設備應答后方可繼續發送下一條設置指令，不可快速連續發送，以免造成信息擁堵從而導致對整個系統帶來不可估量的影響。（2）無人船載水下自動升降裝置無人船載水下自動升降裝置無人船載水下自動升降裝置是轉為水下設備而設計的獨立模塊，可根據任

127、務需求安裝或拆卸。無人船載水下自動升降裝置由纜繩牽引，由電機遠程控制。任務中需要入水的設備安裝于升降臂前端的平臺上，執行任務時升降臂下放，任務結束時升降臂上升，一方面減少水流對設備的沖擊，避免損失，另一方面也減少了行進過程中船體的阻力。無人船載水下自動升降裝置位于底板最前端（安裝位置示意圖如圖 2-7-5 所示），一方面為了船體前后配重（電池箱在底板最后端），另一方面為了搭載設備后，升降臂運行過程中空間使用方便。圖 2-7-5 無人船載水下自動升降裝置安裝位置示意圖技術成果篇 47 上圖是無人船載水下自動升降裝置完全升起后的示意圖。其末端的平板是水下設備安裝的平臺，根據每次試驗任務，將搭載不同

128、的水下設備進行具體任務的測量。該型無人船載水下自動升降裝置在實驗室環境下搭載能力為 100kg。無人船載水下自動升降裝置臂長約 80cm，入水深度約 60cm，滿足生態環境監測需求。如圖 2-8-6 所示為無人船載水下自動升降裝置升降的示意圖，其中圖 2-7-6（a）為升降臂完全升起時的狀態示意圖，圖 2-7-6（b）為升降臂完全降下的狀態示意圖。（a）無人船載水下自動升降裝置升起狀態示意圖（b）無人船載水下自動升降裝置下降狀態示意圖圖 2-7-6 無人船載水下自動升降裝置升降示意圖升降臂的首末端均有一個電磁控制閥，當升降臂完全升起時，末端電磁閥打開，將升降臂及其搭載的設備固定在無人船的底板上

129、；當升降臂完全放下時，起始端的電磁閥打開，將升降臂保持豎直狀態，以保證其搭載設備在工作狀態的穩定性，從而保證測量數據的準確性和有效性。若試驗任務不需要水下裝置，則可替換該底板，將其替換成普通模式，簡化船體的裝置。（3）海草床生長情況圖像處理系統海草床生長情況圖像處理系統海草床屬于比較脆弱的生態系統，對外界條件的要求比較高，很容易受到外界環境的影響，圍填海、港口建設、挖沙及破壞性的漁業捕撈等人類活動，嚴重危及海草的生存。陸源養殖、工業、生活排污等，也會影響水體和底質，引起海草床的退化。對海草床的密度、覆蓋范圍等情況進行實時監測，及時發現對其有害的影響，對保護海草床具有非常重要的意義。海草床生活于

130、近岸海域或濱海河口區水域中，被認為是在演化過程中再次下海的植物，其生長環境導致對其生長情況的監測異常困難。傳統方式一般是雇傭潛水員下水進行監測。這種方式具有非常大的局限性：首先，實施難度大，經費支出高、監測頻率嚴重不足；其次，受周邊環境、天氣等因素影響，監測區域和時間受限；再次，每次作業的人員不固定，對海草床的生長情況描述有出入，從而導致無法掌握真實的數據。通過水下攝像機、測深儀等設備協同工作采集的海草床的圖像、視頻數據實時發送到岸2023 年度 48 基，在岸基控制系統對上述數據進行圖像處理及分析，可獲取到海草床的面積、種類、蓋度、莖枝密度、莖枝高度、生物量等參數。通過上述參數，可實時掌握海

131、草床的生長情況，并通過與歷史數據的比對分析，及時發現對海草床的生長造成危害的情況，并采取相應措施，從而達到對海草床生態系統進行保護的目的。根據海草床的分布情況，對無人船的行駛路徑進行規劃，無人船啟動自主航行模式，運用高精度的航線保持技術沿規劃路徑航行，在航行的過程中通過水下攝像機實時獲取對應地點的圖像、視頻數據并發送到岸基，從而達到對海草床生態系統進行觀測是目的。無人船路徑規劃及獲取的圖像信息如下圖所示：圖 2-7-7 青島棧橋海域海草床實時視頻資料海草床生長情況圖像處理系統需要依靠無人船的自主航行技術及高精度巡線技術實現，另外，無人船航行的穩定性及海況適應能力也是保證該系統數據有效性的關鍵因

132、素。（4）無人船海草床觀測技術試應用無人船海草床觀測技術試應用在本項目研究的最后，將近海有海草床生長的區域進行無人船海草床觀測試應用，從工作效率、環境因素限制、數據有效性和連續性多方面進行比對，充分體現無人船在海草床生態系統觀測領域的優勢，同時通過實地應用總結不足，以待后續改進。無人船海草床觀測技術試應用主要包括以下幾個方面：工作效率工作效率選擇一片固定的海草床海域，利用無人船對海草床進行觀測，通過完成的工作時間計算工作效率，從而判別無人船海草床觀測的優劣。環境因素限制環境因素限制選擇多種典型海草床生長海域，例如河流入?？?、多海灣區域、淺灘暗礁海域等，判斷環境因素對觀測方式的限制，體現無人船在

133、海草床生態系統觀測中的優勢。數據有效性和連續性數據有效性和連續性通過多次試驗，查看無人船對海草床觀測的數據和人工觀測數據，通過比較數據的有效性和連續性，判斷無人船觀測的適用性。水下目標識別的準確率和效率水下目標識別的準確率和效率通過無人船在海草床觀測中獲取的圖像和視頻資料的識別，與人工識別進行比較，在識別的準確率及識別效率兩方面進行比對，體現無人船觀測的優勢。7.3.2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析（1）技術成果適用的行業和具體領域：基于無人船的海草床觀測系統適用于海草床生技術成果篇 49 態環境的監測及保護，包括海草床生長環境的周期性巡查巡視、生態參數連續觀測、水質及水文環境的連續測

134、量、水樣及土壤樣品的自動采集等。（2）技術成果使用中的特定條件限制：基于無人船的海草床觀測系統適用于無人船平臺，根據目前無人船的發展水平，其工作的最大海況在 3 級，續航時間 8 小時左右。7.3.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性（1）相比于傳統方式例如雇傭潛水員下水進行監測，利用無人船對海草床的生長密度、覆蓋范圍等情況進行調查具有以下優勢：可長時間、周期性進行海草床等典型生態系統監測，操作便捷，無需專業潛水人員協助；人員工作環境安全，只需要在岸基進行無人船遠程操控，無需下潛到海底進行現場監測；數據實時性強，視頻及水質數據通過遠程通信及時發送到岸基；機動性強，可根據監測需求到達指定地點

135、，由原位監測的“點”擴展到“線”、“面”；定位精準，通常巡線誤差在 0.5m 以內，有利于同一地點/路線的多次數據比對；使用便捷、成本低，受環境、天氣等因素限制小。（2）總結創新點如下：無人船載水下自動升降技術無人船載水下自動升降技術。利用無人船進行海草床水下觀測，可根據需求自動調整觀測深度和角度，對海草的生長情況進行全方位拍攝，相比傳統的人工觀測，無人船觀測在工作效率、觀測效果、數據有效性和連續性等方面具有明顯優勢。海草密度、種類及生物自動識別技術。海草密度、種類及生物自動識別技術。利用圖像自動識別技術對無人船采集的圖片、視頻等影響資料進行數據處理及分析，自動識別海草的種類、密度、以及海草床

136、生態系統中生物的生長情況，相比于人工觀測在準確率及檢測效率方面，具有明顯優勢。7.3.4 其他其他國家海洋技術中心在本技術成果方面有關的研究基礎：（1）與無人船有關的研究基礎與無人船有關的研究基礎：自 2016 年開始，國家海洋技術中心在前期相關技術的研究基礎上，開始開展無人船技術研究，目前已完成 3 型無人船的研發與應用。無人船有關的研究基礎發展歷程如下圖所示：圖 2-7-8 國家海洋技術中心無人船研究歷程 復合能源無人船復合能源無人船第 1 型為復合能源無人船，該型無人船重點開展了復合動力無人艇總體技術研究、無人艇平臺和載體結構設計技術研究等工作，突破了風能太陽能和化石能源復合能源技術、高

137、速低速復合運動控制技術，以及海上目標快速巡視和取證技術等關鍵技術，形成無人艇原理樣2023 年度 50 艇 1 艘，成功完成了海上功能驗證。該平臺可高速航行，并具有超長巡航能力，其功能及技術指標如下：高速航行（最高 30kn，持續 5h）；超長巡航（巡航 6kn，持續 60d 以上）；目標巡視取證（3 級海況下能鎖定 1km 外 10m 以上目標并連續取證）。圖 2-8-9 復合能源無人船 海洋生態監測無人船海洋生態監測無人船第 2 型為海洋生態監測無人船。自 2021 年開始，國家海洋技術中心開始承擔自然資源部業務化項目中無人船海洋監測技術研究，根據任務要求，降低成本、提高海況適應能力，自主

138、研發一型框架式、模塊化的無人船平臺。實現了定時定點定區域的立體化海洋環境監測，原位監測與實驗室環境下的水體綜合分析相結合。該平臺采用雙浮筒設計，具有較高的搭載能力和海況適應能力，其功能及技術指標如下：外形尺寸：4m*2.15m*0.9m最大工作載荷：300kg最高航速：6Kn續航時間：5h搭載生態監測設備，可長期、周期性監測目標海域的水質情況及變化趨勢；搭載自動采水器，實現現場監測與實驗室綜合監測相結合。圖 2-7-10 海洋生態環境監測無人船技術成果篇 51 海洋環境綜合監測無人船海洋環境綜合監測無人船第 3 型為海洋環境綜合監測無人船，該型無人船主要聚焦我國海洋環境監測“小型化、無人化、智

139、能化”需求，依托自然資源部業務化項目，在前期無人船研究基礎上，重點開展了新型海洋綜合環境觀測無人船平臺、海洋水文氣象生態綜合觀測、自動避障自主航行以及基于無人船的智控自動升降系統研究等幾個方面的工作，突破了雙體結構高海況適應性、輕量化高載重能力、淺灘作業能力、模塊化多任務載荷能力等方面的關鍵技術，實現了淺灘、暗礁水域的生態監測功能，并完成了多次海上試驗驗證，較為全面地滿足海洋生態觀測需求。功能及技術指標如下：高載荷、吃水淺，平臺總體載荷 300kg，吃水小于 20cm；最高航速 6kn，巡航 8h，滿足海洋環境綜合監測的需求；3 級海況可工作，4 級海況可生存；裝備智控自動升降系統，可搭載 1

140、00kg 的水下設備，并根據任務需求和具體海域狀況自動升降；裝備水樣自動采集系統，可通過遠程控制或定時、定點自動進行水樣采集，與人工采樣形成有效互補。圖 2-7-11 海洋環境綜合監測無人船與海草床觀測有關的研究基礎與海草床觀測有關的研究基礎：由本項目組自主研發的“守望者”海草床實時監測系統是一種用于監測海草、魚類以及海洋生態、動力環境要素的設備，實現了原位監測與數據實時傳輸，為海草床典型生態系統的在線監測提供了一種有效手段?！笆赝摺焙２荽矊崟r監測系統由水下視頻監控系統、水質監測系統、水面能源供給系統、數據傳輸系統、岸基數據綜合處理系統等組成。水下視頻監控系統對海草床及特定目標進行圖像采集，

141、水質監測系統對本海域的水質參數進行采集，然后由數據傳輸系統通過鎧裝纜傳輸到水面通訊裝置，進而發送至岸基數據綜合處理系統；水面能源供給系統將太陽能轉換存儲至儲能模塊，以延長其在線監測時長，當進行超長周期觀測時；此外，可以遠程調整工作模式，定點休眠和喚醒進行圖像和數據采集。2023 年度 52“守望者”海草床實時監測系統可以通過全天候或任務規劃方式開展海草床典型生態系統的在線監測任務。實時回傳的視頻圖像可進一步掌握、記錄海草床的生長狀態以及魚類資源，實時接收的生態參數可反映本海域動態生境質量，是一種海草定點監測的新方法。水質監測系統參數如下：表 2-7-1 水質監測系統參數統計表序號序號參數參數單

142、位單位測量范圍測量范圍測量精度測量精度分辨率分辨率1溫度-5-3535-500.010.050.0012電導率mS/cm0-100mS/cm100-200mS/cm讀數的0.5%或 0.001mS/cm讀數的1%0.00010.01mS/cm，取決于量程3濁度FNU0-999FNU1000-4000FNU0.3FNU 或讀數的2讀數的5%0.01FNU0.1FNU4溶解氧mg/L0-20mg/L20-50mg/L讀數的1%或 0.1 mg/L讀數的5%0.01 mg/L5葉綠素ug/L0-400 ug/L檢出限：0.09 ug/L0.01 ug/L6溶解氧%sat0-200%200-500%讀

143、數的1%或 1%空氣飽和度讀數的5%0.1%7pH0-14校準溫度10：0.1全部溫度：0.20.018深度m淺水：0-10m中等水深：0-100m淺水：0.04%FS中等水深：0.04%FS0.001m視頻監控系統參數如下：表 2-7-2 視頻監控系統統計表序號序號參數參數技術指標技術指標1圖像傳感器1/3”CMOS2最高像素1920X10803像素200 萬4視場角905焦距4mm6最低照亮0.1Lux（彩色）/0.01Lux（黑白）7最大工作深度50m“守望者”觀測系統具有很好的擴展性，可以根據不同任務需求搭載不同類型的傳感器或進行其他水下目標識別監測，服務于不同的任務場景。2023 年

144、 7 月 28 日，“守望者”海草床實時監測系統于青島棧橋水域成功布放，與北海預報減災中心聯合開展海草床典型生態系統的在線監測?！笆赝摺焙２荽脖O測系統的布放，豐富了海草床監測的手段，提高了監測效率，為研究海草床與海域環境的相互作用提供了可靠、量化的數據支撐。技術成果篇 53 a.水面布放b.水下定位c.圖像采集圖 2-7-12“守望者”布放現場與圖像采集7.4 節能減碳或污染防治效果節能減碳或污染防治效果海草床生態系統是三大典型海洋生態系統之一,具有較高的生產力水平和十分重要的生態意義,也是地球上最有效的碳捕獲和封存系統之一，具有極高的生態服務功能。傳統對海草床的觀測手段是人工駕駛船只到達指

145、定地點，對水體、大氣、浮游動植物、土壤標本等進行定點采樣分析。海上作業條件艱苦，船只往往隨波搖晃，工作人員只能跪著或者趴在甲板上進行實驗。在采集土壤樣本、標記海草生長等工作中，科研人員都需要身著不透氣的防水服，夏季尤其悶熱難熬。而在海水退潮后露出的泥濘灘涂里“跋涉”，淺的地方泥會沒過腳踝，深的地方甚至整條腿都會陷進去，隨時有受傷甚至危及生命的險境。無人船一般采用電力驅動，不會對水域造成污染。無人船機動靈活、吃水淺，受環境因素影響較低，針對特殊監測需求可水陸兩用。無人船可以搭載不同任務載荷，執行任務也呈現多樣性，可自主規劃路徑、自主避障航行、自主完成環境感知、目標探測、航跡跟蹤等任務，定位精度高

146、，數據一致性保持好。將無人船應用于海草床觀測及保護領域中，可大大降低工作人員的工作強度、改善工作環境、降低工作的危險系數、提高工作效率，節省人力物力，并且能夠獲取連續性、一致性數據，對科學研究提供有效的數據支撐。7.5 技術示范情況技術示范情況案例一：案例一：海草床等典型生態系統監測海草床等典型生態系統監測（1）應用示范）應用示范海草床在海洋生態系統中的作用非常重要，海草床可調節氣候、凈化和調控水質、保護生物多樣性、護堤減災等。但是，海草床屬于比較脆弱的生態系統，對外界條件的要求比較高，很容易受到外界環境的影響，圍填海、港口建設、挖沙及破壞性的漁業捕撈等人類活動，嚴重危及海草的生存。陸源養殖、

147、工業、生活排污等，也會影響水體和底質，引起海草床的退化。對海草床的密度、覆蓋范圍等情況進行實時監測，及時發現對其有害的影響，對保護海草床具有非常重要的意義。但是，海草床生活于近岸海域或濱海河口區水域中，被認為是在演化過程中再次下海的植物，其生長環境導致對其生長情況的監測異常困難。傳統方式一般是雇傭潛水員下水進行監測。這種方式具有非常大的局限性：首先，實施難度大，經費支出高、監測頻率嚴重不足；其次，受周邊環境、天氣等因素影響，監測區域和時間受限；再次，每次作業的人員不固定，對海草床的生長情況描述有出入，從而導致無法掌握真實的數據。2023 年度 54 今年夏季，國家海洋技術中心聯合北海預報中心，

148、利用“逐浪 1 號”無人船搭載水上、水下攝像機和多參數水質傳感器在青島棧橋海域對附近的海草床監測開展了聯合演練，實時獲取了海草床生長情況的視頻數據并及時傳送到了岸基，驗證了無人船自動精準巡線、基于實時視頻的目標精準跟蹤、水下吊放系統以及水文氣象生態綜合要素的在線測量功能，積累了更多的實戰經驗，很好地支撐中心生態在線監測業務發展（圖 2-7-13）。圖 2-7-13 青島棧橋海域海草床實時視頻資料（2）取得成效取得成效相比于傳統方式例如雇傭潛水員下水進行監測，利用無人船對海草床的生長密度、覆蓋范圍等情況進行調查具有以下成效：可長時間、周期性進行海草床等典型生態系統監測，操作便捷，無需專業的潛水人

149、員協助；人員工作環境安全，只需要在岸基進行無人船遠程操控，無需下潛到海底進行現場監測；數據實時性強，視頻及水質數據通過遠程通信及時發送到岸基；機動性強，可根據監測需求到達指定地點，由原位監測的“點”擴展到“線”、“面”；定位精準，通常巡線誤差在 0.5m 以內，有利于同一地點/路線的多次數據比對；使用便捷、成本低，受環境、天氣等因素限制小。案例二：案例二：滸苔、赤潮等海洋災害監測預警滸苔、赤潮等海洋災害監測預警（1）應用示范應用示范赤潮、綠潮是影響海洋生態環境的主要災種之一。赤潮綠潮災害已在我國近海海域連續暴發十多年,對沿岸社會經濟和生態環境造成了極大損失,嚴重制約了地區經濟的可持續發展。赤潮

150、和綠潮都是復雜的生態異?，F象，發生的原因也比較復雜，關于其成因尚沒有定論，赤潮甚至被稱為“紅色幽靈”。國內外對赤潮、綠潮生物大規模增殖發生的環境機制尚無直接的證據，當前主要將其歸結為海水富營養化、春夏季水溫變化、增殖海域水動力交換緩慢導致局部種群密度增大等因素，對其防控暫時除人工撈除和機械采收外，尚缺乏有效的對策和手段。每年為了防治和治理赤潮、綠潮，國家不惜投入大量的人力物力，但仍無法阻止災害的發生。青島海域是綠潮的高發區域，今年 6 月至 8 月，技術中心海保部自主研發的“逐浪 1 號”生態綜合監測無人船搭載多參數水質儀、氣象監測設備、水上水下攝像機等，在青島海域開展滸苔海洋災害的在線監測及

151、應用示范，全面檢驗了無人船在氣象水文生態傳感器的綜合搭載、3-4 級海況下的精準巡線作業以及特定監測目標的跟蹤作業能力，獲取了長周期、大量、技術成果篇 55 連續的水文、氣象、水質數據，為滸苔的起因、發展、消亡等的科學研究提供充足的理論依據和數據支撐。相比駕駛有人船進行數據采集的傳統方式，無人船在有效降低經費的同時，避免了工作人員在酷暑天氣下長時間連續作業，凸顯出明顯的優勢（圖 2-7-14）。圖 2-7-14“逐浪 1 號”在青島海域進行滸苔監測秦皇島海域是赤潮高發區域，赤潮每年都會對秦皇島的旅游、漁業等造成巨大影響和經濟損失。今年 8 月至 9 月，“逐浪 1 號”生態綜合監測無人船在秦皇

152、島海域開展赤潮生態災害的在線監測及快速處置試應用，技術人員克服高溫酷暑和惡劣海況的影響，在秦皇島海域連續開展了 20 多天的生態環境要素和覆蓋范圍在線監測方法試驗，并探索優化了水下探測方式，監測數據覆蓋了赤潮發生的全周期，為赤潮的科學研究提供了非常有價值的數據（圖2-7-15）。圖 2-8-15“逐浪 1 號”在秦皇島海域進行赤潮監測（2）取得成效取得成效海洋生態災害一般發生在近海，屬于突發事件，傳統的監測手段如人工監測、大浮標定點監測等很難及時發現災害出現的時機，利用海洋生態綜合監測無人船，可實現生態災害“爆發前、過程中、結束后”的長周期、連續性機動調查。相比傳統的監測手段如人工駕駛有人船和

153、大浮標定點監測的方式，無人船在海洋生態災害監測預警方面的應用成效總結如下：無人船具備可晝夜工作和不間斷工作的特點，巡檢效率高、勞動強度低，任務重復性強；無人船適合在復雜海域環境中作業，能夠有效實施島礁周邊水域環境調查，降低集群調查的成本并提高精度；無人船吃水淺，可進入有人船無法進入的淺灘、暗礁以及多水草的水域進行環境監測；無人船可在惡劣環境下作業，無需考慮人員的舒適性和安全性；2023 年度 56 無人船一般是電力驅動，不會對監測水域造成油污等二次污染，監測的數據也更加精準。利用無人船在赤潮、綠潮發生海域開展長期性、重復性作業，實時監測其“形成-成長-衰亡”過程中的水溫、水質要素變化情況，可對

154、赤潮、綠潮的起因研究提供充足的數據支撐和科學依據。案例三：案例三：海洋生態監測業務化應用海洋生態監測業務化應用（1）應用示范應用示范海洋生態保護是一項長期性、連續性的工作，傳統的人工采樣和大浮標定點采樣等手段經濟成本高、數據連續性差、工作效率低，并且受到工作環境的多方限制。無人船可自主規劃路線、自主航行，自主完成環境感知、能根據需求搭載多種任務載荷，并擁有較高的巡線精度。無人水面艇吃水淺，對工作環境要求較低，適用于淺灘、暗礁、高污染區域以及連續性、長期性、周期性的海洋環境觀測工作，在很大程度上解放人力、節省物力、提升工作效率。將無人水面艇應用于海洋海洋生態監測保護領域，可與傳統監測手段形成有效

155、互補。自 2021 年開始，依托自然資源部業務化項目，聚焦我國海洋生態監測“小型化、無人化、智能化”需求，技術中心海保部在前期無人船研究基礎上，重點開展了新型海洋生態環境觀測無人船平臺、海洋生態氣象水文綜合觀測、自動避障自主航行以及基于無人船的智控自動升降系統研究等幾個方面的工作，突破了雙體結構高海況適應性、輕量化高載重能力、淺灘作業能力、模塊化多任務載荷能力等方面的關鍵技術，實現了淺灘、暗礁水域的生態監測功能，“逐浪 1 號”無人船在渤海海域天津近海多次完成了海上試驗驗證，全面地滿足海洋生態監測的需求（圖 2-7-16）。圖 2-7-16“逐浪 1 號”在天津近海進行生態監測業務化應用（2）

156、取得成效取得成效相比于傳統的人工監測和大浮標原位監測手段，利用無人船進行海洋生態環境業務化監測主要有以下成效：可承擔長期性、連續性、重復性的工作，滿足海洋生態環境的業務化應用需求；相比于傳統的人工采樣和大浮標定點采樣等手段，無人船使用便捷，成本低；人工監測和定點監測數據連續性差、工作效率低，無人船具有很強的機動性，有效彌補技術成果篇 57 了傳統監測手段的局限性；人工監測受到工作環境的多方限制，無人船的工作要求受環境、天氣等因素影響??；可進入有人船無法駛入的水域，并且電力驅動不會對工作水域造成二次污染。7.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景7.6.1 技術推廣前景技術推廣前景海草床是以海草為

157、核心形成的包括動植物以及其他生物在內的近岸生態系統，是三大典型近海海洋生態系統和三大“藍碳”生態系統之一，也是地球上最有效的碳捕獲和封存系統之一，具有極高的生態服務功能。目前對海草床的觀監測方法主要有采集土壤樣本、標記海草覆蓋面積及生長密度等，這些工作需要依靠人工進行，工作效率低、工作環境惡劣，并且受海域、天氣、海況等因素影響較大，很難獲得持續性數據。海洋無人船是近年新興的一種觀測裝備，可自主航行、自動避障、對工作環境要求較低，具有靈活的搭載能力和水上水下立體觀測能力，其獲取的觀測數據、視頻信息可實時回傳到岸基，充分保證了數據的有效性和實時性。將相關設備安裝于無人船上，對海草床等典型生態系統進

158、行周期性、連續性觀測，可有效夠彌補傳統觀測手段的局限性，為海草床的監測、保護以及科學研究提供更有效的數據，為有效緩解全球氣候變化、保持生態系統健康提供新型手段。到 2025 年，該技術可實現在全國具有代表性的海草床生態系統進行試應用，為后續的推廣打下堅實的基礎。7.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施目前，無人船的發展突飛猛進，在多個領域都進行了很好的應用，但國內無人船的發展水平與國際發達國家的發展水平尚有一定差距，特別是海洋無人船在國內的發展尚處于起步階段。這種現狀對于該技術的推廣存在一定的限制。但是，我國的無人船技術雖然起步比較晚，但近年來發展勢頭迅猛。根據觀研報告網發布的

159、中國無人船艇行業發展趨勢分析與未來前景預測報告（2023-2030 年）顯示，2022年我國無人船艇行業市場規模達到 13.3 億元。目前，我國相關機構和企業紛紛投入力量開展無人船研發工作，并在海洋領域開展了一定應用。隨著無人船的高速發展，無人船海草床監測技術必將取得可觀的應用成效。2023 年度 58 技術 8：一種海上平臺高鹽生活污水處理回用裝置8.1 技術提供方技術提供方本次申報的技術成果由天津科技大學和天津市塘沽鑫宇環?？萍加邢薰韭摵蠀⑴c技術研發。天津科技大學是中央與地方共建、以天津市管理為主的公辦高校，是以工為主、工理文農醫經管法藝等學科協調發展的多科性大學。牽頭主持國家重點研發計

160、劃專項 3 項，“主要食品全產業鏈品質質量控制關鍵技術開發研究”專項總經費為 3400 萬元，“益生菌健康功能與基于腸道微生物組學的食品營養代謝機理研究”專項總經費為 2314 萬元；“渤海灣生態環境監測評估及污染控制技術研究”專項總經費 1608 萬元。學校建有化工與材料學院、海洋與環境學院，有一批教師從事環境保護和評價方面的教學和研究。依托的平臺有：（1）“環境科學與工程”一級學科天津市重點學科（2）“環境科學與工程”一級學科碩士點（3）“環境工程”二級學科碩士點（4）天津市應用型專業（5）“環境科學與工程專業”教學團隊為天津市教學團隊和天津市工人先鋒號（6）依托于天津市海洋資源與化學重點

161、實驗室（7）依托于天津市海洋環境保護技術實驗教學示范中心（8）依托于天津市海洋環境保護與修復技術工程中心天津市塘沽鑫宇環?？萍加邢薰?，位于濱海新區海洋高新技術開發區園內，與天津經濟開發區相鄰，地理位置優越，交通運輸極為便利。成立于 2001 年，注冊資金 2000 萬元，目前總資產逾 2 億元人民幣，是一家專業從事環境保護事業的新型高科技民營企業，現已形成集“科研開發、工程設計、裝備制造、工程施工、安裝運營”五位一體的服務格局。憑借著雄厚的技術力量，先進的治理工藝、高效的處理設備、豐富的實踐經驗，承攬了多項污水治理，涉及生活污水、醫療廢水、各種工業廢水，以及在防風抑塵、脫硫除塵等環保事業中，

162、業績優良，成效顯著，為塘沽及濱海新區環境保護事業做出了貢獻。2010 年獲批天津市污水處理裝備與技術工程中心。8.2 技術成果簡介技術成果簡介8.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域本次申報的技術成果為“一種海上平臺高鹽生活污水處理回用裝置”，屬于海洋環境保護領域。2020 年獲得天津市專利優秀獎。8.2.2 技術成果來源技術成果來源（1）本技術成果來源于天津科技大學與天津市塘沽鑫宇環?？萍加邢薰竟餐袚膬蓚€項目：天津市互聯網跨界融合重大專項“互聯網+環境應急污水處理裝備的研發與示范”，75萬元，2016.10-2019.9 已鑒定結題（國際先進），項目編號 16ZXHLSF001

163、50。技術成果篇 59 天津市科技特派員專項-耐油耐鹽菌的篩選及在港口污水處理中的生物強化研究，10 萬，2020.10-2022.9，已鑒定結題（國際先進），項目編號：20YDTPJC01820（2）取得專利如下：一種海上平臺高鹽生活污水處理回用方法，ZL201610084763.8；一種斜體式氧化溝，ZL201610072217.2；一種海上平臺高鹽生活污水處理回用裝置，ZL201620119636.2；一種斜體式氧化溝，ZL201620104519.9。8.3 技術內容技術內容8.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程本技術具體涉及斜體式氧化溝裝置和分段式 MBR 裝置，是一種可以

164、實現“A2/O 和倒置 A2/O”雙模式同步運行的“OAAO+MB-MBBR”的高效脫氮除磷處理工藝，具體步驟如下：（1）原水收集階段：如廁、餐廚、洗浴等生活污水通過如廁、餐廚、洗浴等污水給水管收集到調節池 3-1 內；調節池 3-1 給水管前安裝篩網對污水中較大顆粒物（如塑料袋、食品殘渣和廢瓶子等）攔截；調節池 3-1 內底部的潛水泵 3-2 將污水泵入斜體式氧化溝裝置 1的厭氧池給水管 1-5。（2）厭氧消化階段：高鹽生活污水進入斜體式氧化溝裝置 1 內，在導流墻 1-3、1-4 的作用下，同時通過控制轉刷曝氣機 1-1、1-2 的轉速和鼓風量調節污水中 DO，實現厭氧池1-12、兼氧池

165、1-13 和缺氧池 1-14；兩臺轉刷曝氣機 1-1、1-2 相向運轉，靠近厭氧池給水管1-5 的轉刷曝氣機 1-1 運轉方向與厭氧池 1-12 進水流向相同，且離厭氧池給水管 1-5 較遠的轉刷曝氣機 1-2 的轉速大于另一臺轉刷曝氣機 1-1 的轉速，以增大水流的傳質阻力，使污泥不易沉淀且得到充分攪拌；在厭氧池 1-12 和兼氧池 1-13 主要去除污水中化學需氧量（COD）和釋放磷，缺氧池 1-14 主要去除污水中部分的生物需氧量（BOD5）和脫氮（釋放 N2）。（3）好氧氧化及膜過濾階段：厭氧消化后的高鹽生活污水從缺氧池 1-14 末端的溢流堰1-1-8 溢流到中間水池 1-9；中間水

166、池排水管 1-11 與分段式 MBR 裝置 2 的填料區 2-4 連接，高鹽污水進入裝有由球狀型活性炭和耐鹽活性污泥組合成生物活性炭的填料區 2-4；再通過穿孔墻 2-2 使填料區 2-4 中活性污泥和污水進入 MBR 膜組件區 2-3，然后靠抽吸泵 2-6 將經膜組件 2-5 過濾后的處理水排入集水池 3-3；填料區 2-4 主要去除污水中大部分有機物，有效降低氨氮（NH4+-N）和以排泥的形式進行除磷，MBR 膜組件區 2-3 主要作用是泥水分離，同時膜絲表面的生物膜和活性污泥可去除部分污水中有機物，但運行一定時間后，膜通量會變小需要清洗膜組件。（4）回流污泥及超聲消毒階段：缺氧池排泥管

167、1-10、填料區排泥管 2-7 和污泥消解池給水管 3-61 連接成三通管；需要回流污泥時，關閉污泥消解池給水管 3-61，依次打開缺氧池排泥管閥門 1-10，填料區排泥管閥門 1-71，填料區排泥管閥門 1-73 和填料區排泥管閥門1-72，并打開污泥泵 3-5；無需污泥回流時，關閉污泥泵 3-5 和填料區排泥管閥門 1-72，打開污泥消解池給水管 3-61，經超聲消毒達標后排泥；集水池 3-3 排水管與污泥消解池給水管2023 年度 60 3-61 連接，集水池 3-3 排水管與廁所給水管連接；集水池 3-3 中產水可回用作廁所用水或是直接在污泥消解池 3-6 中消毒達標后排出。第一層俯視

168、圖1-21-61-31-4厭氧區兼氧區缺氧區1-51-11-61-101-81-111-91-121-131-14第二層俯視圖2-722-712-732-72-11-62-2正視圖1-51-31-41-21-11-81-111-61-102-722-12-52-62-612-712-2圖 2圖 212-42-322-732-72-8左視圖1-41-31-51-81-11-61-61-21-111-102-712-11-72-732-72-81-1122-32-4112圖 2-8-1 高效脫氮除磷處理工藝路線圖8.3.2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析本技術適用于高鹽污水，河道排水超標應急

169、處理，屬于生活污水治理領域；本技術還可以應用在海上平臺含鹽生活污水、制藥廢水、有機工業廢水等海洋環境保護領域。因“海水代用”產生的生活污水具有 35（以 NaCl 計）的高鹽度，通過污泥培養、馴化方式可獲得耐鹽的活性污泥，實現高鹽環境下的生化處理，但耐鹽的活性污泥處理系統不具備脫鹽功效，鹽度是導致膜池“濃差極化”現象發生的直接原因。受鹽度脅迫，嗜鹽菌或耐鹽菌對高鹽生活污水中的含 N、P 元素的降解率低于傳統生化處理工藝的降解率，經試驗表明，本處理技術對 NH4+-N 平均去除率為 60.4%，TP 平均去除率為 58.9%。8.3.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性要求提供關鍵技術指標對

170、比本技術針對海上平臺“海水代用”后產生的高鹽生活污水采用傳統處理工藝治理成效低等問題，公開了一種海上平臺高鹽生活污水處理回用裝置，具體涉及斜體式氧化溝裝置和分段式 MBR 裝置，是一種可以實現“A2/O 和倒置 A2/O”雙模式技術成果篇 61 同步運行的“OAAO+MB-MBBR”的高效脫氮除磷處理工藝，所述 MB-MBBR 處理技術是MBBR 和 MBR 等處理技術的優化組合，主要克服了氧化溝的污泥膨脹、排泥不暢、脫氮除磷效果差、有效水深淺、占地面積大以及 MBR 的污泥濃度差異（膜池高，生化池低）等技術的不足。對比傳統的氧化溝、MBR、MBBR 等傳統處理工藝，本工藝進行了改進。氧化溝是

171、一種通過轉刷或轉盤曝氣，并讓污水以循環的方式在溝渠中得以降解的活性污泥工藝。氧化溝工藝具有污泥負荷低，循環流量大，抗沖擊負荷能力強，流程簡單、維護管理方便、處理效果穩定、運行成本低，可不設初沉池和污泥消化池等優點，是備受歡迎的二級處理工藝。同時，經過幾十年的實踐探索，氧化溝工藝被認為是出水水質好、最為經濟的生物處理技術之一。但是，傳統的氧化溝工藝的曝氣方式單一，占地面積大，充氧效率低，有效水深淺，排泥不暢，污泥膨脹等缺點，限制氧化溝工藝的應用和發展。MBR 工藝集成了生化處理技術和膜分離技術的優點，具有良好的固液分離效果，剩余活性污泥量少（污泥濃度高，污泥齡長），無需二沉池，出水水質較佳，占地

172、面積小等優點，是目前水處理技術中不可或缺的處理技術。但受膜材質和水質情況等條件的影響，MBR 在運行過程中，會出現膜污堵情況，而且 MBR 的運行費用較高，這也是限制 MBR 技術被廣泛應用于工程實例中的重要因素之一。MBBR 工藝是通過向反應器中投加填料，依靠曝氣池內的曝氣和水流的提升作用使填料處于流化狀態，進而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，是一種新型高效的水處理技術。因此，MBBR 工藝兼具傳統流化床和生物接觸氧化法兩者的優點，被稱為是“移動的生物膜”。MBBR 具有處理負荷高，無需污泥回流設備和反沖洗設備，污泥產率低和操作簡便等優點，MBBR 的缺點是生物膜易脫落，耗電量大，

173、且布氣管布置位置困難。移動床-膜生物反應器（MB-MBR），是一種將膜生物反應器（MBR）與移動床生物膜反應器（MBBR）相結合，并以 MBR 代替二沉池的組合技術。由此 MB-MBBR 均具備了MBR 和 MBBR 的技術特點。8.4 科技效果科技效果針對海上高鹽廢水研發出 A/O-MBR-MBBR 一體化環境應急污水處理設備，集成了污水處理工藝、在線水質分析及自控系統等。污水通過裝置后，COD、BOD5、TOC、NH4+-N、TP 的平均去除率可分別達到 90.9%、88.5%、88.9%、60.4%、58.9%。出水可達到污水綜合排放排放標準（GB 8978-1996）一級排放標準。同時

174、，該裝置可用于含氰廢水的實驗室小試環境，污水經處理后，總氰化物低于 0.5mg/L。2015 年 8 月 12 日，天津港瑞海公司危險化學品倉庫爆炸事故發生后，采用天津科技大學和天津市塘沽鑫宇環?？萍加邢薰竟餐邪l的移動污水處理裝置處理第一時間進入爆炸現場，8 月 14 日下午 16:30 便安裝好一套 3000 噸 t/d 的破氰裝置，并在后續的 112 天中，累計投入 39 臺移動式應急破氰裝置，共計處理 547817 噸含氰廢水，為保護海洋環境做出了重大貢獻。針對海上高鹽廢水研發出一款可以在線管理、云端儲存的軟件，通過計算機程序、手機APP 的操作，真正意義上實現遠程干預與調控，便捷高

175、效的同時減少了成本的投入及對人2023 年度 62 體的傷害。8.5 技術示范情況技術示范情況多年來天津科技大學與天津市塘沽鑫宇環?？萍加邢薰竞献?，圍繞車載移動式污水處理裝置，一體化污水處理裝置和應急污水處理裝置開展研發工作。主持研發的車載移動式污水處理裝置和系列化一體式污水處理車，經檢測，出水達到城市污水再生利用城市雜用水水質標準（GB/T 18920-2002）。申請發明專利 8 項，制定了“移動污水處理成套裝置”的企業技術標準“移動式污水處理裝置集成技術研究及產業化”項目被列入天津市第四批自主創新及產業化重大創新項目。2016 年“可移動式一體化污水處理系列成套裝置”獲濱海新區科技進步

176、三等獎；“車載移動式污水處理裝置”2012 年獲環保部環境保護科學技術三等獎和天津市科技進步三等獎、2011 年獲天津市濱海新區技術發明三等獎，2010 年獲天津市環境保護科學技術二等獎。2012 年獲天津市科技進步三等獎，2013 年獲環保部環境保護科學技術獎三等獎，2020 年獲天津市專利優秀獎和天津市環境保護科學技術一等獎。本技術已經應用于天津長蘆海晶集團有限公司沿河里、萬年橋泵站高鹽生活污水超標的應急處理、天津中燃船舶燃料有限公司罐區清洗儲油罐含油廢水和辦公室生活污水處理、南疆污水處理廠區內污水處理。案例一：案例一：天津長蘆海晶集團有限公司沿河里、萬年橋泵站高鹽生活污水超標應急處理天津

177、長蘆海晶集團有限公司沿河里、萬年橋泵站高鹽生活污水超標應急處理自 2017 年 8 月簽訂合同起，天津市塘沽鑫宇環?？萍加邢薰緦ρ睾永锶f年橋污水泵站進行 XYZZ-500 和 XYZZ-2500 移動污水處理裝置安裝，兩處共計 29 臺污水處理裝置，實現水質實時監測，遠程控制，取得了良好的效果。污水處理能力分別為沿河里排污泵站 5001000t/d 和萬年橋排污泵站 25004000t/d，每天有一個保底水量，經一段時間調試過后，出水指標達到天津市城鎮污水處理廠污染物排放標準 B 類和地表水 V 類水質標準。這一技術的應用，帶來了巨大的環境效益和經濟效益。出水合格后開始收取 12.8 元/t

178、 的運營費用，每月月末抄表，根據抄表數結算運營費。2017 年處理量 513703t，2018 年處理量 1978101t，2019 年截止到 5 月份處理量 754671t。COD由 250mg/L 降至 40mg/L，氨氮由 35mg/L 降至 2mg/L，,總磷由 3mg/L 降至 0.4mg/L，總氮由 40mg/L 降至 2mg/L。截止到 2019 年 5 月，COD 減排量 680.7t，氨氮減排量 107.1t，TP減排量 8.44t，TN 減排量 123.4t，實現銷售總額 4155.49 萬元，利潤 1054.3 萬元，由于污水處理技術的不斷更新與改進，利潤率正不斷上漲。案

179、例二：案例二：天津中燃船舶燃料有限公司罐區清晰儲油罐含油廢水和辦公室生活污水處理天津中燃船舶燃料有限公司罐區清晰儲油罐含油廢水和辦公室生活污水處理天津中燃船舶燃料有限公司租用可組合移動式生活污水處理設備對含油廢水進行處理，臨時污水處理能力定為 60m/d，出水水質滿足城市雜用水再生利用城市雜用水質GB/T18920-2002 標準，回用于罐區消防水和港區道路清掃，降低了業主的一次性投資，以購買服務的形式進行合作，回用水年效益 17 萬余元。案例三：案例三：南疆污水處理廠區內污水處理南疆污水處理廠區內污水處理運用一體化處理裝置，提高了南疆污水處理廠運行管理水平，保證了出水水質，降低運行成本，解決

180、區內污水處理問題，保護了周邊環境，社會效益顯著。也帶來了巨大的環境效技術成果篇 63 益，2020 年共處理水量 73634t，2021 年共處理水量 99147t，2022 年 1 月至 6 月共處理水量57505t，根據平均進水水質和排放水質指標計算，COD 由 218mg/L 降至 30mg/L，氨氮由15mg/L 降至 1mg/L，,總磷由 3mg/L 降至 0.2mg/L，總氮由 20mg/L 降至 2mg/L，石油類由45mg/L 降至 1mg/L。截止到 2022 年 6 月，COD 減排量 43.29t，氨氮減排量 3.22t，TP 減排量 0.64t，石油類減排量 10.13

181、t。8.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景8.6.1 技術推廣前景技術推廣前景本技術提供了一種海上平臺高鹽生活污水處理回用裝置，為海上生活污水處理提供了一種科學可行的處理裝置及處理技術，可對海上平臺生活污水進行處理，使其達到排放標準，減少其對海洋環境所造成的污染，保護了海洋生態環境。同時，響應李克強總理的號召，開展了“互聯網+”方面的研究，對于海上平臺的高鹽生活污水處理，不在現場也可以對污水處理裝置進行監測和控制，不僅減少了人力成本，對于高危環境（例如危險化學品爆炸、核輻射污染處理等）下的操作，提供了安全可靠保證。隨著我國經濟的快速發展，航運業和海洋資源開發得到了超前的進步，海洋環境污染的問

182、題也受到了日益關注。海上平臺高鹽生活污水不僅有機負荷較高，還含有大量的鹽類物質（如 Cl、SO42、Na+、Ca2+等），雖然這些鹽類物質在微生物的生長代謝過程中可以維持細胞的滲透壓平衡，但當這些離子濃度過高時，就會對微生物產生抑制或毒害作用，從而抑制傳統處理方法的處理效果，本技術克服了適鹽生物法處理高鹽廢水時，生物降解率低，活性污泥易流失和設備占地空間大等技術的不足，即使在惡劣天氣影響下，本技術裝置仍能保持高效的處理能力，通過調控轉刷曝氣機的轉速和鼓風量，使反應器中泥水充分混合，有效解決了降解率低，活性污泥易流失的問題。高鹽生活污水的排放會對環境造成嚴重的污染，高鹽廢水的處理可以有效減少對環

183、境的污染；高鹽生活污水的處理可以回收其中的水資源，減少對自然水源的消耗，保障地區的水資源；高鹽廢水中含有的無機鹽類可以被回收利用，如氯化鈉可以用于制鹽、氯化銨可以用于制肥等；高鹽廢水的處理涉及到物理、化學、生物等多學科知識，研究高鹽廢水的處理方法可以推動相關學科的發展和進步；高鹽廢水的處理可以衍生出一系列的環保、制鹽、制肥等產業，促進當地經濟的發展和增長?？傊?，研究高鹽廢水的處理方法對于環境保護、資源利用、科學研究和經濟發展都具有重要的意義。8.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施隨著人口的增長和社會經濟的發展，水的需求量呈現急劇上升趨勢，然而，日益嚴重的水體污染，不斷惡化的水

184、質，使可用的水資源日漸匱乏。國家實施了一系列保護水資源的法律法規，嚴格控制污水的排放，因此，嚴格控制污水排放是一項亟待解決的問題。主要有以下應對措施：（1）增強人民的環保意識：人類活動是水污染的主要根源，工業廢水、生活污水、農藥、化肥等都會污染水環境。當前水資源的污染有很大部分原因是由于居民的環保意識不強。所以有關部門應開展宣傳活動，將環保知識普及化，提高人們的覺悟與認識。2023 年度 64（2）減少耗水量：當前我國的水資源的利用，一方面感到水資源緊張，另一方面浪費又很嚴重。同工業發達國家相比，我國許多單位產品耗水量要高得多。耗水量大，不僅造成了水資源的浪費，而且是造成水環境污染的重要原因。

185、通過企業的技術改造，推行清潔生產，降低單位產品用水量，一水多用，提高水的重復利用率等，都是在實踐中被證明了是行之有效的。（3）建立城市污水處理系統：為了控制水污染的發展，工業企業還必須積極治理水污染，尤其是有毒污染物的排放必須做預處理。隨著工業布局、城市布局的調整和城市下水道管網的建設與完善，可逐步實現城市污水的集中處理，使城市污水處理與工業廢水治理結合起來。技術成果篇 65 C、海洋資源開發與保護技術技術 9：天津市海洋數值預報、風暴潮漫堤和漫灘預警系統9.1 技術提供方技術提供方（1）單位性質及主營業務范圍自然資源部天津海洋中心（國家海洋局天津海洋環境監測中心站）是自然資源部北海局所屬事業

186、單位，公益一類，正處級，加掛“自然資源部天津海洋預報臺”牌子，是履行天津海域內海洋全業務支撐保障職能的單位，負責天津海域內內海洋觀測預報預警、海洋生態預警監測、海洋自然資源調查評估、海洋經濟調查監測評估、海域海島保護利用、海岸帶綜合保護利用、海洋國土空間規劃和用途管制、海洋督察和海洋自然資源監管等相關技術支撐工作，開展海洋資源領域的科學研究、技術創新、成果轉化工作。按照新“三定”規定，自然資源部天津海洋中心下設有辦公室、組織人事科、財務資產科、業務管理科、質量管理科、預報預警室、自然資源技術室、海域海島和生態修復技術室、海洋生態室、海洋調查室、塘沽海洋站等科室。中心擁有一批成熟的管理和科技人才

187、，配置了先進的檢測儀器設備，建設有北海區高精尖實驗室，包括常規化學、重金屬、油類、有機污染物、生物毒性、生物鑒定等多個工程實驗室，有各類儀器設備 920 余臺套；中心建立了一套科學、嚴謹、規范高效的質量管理體系，擁有檢驗檢測機構資質認定證書（CMA 資質），具備海洋水文、海洋氣象、水質等 13 大類161 個項目的檢驗檢測能力，監測能力在全國同級海洋中心中名列前茅。（2）生態環境領域技術工作情況簡介中心先后主持和參與了多項國家 908 專項、863 項目、602 專項、國家海洋行業公益性科研專項、國家環保行公益性科研專項、國家海洋環境評價科研專項、海洋環境評價科研專項、中央分成海域使用金支出項

188、目、天津市科技興海項目、北海分局科技項目的研究，在國內外多個重要期刊上發表論文 200 余篇，參與編制行業標準 8 項，出版專著 5 部，申請專利9 項，科技成果產出豐碩。內設黨、團支部先后獲得第 20 屆全國青年文明號、2019-2020 年度自然資源系統青年文明號、第 21 屆全國青年文明號、中央和國家機關“四強”黨支部等榮譽稱號。（3）近三年經營情況中心擁有多年的海洋預警報和防災減災工作經驗，也一直致力于積極支撐地方社會經濟發展，為地方經濟發展保駕護航。1999 年，中心與天津市政府共建天津市海洋環境監測預報中心，組織開展天津市海洋觀測預報、觀測網業務化運行及防災減災工作，為天津市政府、

189、企事業單位提供提供海洋環境信息、海域測量、海洋環境預報服務和海洋防災減災技術決策支撐。中心近 5 年連續承擔了天津市規劃和自然資源局（原天津市海洋局）的海洋觀測預報和防災減災項目：2023 年度 66 2019 年度海洋觀測預報減災項目（85.8 萬元）；2020 年度海洋觀測預報、觀測網業務化運行及防災減災管理項目（159.6 萬元）；2021 年度天津市海洋觀測預報、預警監測和防災減災項目（87.7 萬元）；2022 年度海洋觀測預報、觀測網業務化運行及防災減災管理項目（99.9 萬元）；2023 年度海洋觀測預報、觀測網業務化運行及防災減災管理項目（94.9 萬元）。9.2 技術成果簡介

190、技術成果簡介9.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域技術名稱：天津市海洋數值預報、風暴潮漫堤和漫灘預警系統。技術領域：本技術成果屬于“其他”技術領域，主要用于海洋環境預報與防災減災領域。9.2.2 技術成果來源技術成果來源本技術成果來源于 2015 年中央分成海域使用金項目“天津市海洋預警報能力升級改造項目”，本技術成果經費共 226.52 萬元。9.3 技術內容技術內容9.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程（1）技術原理與主要內容 精細化大氣、海洋環境業務化數值預報系統針對天津市周邊及沿海區域的地理特征并結合當地實際預報需求，基于搜集的基礎地理信息、臺站資料以及大區模型和再

191、分析等資料，以 WRF、FVCOM、SWAN、ROMS 等大氣、海洋數值模式為基礎，構建了天津海域精細化的大氣和海洋環境業務化數值預報系統。系統包括天津市沿海氣象預報系統、天津市沿海三維溫鹽流業務化數值預報系統、天津市沿海海浪數值預報系統、天津市沿海風暴潮數值預報系統四個模塊，能夠實現對天津海域風、氣溫、氣壓、風暴潮、潮汐、水溫、鹽度、海流、海浪以及常規要素的實時（準實時）業務化數值預報；系統采用 Linux 系統的 Shell 編程技術和后臺管理技術實現預報模式的業務化運行以及預報產品的傳輸，通過 ftp 實現預報結果上傳，利用終端系統顯示平臺中繪圖軟件實現預報結果的可視化，實現了“定時、定

192、點、定量”的精細化海洋數值預報，預報產品能夠接入相關網站或業務平臺進行實時預警報發布，供海洋預報業務人員或訪客瀏覽參考。風暴潮漫堤和漫灘預警系統通過分析天津市風暴潮災害的時空分布特征，并結合天津市沿海區域的地理特征及預報需求，確定風暴潮漫堤和漫灘預報模擬的關鍵參數（預報范圍、空間分辨率、預報時次等），基于 ADCIRC-SWAN 耦合數值模型，綜合考慮海浪和風暴潮的相互作用，構建了天津市風暴潮漫堤和漫灘預警系統，結合歷史觀測資料對典型風暴潮漫堤和漫灘事件進行模擬，優化完善該系統的物理參數與方案設置，結合海洋環境業務化數值預報所提供的強迫場，開展天津市沿岸海堤的風暴潮漫堤和漫灘的業務化數值預報，

193、并形成相關的數值預報產品。以國家和本市完善的基礎工程資料為基礎，依托 GIS 平臺以及計算機和網絡等先進技術，建立了集數值預報產品可視化、基礎信息查詢、預警分析、會商決策和系統管理于一體的風暴潮漫堤和漫灘風險預警系統，輔助領導對防災減災工作進行指揮與決策，最大限度的減少災害損技術成果篇 67 失，達到防災減災目的。（2）系統總體性能在模型配置上，涵蓋了海流-海浪-潮汐-大氣等不同模塊，能夠模擬三維溫、鹽、流、潮汐、波浪、風暴潮等多要素預報，依托天津市及周邊海域的觀測數據，實現對預報結果的驗證與評估，保證了高質量的預報結果；在空間設計上，在外海涵蓋足夠空間區域以包含影響該區域的多尺度海洋動力過程

194、，氣象模型范圍涵蓋了渤海和黃海，海洋模型涵蓋了整個渤海區域；通過嵌套或變分辨率的方式，向岸邊逐漸細化，海洋模型在天津市近海及關鍵區域的分辨率達到了 50100 米，更好地擬合了天津不規則的岸線，實現對局地及小尺度特征的有效模擬，滿足了精細化的要求；在性能指標上，系統能夠在高性能計算機平臺上實現自動化運行，每天至少運行一次；每日夜間 00 時自動啟動，6 小時內運行完畢；每次預報起點為 08 北京時，預報終點為后日08 北京時，大氣、潮汐、海浪等要素的常規預報時效為 72 小時。（3）系統框架天津市海洋數值預報系統、風暴潮漫堤和漫灘預警系統采用了模塊化設計，各模塊間相互連接通過 Linux sh

195、ell 等腳本程序控制：數據收集與處理模塊能夠定時下載模型需要的大氣、海洋、波浪模式預報場數據，并進行數據處理，為模式提供輸入初始及編制準備；數值預報模塊基于大氣模型的數值預報結果，為海洋模型運行提取并準備氣象強迫場，自動生成初始場、邊界場等輸入文件，并在高性能計算機節點進行并行計算；將模型結果通過 shell 腳本以及 ftp 技術自動傳輸到終端服務器。后處理及預報結果可視化模塊在終端服務器部署后處理模塊，可以對數據進行轉換處理并自動調用 Grads 或 Matlab等繪圖軟件將預報結果數據進行可視化處理，將生成的圖片產品以及數據產品傳輸到業務平臺，對預報結果發布進行更新，并支撐終端用戶對預

196、報結果的交互式訪問；從數值預報結果中抽取風暴潮要素信息，特別是在風暴潮發生階段提取風暴潮漫堤和漫灘的信息，生成風暴潮漫堤和漫灘數值預報產品。2023 年度 68 圖 2-9-1 天津市海洋數值預報、風暴潮漫堤和漫灘預警系統結構圖圖 2-9-2 天津市海洋數值預報、風暴潮漫堤和漫灘預警系統框架圖（4）天津市海洋數值預報、風暴潮漫堤和漫灘預警系統成果展示 精細化大氣、海洋環境業務化數值預報系統圖 2-9-3 天津市沿海精細化氣象預報系統技術成果篇 69 圖 2-9-4 天津市沿海三維溫鹽流預報系統圖 2-9-5 天津市沿海海浪數值預報系統圖 2-9-6天津市沿海風暴潮數值預報系統2023 年度 7

197、0 天津近海風暴潮漫堤和漫灘數值預警系統圖 2-9-7天津近海風暴潮漫堤和漫灘數值預警系統9.3.2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析（1）該技術成果主要用于海洋預警報和防災減災領域，適用于海洋環境保障、災害預警與應急處置、災害風險評估與區劃、海洋工程環境評估、海域使用論證、生態修復評估等工作。（2）該系統在業務化運行過程中，須依托于高性能計算機平臺進行數值計算，需要穩定的網絡環境進行數據傳輸，以及圖形處理性能較高的終端服務器作為可視化平臺。高性能計算機的運行環境要求較高，需要配備有符合國家標準的專用機房設施。中心目前擁有一套中型浪潮高性能計算集群，集群擁有刀片計算節點 13 臺，管理/登

198、錄節點 1 臺，IO 節點 2 臺，存儲系統 1 套，計算與存儲能力滿足該系統的運行需求。中心還配備有符合國家標準的專用計算機房，機房配備有防靜電地板、專用機柜、UPS 備用電源、專用精密空調、環境監控系統（視頻、溫度、濕度、煙霧、電力）、七氟丙烷自動滅火系統等，保證了該系統在高性能計算集群的業務化運行。9.3.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性（1）該系統的技術標準符合國家相關標準與規范，主要包括：短期天氣預報GB/T 21984，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會發布。數值天氣預報產品檢驗規范GB/T 34303-2017，中華人民共和國國家質量監督檢驗

199、檢疫總局、中國國家標準化管理委員會發布。海洋觀測預報及防災減災標準體系HY/T 193-2015，國家海洋局發布。風暴潮防災減災技術導則GB/T30746-2014，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會發布。風暴潮災害風險評估與區劃技術導則（征求意見稿），國家海洋局發布。風暴潮漫堤預報技術指南HY/T 195-2015，國家海洋局發布。技術成果篇 71 海堤工程設計規范SL 435-2008，中華人民共和國水利部發布。海洋預報和警報發布（第 2 部分：海浪預報和警報發布）GB/T 19721.2，國家海洋局發布。（2）該系統采用的氣象、海洋數值模式在國內外海洋領域應

200、用廣泛，各模式采用最新版本與技術。天津市沿海氣象預報系統采用 WRF（the Weather Research and Forecast）中尺度氣象模式；天津市沿海三維溫鹽流業務化數值預報系統采用三維全動力 ROMS（Regional OceanModel System)區域海洋模式；天津市沿海海浪數值預報系統采用非結構網格的 SWAN（Simulating WAves Nearshore）模式；天津市沿海風暴潮數值預報系統采用有限體積三維全動力海流模型 FVCOM（AnUnstructured Grid，Finite-Volume Coastal Ocean Model）海洋模式；天津近海風

201、暴潮漫堤和漫灘數值預警系統采用國際先進的 ADCIRC-SWAN 耦合模式。（3）模型技術指標均達到國內外海洋數值預報業務的主流標準。精細化大氣、海洋環境業務化數值預報系統天津市沿海精細化氣象預報系統天津市沿海精細化氣象預報系統：利用渤海周邊海洋站和渤海內浮標實測數據對天津市沿海氣象數值預報結果進行檢驗，24 小時、48 小時和 72 小時預報風速相對誤差分別為18.25%、19.54%和 21.89%，風向平均絕對誤差分別為 19.90、22.13和 25.63。天津市沿海三維溫鹽流預報系統天津市沿海三維溫鹽流預報系統：利用渤海 3 個浮標站位和 3 個海洋站海海溫數據觀測資料驗證，模式預報

202、海溫絕對誤差 24 小時預報小于 0.8，48 小時預報絕對誤差小于 0.9，72 小時預報絕對誤差小于 1.0。天津市沿海海浪數值預報系統天津市沿海海浪數值預報系統：利用渤海 3 個浮標、1 個平臺和塘沽站的有效波高數據對十個大浪過程的模式后報結果進行驗證，對于大于 2 米的有效波高，模式 24 小時預報平均相對誤差為 10.3%，小于 15%。天津市沿海風暴潮數值預報系統天津市沿海風暴潮數值預報系統：利用天津近海海域觀測數據與模型預報結果進行比對，風暴增水在 1 m 以上時，模擬得到的風暴增水極值與實測值相比相對誤差小于 25%。天津近海風暴潮漫堤和漫灘數值預警系統對歷史上十個風暴潮過程和

203、十個大浪過程的海浪要素進行后報，利用渤海 3 個浮標、1個平臺和塘沽站的觀測數據對模式進行驗證，對于大于 2 米的有效波高，模式 24 小時預報平均相對誤差小于 15%，最大風暴潮增水計算值相對誤差應低于 10%。9.4 科技效果科技效果天津市海洋數值預報、風暴潮漫堤和漫灘預警系統建成后，主要應用于天津海域海洋環境預警報工作，極大提升了天津海洋中心作為天津市海洋預警發布機構的技術能力，中心也成為北海區第一個實現海洋數值預報業務化工作的海洋中心。系統也應用于海洋科研項目、天津市海洋災害風險普查等工作，為天津市海洋災害預警、災害應急預案、災害風險評估、2023 年度 72 重點防御區的劃定提供技術

204、支撐。該系統（1）精細化大氣、海洋環境業務化數值預報系統天津市沿海精細化氣象預報系統天津市沿海精細化氣象預報系統：模型空間分辨率 3km，預報時效 120 小時，預報產品為風、熱通量、降水、長短波輻射等大氣要素，結果輸出時間間隔 1 小時。該模型在天津海洋中心集群上運行穩定，完成天津近海氣象數值模擬大約耗時 0.5h。天津市沿海三維溫鹽流預報系統天津市沿海三維溫鹽流預報系統：模型水平分辨率達到 1/120，垂向 6 層，預報時效72 小時，預報產品為溫度、鹽度、海流等要素，結果輸出時間間隔 1 小時。模型采用并行計算方式，72 小時預報的計算時間不超過 30 分鐘。天津市沿海海浪數值預報系統天

205、津市沿海海浪數值預報系統：模型近岸最高分辨率約 50 米，預報時效 72 小時，預報產品包括有效波高、平均周期、平均波向等要素，結果輸出時間間隔 1 小時。模式采用并行計算方式，72 小時預報計算時間小于 30 分鐘。天津市沿海風暴潮數值預報系統天津市沿海風暴潮數值預報系統：模型最高空間分辨率可達 50 米，預報時效 72 小時，預報產品為風暴增水等要素，結果輸出時間間隔 1 小時。模式采用并行計算方式，72 小時預報計算時間約 20 分鐘。（2）天津近海風暴潮漫堤和漫灘數值預警系統模型最高分辨率優于 50 米。系統在風暴潮增水預報達到一定警戒值時自動啟動，可提供天津近岸未來 3 天（72 小

206、時）的海浪、風暴潮水位、漫灘范圍、漫灘水深等要素，并可利用模式結果根據風暴潮漫堤預報技術指南中的要求推算漫堤風險級別，結果輸出時間間隔 1 小時。模式采用并行計算方式，72 小時預報計算時間小于 20 分鐘。9.5 技術示范情況技術示范情況案例案例一一：天津市濱海新區海洋局濱海新區自然災害綜合風險普查試點任務：天津市濱海新區海洋局濱海新區自然災害綜合風險普查試點任務“天津天津市濱海新區風暴潮災害風險評估與區劃市濱海新區風暴潮災害風險評估與區劃”和和“天津市海洋災害重點防御區劃定天津市海洋災害重點防御區劃定”（1）案例概況 工程規模：天津市濱海新區海洋局濱海新區自然災害綜合風險普查試點任務總經費

207、162.4 萬元。建設條件：2018 年 10 月 10 日，習近平總書記主持召開中央財經委員會第三次會議，專題研究提高自然災害防治能力，指出要針對關鍵領域和薄弱環節，推動實施自然災害監測預警信息化，自然災害綜合風險普查等九項重點工程。為貫徹落實習總書記關于自然災害防治工作的重要指示精神，根據國務院辦公廳關于開展第一次全國自然災害綜合風險普查的通知（國辦發202012 號）以及國務院第一次全國自然災害綜合風險普查領導小組先后印發的關于印發的通知(國災普辦發20202 號)和關于印發的通知(國災普辦發20205 號)要求，對地震災害、地質災害、海洋災害、氣象災害、水旱災害、森林和草原火災等自然災

208、害進行風險普查。根據自然資源部全國海洋災害風險普查實施方案，及天津市應急管理局關于籌建技術成果篇 73 天津市第一次全國自然災害綜合風險普查領導小組的函，海洋災害主要有風暴潮災害，海嘯災害，海浪災害，海冰災害和海平面災害。按照天津市海洋災害綜合風險普查試點項目工作方案的要求，天津市濱海新區于 2021 年開始了“天津市濱海新區海洋局濱海新區自然災害綜合風險普查試點任務”工作，其中“天津市濱海新區風暴潮災害風險評估與區劃”和“天津市濱海新區風暴潮災害重點防御區劃定”是此次普查試點工作的重要內容。主要內容：天津市濱海新區風暴潮災害風險評估與區劃：按照 風暴潮災害風險評估和區劃技術規范的要求，中心開

209、展了天津市濱海新區海洋災害基礎地理信息資料、水文和氣象資料、海底地形資料、防災工程資料、風暴潮災害資料、社會經濟資料、重要承災體、避災點資料、高分辨率遙感數據資料等相關基礎數據收集整理和補充調查工作；利用整理的資料以及天津市海洋數值預報、風暴潮漫堤和漫灘預警系統中的漫灘漫堤數值模型，按照技術規范分析災害孕災環境、危險性、承災體脆弱性、減災能力等因子，完成天津市濱海新區風暴潮災害的風險評估工作，并在風險評估工作基礎上確定風險區劃空間單元，對風險評估結果進行空間綜合及大小分級，制作天津市濱海新區風暴潮災害風險評估和區劃系列成果圖件，并開展區劃成果驗證和應用工作。天津市濱海新區風暴潮災害重點防御區劃

210、定：通過分析天津海域風暴潮災害的類型和特征，基于天津市風暴潮災害風險評估和區劃成果，結合對天津市濱海新區沿海區域重要承載體的綜合分析，劃定天津市濱海新區海洋災害重點防御區，對劃定結果進行實地踏勘，并征求地方相關行業部門意見，最終確定風暴潮災害重點防御區。重點防御區的劃定為海洋管理、海洋經濟發展、海洋環境保護和海洋科學研究提供信息服務，為制定國土規劃、社會經濟發展計劃以及減災對策提供基礎，為濱海新區的海洋防災減災提供決策支撐，為保障沿海社會經濟和人民生命財產安全，海洋經濟建設的安全、持續、穩定運行提供支持。投入時間：“天津市濱海新區海洋局濱海新區自然災害綜合風險普查試點任務”從2021 年 7

211、月開始實施。驗收情況：“天津市濱海新區海洋局濱海新區自然災害綜合風險普查試點任務”已通過驗收。驗收單位：天津市濱海新區海洋局。驗收日期：“天津市濱海新區海洋局濱海新區自然災害綜合風險普查試點任務”于2021 年 8 月 30 日驗收。驗收結論：項目提供的各項資料齊全，符合“天津市濱海新區海洋局濱海新區自然災害綜合風險普查試點任務”合同的要求；項目技術報告內容詳實，技術路線合理，各項成果符合技術規范的相關要求；項目成果可以作為風險普查成果進行橫向和縱向匯交，為地方海洋管理提供支撐。專家組一致同意該項目通過驗收。（2）工藝流程及主要參數 風暴潮災害致災孕災要素調查：收集了天津市海洋災害基礎地理信息

212、資料、水文和氣象資料、海底地形資料、防災工程資料、風暴潮災害資料、社會經濟資料、重要承災體、2023 年度 74 避災點資料、高分辨率遙感數據等資料，形成了能夠支撐海洋災害危險性評估的致災孕災要素數據集。風暴潮災害危險性評估：開展天津市濱海新區風暴潮危險性評估，整理風暴潮致災孕災要素數據集和沿海岸線數據?；谘睾０毒€數據，構建評估模型，采用風暴潮漫堤漫灘數值模式，模擬影響天津海域沿海的臺風及溫帶風暴潮過程，分析計算可能最大、不同等級風暴潮淹沒范圍及水深，并進行充分驗證保證可靠性，評估風暴潮危險性，編制危險性等級分布圖及相關圖件。風暴潮災害風險評估和區劃：在風暴潮危險性評估基礎上，在天津市濱海新

213、區開展風暴潮災害現場實地踏勘，結合濱海新區脆弱性評價結果，構建風暴潮風險評估模型，完成了風暴潮災害風險評價，規劃應急疏散路徑，編制了風暴潮風險評估和區劃圖集和報告。風暴潮災害重點防御區劃定：通過分析天津海域風暴潮災害的類型和特征，基于天津市風暴潮災害風險評估和區劃成果，結合對天津市濱海新區沿海區域重要承載體的綜合分析，制定符合濱海新區特點的風暴潮災害重點防御區劃定工作流程，劃定天津市濱海新區海洋災害重點防御區，對劃定結果進行實地踏勘，并征求地方相關行業部門意見，最終確定風暴潮災害重點防御區。（3）應用效果“天津市濱海新區風暴潮災害風險評估與區劃”和“天津市海洋災害重點防御區劃定”工作的完成，為

214、海洋管理、海洋經濟發展、海洋環境保護和海洋科學研究提供信息服務，為制定國土規劃、社會經濟發展計劃以及減災對策提供基礎，為濱海新區的海洋防災減災提供決策支撐，為保障沿海社會經濟和人民生命財產安全，海洋經濟建設的安全、持續、穩定運行提供支持。案例二案例二：2021 年度天津市海洋觀測預報年度天津市海洋觀測預報、預警監測和防災減災項目第一階段預警監測和防災減災項目第一階段（第二包第二包）海洋災害風險普查項目海洋災害風險普查項目“天津市海浪災害風險評估和區劃天津市海浪災害風險評估和區劃”（1）案例概況 工程規模：“2021 年度天津市海洋觀測預報、預警監測和防災減災項目第一階段（第二包）海洋災害風險普

215、查項目”總經費 39.5 萬元。建設條件：2018 年 10 月 10 日，習近平總書記主持召開中央財經委員會第三次會議，專題研究提高自然災害防治能力，指出要針對關鍵領域和薄弱環節，推動實施自然災害監測預警信息化，自然災害綜合風險普查等九項重點工程。為貫徹落實習總書記關于自然災害防治工作的重要指示精神，根據國務院辦公廳關于開展第一次全國自然災害綜合風險普查的通知（國辦發202012 號）以及國務院第一次全國自然災害綜合風險普查領導小組先后印發的關于印發的通知(國災普辦發20202 號)和關于印發的通知(國災普辦發20205 號)要求，對地震災害、地質災害、海洋災害、氣象災害、水旱災害、森林和草

216、原火災等自然災害進行風險普查。技術成果篇 75 根據自然資源部全國海洋災害風險普查實施方案、天津市應急管理局關于籌建天津市第一次全國自然災害綜合風險普查領導小組的函，以及天津市規劃和自然資源局天津市海洋災害綜合風險普查項目工作方案 的要求，此次開展風險普查的海洋災害主要有風暴潮災害，海嘯災害，海浪災害，海冰災害和海平面災害。天津市于 2021 年在濱海新區開始了海洋災害普查試點工作，2021 年底開展了海洋災害普查全面鋪開工作。其中，海浪災害風險評估和區劃工作是此次普查全面鋪開工作的重要內容之一。主要內容：按照全國海洋災害風險普查實施方案、天津市海洋災害綜合風險普查項目工作方案以及海浪災害風險

217、評估和區劃技術規范的要求，中心開展了天津市海浪致災孕災風險要素資料調查與分析處理，利用整理的資料以及天津市海洋數值預報、風暴潮漫堤和漫灘預警系統中的精細化海浪數值模型，按照技術導則分析海浪災害孕災環境、危險性、災害危險指數等因子，完成天津市海浪災害的危險性評估工作，并在評估工作基礎上完成風險等級區劃，制作天津市海浪災害風險評估和區劃系列成果圖件，并開展區劃成果驗證和應用工作。投入時間：“2021 年度天津市海洋觀測預報、預警監測和防災減災項目第一階段（第二包）海洋災害風險普查項目”從 2021 年 7 月開始實施。驗收情況：“2021 年度天津市海洋觀測預報、預警監測和防災減災項目第一階段（第

218、二包）海洋災害風險普查項目”已通過驗收。驗收單位：天津市規劃和自然資源局。驗收日期：“2021 年度天津市海洋觀測預報、預警監測和防災減災項目第一階段（第二包）海洋災害風險普查項目”于 2022 年 6 月 16 日驗收。驗收結論：項目提供的驗收資料齊全、規范，符合驗收要求；項目完成了天津市海浪、海平面上升、海冰等災害風險評估和區劃工作，相關成果按要求完成了匯交，項目各項成果符合全國海洋災害風險普查實施方案等技術規范和導則的相關要求；項目技術路線合理，數據內容詳實，評估結果可信。專家組同意該項目通過驗收。（2）工藝流程及主要參數 海浪致災孕災資料收集：確定風險評估區劃的區域和尺度，搜集、整理與

219、分析處理各類基礎地理信息數據、歷史災害基本情況等與海浪災害風險評估和區劃相關的數據資料，為海浪災害危險性評估工作提供支撐。海浪災害危險性評估：開展天津市濱海新區海浪危險性評估，整理海浪災害致災孕災要素數據集和沿海岸線數據。構建歷史海浪場數據集、計算海浪典型重現期和開展海浪危險性評估。a）構建歷史海浪場數據集。以再分析風場為驅動，基于成熟的海浪數值模型 SWAN，重建天津海域的歷史海浪場數據集。構建的海浪場數據集的長度不少于 30 年，空間分辨率不低于 0.10.1。b）海浪典型重現期計算?；谔旖蚝Ｓ虻暮＠藲v史數據集，統計確定每個格點上的海浪要素的年極值序列，然后分別用 Pearson III

220、 型或 Weibull 分布極值推算方法計算確定每2023 年度 76 個格點上典型重現期的有效波波高，并繪制各省管轄海域不同重現期的波高空間分布圖。其中重現期分別考慮 2、5、10、20、50、100 年一遇的情況。c）海浪危險性等級評估?；诤＠藲v史資料，分別計算每個格點上、級浪高出現的次數，參考海浪災害危險性等級確定方法，計算天津海域海浪災害危險性等級。海浪災害風險評估和區劃：在天津市沿海開展海浪災害現場實地踏勘，在海浪危險性評估基礎上，組織開展海浪風險評估和區劃。根據導則，海浪災害危險分為四級，計算歷史海浪分析場中每個格點的海浪災害危險指標，并將其進行歸一化處理，確定每個格點上的海浪災

221、害危險等級，制作完成評估區域海區的海浪災害危險區劃圖。（3）應用效果海浪作為主要海洋災害之一，會對海上交通運輸、施工、捕撈、軍事活動、沿海的堤岸、海塘、港口碼頭和各類建筑物等構成巨大威脅，根據2021 中國海洋災害公報顯示，2021年，我國近海共發生有效波高 4.0 米（含）以上的災害性海浪過程 35 次，其中臺風浪 11 次，冷空氣浪和氣旋浪 24 次。發生海浪災害過程 9 次，因災直接經濟損失 10537.50 萬元，死亡失蹤 26 人?！疤旖蚴泻＠藶暮︼L險評估和區劃”的完成，可以提高防御海洋災害的能力，減輕海洋災害所造成的損失，為海洋管理、海洋經濟發展、海洋環境保護和海洋科學研究提供信息

222、服務，為制定國土規劃、社會經濟發展計劃以及減災對策提供基礎，為天津市海洋防災減災提供決策支撐，為保障沿海社會經濟和人民生命財產安全，海洋經濟建設的安全、持續、穩定運行提供支持。9.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景9.6.1 技術推廣前景技術推廣前景該系統建成后，主要應用于天津海域海洋環境預警報工作以及天津市海洋災害風險普查工作，為天津市海洋災害預警、災害應急預案、災害風險評估、重點防御區的劃定提供了技術支撐。該系統技術成熟可靠，應用領域廣闊，應用潛力較大。下一步中心將繼續拓展該系統的功能模塊，依托于 2023 年天津市規劃和自然資源局科研項目“天津市海洋生態預報業務化系統研究”，結合該系統

223、已有水動力模型基礎，建立基于海洋水動力-生態耦合模型為基礎的天津海域海洋生態預報業務化系統，在目前已開展的天津海域潮汐、風暴潮、海浪、海溫、海流等業務化預報的基礎上，開展海洋生態要素（營養鹽、pH 值、葉綠素等）的業務化預報，提升天津海域海洋生態預警預報技術水平以及海洋生態預警業務能力，為水質環境保障、生態災害應急監測、生態修復與評估等工作提供相應的預報預警產品與技術服務，也為地方政府海洋主管部門在海洋防災減災、海洋自然資源管理、生態修復監管以及海域使用監管等工作提供決策支持。同時，中心還將進一步拓展該系統預報產品的發布渠道，計劃將該系統預報產品接入到“天津市海洋環境預報微信公眾號平臺”和“北

224、海區智能海洋預報制作及管理一體化業務平臺”，可以為公眾提供更精細化的預報服務，也可以為智慧城市、智慧港口、城市防潮防汛管理體系等建設提供技術服務。技術成果篇 77 技術 10：基于北斗 PPP 的離岸潮位遙測技術與裝置10.1 技術提供方技術提供方技術提供方為天津水運工程勘察設計院有限公司、武漢大學測繪學院。（1）單位性質及主營業務范圍天津水運工程勘察設計院有限公司成立于 1993 年，隸屬于交通運輸部天津水運工程科學研究院，是以勘察、設計、咨詢、研究等為主營業務的國家級高新技術企業。依托港口水工建筑技術國家工程實驗室、國家水運工程檢測設備計量站兩個國家級平臺及天津市水運工程測繪技術企業重點實

225、驗室等省部級實驗室平臺，長期致力于交通水運工程、海洋工程、應急搶險等方面的科研生產工作。（2）海洋領域技術工作情況簡介近五年來，承擔重大科技生產項目近 200 項，取得各項專利及軟件著作權 150 余項，獲得省部級科技進步、科技咨詢、勘測設計等獎項 100 余項。公司現有職工 198 人，其中正高級工程師 8 人、高級工程師 67 人，工程師 80 人，研究生學歷人員 89 人，本科及以上人員占職工總數的 94%，擁有注冊建造師、注冊土木工程師等各專業注冊執業資格人員 50 余人，天津市“131”創新型人才培養工程第一層次人選 3 人，省部級專家庫專家 15 人。公司擁有甲級測繪資質證書、甲級

226、工程勘察證書等多項資質，通過了 ISO9001 質量管理體系、ISO45001 職業健康安全管理體系、ISO14001 環境管理體系認證，具有國家認監委頒發的 CMA 資質認定證書。先后承擔并完成了國家 863、908 項目、國土資源部、國家海洋局專項調查項目 20 余項，承擔了天津、遼寧、河北、山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東、廣西、海南等 30 余個沿海港口與航道的勘測、設計、咨詢等相關工作，以及長江、黃河、珠江、海河流域、松花江、圖們江、鴨綠江等內河碼頭航道的勘測、設計等千余項科研生產工作；勘測設計足跡遍布巴基斯坦、印度尼西亞、緬甸、馬來西亞、斯里蘭卡、伊朗、幾內亞、喀麥隆、塞拉利昂、

227、吉布提、圭亞那等 20 余個國家和地區，為當地港口、發電站等項目建設提供了有力的技術支撐。10.2 技術成果簡介技術成果簡介10.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域技術成果名稱：基于北斗 PPP 的離岸潮位遙測技術與裝置。技術領域：海洋探測、海洋無人裝備。10.2.2 技術成果來源技術成果來源（1）技術成果來源國家重點研發計劃項目：水上應急救援關鍵技術研究及應用示范（項目編號：2018YFC0810400，項目經費：11864 萬）；國家重點研發計劃項目：水運工程關鍵計量標準及溯源技術研究（項目編號：2018YFF0212200，項目經費：585 萬）；2023 年度 78 天津市科

228、技計劃項目：沿海港口波、潮、流實時動態共享技術研發及應用平臺建設（項目編號：16PTSYJC00190，項目經費：402.62 萬）；中央級科研院所科研創新專項項目：基于北斗 PPP 的離岸潮位遙測技術與裝置研發（項目編號：TKS200318，項目經費：31 萬）（2）項目總共取得相關科技成果包括專利、計算機軟件著作權、科技論文、專著等 16項。其中：申請專利 7 項，編著專著 1 項，獲得計算機軟件著作權 1 項，發表科技論文 7項。表 2-10-1 知識產權清單序號序號成果名稱成果名稱專利號專利號/軟著號軟著號/雜志名稱雜志名稱/書號書號備注備注1一種 GNSS 潮位觀測浮標動吃水改正裝置

229、202010476900.9發明專利2一種多功能水動力要素自動化監測平臺202010316112.3發明專利3一種沉管沉放安裝過程高程監測方法202110360570.1發明專利4一種 GNSS 潮位觀測浮標202020960279.9實用新型專利5一種實時動態水深測量裝置202020949905.4實用新型專利6一種浮漂式潮流觀測裝置201821531141.6實用新型專利7狹長航道離岸潮位遙測遙報裝置201820608275.7實用新型專利8GNSS PPP 離岸潮位數據實時動態處理及可視化平臺2022SR0574805軟件著作權9水運工程測量技術進展ISBN978-7-5742-0048

230、-7專著10基于北斗衛星通訊的潮流潮位一體化觀測及實時傳輸技術集成與實現中國水運期刊論文11Centrifuge Performance of SCM WallReinforcedPile-Supported Wharf Subjected to Yard LoadsJournal ofGeotechnical andGeoenvironmentalEngineering,ASCESCI12ASimplified BDS Broadcast Ephemeris and State SpaceRepresentative SSR Matching Method for BDS-OnlyReal-

231、Time Precise Point Positioning PPPIEEEAccessSCI13Consistency and analysis of ionospheric observablesobtained from three precise point positioning modelsJournal of GeodesySCI14Enhancing real-time precise point positioning with zenithtroposphere delay products and the determination ofcorresponding tro

232、pospheric stochastic modelsGeophysical JournalInternationalSCI15GGOS tropospheric delay forecast product performanceevaluation and its application in real-time PPPJournal ofAtmospheric andSolar-TerrestrialPhysicsSCI16The realization and evaluation of mixed GPS BDS PPPambiguity resolutionJournal of G

233、eodesySCI10.3 技術內容技術內容10.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程潮位的精準化測量和預報對遠洋航運、科學研究、工程建設、防災減災和國防軍事具有十分重要的意義，我國對離岸潮位遙測有著廣泛需求。目前現有的驗潮手段有驗潮井、浮子式驗潮、聲學驗潮和壓力驗潮，以上驗潮方法均只能應用于近岸，無法應用于深遠海。我院技術成果篇 79 在 2018 年提出并成功試驗了壓力式傳感器結合水下聲學通信的離岸潮位遙測方法，把水下坐底式壓力傳感器數據通過水聲通信傳輸至水面，再經水面標體傳回岸邊服務器，但該方式所需成本大、丟失風險高、維護繁瑣，只適用于淺水海域，難以推廣和產業化，且高性能大量程水

234、下聲學通信當前屬于歐美發達國家對我國限制出口技術，屬于“卡脖子”難題。項目針對當前離岸潮位遙測中高性能大量程水下聲學通訊“卡脖子”難題及其它難點，另辟技術路線，研究了基于北斗 PPP 的離岸潮位遙測技術，研制了離岸潮位觀測裝置，形成了具有完全自主知識產權的技術方法和設備，主要有以下三項關鍵技術：（1）GNSS PPP 潮位數據處理方法研究采用信號濾波技術，分離出潮位數據。根據采集到的衛星定位信號、星基差分信號和姿態改正數據，執行衛星差分定位分析方法，融合計算出浮標在 ECEF（Earth-Centered，Earth-Fixed，地心地固）坐標系中的三維位置坐標，選取 SG 濾波器，從衛星浮標

235、的三維位置坐標中分理處波浪的三維坐標，采用 SG 濾波器，從衛星浮標的高程坐標中分離出潮位的高程坐標。確定當地海域潮高基準面在 ECEF 坐標系中沿 Z 軸方向上的坐標值，根據已知潮位高程坐標，兩者相減可得到潮位數據。圖 2-10-1 粗差剔除流程圖 2-10-2 S-G 濾波窗口移動平滑法示意圖2023 年度 80（2）基于北斗 PPP 的離岸潮位觀測浮標裝置樣機研制針對離岸潮位遙測遙報裝置的應用特點，需研究衛星定位接收模塊、星基增強差分模塊、IMU 姿態模塊、浮標等各硬件的選用指標，達到成本低、精度合適、體積小、性能匹配的效果；針對各模塊的應用特點，統籌考慮安裝基準傳遞、位置誤差補償、應用

236、環境電磁干擾、多路徑效應和多模塊之間信號時統性，開展系統中模塊布局與結構設計、防串擾電源模塊設計、多源信號獲取、輸入輸出接口等技術研究。根據測試結果和示范應用情況，進一步優化，形成第一代產品方案，再聯系相關廠家，進行樣機生產。圖 2-10-3 定制的北斗 PPP 接收機樣機圖 2-10-4“天科觀潮 1 號”PPP 潮位浮標（3）PPP 離岸潮位數據實時動態處理及可視化平臺軟件開發針對粗差剔除、姿態修正、潮位數據提取和潮位數據計算進行數據處理軟件開發，支持在線遠程接收遙測數據和實時處理潮位數據等功能；針對整個系統的實測對比檢驗需求，對離岸潮位遙測遙報裝置測量精度進行測試，對整個軟硬件系統運行可

237、靠性等進行檢驗。圖 2-10-5 項目技術路線示意圖技術成果篇 81 10.3.2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析基于 GNSS PPP 的離岸潮位遙測遙報技術與裝備與現行的壓力驗潮+水聲通信遙測遙報裝置相比，有效提高了離岸潮位觀測精度和效率、降低了觀測布設和維護難度，可適用于不同水深海域，可應用于海洋測繪、海洋水文調查、生態環境保護、海洋科學研究等領域。10.3.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性（1）提出了基于北斗的離岸潮位遙測新方法和北斗 PPP 離岸潮位遙測數據處理方法，應用北斗短報文數據傳輸，實時進行精密單點定位，實現了離岸潮位的連續觀測和實時精密解算；（2）研制了基于北

238、斗 PPP 的離岸潮位遙測裝置，開發了潮位動態處理及可視化系統，填補了行業空白，使離岸潮位觀測成本大幅降低，易于維護和推廣；（3）提出了基于北斗 PPP_B2b 服務和實時自適應動態約束模型的實時精密單點定位方法，有效解決了無公網或地基增強基準站無法覆蓋等海洋環境下的實時高精度定位難題，推動了北斗系統向海洋規?；瘧?。10.4 科技效果科技效果2023 年 4 月 18 日，中國地理信息產業協會組織專家采用視頻會議形式對天津水運工程勘察設計院有限公司等單位完成的“基于北斗 PPP 的離岸潮位遙測技術與裝置研發”科技成果進行了評價。評價委員會聽取了成果匯報，審閱了相關文檔，經質詢與討論，認為該項

239、目針對離岸潮位快速遙測難題，研究了在無 CORS 信號覆蓋海域基于北斗 PPP 的離岸潮位遙測技術，研制了離岸潮位觀測裝置，形成了具有自主知識產權的技術方法和設備，有效提高了離岸潮位觀測精度和效率、降低了觀測成本。國家水運工程檢測設備計量站對基于北斗 PPP 的離岸潮位觀測浮標裝置樣機“天科觀潮1 號”進行了第三方測試，潮高準確度最大偏差為負 4.8cm，滿足海洋觀測規范_第 2 部分海濱觀測（GBT14914.2_2019）對潮位觀測的精度要求（三級最大允許誤差為10cm）。工業和信息化部電子第五研究所(中國賽寶實驗室)對“GNSS_PPP 離岸潮位數據實時動態處理及可視化平臺”進行了第三方

240、軟件產品確認測試，測試結果為通過。10.5 技術示范情況技術示范情況通過本項目研究的基于北斗 PPP 的離岸潮位遙測技術以及研發的離岸潮位觀測浮標裝置，為黃驊港、天津港、深中通道隧道基槽回淤監測預警預報等提供實時、便捷的潮位遙測技術支撐，為工程建設、港口航道與航運預警預報及防災減災、安全應急預警等提供多種成果數據集成以及直觀的成果展示。研究成果在實際工程項目中得到了直接應用，合同總額為 2968.6 萬元，為公司帶來了顯著的經濟效益。主要應用在以下三個工程項目中：案例案例一一：黃驊港黃驊港 20 萬噸級航道潮位、潮流實時觀測技術服務萬噸級航道潮位、潮流實時觀測技術服務依托基于北斗 PPP 的離

241、岸潮位遙測技術與裝置研發技術成果，建設完成了黃驊港 20 萬噸級航道潮位、潮流實時觀測平臺系統，實現了航道沿程潮位、潮流數據的實時、連續、長期遙測遙報；通過開展日常維護和定期巡檢，保障平臺平穩運行和測量精度，為 20 萬噸級2023 年度 82 航道運維和船舶進出港提供了有效的、可靠的技術支持。項目實施實現了航道維護性疏浚施工的科學規劃及船舶合理調配，有效提升了船舶疏浚作業質量與效率。依托項目成果優化航道沿程基準面，提高了航道承運能力，提升了航道水深資源利用率，保障了航道精準乘潮的實施，實現了 20 萬噸級船舶滿載進出港，經初步統計，港口貨運經濟增量過億元；促進了港口建管養用科技水平，帶動了港

242、口和腹地經濟快速發展。合同金額：1278.6 萬元；單位名稱：中華人民共和國滄州海事局；應用起止時間：2021-12-012023-04-20；單位聯系人/固定電話：趙娜/0317-5786571。案例案例二二：深中通道隧道基槽回淤預警預報現場水文監測深中通道隧道基槽回淤預警預報現場水文監測依托基于北斗 PPP 的離岸潮位遙測技術與裝置，建設了深中通道沉管隧道基槽水沙環境自動監測系統。該項研究成果多源數據集成觀測技術體系與一體化綜合數據采集器，實現了深中通道水沙環境的長期自動監測，為海底隧道的修建、工程海域泥沙淤積規律研究與淤泥的預測預報及沉管下放輔助決策提供科學依據。合同金額：1000 萬元

243、；單位名稱：交通運輸部天津水運工程科學研究院；應用起止時間：2020-11-122023-04-20；單位聯系人/固定電話：嚴冰/022-59812345。案例案例三三：天津港航道港池泊位常規水深、浚前浚后、防波堤水深測量天津港航道港池泊位常規水深、浚前浚后、防波堤水深測量定期開展了天津港航道港池泊位常規水深、浚前浚后、防波堤水深測量項目，項目中使用了先進的測繪地理信息技術，特別是基于北斗 PPP 的離岸潮位遙測技術與潮位遙測浮標的應用，提高了水深測量工作效率和成果質量，為天津港智慧港口建設以及航運安全提供了及時可靠的數據支撐。該項目成果在智慧港口建設、港口運營管理、航海保障等方面發揮重要作用

244、，天津水運工程勘察設計院有限公司高質量、高效率的服務為港區發展提供了高水平的地理信息服務保障。合同金額：690 萬元；單位名稱：天津港港務設施管理中心；應用起止時間：2021-01-012022-04-30；單位聯系人/固定電話：劉維利/022-25705069。10.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景10.6.1 技術推廣前景技術推廣前景目前現有的驗潮手段有驗潮井、浮子式驗潮、聲學驗潮和壓力驗潮，以上驗潮方法均只能應用于近岸，無法應用于深遠海。國內外常用的 GNSS 潮位測量技術主要是基于實時動態定位（RTK）、后處理動態定位（PPK）和精密單點定位（PPP），在有效測量距離、驗潮精度、驗

245、潮時效性方面均存在一定局限性，制約了 GNSS 技術在離岸潮位遙測方面的進一步推廣應用。近幾年，隨著 IGS 實時數據流產品的播發，實時精密單點定位技術發展迅速，特別是 BDS_3_PPP 服務，可以為用戶提供公開、免費的實時高精度服務。但鮮見實時精密單點定位技術在離岸潮位遙測方面的相關研究和實際應用，市面上未見同類 PPP 離岸潮位實時遙測產品。項目成果具有良好的應用和推廣前景：（1）提供一種新型離岸潮位遙測技術和裝置。取代“壓力式驗潮+聲學通信”的現行離岸潮位遙測方式，為離岸潮位觀測業務需求的單位提供一款具備低成本、易操作、廣適用、高技術成果篇 83 精度等特點的新型離岸潮位遙測技術和裝置

246、，大幅縮減離岸潮位觀測成本，顯著提高觀測效率。（2）可在海域水深測量工作中推廣應用。進行海域水深測量時，采用基于北斗 PPP 的離岸潮位遙測技術，可方便實現水深測量、數據處理、數據傳輸與展示的高度實時化，進而實現海域實時水深測量。該方式可避免水深測量作業中因潮位數據缺失導致水深測量工作無效的情況，從而提高海域水深測量工作效率。10.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施（1）該技術成果在海況較好時，取得了令人滿意的結果，但在復雜海況時的適應性和性能精度等情況需要進一步測試。后期可以依托項目或工程實際，開展復雜海況時的測試工作，發現問題解決問題。（2）數據平臺對于數據的統計與分析深

247、度有限。后期可根據實際需求，進一步挖掘利用現有數據，提高數據的利用率，并進一步完善相關系統功能。2023 年度 84 技術 11：一種針對海洋油性漂浮薄膜的智能取樣無人船11.1 技術提供方技術提供方天津金晟?？萍加邢薰臼且患易溆谔旖驗I海高新區的科技型民營企業，自 2011 年成立以來，始終堅持科技創新發展，被認定為高新企業、科技型/創新型中小企業。并秉持誠信經營、依法納稅，無任何不良記錄。主要經營業務范圍有無人操控設備的開發、制造和服務，包括無人船、無人車、機器人及其平臺和以上設備的相關應用。業務客戶遍布全國各省，服務對象包括解放軍部隊、武警特警、應急部消防研究所、省防汛水利部門、中科院

248、環境研究所、各地高等名校及各級環保、測繪企事業單位，并持續為他們提供著技術支持，保駕護航。11.2 技術成果簡介技術成果簡介11.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域技術成果名稱：一種針對海洋油性漂浮薄膜的智能取樣無人船，該產品可以在海面上通過無人操控對油污油膜智能取樣、存儲。技術領域：海洋無人裝備及海洋環境保護相關。11.2.2 技術成果來源技術成果來源技術成果來源于企業自研。該產品知識產權歸屬于天津金晟?？萍加邢薰?，由公司獨立自行研發，并已下發專利證書，專利號為 ZL 201920053451X，也由公司完成生產制造。11.3 技術內容技術內容11.3.1 技術原理及工藝流程技術

249、原理及工藝流程本實用新型的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種針對海洋油性漂浮薄膜的智能取樣無人船。本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是：一種針對海洋油性漂浮薄膜的智能取樣無人船，包括船體、航行控制系統、動力系統，還包括取油去水裝置，所述的取油去水裝置包括安裝在船艙外側的取油器以及安裝在船艙內的分油罐、抽水泵、排水泵，取油器插入海面下，取油器的排液管穿入船艙內，與安裝在船艙內的分流管連接，所述分流管將取油器抽上來的液體分成多路，通過多路分支管分別連接多個抽水泵的進口，多個抽水泵的出口分別連接多個分油罐的進口，多個分油罐的出口分別連接多個排水泵的進口，多個排水泵的出口共同連接一排水匯流管

250、，該排水匯流管連接一排水總管的一端，該排水總管的另一端引至船艙外，排水流入海里。所述的取油器為管體，豎向放置，在管體的頂部開口安裝密封膠塞，在管體的底部開口安裝帶孔膠塞，該帶孔膠塞連接排液管，在管體的外環壁豎向制有一長條孔，該長條孔為進液口。所述的取油器為兩個，分別通過高度調節機構安裝在船體兩側。所述的高度調節機構包括卡箍及限位器，所述的限位器固定在船的外壁，所述的卡箍套技術成果篇 85 裝在取油器的管體上，在卡箍的外環壁制有兩定位塊，在限位器上豎向均勻制有多個定位槽。所述的分油罐側壁上部制有進液口、下部制有出液口，在分油罐內中部通過支架安裝吸油棉，分油罐頂部通過螺紋安裝密封蓋。所述的動力系統

251、包括兩個推進器及推進器的供電電池，供電電池安裝在船艙內，推進器通過推進器支架對稱安裝在船尾部。在船體頂面中部固裝桅桿，在桅桿的頂部安裝航行控制系統。所述的航行控制系統包括單片機及分別與單片機連接的數傳模塊、PWM 信號接收機、多個水泵控制器、推進器控制器。船體為 V 型船體，船的重心在船體下部 14 高度以下，在橫傾角不超過 90 度情況下自回正。所述船體采用鋁合金材質制成。本實用新型的優點和積極效果是：（1）本實用新型取油去水裝置通過連續不斷地進液、分油、排水，可提高油性樣品的獲取概率和數量。（2）本實用新型船體本身既是一個浮子，能保證處于水線中心的取油器的進液口一直保持在水面，保證漂浮在水

252、面的油層能夠進入進液口，而不是僅能抽到水。（3）本實用新型可調節自適應的取油器可隨波浪自行調整，在 3 級風浪搖擺下仍然能穩定提取厚度達分子直徑的油膜樣品。（4）本實用新型采用抽水和排水成對的水泵設計，可避免因過濾產生的管路水壓，減少爆管的隱患。11.3.2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析（1）技術適用的行業和具體領域：海洋無人裝備，海洋環境保護。（2）技術使用中的特定條件限制：本品屬于無人操控設備，需要有相應技術素質的人員使用，用于需要漂浮油膜取樣的近海海域，惡劣天氣不能正常使用。11.3.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性（1）使用無人船進行遠程智能取樣；（2）比人工更精準便捷

253、的提取油膜；（3）通過每次采集的差異分析油膜泄露的區域。11.4 科技效果科技效果電纜如果斷裂，里面會施放出液壓油，油體上升到海面后約在幾十分鐘內變成分子厚度的油膜擴散，只有通過提取液壓油分離后檢驗，才可以分析出電纜斷裂點從而進行維修。然而液壓油由于漂浮在海面上形成薄膜，導致提取難度非常大，即便人工也不能保證每次抽取的都是油。智能取樣能有效的避免此問題，通過無人船則使提取的效率得到提升。本成果促進了該領域產業的升級，從有人作業升級到無人作業，減少了人力成本，提高了效率，同時降低了作業危險系數。改變了產業模式不僅帶動了產業技術發展，也推動了技術進步和創新。2023 年度 86 本成果使作業模式從

254、傳統低效的人力取樣方式，向智能自動化轉變，以新型的形式完成作業，不僅降低了作業勞動強度，增加了作業安全性，也使作業變得簡潔便捷，升級了產業的作業方式。新技術帶動的產業升級會催生新的產業模式，推動產業數字化信息化的轉變，實現高速信息交互，在管理上也更為透明直觀。同時使用新能源方式的無人設備相比傳統載人的燃油艇，更為環保清潔，符合低碳環保的主旨。11.5 技術示范情況技術示范情況該技術在近海維修及環保領域能夠提供有力支撐。典型應用案例內容應包括：由代理公司銷售，應用于南方電網研究項目內采購。11.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景11.6.1 技術推廣前景技術推廣前景該技術在國內海洋油污泄露以及

255、海下電纜維修輔助領域屬于研究探索階段，該成果填補了在無人船自動油膜取樣技術的空白，在未來海洋治理、監測有廣闊的前景和潛力。11.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施該技術成果推廣需要市場有無人操作技術的支持與推廣，若在該領域深耕細作，需要更多的需求方愿意投入研發成本，以解決面對可能出現更細化的問題使之逐一攻克，提高產業效率。技術成果篇 87 技術 12：天津土著經濟貝類淺海增殖技術開發與應用12.1 技術提供方技術提供方天津農學院始建于 1976 年。1982 年獲學士學位授予權，2006 年獲碩士學位授予權。學校以農科為主體，農學、工學、管理學、理學、經濟學、文學、藝術學協調

256、發展。經過多年的辦學實踐，形成了緊貼區域經濟社會發展，服務于現代都市型農業的鮮明辦學特色。學校以學科建設為龍頭，以提高人才培養質量為中心?，F有 15 個學院（部），7 個學科門類，48 個本科專業及專業方向；有 9 個一級學科學術碩士學位授權點、4 個碩士專業學位授權點。有 1 個天津市一流學科、4 個天津市級重點學科、5 個天津市級特色學科群、2個天津市高校服務產業特色學科群、1 個國家級大學生校外實踐教育基地、6 個國家級一流本科專業建設點、11 個省級一流本科專業建設點；2 門國家級一流本科建設課程、29 門天津市一流本科建設課程。2021 年，學校入選全國鄉村振興人才培養優質校。學?，F

257、有教職員工 1000 余人，其中：雙聘院士 4 人，國務院政府特殊津貼專家 18 人，國家級人才 7 人，省部級人才 53 人。設有 1 個農業農村部重點實驗室、4 個國家級科研創新平臺、天津市水產生態及養殖重點實驗室、天津市農業動物繁育與健康養殖重點實驗室、天津市主要農作物智能育種重點實驗室等 50 余個省部級平臺。12.2 技術成果簡介技術成果簡介12.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域技術名稱：天津土著經濟貝類淺海增殖技術開發與應用。技術領域：深淺海養殖。12.2.2 技術成果來源技術成果來源國家科技重大專項，國家貝類產業技術體系（CARS-49）天津綜合試驗站，600 萬元。

258、國家重點研發計劃-藍色糧倉項目，重要養殖貝類種質創制與規?；品N，2018YFD0901404，37 萬元。國家海洋局 19-3 補償款項目，天津海域主要經濟動物生態修復工程，19-3BC2014-08，570 萬元。天津市農業科技成果引進項目，天津主要灘涂貝類苗種繁育及池塘養殖技術示范，201602050，50 萬元。種業科技重大專項，“斑馬蛤”菲律賓蛤仔良種繁育及蝦塘混養技術研究，17ZXZYNC00020，50 萬元。表 2-12-1 成員組成及簡介姓名姓名工作單位工作單位職稱級別職稱級別承擔任務介紹承擔任務介紹郭永軍天津農學院正高級方案制定、海域調查李永仁天津農學院副高級苗種繁育及灘涂

259、調查梁健天津農學院中級苗種繁育梁爽天津農學院中級樣本采集2023 年度 88 姓名姓名工作單位工作單位職稱級別職稱級別承擔任務介紹承擔任務介紹陳麗梅天津農學院副高級水質因子測定劉惠茹天津農學院中級養殖病害分析12.3 技術內容技術內容12.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程該成果以天津土著經濟貝類（主要為毛蚶、菲律賓蛤仔）的生物學特征為基礎，通過引進技術的改進、創新與集成，開發適用于天津海域的淺海貝類增殖技術，包括天津土著經濟貝類的苗種規?；庇夹g、貝類增殖技術及資源調查與評估在內的的完整技術體系，可為為天津及周邊海域貝類資源增殖與修復提供技術依托。圖 2-12-1 工藝流程圖成果

260、詳細技術：成果詳細技術：（1）本地土著貝類的規?；绶N繁育本地土著貝類的規?；绶N繁育開展了本地土著貝類苗種繁育，貝類增殖提供苗種。為滿足苗種繁育需求，開發了四級單胞藻培養工藝，培育了叉鞭金藻、等鞭金藻、角毛藻、小球藻和新月菱形藻、鹽藻、小球藻、角毛藻、扁藻、云微藻等多種藻類。開發了浮游幼蟲培育技術，設計了變態期采苗技術（鋪膜隔底采苗法），開發了隔土鋪模式土塘中間育成技術，對土著菲律賓蛤仔、毛蚶、青蛤進行了規?；绶N培育，2018 年以來共培育苗種 12.6 億粒。圖 2-14-2 貝類苗種繁育單胞藻類培育：A.單胞藻類一級培養；B.二級培養；C.三級培養圖 2-12-3 不同發育階段的菲律賓

261、蛤仔苗種：A.浮游期殼頂幼蟲；B.匍匐幼蟲；C.初期稚貝；D.雙水管稚貝（苗種）技術成果篇 89 圖 2-12-4 鋪膜隔底采苗法示意圖圖 2-12-5 底棲雙殼類中間培育池塘俯視圖和養殖畦構造示意圖表 2-12-2 鋪膜隔底采苗與直接采苗參數對比參數參數變態率變態率%變態期存活率變態期存活率%變態期生長率變態期生長率m/d稚貝生長率稚貝生長率m/d鋪膜隔底采苗52.612.664.513.438.553.4直接采苗38.48.348.511.232.646.7表 2-12-3 隔土鋪模式土塘中間育成與普通土塘中間育成參數對比參數參數生長速度生長速度 um/d存活率存活率%苗種回捕率苗種回捕率

262、%隔土土塘中間育成45.678.5 95-99普通土塘中間育成32.972.4 60-70（2）貝類的增殖放流技術研究貝類的增殖放流技術研究 貝類的增殖放流技術研發及應用貝類的增殖放流技術研發及應用針對經濟貝類資源衰退的問題，在大神堂魚礁區附近海域增殖濾食性貝類，吸收固定水體中的氮、磷等營養物質，改善水域環境，修復海域經濟動物種群，維持渤海生態系統物質流動和能量流動的平衡。通過海域本底調查，確定放流區域、放流種類、放流時間以及規格密度等參數，制定完整的貝類增殖放流方案。本團隊自 2010 年開展貝類增殖放流，“十三五”以來，共放流毛蚶、菲律賓蛤仔等雙殼貝類 1273.5 噸，總計 81183.

263、6 萬粒（表 2-12-4）。2023 年度 90 表 2-12-4“十三五”以來，貝類增殖放流信息時間時間種類種類規格規格數量（數量（萬萬粒）粒）總重總重 t放流位置放流位置2016 年春毛蚶110 粒/kg660.06.0塘沽高沙嶺文蛤750 粒/kg52.60.7塘沽高沙嶺2016 年秋毛蚶500 粒/kg15500300漢沽大神堂菲律賓蛤仔723 粒/kg10845150漢沽大神堂2017 年秋菲律賓蛤仔1600 粒/kg14820100漢沽大神堂青蛤644 粒/kg52010.5塘沽高沙嶺毛蚶566 粒/kg3240140塘沽高沙嶺2018 年秋毛蚶284 粒/kg88040漢沽大神

264、堂322 粒/kg26412塘沽高沙嶺青蛤436 粒/kg4988.3塘沽高沙嶺2019 年秋菲律賓蛤仔1000 粒/kg600060漢沽大神堂青蛤600 粒/kg72012塘沽高沙嶺毛蚶344 粒/kg4128120塘沽高沙嶺2020 年秋毛蚶320 粒/kg256080塘沽高沙嶺菲律賓蛤仔1200 粒/kg12000100漢沽大神堂2021 年秋毛蚶312 粒/kg249680塘沽高沙嶺菲律賓蛤仔1000 粒/kg600060漢沽大神堂總計81183.61273.5圖 2-12-6 淺海貝類采捕及灘涂趕海拾貝 海域土著經濟貝類海域土著經濟貝類突發性死亡突發性死亡應急應急調查調查2012 年

265、 9-10 月，漢沽淺海底播菲律賓蛤仔發生大規模死亡，死亡率最高達 86.2%，同時生長緩慢。結果表明，蛤仔死亡原因為底質表層的尋氏肌蛤與蛤仔爭奪近底海水中的餌料和溶氧，并通過足絲網絡影響蛤仔的攝食及呼吸，這是已知尋氏肌蛤首次爆發性出現于渤海灣淺海。技術成果篇 91 2021 年 8 月，獨流減河河口野生菲律賓蛤仔突發急性大面積死亡，本團隊調取數據發現，臺風“煙花”過后，獨流減河作為本市主要泄洪河道之一，出水口鹽度低于 2，導致灘涂貝類幾乎全部死亡。圖 2-12-7 獨流減河河口灘涂調查 貝類在該海域的適應性及適宜密度研究貝類在該海域的適應性及適宜密度研究通過試驗，監測分析 5 種主要經濟貝類

266、的生長、存活及其養殖區的底質、生物餌料，探討其在天津大港灘涂的養殖適應性。結果表明，該灘涂適于養殖長牡蠣、毛蚶，較適于養殖菲律賓蛤仔、青蛤，不適于養殖縊蟶。為研究大神堂淺海菲律賓蛤仔養殖的適宜密度和生長特征，在不同養殖階段設計密度梯度養殖試驗，結果表明，2000 粒/m2為該海域蛤仔養殖的適宜密度，適于培育大規格商品貝。本地淺海貝類肥滿度變化研究本地淺海貝類肥滿度變化研究對天津淺海菲律賓蛤仔在不同密度和月份下的肥滿度變化進行研究，結果表明：2000粒/m2及以下密度之間蛤仔肥滿度差異不顯著，4000 粒/m2密度下蛤仔肥滿度顯著偏低；蛤仔肥滿度周年變化范圍為 14.1-25.6，1-5 月，蛤

267、仔肥滿度高于 20，3-4 月肥滿度最高。（3）貝類增殖效果調查與評估貝類增殖效果調查與評估為評估增殖放流對本地貝類資源的影響，指導當地貝類資源的修復及合理開發，2008年以來，本團隊對漢沽鯉魚門、大港減河口及大港濱海濕地三段潮間帶灘涂開展持續的經濟貝類資源調查，并對大神堂漁港淺海捕獲的經濟貝類進行跟蹤。灘涂調查的結果表明：共發現經濟貝類 24 種，每段灘涂每年 714 種；各灘涂的經濟貝類生物量范圍為 223.51665.5 g/m2，鯉魚門及減河口灘涂的經濟貝類棲息密度及生物量在 2012 年以后均高于 2008 年，2008 年2017 年濱海濕地灘涂的經濟貝類棲息密度及生物量高于 20

268、18 年-2020 年；鯉魚門及減河口灘涂的經濟貝類主要分布于中潮區中、下部，濱海濕地灘涂的經濟貝類主要分布于中潮區中、上部；各灘涂的經濟貝類優勢種在調查前期均為四角蛤蜊，鯉魚門灘涂于 2012 年、減河口灘涂于 2013 年以后為菲律賓蛤仔?！笆濉币詠?，天津及周邊海域野生貝類捕獲量逐年增加。以大神堂漁港為例，2018年菲律賓蛤仔產量下降，2021 年迅速升高，這與 2019-2020 年天津港錨地發現野生蛤仔聚集海域有關，2022 年毛蚶、長牡蠣、脈紅螺與頭足類采捕量均有所提高，菲律賓蛤仔采捕量低于 2020 年。大神堂漁港 2022 年貝類總產量為 14320 噸，較 2014 年提高

269、 15.8%。表 2-12-52012-2022 年大神堂漁港主要經濟貝類捕獲量（t）種類種類2012 年年2014 年年2016 年年2018 年年2020 年年2022 年年毛蚶22535003000300024004000長牡蠣1750450060006000420048002023 年度 92 種類種類2012 年年2014 年年2016 年年2018 年年2020 年年2022 年年菲律賓蛤仔325035002400800134004200脈紅螺4507608808009201200頭足類100100100100100120總計5775123601238013100210201432

270、0注：采捕貝類均達商品規格（4）成果開發的相關裝備成果開發的相關裝備 天津市濱海新區海水貝類繁育及養殖產業園天津市濱海新區海水貝類繁育及養殖產業園為支持天津本地貝類增殖，保護土著貝類資源，在本團隊的推動下，利用中央財政經費2000 萬元和自籌經費 2000 萬元，在海升水產養殖有限公司建立貝類繁育及養殖基地，促進天津及周邊地區貝類苗種繁育和養殖技術的推廣?；刂黧w建筑面積 8533 m2、養殖池塘面積 1112 畝。具備年生產稚貝苗種 20 億粒、中間培育苗種 200 噸、濃縮藻液 1 萬 L、成貝養殖產量 450 噸的產能。主體工程包括：海水貝類繁育車間 6162 m2、貝類凈化加工車間 7

271、13 m2等。圖 2-12-8 貝類繁育及養殖產業園建設組織機構及分工圖 2-12-9貝類苗種繁育主體工程 一種閉殼貝類的捕后粗加工處理方法一種閉殼貝類的捕后粗加工處理方法提供一套適用于蛤類、蚶類、貽貝類、牡蠣類等閉殼型貝類的規格分選和表面凈化技術。本發明節省了勞動力，降低了生產成本，可對目標貝類中雜質進行快速分離，保證了貝類捕后的成活率，為貝類的長途運輸及銷售打下良好基礎。技術成果篇 93 圖 2-12-10 淺海貝類采捕及灘涂趕海拾貝 一種貝類育苗池換水設備一種貝類育苗池換水設備圖 2-12-11 貝類育苗池換水設備示意圖 一種便攜式風掃貝類播苗機一種便攜式風掃貝類播苗機圖 2-12-12

272、便攜式風掃貝類播苗機 一種適用于池塘養殖的水體環流設備一種適用于池塘養殖的水體環流設備有效加強池塘底部水體的流動性，控制水體的循環速度，還可作噴淋式增氧，對于促進貝類苗種池塘中間培育有顯著作用。圖 2-12-13 池塘養殖的水體環流設備苗機2023 年度 94 菲律賓蛤仔養殖過程中生物樣本采集設備菲律賓蛤仔養殖過程中生物樣本采集設備開發了一種浮游生物采樣網的底部收集裝置。圖 2-12-14浮游生物采樣網的底部收集裝置（5）技術培訓和現場指導技術培訓和現場指導該成果研究成熟以來，陸續開展菲律賓蛤仔苗種繁育及養殖相關的培訓會，其中 2018年以來培訓人員 284 人。圖 2-12-15技術培訓現場

273、12.3.2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析該技術成果主要適用于貝類增殖業，包括貝類生境研究、資源調查評估、貝類苗種繁育等領域。另外，對貝類養殖業具有一定支撐作用，包括苗種提供、淺海底播養殖、池塘養殖等領域。該技術成果適用于我國北方泥質或泥砂質底質淺海的貝類資源增殖，海域深度低于 20m。12.3.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性創新點：創新點：（1）鋪膜采苗鋪膜采苗：貝類苗種繁育過程中，幼蟲變態期前在育苗池底鋪設透明聚乙烯薄膜（厚度 200-300m）進行采苗，該薄膜維持到幼貝期后可撤除。該方法解決了北方菲律賓蛤仔育苗附底后死亡率高的問題，提高了苗種變態率、稚貝生長速度以及成活

274、率。（2）隔土中培隔土中培：新型的隔土鋪膜式土塘中間育成法，即在土池養殖畦上鋪設黑色塑料，四周用石龍壓實，進水并肥水后，將出庫貝苗均勻播撒其上，由殼長 1mm 左右培育至 5-10mm。解決了在泥底質池塘難以開展苗種中培的問題，對比室內中培成本降低 60%以上。（3）保護性增殖）保護性增殖：在貝類苗種放流后，人工看護放流區域，禁止人為采捕，直至苗種達到第一次性成熟并排放精卵之后允許采捕。另外，也可以采取在禁止采捕的保護區、魚礁技術成果篇 95 區或海洋牧場開展貝類增殖放流。采用保護性增殖方式，海區貝類生物量在 2 年內提高 264%以上，比普通增殖方式提高 162%。先進性先進性：申報技術已通

275、過成果鑒定，鑒定結果為國際先進。12.4 科技效果科技效果（1）該成果的土著貝類苗種繁育方面，鋪膜隔底采苗與直接采苗對比，變態率提高37.0%，變態期存活率提高 33.0%；（2）隔土鋪模式土塘中間育成與普通土塘中間育成對比，苗種生長速度提高 38.6%，存活率提高 8.4%；（3）采用保護性增殖方式，海區貝類生物量在 2 年內提高 264%以上，比普通增殖方式提高 162%；（4）采用本成果在大神堂海域增殖菲律賓蛤仔，對比 2010 年，2020 年前后該海域菲律賓蛤仔生物量提高 10 倍以上，同時，灘涂菲律賓蛤仔大量出現，生物量迅速提高，并成為優勢物種。12.5 技術示范情況技術示范情況案

276、例：案例：大神堂淺海菲律賓蛤仔底播增殖效果及生態評估大神堂淺海菲律賓蛤仔底播增殖效果及生態評估（1）案例概況“十三五”以來，利用本成果提供的技術，天津市濱海新區海之源水產養殖有限公司等經營主體開展土著菲律賓蛤仔、毛蚶的規?；绶N繁育，并在大神堂淺海開展增殖放流，放流菲律賓蛤仔苗種 470 噸，共計 49665 萬粒，放流毛蚶苗種 180 噸，共計 4620 萬粒。大神堂南部海域及周邊海域或灘涂的菲律賓蛤仔生物量持續提高，對比 2010 年，2019-2022 年，該海域菲律賓蛤仔及毛蚶產量提高 3 倍以上，沿海灘涂的菲律賓蛤仔生物量也迅速提高。案例地址：天津市濱海新區漢沽大神堂以南淺海業主及聯

277、系方式：天津市濱海新區海之源水產養殖有限公司，李楊：18802282835（2）工藝流程及主要參數技術流程：圖 2-12-16技術流程圖苗種繁育過程種，菲律賓蛤仔或毛蚶的規?；绶N繁育周期短、見效快、出苗多，1000m3的育苗水體，每個育苗周期（約 45 天）可產生效益約 4.12 萬元。2019-2020 年，苗種繁育2023 年度 96 企業實際繁育 11 個批次，各批次育苗水體為 600-1300m3不等，銷售額 45.6 萬，純利潤達到 33.6 萬元。土著貝類增殖過程中，100 噸菲律賓蛤仔或毛蚶可移除海水中的 C 元素總干重為 8.36噸，移出 N 的總干重為 1.19 噸，移出

278、P 的總干重為 119kg。（2）應用效果該海域及周邊海域或灘涂的菲律賓蛤仔、毛蚶生物量持續提高，對比 2010 年，2019-2022年，該海域菲律賓蛤仔產量提高 3 倍以上，沿海灘涂的菲律賓蛤仔生物量也迅速提高。（3）能源、資源節約和綜合利用情況海域的菲律賓蛤仔生物量提高之后，漁民采捕蛤仔產量提高，單位產出所消耗的能源相應的降低。采捕的蛤仔一方面運往市場銷售，另一方面運進加工廠進行精細加工，形成一條龍的產業鏈，增加了用工量，帶動了就業。12.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景12.6.1 技術推廣前景技術推廣前景天津土著經濟貝類（菲律賓蛤仔及毛蚶）的淺海增殖技術適用于世界上溫帶地區的泥質

279、及沙泥底質淺海區域，技術輻射范圍在國內包括天津沿海，河北唐山、滄州沿海，以及黃河口及萊州灣部分地區。已在沿海多家企業的海水育苗車間開展苗種繁育，并為增殖放流企業提供苗種，目前，菲律賓蛤仔與毛蚶的苗種繁育技術已應用到多家企業 2 萬余方水體，實施地點主要包括天津的漢沽區和大港區，在河北省包括唐山市灤南、曹妃甸以及滄州黃驊。該成果操作簡易易施行，經濟效益高、生態效益顯著，其推廣應用前景廣闊。目前，已有一些企業利用該技術開展貝類增殖放流，貝類資源增加的效果顯著。以往貝類苗種在存活率和生長速度方面表現較差，急需抗逆性強、生長快的貝類苗種，而在本地繁育的土著苗種滿足了這種需求。預計到 2025 年，在貝

280、類增殖放流領域內，該成果的應用比例可以達到 70%以上，每年生產及放流土著貝類苗種 20 億粒，可收獲成貝 15000 噸以上，經濟價值約 1.5 億元，可移除海水中的 C 元素總干重為 1250 噸，移出 N 的總干重為 178.5 噸，移出 P 的總干重為 17.85噸，產生顯著的經濟效益與生態效益。12.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施目前，土著貝類苗種繁育技術的推廣基本無障礙，本地苗種售價較高，因此本地企業樂于采用該成果生產土著苗種，用于開展海水養殖。但是，在增殖放流過程中，本地土著苗種由于銷售價格高而不占優勢，放流企業更傾向于采購便宜的野生苗種（出產海域不限），這

281、與國家標準中應采用本地培育的苗種的規定相違背。貝類增殖技術方面，在本地尚無相關的其他成果，因此，采用本成果，是對保障放流效果的有力支撐，目前本地的貝類增殖放流活動均全部或部分的采用本成果提供的相關技術。技術成果篇 97 技術 13：海洋平臺 TEG 天然氣脫水及再生系統自主化關鍵技術13.1 技術提供方技術提供方海洋石油工程股份有限公司是中國海洋石油集團有限公司控股的上市公司，是國內唯一集海洋油氣開發工程設計、采購、建造和海上安裝、調試、維修以及液化天然氣、海上風電、煉化工程等為一體的大型工程總承包公司，也是亞太地區規模最大、實力最強的海洋油氣工程總承包之一。公司總部位于天津濱海新區。經過 4

282、0 多年的建設和發展，公司明確了“建設中國特色世界一流工程公司”的愿景和“以設計為龍頭的 EPCI 總包能力建設為唯一核心，以經營管理能力和技術引領能力建設為兩個基礎，以國際化、深水化、新產業化為三個發展方向，以人才、市場、成本、風控、信息化建設為五個抓手”的發展策略，系統形成了以“大型起重鋪管船舶序列”“1500 米級深水作業 ROV 序列”“建造場地及建造施工裝備”等為核心的十大裝備、以“深水浮式平臺技術”“水下系統及產品技術”“超大型海上結構物及模塊化技術”等為核心的十大技術，先后為中國海油、康菲、殼牌、沙特阿美、巴國油、Technip、MODEC、FLUOR 等眾多中外業主提供了優質產

283、品和服務，業務涉足 20 多個國家和地區。（1）開發了 TEG 天然氣脫水及再生系統一體化設計技術，并形成企標(Q/HS GC035-2022)技術提供方單位：海洋石油工程股份有限公司。（2）開發了 TEG 脫水塔工藝設計方法，并編寫了設計指導文件技術提供方單位：海洋石油工程股份有限公司。（3）開發了 TEG 再生塔頂冷凝器的數值模擬及工藝計算方法，得出了一種優化設計方案，取得軟著專利（專利號：2019SR0586199）技術提供方單位：海洋石油工程股份有限公司。（4）開發了 TEG 電加熱器表面膜溫度及超溫概率計算方法，形成一項實用新型專利（專利號：ZL202022645788.5），一項軟

284、著專利（專利號：2019SR1413292）技術提供方單位：海洋石油工程股份有限公司。（5）發明了弱旋流式三相分離裝置及分流方式，并取得 1 項發明專利（專利號：ZL201811244548.5）技術提供方單位：海洋石油工程股份有限公司。（6）獨創了“陸地小循環”調試方法，極大地降低了海上調試工作量，實現工程運行中的降本增效技術提供方單位：海洋石油工程股份有限公司。（7）開發了 TEG 再生系統局部去高壓降本優化設計技術技術提供方單位：海洋石油工程股份有限公司。（8）開發了高露點降 TEG 脫水再生裝置設計技術技術提供方單位：海洋石油工程股份有限公司。2023 年度 98 13.2 技術成果簡

285、介技術成果簡介13.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域技術名稱：海洋平臺 TEG 天然氣脫水及再生系統一體化關鍵技術。技術領域：海洋能源開發利用。13.2.2 技術成果來源技術成果來源分公司級科研課題及多個生產項目應用。13.3 技術內容技術內容13.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程三甘醇脫水工藝流程見附圖 2-13-1 所示。來自三甘醇脫水塔的三甘醇富液首先進入回流冷凝器進行換熱，然后經三甘醇預熱換熱器,進入三甘醇閃蒸罐進行閃蒸分離，分離出來易揮發的烴類液體和溶解在三甘醇里的酸氣，然后富三甘醇經過顆粒過濾器和活性炭過濾器，過濾后的富三甘醇液體經富/貧三甘醇換熱器換熱后，

286、進入三甘醇精餾柱中，向下流入重沸器實現再生。再生后的貧三甘醇經富/貧液換熱器和富甘醇預熱換熱器冷卻，然后經三甘醇循環泵加壓后進入干氣/貧三甘醇換熱器降溫，后進入脫水塔與天然氣逆向接觸，脫除天然氣中的水分，而吸水后富甘醇再次進入再生系統，形成一個循環系統。脫水塔脫水塔濕天然氣濕天然氣入口過濾分離器入口過濾分離器液液天然氣天然氣顆粒過濾器顆粒過濾器 活性炭過濾器活性炭過濾器閃蒸罐閃蒸罐緩沖罐緩沖罐三甘醇循環泵三甘醇循環泵重沸器重沸器精餾柱精餾柱回流冷凝器回流冷凝器富甘醇預熱富甘醇預熱 換熱器 換熱器貧/富三甘醇貧/富三甘醇換熱器換熱器消泡劑消泡劑干氣/貧三甘醇干氣/貧三甘醇換熱器換熱器外輸干氣外輸

287、干氣液烴液烴平衡管平衡管放空氣放空氣圖2-13-1 三甘醇脫水工藝流程圖由于受平臺尺寸及使用環境限制，海洋平臺 TEG 天然氣脫水及再生系統，對于工藝的高效性、系統的集成性、運行的可靠性、操維的便利性等均有較高要求。正因如此，海洋平臺 TEG 天然氣脫水再生系統一度為國外廠家所壟斷。如何實現 TEG 天然氣脫水及再生裝置的集成化，模塊化及一體化是海上平臺應用的一個關鍵技術難點，本技術開發了一種適用于海上平臺的 TEG 天然氣脫水及再生系統一體化設計技術，再生系統模塊應用案例見附圖 2-13-2。技術成果篇 99 圖 2-13-2 天津昊野科技有限公司再生系統模塊應用案例TEG 脫水塔工藝設計作

288、為 TEG 系統工藝設計的一個關鍵技術難點，與陸地項目不同，海上平臺減小塔設備尺寸的經濟性是非常巨大的，本研究開發了一種適用于海上平臺的TEG 脫水塔工藝設計的方法，解決了吸收塔工藝設計問題，打破了外有技術對項目成本及工期的制約。再生塔頂冷凝器換熱工藝的合理性決定了三甘醇再生效率、三甘醇損耗率、以及系統內能源能否有效利用。本研究開發了 TEG 再生塔頂冷凝器的數值模擬及工藝計算方法，解決了 TEG 損耗率無法定量計算的問題，并得出了一種優化設計方案。模擬結果示范圖見圖2-13-3，應用案例示范圖見圖 2-13-4。圖2-13-3 TEG塔頂冷凝器數值模擬圖2-13-4 TEG塔頂冷凝器應用示范

289、圖2023 年度 100 TEG 超過 207會分解，因此再沸器溫度控制及電加熱器的設計是一個關鍵技術難點，TEG 電加熱器表面膜溫度及超溫概率計算方法，解決了無法定量計算 TEG 近電加熱器壁面膜溫度的問題，為電加熱器選型設計及 TEG 操作溫度下超溫概率計算提供理論支撐。TEG 閃蒸罐的三相分離效率直接影響系統運行效果，發明的一種適用于氣/液/液三相分離的弱旋流分離內件及分流方式，可大大提高氣體、TEG 及凝析油三相分離效率。獨創了“陸地小循環”調試方法，極大地降低了海上調試工作量，開發了 TEG 再生系統局部去高壓降本優化設計技術，實現了再生系統的低壓化，達到了降本增效的效果。13.3.

290、2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析（1）本技術適用于海洋工程行業，海洋能源開發利用技術領域。（2）本技術開發主要是針對海洋平臺天然氣脫水領域，其優點在于滿足海洋平臺工藝的高效性、系統的集成性、運行的可靠性、操維的便利性等特殊要求，因此對于陸地 TEG脫水使用中的特定條件可能不具備優勢。13.3.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性（1）本技術開發的 TEG 再生塔頂冷凝器的數值模擬及工藝計算方法，在國內同類技術中處于領先水平，相關研究成功已發表論文并取得軟著專利（專利號：2019SR0586199）。（2）本技術開發的 TEG 電加熱器表面膜溫度及超溫概率計算方法，在國內同類技術中處

291、于領先水平，相關研究形成一項實用新型專利（專利號：ZL202022645788.5），一項軟著專利（專利號：2019SR1413292）。（3）本技術發明的弱旋流式三相分離裝置及分流方式，在國內同類技術中處于領先水平，且具有較高創新性，已取得發明專利（專利號：ZL201811244548.5）。（4）本技術開發的高露點降 TEG 脫水再生裝置設計技術在在國內同類技術中處于領先水平，在國際上也屬國際先進技術，關鍵技術指標為天然氣壓力水露點要求為-385400kPag，普通汽提法 TEG 再生濃度達 99.93wt%，已超出國內標準（SYT 0076-2008 天然氣脫水設計規范）推薦應用范圍，接

292、近 TEG 脫水極限。13.4 節能減碳或污染防治效果節能減碳或污染防治效果本技術實現了從關鍵技術攻關、技術隊伍建設到技術體系搭建的全過程，打破了國外技術封鎖，實現了海洋平臺 TEG 天然氣脫水及再生裝置完全自主化設計和建造。本技術開發的“TEG再生塔頂冷凝器的數值模擬及工藝計算方法”和“TEG電加熱器表面膜溫度及超溫概率計算方法”，打破了以往設計均采用經驗科學，無法定量計算的問題，為了裝置設計利用了理論支撐和設計依據，開發的軟著及發明專利，具有適用范圍廣，降尺減重等優點，非常適用于海洋平臺此類集成化程度高，空間極度緊張的環境。本技術開發的高露點降 TEG 脫水再生裝置設計技術可以實現關鍵技術

293、指標為天然氣壓力水露點要求為-385400kPag，普通汽提法 TEG 再生濃度達 99.93wt%，已超出國內標準（SYT 0076-2008 天然氣脫水設計規范）推薦應用范圍，接近 TEG 脫水極限。在國內同類技術中處于領先水平，在國際上也屬國際先進技術。本技術獨創的“陸地小循環”調試方法，極大地降低了海上調試工作量，為生產方節約價技術成果篇 101 值超過 200 萬元調試消耗費用，實現工程運行中的降本增效。開發的 TEG 再生系統局部去高壓降本優化設計技術，為企業綜合降本 200 萬/套。本技術編制的技術體系已形成企標，為公司和行業提供技術支撐，為公司產品質量管理提供技術依據，引導同行

294、業發展，提高公司在國內以及國外知名度和市場認同度。13.5 技術示范情況技術示范情況本技術已應用于海洋工程行業海洋能源開發利用領域，目前應用項目天然氣處理規模從60 萬方/天455 萬方/天，實施效果良好，均達到天然氣脫水要求，部分技術為項目開發實現降本增效。案例：案例：渤中渤中 19-6 凝析氣田試驗區開發項目凝析氣田試驗區開發項目（1）案例概況案例名稱：渤中 19-6 凝析氣田試驗區開發項目工程規模：天然氣處理量 180 萬方/天建設條件：海洋平臺主要建設或改造內容：TEG 脫水及再生裝置設計、建造及調試投運關鍵設備：TEG 入口過濾分離器橇，TEG 脫水橇，TEG 再生橇投入運行時間：2

295、020 年 6 月 13 日投產項目驗收情況：性能良好，水露點合格項目驗收單位：中洋石油（中國）有限公司天津分公司驗收日期及驗收結論：2020.6.13 合格業主及聯系方式：都宗民 022-66502497案例地址：BZ19-6 WHPA 平臺（2）工藝流程及主要參數BZ19-6 WHPA 平臺設置 TEG 脫水再生系統，對平臺原料氣干燥處理，干氣輸往渤中13-1 輔助增壓平臺后，直接進入渤西南管網輸至渤西終端。TEG 脫水再生裝置工藝參數：天然氣處理量：180X104Sm3/d天然氣中雜質：CO2、烴、水、H2S入口壓力：35008050kPaG入口溫度：3537操作范圍：20%110%處理

296、后天然氣含水：32mg/Sm3/-66200kPaG甘醇損失量：13.4L/106Sm3（3）應用效果：應用該技術，裝置達到了設計要求效果，水露點合格（-29.26957kPag）（4）能源、資源節約和綜合利用情況本技術獨創的“陸地小循環”調試方法，極大地降低了海上調試工作量，為生產方節約價值超過 200 萬元調試消耗費用，實現工程運行中的降本增效。開發的 TEG 再生系統局部去2023 年度 102 高壓降本優化設計技術，為企業綜合降本 200 萬/套。13.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景13.6.1 技術推廣前景技術推廣前景該技術成果目前已形成 1 項發明專利，2 項軟著，2 項在申

297、請實用新型專利，3 篇核心科技期刊論文，1 套技術體系企業標準，多份研究報告。近 5 年國內海上固定平臺三甘醇脫水再生裝置的市場占有率幾乎 100%，雖然該技術成熟度相對較高，但隨著深海氣藏及海外市場的不斷開拓，該技術仍需要不斷研究和完善，預計到 2025 年在國內海上固定平臺三甘醇脫水再生裝置的市場占有率將繼續保持，浮式平臺以及海外市場將有新的突破。13.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施該技術在成果轉化和推廣過程需要解決的主要問題是：（1）資源或資本制約，為了消除上述障礙，公司通過申請科研課題經費，對關鍵技術進行技術攻關。（2）市場資源制約，為了消除上述障礙，公司通過降本

298、增效，爭取應用項目，為技術實施提供項目資源。技術成果篇 103 技術 14：深遠海浮式風電平臺14.1 技術提供方技術提供方技術提供方：海洋石油工程股份有限公司、中海油融風能源有限公司海洋石油工程股份有限公司是由中國海洋石油集團有限公司控股的上市公司。是中國唯一及海洋石油、天然氣開發工程設計、陸地制造和海上安裝、調試、維修以及液化天然氣、煉化工程為一體的大型工程總承包公司，也是遠東及東南亞地區規模最大、實力最強的海洋油氣工程EPCI（設計、采辦、建造、安裝）總承包商之一，公司總部位于天津濱海新區。近三年來海油工程營業收入不斷攀新高。其中2022年營業收入178.63億，2021年實現營收197

299、.95億，2022年營業收入293.58億。作為我國海洋石油工程領域的“國家隊”，海油工程堅持“做低碳生產模式踐行者”、“做低碳解決方案提供者”。海油工程珠海場地投用岸基供電系統，有效減少船舶靠泊期間的能源消耗和廢氣排放；青島場地開展廢氣、廢水、煙塵等處理設備改造升級，把技術創新作為綠色生產的“推進器”。推進分布式光伏項目建設，天津、青島、珠海場地光伏項目年內均可實現建成并網，可年產綠電950萬度，減少二氧化碳排放近8000噸。成功建成國內首個深遠海浮式風電平臺“海油觀瀾號”，實現國內深遠海浮式風電開發取得新突破；成功推動國內首個海上二氧化碳封存示范工程恩平15-1正式投用，實現CCUS技術取

300、得新成果；順利完成國內首個千萬噸級接收站唐山LNG一階段工程投產，為京津冀能源結構優化貢獻重要力量。14.2 技術成果簡介技術成果簡介14.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域技術名稱：深遠海浮式風電平臺。技術領域：海洋能源開發利用。14.2.2 技術成果來源技術成果來源（1）中海石油（中國）有限公司的“三新三化”項目深遠海浮式風電國產化研制及示范應用項目（2）相關專利如下：一種用于海洋浮式風電平臺的船舶?？垦b置，ZL202121909585.0一種半潛浮式風電平臺的壓排載裝置，ZL202121974710.6一種半潛式風機座體及深浮式風機，ZL202122579016.014.3 技

301、術內容技術內容14.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程深遠海浮式風電平臺技術主要包括 13 項關鍵技術，具體為：（1）浮式風電平臺船型與主尺度開發技術（2）風機與浮式平臺一體化耦合分析（3）考慮風機影響的浮體結構與疲勞設計技術2023 年度 104（4）創新型“萬向節+在線張緊器”系泊系統設計技術（5）浮式風電平臺運動抑制裝置設計技術（6）風機與浮式基礎一體化水池模型試驗技術（7）風機塔筒法蘭與船體分段高精度焊接技術（8）“三角形”浮體塢內結構及傾斜試驗技術（9）大型高聳浮體海上長距離濕拖技術（10）半潛式浮式風機多船限位技術（11）在線張緊器回接及張緊技術（12）浮式基礎碼頭靠泊與

302、臨時系泊技術（13）風機、塔筒與浮式基礎集成技術通過突破和攻克以上技術，海油工程設計團隊研制出了國內首個雙百浮式風電平臺“海油觀瀾號”，其設計壽命為 25 年，能抵抗超強臺風的能力，在極端環境下傾斜角度僅10 度左右，在 84 米/秒的風速下仍能確保風機安全。在單位兆瓦投資、用鋼量、單臺浮式風機容量等多項指標上，達到了國際先進水平，創造了全球漂浮式風電離岸距離和水深距離的新紀錄。14.3.2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析（1）介紹技術適用的行業和具體領域：該技術主要適用于新能源開發及海洋工程裝備制造等行業，具體為深遠海浮式風電平臺研發、設計、建造、安裝及調試等。（2）技術使用中的特定條

303、件限制：浮式風電開發成本高，尤其是單臺風機平臺的開發，拖航運輸、錨鏈、海纜安裝等工作需要動用大型船舶資源，且易受天氣影響，因此海上施工費用高昂?，F階段，國內外浮式風電項目主要以單臺風機技術示范為主，但隨著浮式風電商業化提速，風場規?；_發，施工成本必定會大幅降低。由于浮式風機的研發尚處于初始階段，風機自身結構對基礎運動傾角要求較為苛刻，浮式基礎為適應風機需加大尺寸，提高排水量，導致基礎重量較大；隨著風機技術的突破，深遠海風電船型必將更加輕量化，更加經濟。系泊系統也是影響浮式風電開發成本的關鍵因素，常規用的錨鏈、鋼纜采辦成本較高，隨著系泊系統新材料、新技術的應用，系泊成本也會進一步壓縮。14.3

304、.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性利用深遠海浮式風電船型開發技術研制的“海油觀瀾號”，創造 2 項國際首次，4 項國內首次，即：（1）世界首個為油氣田供電的半潛式深遠海風電平臺（2）世界首個實現系泊系統利舊的浮式風電平臺（3）國內首個“雙百”深遠海浮式風電平臺（水深，離岸距離)（4）國內首次實現從研發+概設到加工設計的一體化自主設計（5）國內跨距與吊高最大的一體化碼頭風機集成作業（6）國內首次使用在線張緊器的深水系泊作業模式該平臺單位兆瓦投資、用鋼量、單臺浮式風機容量等多項指標上，達到了國際先進水平，技術成果篇 105 創造了全球漂浮式風電離岸距離和水深距離的新紀錄。14.4 節能減碳

305、或污染防治效果節能減碳或污染防治效果（1）為海上油氣田提供綠電：作為國家首座深遠海浮式風電平臺，“海油觀瀾號”成功并入文昌油田群電網，這是國家首次實現深遠海浮式風電平臺直接為海上油氣田群供電，年均發電量可達 2200 萬千瓦時，每年將節約燃料氣近 1000 萬立方米，減少 CO2排放 2.2 萬噸。（2）利舊原系泊系統：通過對原南海奮進號錨鏈調研分析，“海油觀瀾號”利舊了 9 條錨腿的吸力樁至配重鏈段，不僅節省了工程成本，同時這項系泊系統利舊分析技術助力“海油觀瀾號”成為全球首臺利舊系泊系統的浮式風電平臺。（3）首次使用在線張緊器：浮式風電投資成本低，如果使用常規錨機系統，成本非常高，本項目首

306、次使用在線張緊器，不僅降低了設備采辦成本，同時海油工程掌握了在線張緊器安裝技術。（4）國內首個“雙百”深遠海浮式風電平臺：本項目位于中國南海西部，水深 119m，離岸距離 136km，海域環境最惡劣，通過優化平臺尺度、增設高效阻尼結構等技術創新，使浮式平臺具備抵抗超強臺風的能力，在極端環境下傾斜角度僅 10 度左右，在 84 米/秒的風速下仍能確保風機安全。在應對極端惡劣海況能力方面，對國外制造廠商一舉實現“彎道超車”。（5）單位兆瓦用鋼量、單臺風機容量創造國內記錄：本項目是國內單機容量最大的浮式風機，通過優化結構，其單位兆瓦用鋼量不超過 600 噸/兆瓦，創造國內記錄。14.5 技術示范情況

307、技術示范情況案例：海油觀瀾號案例：海油觀瀾號“是我國首座是我國首座“雙百雙百”深遠海浮式風電平臺深遠海浮式風電平臺（1）案例概況“海油觀瀾號“是我國首座“雙百”（離岸超百公里、水深超百米）深遠海浮式風電平臺，也是全球首座為油氣田供電的半潛式浮式風電平臺。該項目業主單位是中海油融風能源有限公司，海洋石油工程股份有限公司負責項目的研發、設計、建造、安裝及調試工作。主要工程量包括：適應于文昌海域的 7.25 兆瓦級別的風機的半潛基礎及配套設施研發、設計；南海奮進號 FPSO 解脫后與浮式風機相結合的再利舊分析；風機基礎到文昌 13-2 平臺海底電纜設計；半潛基礎的施工建造；風機與浮式基礎集成安裝；風

308、機平臺一體化拖航及海上安裝；浮式基礎設備調試；該項目可行性研究于 2011 年 3 月正式啟動，2022 年 5 月開工建造，2023年 5 月 20 日并網發電，歷時 2 年零 2 個月。項目驗收情況：已組織驗收檢查項目驗收單位：中國海洋石油有限公司工程技術部驗收日期：2023 年 6 月 29 日驗收結論：已達到機械完工狀態業主：中海油融風能源有限公司業主聯系方式：022-66909215案例地址：海南省文昌市以東 132km 的南海海域文昌油田群原南?！皧^進號”FPSO 位置（2）工藝流程及主要參數2023 年度 106 浮式風機平臺為無人駐守平臺，設計壽命為 25 年。浮式基礎結構按照

309、 50 年一遇環境條件設計，系泊系統按 100 年一遇環境條件設計，50 年一遇環境條件下浮式基礎極限傾角不超過 11，作業傾角不超過 4。浮式基礎為四立柱三角形半潛平臺，中心立柱上面承接風機機組，立柱凈高 35m，邊立柱上部通過結構斜撐和橫撐與中心立柱連接，下部通過旁通壓載艙與中間立柱連接。作業吃水 20m，排水量 1.14 萬噸，主結構用鋼量大約 4000 噸。浮式基礎上配置有注、排水管線，IMMS 系統，導航燈，防腐采用陰極保護聯合涂裝的方案，在 S 立柱和 F 立柱上設置了靠船件以及人員登平臺通道。南海奮進號 FPSO（浮式生產儲存卸油裝置）解脫后利舊現有 9 條錨腿的吸力樁至配重鏈段

310、，上鋼纜、中水浮筒、單點浮筒（STP）需要棄置，原上鋼纜段替換為錨鏈，平臺端采用萬向節連接，采用 6 個在線張緊器（In-line tensioner），目前 33 的系泊方案滿足百年一遇環境條件。風機所發電力通過 5km 海纜接入文昌 WC13-2B 平臺。海纜在 WC13-2 WHPB 平臺導管架 B2 腿登平臺,使用附著式卡子將海纜固定在水下 30m 深，30m 水深處到海底著泥點采用懸鏈線動態構型。海纜在風機塔筒底部結構的電纜入口處連接到浮式平臺，水下部分全部采用動態構型。（3）應用效果海油觀瀾號，在單位兆瓦投資、用鋼量、單臺浮式風機容量等多項指標上，達到國際先進水平；在極端環境下傾斜

311、角度僅 10 度左右，在 84 米/秒的風速下仍能確保風機安全運行。（4）能源、資源節約和綜合利用情況投產年均發電量可達 2200 萬千瓦時，每年將節約燃料氣近 1000 萬立方米，減少二氧化碳排放 2.2 萬噸。14.6 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景14.6.1 技術推廣前景技術推廣前景從全球范圍看，深遠海浮式海上風電開發仍處于新興階段，據統計，截至 2022 年，漂浮式海風已投運項目 20 個，規模為 245.4MW，占海風累計裝機量比值僅為 0.4%，在建項目 12 個，規模為 387.4MW，但漂浮式風電商業化進程顯著加快。根據全球風能理事會（GWEC）預計，2030 年全球累計漂

312、浮式海上風電裝機將達到 18.9GW，浮式風電將從單臺示范專向浮式風場的開發。國內市場，“十四五”時期，預計我國浮式風電新增裝機將由5.5MW 增長至 280MW，“十五五”時期，預計我國浮式風電新增裝機將由 0.6GW 增長至6.2GW。浮式風電是海上風電發展的未來，深遠海浮式風電平臺技術涵蓋了產品研發、制造、安裝、調試等全產業鏈的各個環節，這項技術充分發揮了中國海油深耕藍疆 40 載的領先優勢，因此未來可期。14.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施浮式風電開發成本高，尤其是單臺風機平臺的開發，拖航運輸、錨鏈、海纜安裝等工作技術成果篇 107 需要動用大型船舶資源，且易受天

313、氣影響，因此海上施工費用高昂?，F階段，國內外浮式風電項目主要以單臺風機技術示范為主，但隨著浮式風電商業化提速，風場規?；_發，施工成本必定會大幅降低。由于浮式風機的研發尚處于初始階段，風機自身結構對基礎運動傾角要求較為苛刻，浮式基礎為適應風機需加大尺寸，提高排水量，導致基礎重量較大；隨著風機技術的突破，深遠海風電船型必將更加輕量化，更加經濟。系泊系統也是影響浮式風電開發成本的關鍵因素，常規用的錨鏈、鋼纜采辦成本較高，隨著系泊系統新材料、新技術的應用，系泊成本也會進一步壓縮。2023 年度 108 技術 15：風電用大型導管架裙樁夾樁器15.1 技術提供方技術提供方海洋石油工程股份有限公司是中國

314、海洋石油集團有限公司控股的上市公司，是國內唯一集海洋油氣開發工程設計、采購、建造和海上安裝、調試、維修以及液化天然氣、海上風電、煉化工程等為一體的大型工程總承包公司，也是亞太地區規模最大、實力最強的海洋油氣工程總承包之一。公司總部位于天津濱海新區。經過 40 多年的建設和發展，公司明確了“建設中國特色世界一流工程公司”的愿景和“以設計為龍頭的 EPCI 總包能力建設為唯一核心，以經營管理能力和技術引領能力建設為兩個基礎，以國際化、深水化、新產業化為三個發展方向，以人才、市場、成本、風控、信息化建設為五個抓手”的發展策略，系統形成了以“大型起重鋪管船舶序列”“1500 米級深水作業 ROV 序列

315、”“建造場地及建造施工裝備”等為核心的十大裝備、以“深水浮式平臺技術”“水下系統及產品技術”“超大型海上結構物及模塊化技術”等為核心的十大技術，先后為中國海油、康菲、殼牌、沙特阿美、巴國油、Technip、MODEC、FLUOR 等眾多中外業主提供了優質產品和服務，業務涉足 20 多個國家和地區。15.2 技術成果簡介技術成果簡介15.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域技術名稱：風電用大型導管架裙樁夾樁器。技術領域：港口與海洋工程裝備。15.2.2 技術成果來源技術成果來源海洋石油工程股份有限公司“風電用大型導管架裙樁夾樁器”孵化項目；中國海洋石油總公司“導管架裙樁夾樁器工程化應用研

316、究”科研項目。15.3 技術內容技術內容15.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程在裙樁導管架安裝施工作業過程中，通過液壓驅動位于水下的夾樁器執行機構，控制液壓缸內卡爪伸縮，可以將鋼樁與導管架相對固定，為后續鋼樁和導管架間的永久固定提供必要基礎。圖 2-15-1 風電用大型導管架裙樁夾樁器技術成果篇 109 圖 2-15-2 夾樁器液壓缸及卡爪伸出狀態15.3.2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析夾樁器主要用于裙樁導管架海上安裝作業，在對導管架調平后，將導管架與鋼樁相對固定，應用領域如下：海上油氣領域裙樁導管架安裝作業；海上風電領域裙樁導管架安裝作業。15.3.3 技術創新性及先進

317、性技術創新性及先進性夾樁器主要應用于海洋油氣和海上風電領域，屬于海洋工具類產品，是大型裙樁導管架海上安裝作業的關鍵設備。夾樁器通過液壓系統驅動位于水下的執行機構，在灌漿之前可以將鋼樁與導管架相對固定，是導管架安裝過程中必需的海洋工具產品。夾樁器產品此前主要依賴進口，其市場需求量較大，具有廣闊的國產化產品應用前景。公司一直致力于夾樁器產品技術攻關及產品孵化，在 2020 年已在海洋油氣領域實現淺水 42 英寸國產夾樁器產品的工程化應用。但在海上風電領域，國內相關產品功能和質量參差不齊，為提高海上風電領域夾樁器產品的可靠性，海油工程產品孵化制造中心按照孵化體系開展“風電用大型導管架裙樁夾樁器”孵化

318、工作，面向海上風電領域開發高性能夾樁器產品。結合青洲六海上風電項目的實際需求，孵化風電用大型夾樁器產品 4 臺，樁徑 3300mm，額定夾持載荷 800T，設計水深 50m。將海洋油氣領域夾樁器先進技術應用于風電夾樁器，配置應急備用動力系統、水基液壓油系統、水下控制面板等，并且進行嚴格的載荷測試、系統保壓測試、功能測試，測試過程由 CCS 現場見證，大幅度提高風電用夾樁器產品的功能性、可靠性和環保性。創新性如下：（1）海油工程首次成功研制風電領域夾樁器，實現了首個風電夾樁器供貨業績；（2）海油工程首次成功研制超大鋼樁直徑的夾樁器，最大規格尺寸記錄提高到 130 寸；（3）海油工程首次采用新型卡

319、爪結構形式，在鋼樁偏心的工況下具有更好的夾持能力；（4）海油工程首次采用水基乙二醇液壓油應用于夾樁器，提高環保性能。15.4 科技效果科技效果海洋石油工程股份有限公司研發的風電用大型導管架裙樁夾樁器，已交付青洲六海上風2023 年度 110 電項目。該夾樁器孵化產品成功交付，標志著海油工程首次成功進軍海上風電夾樁器領域，使公司成為國內唯一同時具有海洋油氣和海上風電領域夾樁器產品供貨業績的公司，其產品技術水平在全國處于領先地位。15.5 技術示范情況技術示范情況案例：青洲六項目案例：青洲六項目陽江青洲海上風電場項目場址位于陽江市陽西縣沙扒鎮附近海域，該規劃場址用海面積約 800km2，總規劃裝機

320、容量為 5000MW。海上升壓站下部導管架結構樁基礎為水下裙樁基礎形式，8 根直徑 3300m 的鋼管樁。在青州六項目中，我司已完成孵化 4 套風電用大型導管架裙樁夾樁器產品的設計、制造、出廠測試、陸地調試，并取得出廠測試過程 CCS 見證證書，并對陸地安裝、海上操作等提供技術支持，并對項目進行售后服務。產品適用鋼樁直徑 3300mm(130 英寸)，極限載荷 1200 噸，額定載荷 800 噸，設計水深為 50 米；產品產值 330 萬，利潤率約為 1025%；使用環保的水基乙二醇液壓油，對海洋環境起到最大程度的保護；應用新型卡爪結構形式，擁有更強的夾持能力，從而大幅度提高安全性能。15.6

321、 成果轉化推廣前景成果轉化推廣前景15.6.1 技術推廣前景技術推廣前景國內首夾樁器在導管架的安裝過程中屬于一次性使用的消耗品，我司目前掌握的設計、制造、測試、安裝、調試及售后服務技術屬于國內領先水平。隨著海洋石油的不斷開發，夾樁器產品有著可觀且持續上漲的需求量。夾樁器產品系列化產業化方面規劃如下：（1）風電領域夾樁器產品的訂制化：由于風電項目的特殊需求，業主對于夾樁器規格需求多樣且不確定，很難系列化；風電夾樁器向訂制化發展，目前公司已具備風電夾樁器定制化生產能。（2）油氣領域夾樁器產品的系列化：2023-2024年：我司將全面具備深水、大尺寸夾樁器生產能力，并通過實際（深水）項目應用驗證產品

322、質量；2024年-2025年：形成42寸、48寸、60寸、72寸、84寸、96寸、102寸、108寸等系列夾樁器產品生產能力，達到國內領先水平，掌握設計、制造、測試、調試、海上操作等核心技術，滿足國內油氣項目夾樁器供貨需求。15.6.2 技術推廣障礙及應對措施技術推廣障礙及應對措施無。技術成果篇 111 技術 16：海上油田二氧化碳捕集與回注裝置技術研究與應用16.1 技術提供方技術提供方海洋石油工程股份有限公司是中國海洋石油集團有限公司控股的上市公司，是國內唯一集海洋油氣開發工程設計、采購、建造和海上安裝、調試、維修以及液化天然氣、海上風電、煉化工程等為一體的大型工程總承包公司，也是亞太地區

323、規模最大、實力最強的海洋油氣工程總承包之一。公司總部位于天津濱海新區。經過 40 多年的建設和發展，公司明確了“建設中國特色世界一流工程公司”的愿景和“以設計為龍頭的 EPCI 總包能力建設為唯一核心，以經營管理能力和技術引領能力建設為兩個基礎，以國際化、深水化、新產業化為三個發展方向，以人才、市場、成本、風控、信息化建設為五個抓手”的發展策略，系統形成了以“大型起重鋪管船舶序列”“1500 米級深水作業 ROV 序列”“建造場地及建造施工裝備”等為核心的十大裝備、以“深水浮式平臺技術”“水下系統及產品技術”“超大型海上結構物及模塊化技術”等為核心的十大技術，先后為中國海油、康菲、殼牌、沙特阿

324、美、巴國油、Technip、MODEC、FLUOR 等眾多中外業主提供了優質產品和服務，業務涉足 20 多個國家和地區。16.2 技術成果簡介技術成果簡介16.2.1 技術成果名稱和領域技術成果名稱和領域技術名稱：海上油田二氧化碳捕集與回注裝置技術研究與應用。技術領域：海洋能源開發利用、港口與海洋工程裝備。16.3 技術內容技術內容16.3.1 技術原理及工藝流程技術原理及工藝流程CCS 是指將 CO2從工業或相關能源產業的排放源中分離出來，輸送并封存在地質構造中，長期與大氣隔絕的過程。CCS/CCUS 是國際公認的可有效促進碳減排的重要技術手段。中國 21 世紀議程管理中心的研究結果表明，C

325、CS/CCUS 是持續利用化石能源的同時實現CO2 近零排放的唯一有效技術。其中，CO2地質封存是整個技術流程中的關鍵環節。海上油田二氧化碳捕集與回注裝置技術主要是對海洋平臺生產分離器分離出的伴生CO2氣體進行壓縮增壓和脫水，然后將高壓超臨界 CO2回注到海底咸水層封存。海上油田二氧化碳捕集與回注技術主要是捕集平臺生產分離器分離出的低壓伴生 CO2氣體，一級或多級壓縮增壓后進行脫水，然后再進行壓縮機，最后形成高壓超臨界二氧化碳，注入海底咸水層封存。該裝置由洗滌罐、緩沖罐、壓縮機、換熱器、氣體脫水裝置、管線、閥門、儀表、底座和控制系統組成，是一套完整的自動化控制的二氧化碳捕集與回注裝置。其中洗滌

326、罐，可以對二氧化碳氣體進行“脫液”，去除氣體中不可壓縮的“液滴”；緩沖罐安裝在壓縮機的進出口，可減小壓縮機對管道產生的脈動；壓縮機采用往復式壓縮機，可以對二氧化碳氣體進行壓縮增壓，然后通過管道輸送；換熱器可對壓縮后的氣體進行冷卻；氣體脫水裝置可對增壓后的二氧化碳氣體脫水，然后再壓縮增壓，形成高壓超臨界二氧化碳，注入海底咸水層封存，達到綠色低碳減排的目的。2023 年度 112 16.3.2 技術成果適用性分析技術成果適用性分析我國海上約有 24 個伴生 CO2油氣田，CO2儲量約 990 億方。其中，恩平 15-1 油田是我國南海東部首個高含 CO2的油田。若按常規模式開發，CO2將隨原油一起

327、產出地面放空排放，預計累計排放量約 8.3 億方。大量的 CO2排放到大氣中會對環境有一定影響。按照國家“雙碳”目標，并結合項目特點，在油田開發建設中，中海油首次嘗試并開展海上油田 CCS 地質油藏、鉆完井和工程一體化關鍵技術研究及示范應用，并將研究成果和工程經驗逐步推廣到海上類似油氣田開發項目中，助力中海油綠色低碳轉型，實現綠色發展跨越。開展海上 CCS/CCUS 是目前實現碳中和最經濟、最可行的技術路徑。開展海上油田 CO2捕集與回注裝置技術研究，并超前部署 CCS/CCUS 技術，對于推動我國 CCS 領域的技術創新和工程示范，實現國家節能減排目標及應對氣候變化，具有關鍵性的作用。通過該

328、技術研究形成的自主知識體系、裝備及工程經驗，可為后續油田開發項目以及沿海高排放企業的大規模碳減排提供重要的工程借鑒和技術指導，推廣應用價值大，潛在社會效益顯著。綜上所述，有必要開展海上 CCS 技術研究及示范應用，形成自主知識體系、裝備及項目經驗，填補國內技術及應用空白。中海油作為央企擔當，在保障國家能源供應安全的基礎上，為國家能源行業綠色低碳做出表率，作為行業引領，開拓海上 CCS 新產業和新業態，推動我國實現“碳達峰、碳中和”的目標。16.3.3 技術創新性及先進性技術創新性及先進性當前我國 CCS 仍處于技術研究和陸地先導實驗和示范應用階段，尚未開展海上 CCS 示范應用工程；海上 CC

329、S 項目的相關標準、技術規范和管理體系尚未建立。本技術研究擬通過系統性的技術攻關和項目工程示范，摸索建立海上 CCS 項目相關標準、技術規范和管理體系，增強我國海上 CCS 技術實力，為我國沿海省份實現碳中和目標提供有效科技支撐。雖然我國海域二氧化碳地質封存潛力巨大，但是國內大多數 CCS/CCUS 項目還處于科研攻關和示范階段，整體成本比較高，通過示范項目逐步掌握海上二氧化碳捕集與回注裝置的關鍵技術，為恩平 15-1 油田提供二氧化碳壓縮機橇、氣體脫水裝置等回注系統核心裝置，形成專有技術，促進技術創新和產業發展。具體創新點如下：（1）CO2捕集與回注裝置中所采用重點設備，例如 CO2回注壓縮

330、機，其運行可靠性十分關鍵。目前 CO2回注壓縮機在國內外已有應用案例，而國產 CO2增壓壓縮機也有相應陸上業績，但未在海上進行應用驗證，存在一定風險。該技術選用往復式壓縮機作為核心設備。（2）CO2回注封存時處于超臨界狀態，超臨界狀態的 CO2具有一定特殊性，會溶解部分特殊材料，特別在含水的環境中，將嚴重腐蝕設備和管線。建立超臨界 CO2腐蝕規律、腐蝕預測及選材策略，優選適宜材料，充分考慮現場操作條件變化，并預留一定腐蝕裕量。（3）超臨界二氧化碳壓縮流程設計及二氧化碳相態控制，捕集二氧化碳后壓縮增壓，脫水再壓縮增壓，形成高壓超臨界二氧化碳，注入海底地層封存。（4）裝置由洗滌罐、緩沖罐、壓縮機、

331、換熱器、氣體脫水裝置、管線、閥門、儀表、技術成果篇 113 底座和控制系統組成，是一套完整的自動化控制的二氧化碳捕集與回注裝置。（5）該技術采用二級壓力調節閥回流控制，可有效控制二氧化碳捕集、壓縮、注入過程中氣量的不穩定性。（6）氣體脫水裝置包括前置過濾器、干氣過濾器、分子篩吸附塔、再生氣分離器等，可實現對 CO2氣體的脫水，同時可實現裝置的“自我修復”功能。16.4 科技效果科技效果CCS 是實現“碳中和”目標不可或缺的關鍵技術，目前我國尚未開展 CCS 工程示范應用，該項目的實施具有重大的社會意義：（1）助力國家“雙碳”目標實現2020 年 9 月，國家主席習近平在七十五屆聯合國大會一般性

332、辯論上向國際社會做出“碳達峰、碳中和”的鄭重承諾。本項目預計高峰年可封存二氧化碳 30 萬噸，累計封存二氧化碳近 150 萬噸，按 5 月份全國碳市場碳排放配額（CEA）掛牌協議交易成交單價 58.00 元/噸計算，可累計節省碳排放配額費用約 8700 萬元，減排效益明顯。（2）填補國內海上 CCS 技術空白，打破國外技術壟斷隨著石油、天然氣勘探開發逐步向復雜、高風險油氣藏等領域發展，渤海、南海以及海外項目中均出現了高含 CO2油氣田。國內 CO2封存研究主要針對陸上礦場，該項目為國內首個海上 CCS 項目，由于受限于海上操作空間較小、安全標準嚴、開發成本高的特點，常規適用于陸上的 CO2捕集

333、及回注封存裝置在海上沒有應用先例，缺乏技術積累和項目經驗。本技術對海上 CCS 技術的難點，開展海上 CO2捕集和回注封存地質油藏、鉆完井、工程一體化關鍵技術研究，建立我國首個海上 CCS 工程示范應用，補齊 CCS 技術短板，構建安全可控的 CCS 技術供給體系。（3）推動 CCS 規?；l展該技術將形成完整的海上一體化 CCS 技術體系和裝備，支持推動 CCS 規?；l展。通過示范項目形成的工程關鍵技術儲備，可為海上油氣田開發 CCUS 項目的規?；瘧锰峁┲?。（4）推動粵港澳大灣區綠色低碳發展粵港澳大灣區綠色發展報告（2020）提出了“綠色發展，保護生態”的基本原則。大灣區經濟的高速發展是建立在大量的能源消耗和 CO2排放的基礎上的，72%的 CO2排放集中分布在珠江三角洲地區，在全球氣候變暖的背景下，碳排放限制可能會給廣東省未來經濟的進一步發展帶來約束。大灣區珠江口盆地是南中國海