当新一轮科技革命与产业变革深度交融，资源能源开发的边界正从地球深部、深远海不断延伸向月球与深空，绿色低碳与智能科技则为传统矿业与能源行业注入全新动能。近日，中国工程院发布的《2025年度全球工程前沿》报告，勾勒出全球工程科技的创新版图，其中月表资源原位利用、太空微重力冶金、AI 赋能勘探开发、新型储能与核电、深地深海探测、碳封存利用等一系列前沿技术，不仅是工程科技的攻关高地，更是矿业与能源行业转型发展、保障国家资源能源安全的核心方向。

请在底部附件处下载PDF

月表资源原位利用作为人类深空探索长期驻留的核心支撑，打破了 “地球补给” 的传统模式，依托月壤、水冰等月球本土资源，实现氧气、水、金属与建材的就地制取，为月球科研站建设和深空任务延伸筑牢物质基础。当前，全球科研力量聚焦月壤矿物分离、原位建材制造、月面冶金工艺三大方向，中国与美国在该领域处于全球领先地位，核心论文产出与科研合作网络最为紧密，未来 5 至 10 年将实现从基础研究到工程应用的跨越，形成资源、能源与制造深度耦合的闭环体系。与月表资源利用相辅相成的，是太空微重力环境冶金技术，依托太空无沉降、无对流的特殊环境，攻克地面冶金成分偏析、缺陷过多的难题，可制备出性能提升 10 倍以上的特种合金、高纯单晶与多孔金属，不仅颠覆传统材料制备理念，更成为高端材料自主可控与深空制造的关键赛道。

基于大数据的成矿预测技术，告别了传统找矿依赖经验的模式，融合地质、物探、遥感等多源数据，通过人工智能算法精准圈定找矿靶区，大幅提升勘探效率、降低勘查成本，在浅表矿日益枯竭的当下，成为保障战略性矿产资源安全的 “智慧钥匙”。中国在该领域占据绝对主导地位，核心论文占比超六成，相关技术已在国内重点矿集区成功应用。多源数据驱动智能钻井与数字井筒模型技术，则将大数据、物联网与钻井工程深度融合，实现钻井参数精准调控、井下风险智能预警，让复杂地层钻井更安全、更高效，推动钻井工程从人工操控向智能自主转型。深地深海地质结构三维重构与参数智能反演技术，突破传统勘探成本高、分辨率低的瓶颈，通过机器视觉与多物理场数据融合，实现地下与海底地质的高精度建模，为深部资源开发、地质灾害防控提供核心支撑，中国科研团队凭借技术优势逐步走向全球领先。在深空探测领域，月球与火星智能遥感探测技术以人工智能处理多源遥感数据，实现地外地貌识别、矿物反演与探测器自主规划，成为深空探索的 “智慧眼睛”，中国在该领域的科研产出与技术应用已跻身世界第一梯队。

非常规油气资源智能开发及高效提采方法，针对页岩气、致密油等低渗难采资源，通过智能表征、方案优化与新型提采工艺，实现低成本、高采收率开发，中国在该领域核心论文占比近七成，产学研协同创新成果显著。超临界 CO₂致裂页岩储层增渗技术与 CO₂压裂裂缝扩展机制及碳封存技术，创新性地将 CO₂作为压裂液，既构建复杂缝网提升油气产量，又实现地质碳封存，达成增产与降碳的双重效益，是非常规油气绿色开发的标志性技术。煤层气多相流动规律研究则聚焦气水两相耦合、渗流演化等核心机理，为煤层气高效提采与煤矿瓦斯治理提供理论支撑，兼顾能源利用与矿井安全生产，推动煤炭与煤层气产业协同发展。

人工智能辅助能源材料设计，以机器学习、生成式 AI 加速能源材料研发，将传统数年的研发周期压缩至数月，覆盖储能、催化、光伏等全场景，成为能源材料创新的核心引擎。低成本水系电池关键材料研究，凭借本征安全、成本低廉、环境友好的优势，突破传统锂电池的安全与成本瓶颈，成为大规模风光储能、分布式储能的优选方案，规模化应用后将重塑储能产业格局。核聚变用高温超导磁体研究作为可控核聚变的核心支撑，突破传统低温超导的性能局限，实现高场强、紧凑型聚变装置设计，中、美、欧科研力量协同攻关，推动聚变能从实验室走向商用化。超临界 CO₂循环的铅冷微堆等第四代核电技术，兼具安全性高、热电效率优、核废物嬗变能力强等优势，是未来零碳基荷电源的重要方向；核电站智能诊断技术则以 AI、数字孪生与机器人，实现核电故障预警、瞬态识别与远程维修，全面提升核电运行的安全性与智能化水平。

深海 CO₂水合物固态规模化封存技术，利用深海高压低温环境，将 CO₂转化为稳定水合物实现长期封存，具有封存容量大、安全性高、环境友好等特点，核心攻关聚焦相态转化、高效注入、多维监测与风险评价，未来将形成多层系、多模式的海洋碳封存体系，为工业深度脱碳开辟全新路径。

从月球表面到地球深部，从传统矿山到零碳能源站，这一系列前沿技术勾勒出矿业与能源行业的未来图景：资源开发疆域不断拓展，智能科技成为核心驱动力，绿色低碳贯穿全产业链，能源供给体系持续向清洁、安全、高效转型。这些技术不仅是全球工程科技的创新高峰，更是中国培育新质生产力、保障资源能源安全、推动产业高质量发展的关键支撑。站在工程科技变革的新起点，矿业与能源行业正以科技创新为帆，在深空、深地、深海与绿色低碳的新赛道上，驶向高质量发展的崭新未来。