中国科协年会列十大清单:深海深空采矿、煤系伴生能源等多项难题引领未来发展方向
中国科协年会列十大清单:深海深空采矿、煤系伴生能源等多项难题引领未来发展方向
7月6日,第二十七届中国科协年会主论坛在北京盛大举行。主论坛上发布的2025重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题,为矿山科技领域的未来发展照亮了前行道路。其中,涉矿的工程技术难题与产业技术问题,以及可能对矿山绿色化、智能化发展产生深远影响的通用领域问题,成为矿山科技界关注的焦点。
涉矿难题
突破瓶颈,拓展资源开发新边界
深海规模化采矿装备与环境扰动抑制:驶向深海资源新蓝海
我国在国际海底区域拥有多金属结核勘探合同区,深海采矿前景广阔。然而,商业开采面临《国际海底规章》严苛的环保要求。目前,美、日等国已试验沉积物抑制技术,如日本的“机械臂 + 负压抽吸”方案,而我国采集装备仍处于原型机阶段。突破可靠性与环境扰动抑制技术迫在眉睫,这不仅关乎我国在深海采矿工程领域的国际话语权,更将为“十五五”深海资源开发重大专项实施提供有力支撑。一旦成功,我国有望在深海资源开发领域占据一席之地,开启深海采矿的新纪元。
煤炭与共伴生能源资源一体化开发技术:挖掘煤炭“富矿”新价值
煤炭与共伴生能源资源是经济社会发展的重要支撑,铝土矿、铀矿、锗等典型煤系共伴生矿产储量占全国总储量比例高于50%,部分矿产价值甚至高于煤本身。构建煤炭与共伴生能源资源一体化开发技术体系,形成一体化绿色开发典型示范工程,实现各类能源资源综合高效、绿色低碳、集约开发,具有巨大的经济和社会效益。这将推动我国能源资源开发利用效率的提升,加快发展方式绿色转型,为国家能源资源安全提供坚实保障。
面向深空资源开发的自主采矿关键科学与技术问题研究:开启星际采矿新征程
面向深空资源开发的自主采矿技术是支撑未来星际资源利用与深空基地建设的核心技术。在科学层面,该研究将推动地外智能采矿机制、多源感知融合与微重力下资源分离等关键科学问题的深入探索,拓展人类对小天体物质组成与演化规律的认知;在技术层面,将催生新型采矿机器人、抗极端环境作业系统、智能自主决策算法等关键装备与系统,广泛赋能极端环境下的地球工程实践;在经济层面,有望显著降低深空任务资源运输成本,推动月球水冰、贵金属、稀土和氦 - 3等资源的规模化开发,激发太空经济新业态;在社会层面,将加速人类由地球文明向“多星球文明”跃迁,增强国际深空合作广度与深度,激励公众与青年群体投身航天事业。这一研究为矿山科技的发展开辟了全新的领域,未来或将在星际采矿方面取得重大突破。
通用领域
赋能矿山,推动绿色智能新发展
复杂模型的设计 - 仿真 - 制造一体化算法与理论:助力矿山装备升级
我国基础工业软件的技术突破和国际领先依赖于数学理论的原始创新和引领。在矿山领域,CAD - CAE - CAM软件的发展正面临绝佳的追赶国外工业软件的机遇。国际主流工业软件在传统几何表示和仿真中存在痛点问题,而我国可通过解决这些问题,研发下一代CAD/CAE一体化几何内核,结合中国智能制造高速发展的现状,实现对国外软件的“弯道超车”。这将为矿山装备的设计、仿真和制造提供更强大的技术支持,推动矿山装备向智能化、高端化升级。
面向通信与智能融合的智简网络技术体系:构建矿山智能通信新网络
智简网络确立了“智慧内生、原生简约”的演进方向,是6G突破容量、能效、场景适配瓶颈的“技术引擎”,更将推动通信系统从“被动传输管道”进化为“主动智能载体”。在矿山领域,为支撑我国构建智能通信基础设施体系、赋能经济产业转型升级,亟需实现关键核心技术和产业共性技术突破,掌控通信关键技术及产业发展话语权,提升我国在信息通信领域的综合竞争力。这将为矿山的智能化生产和管理提供更高效、稳定的通信保障,实现矿山生产过程的实时监控和智能调度。
新一代低能耗低成本碳捕集与封存技术:推动矿山低碳转型
碳捕集与封存技术是化石燃料低碳利用的技术支撑。在矿山领域,通过新一代碳捕集技术的开发,未来有望突破新型碳捕集材料、高效碳捕集设备、工艺与系统的集成控制策略等关键技术难题,实现捕集能耗和捕集成本的进一步降低,从而推动技术成果产业化,促进煤电行业低碳转型发展,丰富我国碳中和技术体系。该技术有望推广至发电行业及其他工业烟气碳捕集领域,减少电厂和工业CO2排放量,为实现化石能源低碳排放提供可行的技术途径和先进的技术装备,助力矿山实现绿色低碳发展。
面向产业的智能无人系统自主能力评测系统建设:提升矿山无人系统智能化水平
聚焦智能无人系统工程化应用的核心痛点,构建覆盖设计验证、集成测试、场景部署的全周期自主能力测试评估体系至关重要。在矿山领域,通过建立标准化评估范式与量化技术指标,可解决产业界在智能无人系统研发中面临的测试技术滞后于智能化演进的双重瓶颈,形成可支撑产品化迭代的工程化评估工具链,为无人系统智能化发展提供从技术研发到产业落地的全流程量化支撑。这将加速矿山智能无人系统的研发和应用,提高矿山生产的自动化和智能化水平。
卫星遥感数据的智能化处理与产业化应用:开启矿山监测新模式
航天遥感大模型等卫星遥感数据智能处理技术的发展,让数字地球与现实世界的交融更为灵动智慧。在矿山领域,其通用化感知信息提取、表达、融合、交互与生成能力将颠覆传统卫星遥感产品生产与应用服务模式,促进海量卫星遥感数据高效高质量规模化应用。该技术的规模化应用对于航天遥感新质生产力打造、天地一体化信息全时全域全息服务能力构建以及矿山产业智能化升级具有重要意义。它将极大程度地缩短遥感信息获取周期,显著提升自然资源监测、生态环境保护、应急救灾响应等行业卫星遥感数据业务化应用能力和智能化服务水平,为矿山的可持续发展提供有力保障。
第二十七届中国科协年会主论坛发布的这些难题与问题,为矿山科技的发展指明了方向。矿山科技界应抓住机遇,加大研发投入,突破关键技术瓶颈,推动矿山绿色化、智能化发展,为我国能源资源的可持续开发利用和经济社会的高质量发展做出更大贡献。
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