在海底,蘊藏著(zhù)數萬(wàn)億噸富含錳、銅、鈷、鎳等關(guān)鍵金屬的多金屬結核。它們躺在幾千米深的海床上,外觀(guān)像密密麻麻的土豆。
隨著(zhù)全球對鎳、鈷、銅等關(guān)鍵金屬的需求激增,拾起海底“土豆”正成為各國科技與戰略競爭的新領(lǐng)域。
近年來(lái),“奮斗者”號深潛器、深海采礦試驗系統等重大裝備陸續投入使用,中國已邁入深海作業(yè)能力的第一梯隊。找礦,正走向深藍。
海底寶藏多
如何定義深海采礦?
中國人民大學(xué)公共管理學(xué)院教授、國家社科基金重大專(zhuān)項首席專(zhuān)家劉大海接受記者專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示,深海采礦活動(dòng)既包括沿海國在其大陸架上行使主權權利的資源勘探開(kāi)發(fā),也包括在國際海底區域這一國際公域內、經(jīng)由國際海底管理局規范的礦產(chǎn)資源開(kāi)采。
為何要向深海找礦產(chǎn)?
首先,我國一些金屬礦產(chǎn)的對外依存度較高,這是發(fā)展深海找礦的重要動(dòng)因。深海金屬礦藏主要分為四類(lèi):多金屬結核、富鈷結殼、金屬硫化物和深海稀土。這些復雜的名稱(chēng)背后,往往蘊含著(zhù)生產(chǎn)、生活所必需的金屬元素。
“比如多金屬結核所含的錳、鈷、鎳、銅,是新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的金屬元素?!敝袊Q蟠髮W(xué)教授陳旭光介紹,深海采礦對于戰略礦產(chǎn)資源供應鏈自主可控至關(guān)重要。國內一些戰略金屬礦產(chǎn)的對外依存度甚至超過(guò)石油,比如鈷的對外依存度達到近99%,即使像銅這樣相對常見(jiàn)的金屬,對外依存度也達到77%。
除去供應鏈安全的考慮,深海采礦的經(jīng)濟價(jià)值同樣誘人?!霸谝呀?jīng)發(fā)現的深海礦區,礦藏品位普遍相比陸地礦藏高出一個(gè)數量級?!标愋窆庠M(jìn)行測算,陸地上1噸錳礦或者鈷礦,提煉礦藏后,價(jià)值通常只有幾十元,至多一兩百元,但是1噸海底結核物能提煉出的礦藏價(jià)值有6000元到7000元。
劉大海認為,深海采礦技術(shù)和裝備的提升,還將系統性帶動(dòng)多領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)升級。
看高端裝備與智能制造——深海機器人、耐高壓材料、精密傳感、智能控制系統等技術(shù),將提升我國高端裝備的可靠性與智能化水平;
看船舶與海洋工程——動(dòng)態(tài)定位、深海布放回收、特種船舶設計等能力,可延伸服務(wù)我國海上風(fēng)電、海洋觀(guān)測、海底科考等;
看新材料與信息技術(shù)——適應極端環(huán)境的特種合金、復合材料、數字孿生、量子通信等技術(shù),能助力我國具備向深部探索領(lǐng)域擴散的潛力。
“深海采礦技術(shù)的戰略意義,遠超資源獲取范疇,它是國家綜合戰略能力在海洋領(lǐng)域的集中投射。作為集深海探測、通信導航、智能機器人、水面支持、環(huán)境監測于一體的極端復雜系統工程,掌握了深海采礦科技,就意味著(zhù)國家在深遠海具備了長(cháng)期、系統、可控的作業(yè)和存續能力,這是從近海走向深藍的關(guān)鍵標志,也是海洋強國不可或缺的技術(shù)基石?!眲⒋蠛Uf(shuō)。
關(guān)鍵探索期
深海采礦難在哪兒?劉大海概括為:難在技術(shù)、重在環(huán)保、卡在成本。
首先,深?!巴趯殹钡糜小坝埠恕奔夹g(shù)。
深海采礦的難處早已不在于“下得去”,而在于“穩得住、采得上、回得來(lái)”?!霸跀登咨詈5母邏?,也就是相當于數百個(gè)大氣壓,以及低溫、強腐蝕、黑暗及復雜地形環(huán)境中,采礦設備必須實(shí)現長(cháng)期、連續、高可靠性的無(wú)人化作業(yè)?!眲⒋蠛Uf(shuō),“這涉及材料科學(xué)、精密液壓、水下通信、人工智能控制、故障自診斷與修復等一系列尖端技術(shù)的極限集成與驗證,任何單一環(huán)節的失效都可能導致任務(wù)失敗?!?/p>
近年來(lái),中國在深海采礦技術(shù)上屢獲突破。由上海交通大學(xué)自主研制的深海重載作業(yè)采礦車(chē)工程樣機“開(kāi)拓二號”已完成海試,首次突破國內深海重載作業(yè)采礦車(chē)海試水深4000米大關(guān),在國內首創(chuàng )5項新技術(shù)。上海交大船舶海洋與建筑工程學(xué)院講席教授、“開(kāi)拓二號”首席科學(xué)家楊建民介紹,“開(kāi)拓二號”海試成功,標志著(zhù)我國在深??茖W(xué)研究、資源開(kāi)發(fā)、環(huán)保等方面將擁有更強的技術(shù)支撐和裝備保障。
環(huán)保難點(diǎn)在于科學(xué)認知不足與不可逆風(fēng)險。人類(lèi)對深海生態(tài)系統的認知仍處于初級階段,即便有大量科學(xué)研究結果,但對其生物多樣性、物種關(guān)聯(lián)及恢復能力知之甚少。采礦活動(dòng)極易引發(fā)擾動(dòng),致使沉積物懸浮,其影響范圍難以預測。
成本難點(diǎn)在于整體經(jīng)濟可行性與社會(huì )接受度。劉大海認為,在技術(shù)突破的同時(shí),也需要面對商業(yè)化的巨大不確定性:一是資本與運維成本高,包括高精尖船舶建造、設備維護、能源消耗等;二是金屬價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險,很長(cháng)一段時(shí)間難以與陸上礦山競爭;三是潛在的綠色壁壘;四是保險與法律責任成本,在技術(shù)與環(huán)保難點(diǎn)未完全突破的情況下,風(fēng)險疊加導致的相關(guān)金融和法律成本難以測算,進(jìn)一步加劇深海采礦的困難。
“無(wú)論全球哪一位置的深海采礦,當前都還處于關(guān)鍵探索期,主要是‘找’和‘探’。不少?lài)遗c企業(yè)正加快深海采礦戰略布局,但大規模商業(yè)化開(kāi)采仍沒(méi)有具體時(shí)間表?!眲⒋蠛UJ為,“深海采礦的當下意義,主要體現在增強國家戰略資源保障的彈性和韌性,支撐新質(zhì)生產(chǎn)力關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)鏈的穩定與發(fā)展,最終服務(wù)于我國經(jīng)濟社會(huì )高質(zhì)量發(fā)展?!?/p>
科研先行、審慎推進(jìn)
對于深海采礦,中國已規劃長(cháng)期路線(xiàn)圖。
自然資源部此前提出,加強找礦行動(dòng)陸海統籌,統籌深海資源調查。近日,自然資源部陸續召開(kāi)3場(chǎng)“十五五”規劃建議專(zhuān)題學(xué)習研討會(huì ),系統謀劃自然資源管理未來(lái)發(fā)展藍圖。會(huì )議強調,“十五五”時(shí)期是基本實(shí)現社會(huì )主義現代化夯實(shí)基礎、全面發(fā)力的關(guān)鍵時(shí)期,要以推動(dòng)自然資源安全高效永續利用為核心目標,實(shí)施新一輪找礦突破戰略行動(dòng),加強海洋開(kāi)發(fā)利用保護。
一些地方在深海采礦領(lǐng)域開(kāi)始布局。近日發(fā)布的山東省青島市“十五五”規劃建議提出,超前布局海洋未來(lái)產(chǎn)業(yè),提高深海采礦、生物資源利用等深海資源開(kāi)發(fā)能力,構建海洋電子信息全產(chǎn)業(yè)鏈,打造海洋人工智能大模型產(chǎn)業(yè)集聚區。
自然資源部有關(guān)負責人介紹,由我國自然資源部與庫克群島海底礦產(chǎn)局聯(lián)合推動(dòng),自然資源部第二海洋研究所組織實(shí)施的中庫聯(lián)合考察航次于近日圓滿(mǎn)完成,這標志著(zhù)中庫海洋領(lǐng)域合作邁出關(guān)鍵一步?!斑@為科學(xué)評估庫克群島專(zhuān)屬經(jīng)濟區海底礦產(chǎn)資源潛力、建立區域海洋環(huán)境基線(xiàn)提供了基礎,有效填補該區域科學(xué)數據空白?!痹撠撠熑苏f(shuō),“本航次是中國自然資源部與庫克群島開(kāi)展的首個(gè)聯(lián)合考察航次,為雙方在深??碧?、海洋環(huán)境保護、海洋能力建設等領(lǐng)域的深度合作奠定了堅實(shí)基礎?!?/p>
未來(lái),中國深海采礦如何發(fā)展?
“技術(shù)的跨越不能急于求成,應聚焦于夯實(shí)基礎、擴大合作、降低不確定性、建立惠益機制、構建可持續框架?!眲⒋蠛1硎?,應加強全球合作開(kāi)展環(huán)保型深海采礦技術(shù)研發(fā),加快產(chǎn)業(yè)布局,聚焦協(xié)同創(chuàng )新、綠色供應,推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同。同時(shí),前瞻性推動(dòng)深海采礦上下游企業(yè)對接,探討構建可追溯、可認證的負責任深海礦產(chǎn)供應鏈標準和試點(diǎn),提前培育市場(chǎng)和社會(huì )接受度。
“中國經(jīng)略深海能力的提升并不等同于能夠立刻實(shí)現深海采礦,而是為人類(lèi)認知深海、保護深海、可持續利用深海提供技術(shù)支撐?!眲⒋蠛Uf(shuō),“中國要做深??茖W(xué)的研究者、技術(shù)路線(xiàn)的探索者、國際規則的共建者,致力于推動(dòng)形成包容、可持續、惠及全人類(lèi)的深海治理模式?!睈?ài)護深海自然資源、尊重人類(lèi)共同繼承遺產(chǎn),堅持科學(xué)調查與環(huán)境監測優(yōu)先,將進(jìn)一步體現中國對深海生態(tài)保護的負責任態(tài)度,也反映出中國在全球海洋治理中的長(cháng)遠視野。