楊華勇 王柏村 朱凱凌 賀俏毅 江媛 曾嬌 丁智
地下空間建設能夠緩解交通壓力、改善城市環境,為城市建設提供新的增長點。為補齊地下空間產業發展短板,探索山地城市地下空間高質量發展路徑,中國工程科技發展戰略福建研究院組織開展重點項目“福建省地下空間發展戰略與實施路徑研究”。由中國工程院院士、浙江大學工學部主任楊華勇教授領銜,中國工程院戰略咨詢中心、浙江大學、陸軍工程大學、南京理工大學等單位的20多位專家及其團隊共同參與研究。近日,項目團隊聯名提出《福建地下空間產業鏈與創新鏈融合發展現狀與對策建議》,重點梳理和分析地下空間產業鏈的主要環節,剖析福建省地下空間產業鏈與創新鏈融合發展現狀和存在的問題,并提出相應的對策建議。
關鍵詞:
地下空間;產業鏈;創新鏈;對策研究
地下空間開發可以最大限度地利用土地資源,提高土地使用效率,改善城市地面環境,助力城市經濟社會的高質量發展。根據《自然資源部關于加強國土空間詳細規劃工作的通知》(自然資發〔2019〕87號),地下空間的開發應當統籌地上地下,提高土地開發整體價值,并積極采用數字化技術提高規劃、開發和管理水平。近年來,江蘇、浙江、廣東等省份的部分城市通過發展以地鐵為主的地下軌道交通和建設以綜合管廊為主導的地下市政工程,很大程度上帶動了地下空間設計、建造和裝備制造等技術、產業的不斷創新,為城市發展提供新動力。產業鏈與創新鏈融合是現代產業發展的重要趨勢,要促進創新鏈和產業鏈精準對接,把科技成果充分應用到現代化事業中去。創新發展的關鍵是推動產業邁上全球價值鏈中高端,突破口是“圍繞產業鏈部署創新鏈”,從而為地下空間產業發展培育新增長點、形成新動能。

福建省已進入地下空間規模開發時期,并逐步向地下空間高質量發展方向邁進。例如,福建省已建成我國目前最長、直徑最大的地下跨海管廊——廈門翔安新機場地下綜合管廊(市政艙),并在市政管廊的建設技術和數字化管理方面總結了寶貴經驗;以地鐵為主導的TOD(transitoriented development)城市規劃模式已在廈門和福州持續推進;福州新區地下輸配環項目已取得重大進展,首塊頂板正式封頂。在政策引領層面,《福建省人民政府關于加快城市地下空間開發利用的若干意見》《福建省人民政府關于印發深化生態省建設打造美麗福建行動綱要(2021—2035年)的通知》等文件均指出,要科學合理開發利用城市地下空間資源,推進地下空間分層開發利用,并對未來城市地下空間的創新發展做了進一步規劃,提出2025年前全省將新增8萬個地下智慧停車泊位、建設總長度超過300km地下綜合管廊等具體建設規劃。
城市地下空間開發運營全生命周期過程,包括前期的勘測、規劃、設計,中期的原材料(建筑材料、機械配件等)生產制造、現場施工建設,后期設施運營維護、產業服務接入等一系列相互聯系的價值創造活動。基于上述過程,地下空間產業鏈主要包含以下三個基本環節。
(一)上游環節
主要包括“策劃規劃”“原件生產”兩大層級。“策劃規劃”指對地下工程地質勘測、地下空間規劃設計、地下建筑和結構設計等活動;“原件生產”指將物料進行加工、運送、裝配、檢驗等活動,從而創造地下空間開發建設所需的建筑材料及施工機械。涉及的利益相關方包括政府部門、設計院、規劃院、勘察院等,以及與原件生產相關的各類原材料生產商或貿易商,如混凝土生產商、管片生產商、機械配件制造商、電子配件制造商等。
(二)中游環節
主要包括“開發建設”所涉及到的相關產業,即通過盾構技術、頂管技術、非開挖技術、沉管技術等地下空間施工技術進行地下空間開發建設,以及所涉及到的機械化施工與裝備生產等活動。涉及的利益相關方包括各類地下軌道交通設施、地下快速路、地下車庫、地下儲水庫和人防工程等地下空間項目的施工單位,以及各類施工機械設備、電子設備制造商,如盾構設備制造商、傳感器制造商等。
(三)下游環節
主要包括“運維管理”“產業服務”兩大層級,包含地下空間設施建成后的運維管理以及所提供的交通、商業、倉儲等服務。涉及的利益相關方包括運維管理部門、項目運營和房地產開發商等單位,以及各類地下空間功能服務供應商,如物流公司、電力公司、燃氣公司、地鐵集團等。
此外,地下空間產業鏈還涉及“報廢與再利用”環節,主要是指地下空間生命周期末端對原有的已開發空間進行封存、報廢或用作它用的相關產業。
以福州市的地下空間開發建設為例,其產業鏈上游包括福州市規劃院等單位以及提供原材料的各企業;中游包括福州地鐵集團有限公司、金茂集團和中建八局等地下空間建設單位,以及地下施工設備的制造商企業;下游包括地鐵、地下停車場和地下市政等管理運維單位,如福州地鐵集團有限公司和國家電網等。
地下空間產業鏈的籌備規劃、發展演化、功能分化等多個開發利用步驟,是自然、環境、經濟、社會、技術等多要素、多條件綜合影響的結果。為對地下空間產業鏈進行系統研究,本文從功能維、空間維、技術維三個維度建立了地下空間產業鏈研究的系統架構(圖1)。其中,地下空間的功能維是指包含地下交通、地下市政、地下商業服務、地下倉儲和特殊功能(人防與地下防災)等六大類。地下空間的空間維是指不同功能的地下設施所在的本體空間和服務本體所建設的配套空間,根據深度可分為五個層次:地面空間(產業平臺空間);地下淺層空間(地下30m以上);地下中層空間(地下30~100m);地下深層空間(地下100~500m);深地空間(地下500m以下)。地下空間的技術維是指地下空間產業鏈發展過程中所使用的技術門類,可分為勘察/勘測技術、設計/規劃技術、制造/建造技術、服務/運維技術等類別。

(一)地下空間產業現狀
1.空間維度
福建省提出推廣城市地下空間分層使用規劃。《福建省人民政府關于加快城市地下空間開發利用的若干意見》提出,鼓勵科學確定地下空間開發用途,促進地下空間多層開發。《福建省“十四五”城鄉基礎設施建設專項規劃》將城市地下空間利用與安全運作管理作為保障安全工程的重要內容,提出推廣地下空間分層使用,形成互聯互通、功能復合、上下協調的地下空間體系。
2.功能維度
關于城市地下空間多功能發展的政策法規已出臺。《福建省人民政府關于加快城市地下空間開發利用的若干意見》指出,城市地下空間開發應與城市總體開發進行統籌規劃,并銜接城市市政管網、交通、人防和商業等專業規劃,優先安排應急防災、人民防空、市政工程、地下交通等地下空間設施建設。從功能維度看,福建省城市地下空間開發目前主要集中在地鐵、地下停車等交通功能和人防功能,對綠色低碳功能建設方面還未給予足夠重視。以沿海的幾個城市為例,泉州市目前城市地下空間的開發主要聚焦人防地下空間、商業設施、停車場等用途;福州市集中在地鐵開發和地下停車場建設;廈門市側重于地鐵建設和地下綜合管廊建設,在規劃上還缺少對新功能發展的考慮。
3.技術維度
福建已出臺鼓勵地下空間相關技術發展的政策文件,具體包括提高地下空間技術的科研投入,積極推廣新型材料、工藝和工法等。同時,福建省內高校也對地下空間科學研究提供助力,如華僑大學城市地下空間開發創新團隊依托“福建省隧道與城市地下空間工程技術研究中心”平臺,主持國家自然科學基金項目15項、省部級課題20多項,橫縱向科研經費近2000萬元,獲授權發明專利45件,發表學術論文120多篇。
(二)地下空間產業鏈與創新鏈融合存在的問題
1.產業鏈與創新鏈脫節,缺乏有效銜接機制
目前,福建地下空間技術發展存在管理機構分散、創新資金分配不合理和市場信息不對稱等問題,地下空間產業發展模式簡單粗放、產業規模化程度較低、產業鏈缺失。福建省內涉及地下空間創新技術研究的高校、科研機構和相關企業,均缺乏有效的成果轉化機制,無法將產業鏈和創新鏈進行有效銜接。調研發現,福建省科技項目統計管理系統中缺乏針對地下空間相關科技項目的記錄和跟蹤。由于“雙鏈”融合體系較為缺失,所以影響了科研成果向現實生產力轉化的效率。此外,高校與科研院所作為創新科技成果的主要研究單位,是創新鏈的重要組成部分,在申報和完成研究項目時,更注重研究的前沿性和成果的科學價值,較少關注市場和企業的需要,科技研究常與市場需求脫軌,科研成果向地下空間產業鏈轉化較困難。
2.產業創新平臺數量不足,研究廣度與深度不足
福建省雖然陸續啟動建設了地下工程福建省高校重點實驗室、福建省隧道與城市地下空間工程技術研究中心、福建省智慧基礎設施與監測重點實驗室、福建省濱海土木工程數字仿真重點實驗室等一批省級科技創新平臺,但仍存在數量不足、功能單一、產業化能力薄弱等問題,無法滿足地下空間的產業化發展需求。同時,受限于資金和項目成果評審要求等原因,更多聚焦產品研發,而忽略對地下空間開發的基礎研究。
3.產業創新動力不足,核心技術暫未突破
福建地下空間產業鏈存在產業創新動力不足問題,部分企業創新意愿不強,地下空間核心技術自給率較低,暫未形成良好的技術創新生態。部分地下空間產業的卡脖子技術難以取得突破,地下空間開發產品中的關鍵核心技術、材料和工藝長期依賴境外。地下空間產業科技創新水平不高,科技支撐能力不強,科技服務較為薄弱,科技成果轉化效率不高。在智慧地下空間等新興產業領域,缺乏具有強帶動能力、高科技含量和經濟效益的項目,難以形成集聚效應。
(一)加強頂層設計,錨定技術路線
深入貫徹落實中央關于“產業基礎高級化與產業鏈現代化”的決策部署,加強地下空間產業頂層設計。建議組織相關力量,編制福建省地下空間產業鏈技術創新路線圖,重點梳理在現有基礎、產業鏈上的重點企業及其創新能力和水平。基于路線圖確定地下空間產業鏈技術創新的總體目標及主要任務,并對總體目標進行技術路線分解與規劃,助力產業鏈與創新鏈“雙鏈融合”。在地下空間產業數據方面,建議打通地下空間產業鏈與創新鏈發展過程中各部門、各企業間的數據孤島,提高地下空間產業鏈與創新鏈發展過程中的信息傳遞速度與準確性,將地下空間的建設與管理形成統籌的全局方案并進行推廣。
(二)搭建創新平臺,產學研協同發展
一是建立協同平臺。打造科技創新平臺,匯集和培育優秀人才,為地下空間產業鏈創新鏈融合發展提供重要依托。結合福建省國家級重大科技基礎設施、國家重點實驗室、國家工程研究中心等創新平臺,搭建專門服務于地下空間產業發展的科技創新平臺,促進地下空間研究方向聚焦、優秀人才匯集、重大成果產出,更好發揮創新鏈在產業鏈固鏈、補鏈和強鏈中的重要作用。
二是加大支持力度。政府部門加快完善地下空間產業創新支持政策,創新稅收激勵和補貼等措施,通過持續的科研資金投入和合理的資金配置結構,加大對企業基礎研究的支持力度,調動企業從事基礎研究的積極性,引導企業從生產實際出發,針對產業鏈關鍵環節開展基礎研究。
三是推動成果轉化。健全地下空間科技成果轉化機制和政策體系,健全地下空間產業鏈創新鏈融合發展的制度保障。一方面,通過提高科技成果轉化獎勵比例等方式,激發科研人員創新向成果轉化的積極性;另一方面,加快省內的技術轉移體系建設,進一步暢通科技成果轉化渠道,基于雙創示范基地、孵化器等的建設,加大對地下空間產業科技成果轉化的金融支持。通過立法等方式,規范科技成果的產權確認和收益優惠,并進一步拓寬民營企業參與地下空間開發利用的渠道,引進社會資本加入地下空間技術開發研究。進一步提高地下空間產業鏈和創新鏈之間各項要素的整合能力,加速地下空間前沿技術創新成果產業化。
(三)抓重點、攻難點、出亮點,發揮示范引領作用
一是加快篩選和培育技術創新型重點企業,壯大地下空間“雙鏈融合”的主體。培育福建省地下空間頭部企業,依靠重點項目,發揮自身資源整合優勢,帶動產業鏈上下游企業創新發展。通過形成特色產業集群,使產業鏈上企業優勢互補。以地下空間產業鏈“鏈長制”為牽頭方向,以省級地下空間“專精特新”中小企業培育工程為重點方法,以補齊福建省地下空間產業技術短板為目標,全面、高質量地提高產業鏈發展水平。
二是布局地下空間重大科技項目,打造地下空間產業鏈創新鏈融合發展核心載體。從國家和福建省地下空間戰略發展的需求出發,圍繞產業鏈重點和薄弱環節進行布局,聚焦地下空間產業鏈斷點、堵點領域(包括:地下能源利用,地下空間數字孿生技術,地下廢棄渣土利用技術,地下空間兼顧人防、國防工程軍民融合)部署和實施重大科技項目和工程。組織高等院校、科研機構和企業等多方主體共同參與,打造創新網絡,提升產學研合作水平。通過重大專項科技項目引領重點領域實現跨越式發展。
三是關注局部地區示范項目,將地方經驗向全省推廣。通過地下空間產業功能維的具體分類,從具體地下空間項目層面,篩選和梳理省內特色示范地下空間項目,總結地方將地下空間技術應用在地下空間項目的具體實踐,并根據地理條件、經濟條件和城市定位等特點,分析、推廣地方經驗,如廈門地下管廊工程中的綜合施工工藝和智慧管理技術、地鐵TOD建設中的地下開挖技術、福州新區地下空間開發施工和運維經驗,發揮地方經驗的示范作用,實現創新鏈因地制宜指導福建省產業鏈發展。
(四)聚焦前沿領域,實現前瞻性布局
一是結合雙碳戰略和綠色發展趨勢,前瞻布局一批地下空間產業科技創新項目與攻關行動。提前布局面向地下空間產業鏈的科技創新攻關項目(包括綠色制造、建造與運維等全生命周期綠色技術等)。地下空間開發和運維過程中,聚焦并利用福建省豐富地熱資源,助力實現地下空間產業的減碳與綠色目標。
二是圍繞數字孿生城市發展趨勢,在地下空間產業推廣應用數字孿生等新一代信息技術,打造未來智慧地下空間。利用數字孿生技術,對地下空間開展模擬仿真、監測、控制、優化與預判預警等,實現地下空間產業鏈管理的數字化與智能化,進而實現地下空間產業高質量發展。
建議人
楊華勇中國工程院院士浙江大學工學部主任
王柏村浙江大學機械工程學院院長助理、研究員
朱凱凌浙江大學機械工程學院研究助理
賀俏毅浙大城市學院副教授
江 媛中國工程院戰略咨詢中心副研究員
曾 嬌中國工程院戰略咨詢中心咨詢工程師
丁 智浙大城市學院工程學院常務副院長、教授