在理事长吴有生院士、学术委员会主任周守为院士的带领下和学术委员会指导下，实验室多次邀请国内海洋领域知名专家围绕实验室发展方向研讨实验室第一批科研项目立项，根据多轮专家评审的相关意见，形成了较为成熟的九个科研项目。

1.《深远海大型智能渔业养殖装备技术研究》

    根据南海环境的特点分析，完成半潜养殖最佳生态的模式设计，提出养殖功能的配置方案要求，建立南海渔业养殖系统规划的标准规范。通过渔业养殖平台的总体设计与总体性能计算、结构安全评估分析方法，系固与锚泊技术研究，解决“半潜抗台、坐底避台”的技术难题，具备南海深远海常态化生存能力。开展平台网衣、饲料存储与装卸、饲料精准投喂、网衣清洗等养殖技术研究，完成平台姿态监视与控制、海洋环境监测与生态灾害预警、网衣破损状态监视与鱼群逃逸预警、死鱼识别与收集、鱼群密度监测、平台能源集成与管理等监视监测控制系统的方案研究与开发，通过渔业养殖平台的水池模型试验和系统开发测试，形成养殖平台无人值守系统集成控制的整套系统解决方案，具备系列化渔业养殖装备研制能力，为打造深远海渔业养殖装备技术体系奠定基础。

    本项目研究开发的养殖装备，满足大型化、工业化、智能化深远海渔业养殖的要求，具有全球市场，能适应北欧、加拿大、俄罗斯、澳大利亚、南美等渔业大国的深远海渔业养殖的要求，也能适应我国约60,000平方公里海域面积的南海海域，能向广东、浙江、福建、江苏、山东、辽宁等沿海省份进行推广，市场前景很可观。本项目对“卡脖子”的高端养殖系统设备和智能化系统进行研究开发，可提升渔业养殖装备的自动化、智能化水平，有利于开拓深远海渔业养殖高端市场，能带动渔业养殖整个产业链的协同发展、促进深远海渔业装备军民融合发展，有利于国家海洋强国战略和“一带一路”战略的贯彻实施。

2.《海上浮式风电装备关键技术研究》

    针对目标海域环境条件完成一型性能优良、具备工程可行性的海上浮式风电装备设计，通过数值模拟和模型试验论证设计的可行性和可靠性。掌握海上浮式风电装备的设计能力，奠定产业化的技术条件，使我国具备50m以上水深的深远海风资源的开发能力，为未来大规模海上风电开发和深海岛礁的能源供给打好技术基础。

国内水深超过50m的海域,风能储量超过1268GW,在整个海上风资源的占比超过60%；而水深超过50m的场址采用漂浮式基础相较于固定式基础更加经济合理，可以有效提高深远海风电场工程的经济效益。

    深远海域海上风电离岸更远，可以进一步减少或避免风电机组对人类生产、生活的环境影响。漂浮式海上风电施工、运维及日后拆除均方便快捷，对海洋系统扰动较小，对环境影响极小，具有良好的环境效益。

    中国制造2025，是中国政府实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。海上浮式风电机组项目的开展正是符合其“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针，更可以响应国家海洋高端装备设计研发以及绿色清洁能源的发展要求和方向。同时，海上浮式风电可以为沿海以及海上岛屿以及人工岛等提供充足的电力资源，是我国海上丝绸之路建设强有力的支撑条件。增强海上风电领域的支持力度，增加科学研究的投入，提升相关技术水平和工业水平，有助于本省率先进入海洋蓝色经济的蓝海，并最终达到增加税收收入、改善能源产业结构和改善民生的目的。通过深远海浮式风电的发展，还可以促进相关海洋装备及浮式风电装备的科研和制造，带动地方人员的就业等。

3.《南海天然气水合物富集规律及固态流化开采机理研究》

    研制深海天然气水合物勘探、开发、风险评价于一体的原位模拟大型试验研发平台；建立南海北部深海多类型天然气水合物成藏、勘探综合识别方法-资源评价体系，查明天然气水合物资源潜力，提出2-3个超富集型天然气水合物发育区（甜点区）；探明水合物与固体基质间的作用关系，以及水合物分解的孔隙尺度空间非均质性、微观传质机理和宏观风险之间的关系；针对浅层非成岩天然气水合物的安全开发，探索固态流化技术和工艺，并开展流化、输运核心装备的研究，为海洋非成岩水合物的规模开发进行基础储备。

    海洋天然气水合物资源丰富且为可替代清洁能源，是我国未来能源产业发展战略的重点。研究成果可向邻近的南海北部和南海中南部等其他海域推广。

    开展天然气水合物采掘系统研究，可以实现水合物层喷射破碎，扩大井眼，增加产量；研制出水力泵减小漏失，并提高水合物持续产能；并实现水合物原位实时分离，使泥沙回填，从而防止储层垮塌，减少上输负荷，增强设备使用寿命。该研究成果将有效解决海洋天然气水合物开采过程缺乏专用技术装备的难题，解决非成岩水合物开采面临的环境安全、装备安全、生产安全以及工程地质风险等瓶颈问题，也将加快海洋非成岩天然气水合物商业化开采的步伐，从而将产生极大的经济效益。

    在社会和生态效益方面，项目为海洋天然气水合物勘探开发探索先进的技术手段和理论基础；项目中所研制海底水合物采掘系统是集机械制造和流动控制等于一体的重大石油技术装备，有利于提升我国高端装备制造水平，打破技术和市场垄断。同时，也将，有助于加快南海深水油气和天然气水合物勘探开发，为屯海戍疆、开发蓝色国土的国家战略实施提供强有力的技术保障，具有显著的社会和生态效益。

4.《深海油气探测及生产智能优化技术研究》

    在确保国家能源安全、加大国内能源供给宏观背景下，加快海洋油气勘探开发步伐正当其时。近期海洋油气勘探开发主要思路：探索广袤的深海、深层拿储量、挖潜在生产油田拿产量。目前在深水区油气发现率低，面临着地震资料品质差、南海中南部资料匮乏、超窄压力窗口钻井作业等一系列问题，拟重点在地震资料采集、处理、装备等方面开展攻关，研发超低频、富低频海洋电磁可控震源，攻关基于压缩感知的随机源高效采集方法，创新多信息联合驱动的高精度地震处理技术。通过窄压力窗口精准控压固井技术攻关确保窄压力窗口复杂工况钻井作业安全、提高作业时效。另一方面，在生产油气田剩余油挖潜难度大，稳产形势严峻，急需开展油田生产智能优化、挖潜技术研究，实施基于GPU加速的油藏数值模拟器开发研究、基于智能算法的自动历史拟合研究及智能化的油藏生产优化方法研究等，研究单井生产管理优化方法，实现单井生产监测、诊断、分析、优化等智能闭环管理和自学习持续优化生产。在勘探开发阶段开展技术攻关、突破现有技术瓶颈，研发切实、可行的技术促进南海油气储量、产量跨上新的台阶，增加国内能源自给自足，确保国家能源安全，避免受制于人的窘境。

    深海深层油气勘探及在生产油气田智能化挖潜关键技术研究可大幅提高勘探开发成效，促进南海油气大发现，创造数以亿计的经济价值。另外，研发的技术在野外现场作业中可提高作业效率，确保作业安全，达到提质增效的目的；打破国外核心装备的技术垄断，国产化装备降低作业成本。总之，该项目应用前景广阔，可产生极大的经济效益。

另一方面，该项目可产生巨大的社会价值，推动海洋石油工业发展迈入世界一流。自给自足的丰富深海能源即确保了国家能源安全又保障了海洋权益。

5.《温差能开发与深层海水综合利用关键技术研究》

    围绕我国深远海经济开发的能源需求，以1兆瓦海洋温差能发电系统研建为目标，自主研发海洋温差能发电高效热力循环、热交换器与透平、海水提升、支撑平台、深层海水综合利用等技术，实现关键设备国产化，突破关键技术瓶颈，填补我国兆瓦级温差能发电与深层海水综合利用关键技术空白，为解决南海经济开发的能源需求提供有效的技术途径。同时通过调研国内外深层海水利用和需求现状，分析深层海水不同利用途径的产业前景及其关键技术和装备发展情况，提出我国深层海水利用的发展方向和关键技术的攻关重点并开展研究，为我国深层海水的产业发展提供技术支持与决策支持。

    通过开展本项目研究，将掌握海洋温差能开发关键技术，突破海洋温差能发电高效热力循环、高效透平、换热器、深层海水提升、深层海水综合利用等关键技术，明确深层海水利用方向，建立以关键设备产业化样机研究与测试为目标，兼顾原理研究的试验平台，引领我国海洋温差能发电与深层海水综合利用技术与装备发展，填补我国温差能发电与深层海水综合利用产业化技术空白，为温差能开发与深层海水综合利用产业发展提供技术支持。同时，通过本项目研究，培养高素质海洋温差能开发与深层海水综合利用技术人才。此外，本项目的研究成果可为我国海洋资源开发利用提供新技术途径，为深远海能源保障、深海资源开发利用示范区的建设、深水能源保障以及深层海水产品产业化、市场化提供技术支撑，带动一系列相关产业的兴起，对于引领海洋经济提质增效，促进海洋经济发展增长极，构建我国海洋多层次开发带，服务和支撑新兴海洋产业发展，推动深海开发战略实施，拓展海洋发展空间具有十分重要的意义。

6.《深远海适养鱼类绿色养殖技术创新与示范》

    项目旨在创建深远海适养鱼类绿色养殖技术创新与示范，集成鱼类选育及苗种培育技术、养殖环境工程技术、精准营养与疫病防控技术、鱼类活运及保鲜加工技术，解析深远海养殖中良种繁育、选址和运输加工等高效运行的关键科学问题，构建陆海接力的深远海养殖新模式，助推我国渔业升级转型，加快渔业现代化建设。

    通过项目的研究，精准营养与遗传育种领域的科技综合竞争力达到国际领先水平，疫病综合防控、废水处理等达到国际先进水平，水产品活运及加工等领域与世界同步。

    项目通过关键技术研发、集成以及模式创新与示范，为深远海养殖产业发展提供技术解决方案与现场案例，因而具有非常光明的应用前景和十分重大的社会经济效益。

7.《南海海洋大健康产业关键技术体系研发与示范》

    依托湛江湾实验室和湛江南海海洋医药资源开发综合服务平台的优势资源，聚焦当前海洋健康管理与资源开发利用不足、海洋相关疾病多发和海洋急救救援困难等制约海洋大健康产业发展关键领域的瓶颈问题，通过军民融合和“产学研管”结合，重点通过海洋健康管理专题，构建海洋健康“天眼”监测系统、海上疾病快速检测诊断系统、海洋健康大数据预警系统和海洋急救快速反应系统，打造集健康监测、疾病检测、危急预警和快速救援于一体的系统化海洋健康管理解决方案。通过海洋健康资源开发利用专题，以南海海洋微生物和藻类资源为物质基础，筛选靶标明确，活性突出的抗癌小分子先导化合物和生物大分子,进一步结合计算机辅助药物设计技术合成一系列高效、低毒的海洋活性分子衍生物，建立集“海洋生物活性物质纯化、鉴定——计算机辅助药物设计——体外靶标和药效评价——活性分子结构修饰与优化——人源化PDX动物模型验证”于一体的药物筛选平台。海洋蛋白高值化加工与利用专题，以水产蛋白的基础应用和精深加工为主要研究内容，通过水产蛋白改性关键技术体系突破制约水产蛋白基础应用的关键技术瓶颈，通过水产蛋白深度酶解技术的 开发规模化制备高纯度寡肽，促进水产蛋白的应用范围和精深加工水平。从而在海洋健康资源开发利用，海洋健康管理水平和服务能力提升等关键技术领域取得突破，为服务国家海洋经济发展，助力“海洋强国”战略提供健康支撑。

    本项目的实施将显著提升海洋医学和南海海洋生物资源综合利用水平，搭建的海洋大健康数据平台，以及开发的海洋药物和海洋健康食品，对保障海洋工作相关人员以及提高人民的健康水平有积极的意义，具有广阔的社会需求和市场前景。通过本项目，有望组建一支具有海洋工程医学、海洋药学背景的海洋医学和新型药物研发的科研队伍。

8.《南海环境与资源数据采集及信息服务平台构建》

    聚焦海洋动力、生态环境和渔业资源，建设南海空基-海基-船基-陆基“四位一体”海洋（岛礁）环境立体监测示范平台和超级计算机大科学装置，实施公共航次计划，发展南海区域“海-浪-潮-气”耦合模式和近岛礁波流演化模型，构建南海海洋（岛礁）动力环境资料库、渔业生物标本库、渔业种质基因库、实体（电子）资料库和区域海洋灾害预测预警平台，形成海洋数据服务平台标准体系和南海渔业资源综合监测和评估体系，建立基于NoSQL数据库和分布式文件系统的多源异构数据一体化存储和管理机制，实现海洋环境与资源数据的三维可视化和信息共享，为海洋装备研发、海洋能源和海洋生物开发提供环境数据服务和信息保障。

    目前，我国在南海有海洋主权维护、能源开发、海域综合管理、海洋生态管理、防灾减灾管理等多方面的核心诉求。本项目围绕海洋生态、海洋渔业及海洋信息化等问题进行研究，通过数据采集、调查、分析研究及构建海洋信息服务平台，可为南海主权维护、海洋综合管理、海洋渔业管理、海洋防灾减灾、海洋工程服务保障等工作奠定坚实的基础，并充分发挥信息化平台在管理方面的宏观和预见性效益。

    完成南海渔业资源生物标本库建设规划和论证，构建“海-浪-潮-气”耦合模式和近岛礁波流演化模型；实现多源异构数据一体化存储和管理机制，实现海洋环境与资源数据的三维可视化和信息共享，促进行业的技术创新、产品开发、市场开拓等建设，推进海洋大数据和海洋经济产业结构升级。项目成果可进入广泛的不同领域的民用市场，为海洋大数据产业化推广奠定基础，为未来的大规模市场应用搭桥铺路，整体推动海洋大数据在关系国计民生的社会经济重要领域和区域级的大规模示范应用。

9.《智能船试验场环境调查与方案设计》

    本项目针对船、岸、海联动的智能船舶测试与验证体系建设需求，以实现智能船舶海上综合智能化测试与验证评估为主要目标，兼顾无人艇、水下航行器、探测技术及海洋装备性能检验和科研试验的需要，开展目标试验海域的海洋环境调查与监测、地形地貌的勘测、水下声场环境调查、海上试验场总体论证和初步方案构设。确定试验场建设海域，初步形成海上试验场总体规划建设方案，为海上试验场建设和具备综合测试服务能力奠定基础。

    本项目旨在解决海上试验场智能装备科研试验和性能检验技术，研究形成固定式试验海域海洋环境因素综合监测系统，构建各试验海域海洋环境观测信息数据集，可应用于海洋资源开发、海洋防灾减灾、海珍品养殖等领域；形成的海上试验实物场景和虚拟场景库将为智能船舶试验场的建设提供重要的技术支撑，对于提高我国航运安全、营运效率，降低航运成本具有重要意义，将大力促进我国船舶产业升级，提升我国船舶制造和航运市场的国际竞争力，提高我国船舶设备系统配套能力。