國動智庫 | 美軍BLUE項目對我水下裝備安全構(gòu)成新挑戰(zhàn)

美軍BLUE項目對我水下裝備安全構(gòu)成新挑戰(zhàn)——關(guān)于加快軍地兩用微生物燃料電池技術(shù)儲備與動員模式建設(shè)的建議

海洋水下空間是水下攻防對抗、水下偵察監(jiān)視、隱蔽作戰(zhàn)部署的關(guān)鍵戰(zhàn)場，水下無人裝備、深海靜默潛航器、海底觀通節(jié)點、水下戰(zhàn)略保障平臺長期擔(dān)負戰(zhàn)備警戒、反潛預(yù)警、水下通信、戰(zhàn)場偵察、戰(zhàn)略威懾等使命任務(wù)，其續(xù)航能力、隱蔽性能、長期駐留穩(wěn)定性直接決定水下作戰(zhàn)體系生存能力與實戰(zhàn)效能。近年來，美軍持續(xù)推進BLUE深海新型能源技術(shù)專項研究，聚焦海洋微生物能源、深海原位自供能、長時效無人值守水下動力體系迭代升級，依托海洋天然微生物電化學(xué)效應(yīng)，研發(fā)超長待機、低噪聲、無輻射、難探測水下動力裝置，大幅提升美軍深海靜默偵察、隱蔽滲透、全域常態(tài)化監(jiān)控能力，對我國近海安全、島礁防御、水下戰(zhàn)略通道安全、深海水下裝備生存安全形成全新戰(zhàn)略壓力與現(xiàn)實威脅。

一、美軍BLUE項目核心技術(shù)路徑與水下戰(zhàn)場作戰(zhàn)應(yīng)用態(tài)勢

（一）BLUE項目整體定位與戰(zhàn)略指向

美軍BLUE深海生物能源項目，全稱深海低特征原位微生物能源作戰(zhàn)應(yīng)用計劃，是美軍水下優(yōu)勢壟斷戰(zhàn)略重點工程，跳出傳統(tǒng)化學(xué)電池、核動力水下能源發(fā)展路徑，深度融合海洋生物學(xué)、電化學(xué)工程、深海材料科學(xué)、水下隱身對抗、無人作戰(zhàn)體系技術(shù)，以海洋自然微生物代謝發(fā)電為核心原理，依托海水有機物、海底沉積物、海洋微生物群落實現(xiàn)長期自主發(fā)電。項目戰(zhàn)略目標(biāo)是全面破解水下裝備續(xù)航瓶頸、紅外聲學(xué)信號暴露瓶頸、戰(zhàn)時補給保障瓶頸，構(gòu)建全天候、全深度、全海域靜默水下作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)無人潛航器、海底反潛傳感器、水下通信中繼節(jié)點、隱蔽潛伏作戰(zhàn)單元數(shù)月至數(shù)年無補給持續(xù)運行。

相較于傳統(tǒng)水下能源，BLUE項目技術(shù)不依賴人工充電、不依賴海上補給、不產(chǎn)生明顯聲學(xué)噪音與電磁輻射，深海隱蔽性極強，極難被我方水下聲吶、磁異常探測、光電監(jiān)測體系識別偵測，可長期部署于我國近海、島礁周邊、海峽水道、戰(zhàn)略海底通道，常態(tài)化執(zhí)行水下抵近偵察、航道監(jiān)控、潛艇跟蹤預(yù)警、水下態(tài)勢感知，大幅壓縮我方水下戰(zhàn)略機動空間，破壞我國水下防御縱深，嚴(yán)重威脅戰(zhàn)略潛艇安全活動與水下兵力隱蔽部署。

（二）項目關(guān)鍵核心技術(shù)突破方向

一是深海微生物菌種篩選與定向馴化技術(shù)。美軍針對熱帶、溫帶、寒帶不同海域海底沉積物、海水微生物菌群開展長期采樣試驗，篩選高活性、高電位、耐高壓、耐極端溫度、抗復(fù)雜海水腐蝕特種功能微生物，構(gòu)建專屬菌種數(shù)據(jù)庫，大幅提升微生物電子傳遞效率與發(fā)電功率密度，突破深海低氧、高壓、復(fù)雜鹽度環(huán)境發(fā)電不穩(wěn)定難題。

二是高效微生物電極與深海耐腐蝕材料技術(shù)。研發(fā)新型柔性導(dǎo)電基底、深海抗腐蝕陽極陰極材料、沉積物原位附著電極結(jié)構(gòu)，降低界面阻抗，提升電能轉(zhuǎn)換效率，適配千米級深海高壓、高鹽腐蝕、洋流擾動復(fù)雜工況，解決長期水下浸泡結(jié)構(gòu)失效、性能衰減過快問題。

三是原位沉積物能源捕獲與模塊化集成技術(shù)。直接利用海底有機質(zhì)、海洋天然化學(xué)物質(zhì)作為燃料，無需攜帶外置能源藥劑，實現(xiàn)海底原位自給自能，同時采用小型輕量化模塊化設(shè)計，可靈活適配微型傳感器、中小型無人潛航器、大型水下戰(zhàn)略平臺，快速嵌入美軍現(xiàn)有水下作戰(zhàn)裝備體系。

四是低信號隱身能源控制技術(shù)。嚴(yán)格控制微生物電池電壓波動、電流噪聲、磁場信號、電化學(xué)信號特征，最大限度降低水下物理暴露痕跡，實現(xiàn)極致靜默供能，讓水下偵察、潛伏裝備長期隱身部署，大幅提升我方探測識別難度。

（三）對我水下全域安全現(xiàn)實威脅

第一，壓縮水下戰(zhàn)略預(yù)警窗口期。超長待機靜默水下傳感器常態(tài)化抵近部署，可持續(xù)掌握我方潛艇進出港、水下機動、水下軌跡，我方水下戰(zhàn)略機動隱蔽性大幅下降，反潛防御、水下預(yù)警反應(yīng)時間被嚴(yán)重擠壓。

第二，顛覆傳統(tǒng)水下攻防對抗規(guī)則。微生物能源裝備可無限期深海值守，形成常態(tài)化全域監(jiān)控網(wǎng)，我方近海水下防御、島礁水下安全面臨長期常態(tài)化壓迫。

第三，水下裝備生存風(fēng)險急劇上升。低噪聲、低電磁、無輻射隱蔽能源平臺難以偵測定位，可隱蔽布設(shè)水下陷阱、水下偵察陣列、水下干擾裝置，我方常規(guī)潛艇、無人水下航行器、海底觀通設(shè)施極易遭到抵近監(jiān)視、跟蹤壓制與戰(zhàn)術(shù)打擊。

第四，戰(zhàn)時水下后勤保障劣勢加劇。戰(zhàn)時微生物能源裝備不依賴后勤補給，戰(zhàn)場持續(xù)作戰(zhàn)能力、抗毀生存能力遠超我方同類裝備，形成不可逆技術(shù)代差。

二、微生物燃料電池短板弱項與平戰(zhàn)動員突出矛盾

（一）民用海洋微生物能源技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)

經(jīng)過多年海洋科技攻關(guān)、高校科研院所研究、海洋工程企業(yè)技術(shù)積累，我國在海洋微生物電化學(xué)、海底原位發(fā)電、深海環(huán)境監(jiān)測供能、海洋物聯(lián)網(wǎng)電源領(lǐng)域已具備一定技術(shù)基礎(chǔ)。國內(nèi)多家高校、海洋科研機構(gòu)完成近海微生物菌種分離、實驗室小型微生物電池原理驗證、淺海沉積物發(fā)電試驗，在民用海底觀測站、深海小型監(jiān)測傳感器、海洋生態(tài)監(jiān)測設(shè)備上開展小規(guī)模試用，掌握基礎(chǔ)微生物代謝發(fā)電原理、基礎(chǔ)電極制備工藝、近海環(huán)境適配技術(shù)，民用海洋新能源產(chǎn)業(yè)逐步起步，原材料供給、基礎(chǔ)材料加工、電化學(xué)測試體系日趨完善，具備向軍用深海特種能源快速轉(zhuǎn)化、升級迭代的底層條件。

同時我國海洋國土廣闊、海域類型豐富、海底微生物資源海量，南北跨溫帶熱帶寒帶、深淺海域全覆蓋，天然菌種資源儲備充足，深海海洋科考常態(tài)化開展，海底環(huán)境數(shù)據(jù)積累豐富，為規(guī)模化研發(fā)軍用水下微生物燃料電池提供得天獨厚自然資源與環(huán)境數(shù)據(jù)支撐。

（二）深海能源與微生物技術(shù)核心短板

一是底層核心原創(chuàng)技術(shù)不足。高端耐深海高壓特種菌種、高效電子傳遞微生物體系、高功率密度長周期電池結(jié)構(gòu)長期跟隨仿制，原創(chuàng)機理研究不足，深海極端環(huán)境穩(wěn)定性、持續(xù)發(fā)電時長、功率輸出密度與美軍BLUE項目存在明顯差距，無法滿足軍用高強度、長時效、全深度作戰(zhàn)需求。

二是水下適配性能短板突出。民用技術(shù)側(cè)重低成本、淺海常規(guī)環(huán)境，未針對深海高壓、強腐蝕、強洋流、低溫度、復(fù)雜戰(zhàn)場干擾開展軍用專項優(yōu)化，抗電磁干擾、抗水壓沖擊、抗戰(zhàn)術(shù)破壞、極端工況長期穩(wěn)定運行能力不足，隱蔽信號抑制技術(shù)薄弱，不符合軍用低可探測、高可靠性、高戰(zhàn)備標(biāo)準(zhǔn)。

三是軍民技術(shù)壁壘割裂嚴(yán)重。民用微生物能源研究側(cè)重海洋環(huán)保、資源勘探、民用觀測，軍用深海能源聚焦?jié)撏Аo人裝備、水下攻防專項需求，科研立項分離、標(biāo)準(zhǔn)體系不互通、試驗數(shù)據(jù)不共享、成果轉(zhuǎn)化渠道不暢，大量優(yōu)質(zhì)民用底層技術(shù)無法快速轉(zhuǎn)化軍用，軍用尖端技術(shù)難以下沉民用產(chǎn)業(yè)化。

四是產(chǎn)業(yè)鏈配套不完善。深海特種電極材料、密封耐壓構(gòu)件、微型能量管理芯片、深海專用封裝器件國產(chǎn)化配套不足，高端核心零部件對外依賴較高，規(guī)模化量產(chǎn)、戰(zhàn)時快速擴產(chǎn)能力薄弱，難以支撐大批量水下裝備換裝列裝。

（三）水下能源平戰(zhàn)動員體系結(jié)構(gòu)性矛盾

一是動員預(yù)案不成體系。未針對深海微生物新能源制定專項國防動員方案，平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換流程模糊，科研力量、生產(chǎn)企業(yè)、海洋科考船舶、海域資源調(diào)度缺乏統(tǒng)一聯(lián)動機制，戰(zhàn)時無法快速集結(jié)科研、材料、生產(chǎn)、試驗全鏈條力量。

二是平戰(zhàn)儲備嚴(yán)重不足。技術(shù)儲備碎片化、樣機儲備少、戰(zhàn)略菌種資源、關(guān)鍵材料應(yīng)急儲備不足，日常戰(zhàn)備儲備規(guī)模偏小，深海長期戰(zhàn)備試驗不足，突發(fā)海上沖突、水下應(yīng)急對抗無法快速形成實戰(zhàn)化裝備能力。

三是軍地協(xié)同機制不順暢。軍隊需求牽引不精準(zhǔn)、地方科研攻關(guān)靶向性不強，軍地聯(lián)席會議、技術(shù)會商、聯(lián)合試驗、聯(lián)合演訓(xùn)常態(tài)化機制缺失，海洋自然資源統(tǒng)籌、深海試驗海域保障、跨部門協(xié)同效率偏低。

四是應(yīng)急快速轉(zhuǎn)產(chǎn)能力薄弱。民用企業(yè)平時以民用海洋產(chǎn)品生產(chǎn)為主，缺乏軍工生產(chǎn)資質(zhì)、軍用質(zhì)量管控體系、BM管理體系，戰(zhàn)時技術(shù)轉(zhuǎn)軍用、產(chǎn)能快速擴張、批量加急交付周期長，無法適配水下戰(zhàn)場突發(fā)應(yīng)急作戰(zhàn)需求。

五是人才儲備斷層明顯。跨海洋生物、電化學(xué)、深海工程、水下隱身、國防作戰(zhàn)復(fù)合型高端人才緊缺，基礎(chǔ)研究人才多、實戰(zhàn)化軍用應(yīng)用人才少，長期深海水下能源戰(zhàn)備人才梯隊建設(shè)滯后。

三、加快軍地兩用微生物燃料電池戰(zhàn)略儲備與新型動員模式建設(shè)總體思路

以微生物燃料電池軍地兩用技術(shù)攻關(guān)為抓手，補齊深海靜默能源短板，縮小與美軍前沿技術(shù)代差。

一是堅持深海國防安全優(yōu)先，統(tǒng)籌軍用實戰(zhàn)需求與海洋經(jīng)濟發(fā)展，打通基礎(chǔ)研究、原理攻關(guān)、樣機研制、海上試驗、裝備列裝、民用推廣全鏈條；

二是健全軍地協(xié)同科技創(chuàng)新機制，整合軍隊科研院所、地方高校、海洋科研機構(gòu)、高新科技企業(yè)力量，集中突破菌種馴化、深海材料、低隱能源、模塊化集成核心卡脖子技術(shù)；

三是構(gòu)建常態(tài)化戰(zhàn)略技術(shù)儲備、應(yīng)急產(chǎn)能儲備、海域資源儲備、人才智力儲備一體化體系；

四是創(chuàng)新深海新能源平戰(zhàn)快速轉(zhuǎn)換動員模式，實現(xiàn)平時服務(wù)海洋經(jīng)濟建設(shè)、深海資源開發(fā)、海洋環(huán)境監(jiān)測，急時快速轉(zhuǎn)軍用、戰(zhàn)時全力保作戰(zhàn)；

五是全面提升我國水下裝備長周期駐留、靜默隱蔽作戰(zhàn)、深海全域生存、持續(xù)水下攻防能力。

四、重點對策舉措與建設(shè)實施路徑

（一）聚力核心技術(shù)攻關(guān)

1. 開展全域海域微生物菌種戰(zhàn)略普查與種質(zhì)資源儲備。統(tǒng)籌軍地海洋科考力量，全面開展我國近海、島礁周邊、海峽水道、深海盆地全深度海域微生物采樣，建立軍用深海特種微生物菌種基因庫、性能數(shù)據(jù)庫、環(huán)境適配數(shù)據(jù)庫，定向選育專用菌種，形成自主可控深海戰(zhàn)略微生物資源家底，擺脫對外菌種與技術(shù)依賴。

2. 攻堅深海極端工況核心關(guān)鍵技術(shù)。重點突破深海高壓長效發(fā)電技術(shù)、低噪聲低電磁隱身能源控制技術(shù)、海底沉積物原位高效供能技術(shù)、抗復(fù)雜海洋環(huán)境衰減技術(shù)、微型大功率模塊化電池集成技術(shù)，提升電能轉(zhuǎn)換效率、連續(xù)工作時長、深海適應(yīng)深度，全面縮小與美軍前沿技術(shù)差距，形成非對稱制衡技術(shù)優(yōu)勢。

3. 統(tǒng)一軍地兩用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。建立軍用深海微生物電池戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)、隱蔽性能、可靠性指標(biāo)、環(huán)境適應(yīng)性標(biāo)準(zhǔn)，同步銜接民用海洋新能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，打通軍民技術(shù)參數(shù)互通、試驗驗證互通、成果驗收互通，實現(xiàn)一套技術(shù)、雙向適配、軍地通用。

4. 強化前沿前瞻性基礎(chǔ)研究。設(shè)立深海微生物能源國防專項課題，支持高校、院所開展微生物電子傳遞機理、深海電化學(xué)耦合、水下隱身能源物理特征、多裝備協(xié)同供能基礎(chǔ)理論研究，搶占深海生物能源底層知識產(chǎn)權(quán)，形成長期技術(shù)代際優(yōu)勢。

（二）深化全域軍地融合聯(lián)動

1. 建立軍隊需求直達地方科研機制。軍隊水下裝備部門常態(tài)化梳理潛航器、水下傳感器、海底節(jié)點、潛艇輔助動力實戰(zhàn)能源需求，精準(zhǔn)下達軍用技術(shù)指標(biāo)，引導(dǎo)地方科研、企業(yè)定向研發(fā)、定制化攻關(guān)，避免技術(shù)研發(fā)與戰(zhàn)場實戰(zhàn)脫節(jié)。

2. 推動民用成熟技術(shù)快速軍用轉(zhuǎn)化。梳理海洋觀測、深海勘探、水下物聯(lián)網(wǎng)成熟微生物電池成果，開展軍用隱身改造、深海加固、抗毀升級、保密適配，快速低成本形成戰(zhàn)備裝備能力，縮短裝備列裝周期。

3. 搭建軍地聯(lián)合海上試驗驗證平臺。統(tǒng)籌軍港海域、深海試驗場、海洋科考試驗區(qū)，共建深海長期駐留試驗平臺，常態(tài)化開展淺海、深海、不同季節(jié)、不同海況微生物電池實戰(zhàn)化測試，積累戰(zhàn)場環(huán)境真實數(shù)據(jù)，持續(xù)迭代優(yōu)化性能。

4. 培育軍地兩用龍頭產(chǎn)業(yè)鏈。扶持深海材料、微生物制劑、能量管理芯片、水下密封構(gòu)件優(yōu)質(zhì)企業(yè)，培育專精特新軍工配套企業(yè)，完善上下游國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)核心材料、核心器件、核心算法100%自主可控，防范供應(yīng)鏈斷鏈安全風(fēng)險。

（三）創(chuàng)新平戰(zhàn)一體化動員模式

1. 構(gòu)建分級分類戰(zhàn)略動員預(yù)案。按照日常戰(zhàn)備、應(yīng)急處置、戰(zhàn)時應(yīng)戰(zhàn)三個等級，制定微生物燃料電池科研動員、產(chǎn)能動員、資源動員、海域動員、人才動員專項預(yù)案，明確響應(yīng)流程、責(zé)任單位、轉(zhuǎn)換時限、保障任務(wù)，實現(xiàn)突發(fā)情況快速啟動、高效運轉(zhuǎn)。

2. 做實常態(tài)化平戰(zhàn)雙向儲備。加強軍用原理樣機、工程樣機、應(yīng)急備用電池戰(zhàn)略儲備；做好特種菌種、深海關(guān)鍵材料、核心零部件應(yīng)急庫存儲備；常態(tài)化開展深海水下裝備能源戰(zhàn)備值班，保持技術(shù)狀態(tài)完好、隨時可用能戰(zhàn)。

3. 快速平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的產(chǎn)能動員。建立民用企業(yè)軍工應(yīng)急轉(zhuǎn)產(chǎn)白名單，完善戰(zhàn)時資質(zhì)綠色通道、保密快速審批、加急生產(chǎn)調(diào)度機制，平時保障海洋民用經(jīng)濟發(fā)展，戰(zhàn)時一鍵切換軍工生產(chǎn)，短時間快速擴充水下能源裝備供給規(guī)模。

4. 統(tǒng)籌海洋全域資源動員保障。將軍民兩用深海海域、海底資源、海洋科考船舶、水下作業(yè)平臺納入國防動員統(tǒng)籌范圍，統(tǒng)一調(diào)度深海試驗、兵力部署、能源布設(shè)、水下巡檢力量，形成海域、資源、裝備、運力一體化水下能源動員格局。

5. 建強復(fù)合型軍地人才動員梯隊。聯(lián)合軍隊院校、地方高校、海洋科研單位、龍頭企業(yè)培養(yǎng)海洋生物、深海電化學(xué)、水下作戰(zhàn)、能源保密復(fù)合型人才，建立專家人才儲備庫、戰(zhàn)時技術(shù)支援隊伍，定期開展聯(lián)合演訓(xùn)、應(yīng)急拉動，保障技術(shù)不斷檔、動員不斷人。

（四）強化水下態(tài)勢對抗與風(fēng)險防控

1. 加強美軍BLUE項目動態(tài)跟蹤研判。持續(xù)監(jiān)測美軍深海生物能源裝備部署海域、技術(shù)迭代進展、實戰(zhàn)化列裝情況、水下組網(wǎng)運用模式，動態(tài)研判水下安全威脅等級，及時調(diào)整技術(shù)攻關(guān)方向與國防備戰(zhàn)重點。

2. 提升深海微生物能源裝備探測反制能力。同步研發(fā)水下新型聲學(xué)探測、磁異常探測、電化學(xué)信號識別裝備，精準(zhǔn)偵測美軍微生物靜默水下平臺，構(gòu)建偵察—預(yù)警—反制一體化水下防御體系。

3. 嚴(yán)守深海技術(shù)保密與海洋生態(tài)安全。嚴(yán)格管控軍用深海菌種、核心能源技術(shù)、海底部署點位信息，嚴(yán)防技術(shù)泄密、數(shù)據(jù)外泄；規(guī)范微生物深海投放應(yīng)用，避免外來菌種破壞我國海洋生態(tài)平衡。

（本文為開源文獻，由軍融國動智庫研究人員編譯/寫，僅代表個人觀點）