Топ-20 трендов в сфере OceanTech
Институт статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ с помощью системы интеллектуального анализа больших данных iFORA проанализировал тренды в области океанических технологий.
Глобальный переход к «синей экономике» — модели сбалансированного освоения морских ресурсов — способен обеспечить существенный экономический рост. Ожидается, что объем ее рынка к 2032 г. достигнет 3,6 трлн долл., а ключевыми драйверами станут сквозные технологии OceanTech, формирующие контуры отрасли по таким направлениям, как: возобновляемая энергетика в океане, устойчивая биоэкономика, цифровая среда океана и восстановление морской экосистемы (табл. 1).
Ядро технологического фундамента «синей экономики» — морская и подводная робототехника (№ 1). Автономные необитаемые подводные аппараты, роботизированные манипуляторы могут в самых сложных условиях выполнять задачи от картографирования морского дна и инспекции подводной инфраструктуры до мониторинга экосистем. Робототехнические комплексы для глубоководной добычи открывают доступ к стратегическим минеральным ресурсам на многокилометровых глубинах, сводя к минимуму воздействие на хрупкие биотопы.
Ключевым драйвером энергетического перехода нового поколения станут морские технологии возобновляемой энергетики. В отличие от наземных аналогов, такие решения способны обеспечить круглосуточную базовую нагрузку за счет комбинации различных ресурсов — ветра, волн, течений и температурных градиентов. Плавучие офшорные ветротурбины (№ 2) способны раскрыть 80% мирового ветроэнергетического потенциала в водах глубиной более 60 м. В ЕС плавучая ветрогенерация является одним из самых быстрорастущих секторов экономики и рассматривается как стратегическое направление для достижения 84 ГВт мощности к 2030 г. и не менее 100 ГВт к 2040 г., особенно в акваториях с глубоким шельфом. Свыше половины всех занятых в «синей экономике» (53%) и треть от общего объема ВДС уже приходятся на морскую ветроэнергетику.
Энергия одного кубометра приливного течения в тысячи раз превышает энергию солнечного света в том же объеме воздуха. Параллельно с развитием ветрогенерации в ряде стран формируется многокомпонентная морская энергетическая система, где в качестве стабильных источников базовой нагрузки применяют приливные турбины (TEC) и волновые энергоконвекторы (WEC) (№ 3). WEC уже достигли заметного технологического прогресса и активно используются в регионах с высокой волновой активностью (Португалия, южное побережье Австралии, западное побережье США и Чили, др.). Недавно компания CorPower Ocean (Швеция) продемонстрировала первые высокоэффективные буйковые системы, устойчивые к сильным штормовым волнам. Турбины ТЕС отличаются предсказуемостью и наиболее применимы в проливах с сильными течениями (штат Мэн (США), Индонезия). Пилотный проект MeyGen на Оркнейских островах в Шотландии за шесть лет работы снабдил электроэнергией около 6 тысяч домов. Последние достижения в области волновых энергоконвекторов и приливных турбин позволят к 2030 г. генерировать до 10 ГВт электроэнергии, что значительно превысит текущий уровень.
Уникальным потенциалом среди установок для морской энергогенерации обладают технологии конверсии термальной энергии океана (OTEC) (№ 9), использующие для производства непрерывной электроэнергии разницу температур поверхностных и глубинных вод. Особенно актуальны они для тропических островных государств, где могут обеспечивать одновременно чистую энергию и пресную воду. Между тем конкурентоспособность технологии достижима при масштабировании до 50 МВт (существующие установки генерируют электроэнергию мощностью лишь до 10 МВт), и ее применение остается долгосрочной перспективой: препятствуют высокие капитальные затраты и отсутствие опыта массового строительства. Для возведения соответствующей инфраструктуры, в частности фундаментов электростанций и защитных гидротехнических сооружений, будут критически важны автономные системы морского строительства (№ 6).
Системный переход морского транспорта, ответственного за 3% мировых выбросов парниковых газов, на более экологичные решения формирует технологический ландшафт для «зеленого судоходства». Развитие данной, еще одной из ключевых, отрасли «синей экономики», которая также входит в число стратегических направлений актуальной климатической повестки, предусматривает внедрение целого ряда технологий — от перехода на альтернативные топлива нового поколения (аммиак, водород, метанол) до разработки энергоэффективных судов (№ 17) из легких композитных материалов с гибридными силовыми установками и системами цифрового управления. Внедрение таких судов в международном судоходстве, по ряду оценок, может довести долю безуглеродного топлива в его энергопотреблении к 2030 г. до 5%. Например, одна только технология воздушной смазки корпусов судов позволит сократить выбросы парниковых газов на 10-15% за счет создания прослойки между корпусом и водой.
Снижение углеродного следа способно в перспективе значительно повысить устойчивость биоэкономики и продовольственную безопасность. Мировая рыбная промышленность обеспечивает морепродуктами более 600 млн человек, производя ежегодно свыше 200 млн тонн продукции, спрос на которую стабильно растет. Поддержать эту динамику способны рециркуляционные системы аквакультуры (№ 13) — высокотехнологичные наземные комплексы замкнутого цикла, где водная среда полностью контролируется, а с помощью многоступенчатой фильтрации и биологической очистки может быть повторно использован почти весь объем воды (свыше 95%). Стоки из этих систем, в свою очередь, могут послужить в рамках единого технологического контура естественным источником удобрений для систем аквапоники (№ 7) (симбиотического выращивания рыбы и растений).
Ключевым драйвером сохранения морского биоразнообразия становится цифровизация. В умных аквафермах (№ 14) используются сети подводных датчиков (для мониторинга качества воды в режиме реального времени), дроны (для кормления рыб и распределения лекарств) и системы ИИ (для анализа поведения рыб, раннего выявления и предупреждения у них заболеваний). Оснащенные IoT-сенсорами умные рыболовные сети и технологии отслеживания улова (№ 19) позволяют значительно сократить количество прилова (непреднамеренный улов нецелевых видов достигает до 40% всего улова на рыболовных судах). Вследствие морского промысла могут, в частности, гибнуть дельфины. Проект DolphinFree (Франция) тестирует рыболовную сеть, имитирующую эхолокационные сигналы, их отпугивающие. Предполагается, что данная разработка поможет на 30-40% сократить смертность дельфинов от орудий лова.
На основе постоянного потока данных с морских датчиков и IoT-сети (№ 10) создается цифровой двойник океана (Digital Twin of the Ocean, DTO) (№ 18) — его высокоточная виртуальная модель. DTO представляет собой сквозную цифровую платформу, способную обеспечивать интеграцию, управление и оптимизацию технологических решений в различных сферах — от рыболовства, умных ферм, морской возобновляемой энергетики до судоходства и зеленой логистики. Посредством интеграции DTO с интеллектуальными системами мониторинга морского мусора (№ 12) можно отслеживать пути движения пластиковых загрязнений и оценивать эффективность мер по сохранению биоразнообразия. Первые попытки «оцифровать» океан были предприняты в рамках программы ЕС Horizon: в 2022 г. появился прототип DTO, ставший затем предшественником проекта по созданию Европейского цифрового двойника океана (EU DTO). Сейчас его ядро обеспечивает доступ к огромным массивам данных и общим океанографическим моделям, на основе которых исследователи могут создавать свои локальные двойники. С 2025 г. в России ведется разработка собственной виртуальной модели океана.
DTO может быть фундаментом для запуска масштабных долгосрочных проектов, в частности связанных с прогнозированием изменений климата и реабилитацией поврежденных экосистем. Так, уже ведутся разработки по созданию искусственных рифов (№ 11) с помощью 3D-печати из экологичных материалов, имитирующих сложную структуру натуральных кораллов. Технологии голубого углерода и карбоновых кредитов (№ 5) способствуют сохранению и восстановлению экосистем, поглощающих углекислый газ (мангровых лесов, солончаков, морских трав). Например, такие решения применяются в колумбийском проекте Vida Manglar по защите мангровых лесов, которую финансируют за счет продажи углеродных кредитов; таким образом за 30 лет предполагается связать почти 1 млн тонн CO2. В рамках еще одного перспективного направления — морской геоинженерии (№ 16) — исследуют возможности безопасного усиления способности океана поглощать углекислый газ.
Резюме:
Главные тренды OceanTech формируют целостную экосистему для перехода к управляемой «синей экономике», магистральным вектором которой является создание новой офшорной энергобазы (плавучая ветрогенерация, волновые и приливные технологии) для декарбонизации логистики и промышленности. Параллельно происходит трансформация биоэкономики, нацеленная на создание устойчивой модели продовольственной безопасности (в частности, через высокотехнологичную аквакультуру и умное рыболовство). Интеграцию отдельных решений в единый технологический контур обеспечивает сквозная цифровизация: например, морская робототехника и сенсорные сети могут выступать ключевым физическим интерфейсом, а цифровые двойники океана — интеллектуальной операционной средой для управления и моделирования процессов.
Источники: расчеты на основе системы интеллектуального анализа больших данных iFORA (правообладатель — ИСИЭЗ НИУ ВШЭ); результаты проекта в соответствии с утвержденным перечнем тем работ научно-методического обеспечения, предусмотренных Государственным заданием НИУ ВШЭ на 2026 год.
Материал подготовила Анастасия Малашина
Предыдущий выпуск серии «iFORA-экспресс»: «Тренды мировой научно-технической политики в III квартале 2025 года»
