地球內部到底有什么？最深能挖到多深？深地又有哪些資源可以利用？在徐州市西郊臥牛山下，有一座2021年掛牌成立的深地科學與工程云龍湖實驗室，專注于深地科學與工程研究，不斷拓展著對深地奧秘的認知。
“盡管人類生活在大地上，但我們對腳下的世界尤其是深地空間知之甚少?！鄙畹乜茖W與工程云龍湖實驗室主任李曉昭說，地下物質成分復雜，結構多樣，“透視”難度大，人類目前對深地的認知甚至比深空、深海更少。
在臥牛山地下一百多米深處，隱藏著一座全球最大地下實驗室——深地科學與工程云龍湖實驗室。來到臥牛山半山腰的一個洞口，這里就是云龍湖實驗室的入口。洞口看似平平無奇，內部卻別有洞天。這里是利用一處人防工程改造而來，其容積多達10萬立方米。洞內道路寬闊，可以容納一輛卡車行駛，兩側的硐室是一個個科研平臺，進進出出的工作人員喚醒了這片沉睡的地下空間。
依托云龍湖實驗室科研團隊，徐州市正在開展深地空間流態(tài)物質運移、深地工程圍巖力學響應、深地空間環(huán)境演化災變研究，加快培育地下空間儲油、儲能、儲廢等未來產業(yè)，為徐州乃至更大區(qū)域的經濟發(fā)展提供新動能。
2024年8月29日，省發(fā)展改革委、省工信廳印發(fā)《關于推進未來產業(yè)先行集聚發(fā)展試點建設的通知》，公布首批江蘇省未來產業(yè)先行集聚發(fā)展試點名單，徐州高新區(qū)深地產業(yè)先行集聚發(fā)展試點成功入選，這也是蘇北唯一一家試點未來產業(yè)。徐州市將以此為契機，進一步推動云龍湖實驗室建設，加快發(fā)展深地產業(yè)，加快建設深地未來產業(yè)先導區(qū)。
深地產業(yè)憑借硬核實力納入江蘇試點
未來產業(yè)是戰(zhàn)略性新興產業(yè)或先導產業(yè)中更加具有技術前沿性、需求突破性、影響顛覆性、價值戰(zhàn)略性和前景爆發(fā)性的前端產業(yè)。
省委經濟工作會議明確提出，促進第三代半導體、未來網絡等未來產業(yè)優(yōu)先發(fā)展，超前布局量子科技、深海深地空天、生命科學等前沿賽道，厚植發(fā)展新優(yōu)勢。
隨著經濟社會高速發(fā)展，全球范圍內淺部資源日益短缺，資源開采必然轉向深部。如何合理開發(fā)利用地下空間，已經成為迫切需要預研的國家重大戰(zhàn)略科研項目。
面向未來制造、未來信息、未來材料、未來能源、未來空間、未來健康等六大重點方向，徐州及早進行了布局，選擇了未來空間的深地賽道。
2021年10月22日，深地科學與工程云龍湖實驗室由徐州市人民政府、中國礦業(yè)大學、徐州高新區(qū)、徐工集團、徐州地鐵集團、中煤集團大屯煤電公司和徐礦集團等單位聯合發(fā)起創(chuàng)建，這是政產學研深化合作的重大碩果，也是2022年江蘇省重大項目清單中6個重大創(chuàng)新載體之一。
云龍湖實驗室2022年獲批重大科技設施預研，2023年獲批籌建江蘇省實驗室，成為江蘇省4個省實驗室之一，2024年江蘇省政府工作報告明確提出要“加快建設深地科學與工程云龍湖實驗室”。
位于徐州的深地工程智能建造與健康運維全國重點實驗室、煤炭資源與安全開采國家重點實驗室、高端工程機械智能建造國家重點實驗室等三大國字號實驗室，也在全力支持云龍湖實驗室建設。
中國礦業(yè)大學作為云龍湖實驗室核心依托單位，積極發(fā)揮學科優(yōu)勢、專業(yè)優(yōu)勢和人才優(yōu)勢，為實驗室建設提供大力支持，與各方共同努力，在基礎理論、工程技術、裝備研發(fā)等方面組建大團隊、承擔大任務、產出大成果，攜手推動云龍湖實驗室成為深地科學與工程領域的“領跑者”。
深地產業(yè)先行集聚發(fā)展成效明顯
云龍湖實驗室2萬平方米、10萬立方米的寬敞空間會讓人產生錯覺，以為這是一個大型建筑內部，只有墻壁上整齊的開鑿痕跡才能讓人意識到這并不是大自然的杰作。
在環(huán)控及生物轉化平臺內的一個環(huán)境艙里，一具“暖體出汗假人”正在連續(xù)“工作”。這個假人模擬了人體散熱、出汗、呼吸、運動等生理特征，能夠測試出在高溫、高濕的地下環(huán)境里，人體各項生理參數的變化。這些數據可以為設計地下作業(yè)穿戴設備提供依據。
在這個平臺的另一個硐室里，有幾臺方形機器正在運轉。李曉昭介紹，這是在處理廢棄物，研究在地下環(huán)境里如何有效促成微生物合成。他設想，未來垃圾也可通過真空管道投入地下生物轉化平臺，轉化成蛋白質，促進深地空間“人—物—環(huán)境”協(xié)調可持續(xù)發(fā)展。
如今，云龍湖實驗室團隊也在聚力向工程機械領域的“卡脖子”難題發(fā)起挑戰(zhàn)。云龍湖實驗室與中鐵建、徐工集團、徐州地鐵公司等協(xié)同攻關深地空間控滲致災構造精細探測技術裝備。徐州地鐵4號線的施工現場已經使用了云龍湖實驗室最新研發(fā)的“隨掘隨探”技術，通過上百組傳感器預先為盾構機“探路”。
李曉昭表示，云龍湖實驗室研發(fā)的“導向取芯”技術已達到世界領先水平，團隊的不少科研成果也在為傳統(tǒng)產業(yè)注入新的活力。產學研聯盟在推動傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級的同時，也讓傳統(tǒng)產業(yè)面向未來，加快形成新質生產力。
“地下蘊藏著豐富的資源，除了已知的石油、天然氣、頁巖氣、頁巖油等外，還有很多未知的資源。地下空間本身也具有很大的研究和應用價值?！崩顣哉颜f，深地資源、深地空間的高效利用，地下空間高端裝備研發(fā)，地震等地質災害的監(jiān)測預防等，都需要深地科學與工程技術的支撐。
作為國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)、國家產業(yè)轉型升級示范區(qū)，徐州是全國為數不多開展深地研究的城市之一。徐州高新區(qū)作為全市深地未來產業(yè)發(fā)展的主陣地，已經形成較為明顯的發(fā)展優(yōu)勢。
目前，這一深地產業(yè)重點集聚地，擁有地下開采裝備制造、深地信息探測等相關制造企業(yè)28家。其中，地下開采裝備制造領域，已經形成了較為完備的產業(yè)鏈條。在深地信息探測相關領域，已建成全國最大的地下礦山安全防護裝備集群，深地安全綜合解決方案占據全國1/3市場份額，制定地下礦山安全生產雙重預防等8個國家和行業(yè)標準。
深地未來產業(yè)發(fā)展前景廣闊
未來空間蘊含著無限可能。徐州正在前瞻布局未來產業(yè)，著力培育深地產業(yè)細分賽道。按照《江蘇省（深地）未來產業(yè)先行集聚發(fā)展試點建設方案》，作為全省唯一開展深地研究的區(qū)域，徐州將瞄準地下開發(fā)與安全應急裝備制造、地熱資源探測與開發(fā)、地下工程智能建造、深地空間綜合利用等特色領域，推動“深地科學—裝備制造—空間利用”全鏈條發(fā)展模式，打造未來產業(yè)技術和產品創(chuàng)制高地。
深地科學基礎研究方面，徐州市全力支持云龍湖實驗室運用好深地空間流態(tài)物質運移綜合實驗設施，加快系列功能艙平臺建設；大力支持深地工程智能建造與健康運維全國重點實驗室加快提升深部巖體力學特性及基本理論試驗系統(tǒng)建設，強化深地開發(fā)研究支撐能力；著力支持江蘇省安全應急裝備技術創(chuàng)新中心、安全應急技術驗證中心等重點創(chuàng)新平臺建設，形成深地科學創(chuàng)新平臺矩陣。
地下開發(fā)裝備領域加強與徐工集團等龍頭企業(yè)創(chuàng)新合作，重點攻關超深井、超深礦等深地空間精細探測技術裝備、挖掘鉆取裝備、地下工程高效建造裝備、深地災害預測預警裝備、城市空間探測與開發(fā)利用裝備等重大裝備，打造全國最大的特種救援裝備生產制造基地。
深地應用場景建設方面，持續(xù)建設地下智能建造試驗場、深地儲氫儲氣儲熱試驗場、地下CO2封存試驗場等特色應用場景，因地制宜發(fā)展新質生產力，為加快實現“深海、深地、深空、深藍”國家戰(zhàn)略探索徐州路徑。
“在深地空間部署超算中心、工業(yè)生產設施，便利使用地下能源，同時高效散熱；工業(yè)和生活廢棄物通過管道直接送入深地空間，高效轉化再利用或安全儲存……隨著深地科學與工程的不斷進步，這些場景都有望在未來成為現實。”李曉昭說。
