深海采礦正由勘探逐步轉(zhuǎn)向開發(fā)階段。
陳旭光是中國(guó)海洋大學(xué)二級(jí)教授、博士生導(dǎo)師，長(zhǎng)期從事海洋巖土及海底工程方向研究，也是國(guó)內(nèi)首位深海采礦方向的國(guó)家杰出青年基金獲得者。他向經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)表示：“當(dāng)前技術(shù)已發(fā)展到能夠?qū)崿F(xiàn)深海采礦的水平，同時(shí)社會(huì)對(duì)深海金屬的需求快速增長(zhǎng)，這讓深海采礦重新成為行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)?！?/p>
陳旭光說，當(dāng)前深海采礦仍面臨一系列成本效益、環(huán)境與法律層面的問題，距離商業(yè)化依然存在距離。
深海采礦已來，但仍有爭(zhēng)議
深海蘊(yùn)含著豐富的金屬資源。海底儲(chǔ)存著銅、鈷、鎳、錳、鉛、鉑、鋅、金、銀等60多種金屬。
根據(jù)中國(guó)大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，海底礦產(chǎn)資源量約3萬億噸，可采潛力約750億噸。其中錳、銅、鈷、鎳、鋁、鉛總儲(chǔ)量分別是陸地資源的779倍、36倍、5250倍、405倍、75倍和33倍。
近年來，多種金屬價(jià)格大幅上漲，銅、鈷等更是“炙手可熱”，價(jià)格飆漲數(shù)倍。價(jià)格的上漲，讓深海采礦在經(jīng)濟(jì)性上具備了可行性。
據(jù)陳旭光介紹，早在19世紀(jì)末20世紀(jì)初，國(guó)際上就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)海底存在礦產(chǎn)資源。1960—1970年，曾有國(guó)家進(jìn)行過嘗試性開采，但由于當(dāng)時(shí)不知道這些礦物的用途，相關(guān)開發(fā)被長(zhǎng)期擱置。
國(guó)內(nèi)深海采礦始于20世紀(jì)70年代末80年代初。1983年，我國(guó)啟動(dòng)海底礦區(qū)勘查工作，原國(guó)家冶金工業(yè)部開始組織所屬長(zhǎng)沙礦冶院，開始研究多金屬結(jié)核（海底礦物的一種）的開采、提升和冶煉技術(shù)。
陳旭光進(jìn)一步表示，對(duì)我國(guó)而言，深海采礦還能彌補(bǔ)陸上礦產(chǎn)資源的不足。以鈷為例，全球鈷資源具有分布高度集中的特點(diǎn)，在已探明陸地鈷儲(chǔ)量中，剛果（金）儲(chǔ)量占比超過50%，而中國(guó)僅占比約1.7%。
然而，深海采礦仍長(zhǎng)期陷于爭(zhēng)議之中。
截至目前，已有37個(gè)國(guó)家宣布支持暫停、預(yù)防性暫停或禁止深海采礦。這些國(guó)家主張，在充分認(rèn)識(shí)深海采礦對(duì)環(huán)境的影響，健全開發(fā)規(guī)章，明確支撐規(guī)章的科學(xué)證據(jù)之前，應(yīng)暫停深海采礦。
爭(zhēng)議的核心主要集中在深海采礦對(duì)自然環(huán)境的影響，以及礦產(chǎn)資源開發(fā)涉及的法律問題。
“環(huán)境問題是門檻性問題，不解決這個(gè)問題，就不能進(jìn)行深海采礦。”陳旭光說。
陳旭光向記者介紹了目前業(yè)內(nèi)對(duì)深海采礦可能造成環(huán)境破壞的主要顧慮：“首先是羽狀流問題。羽狀流類似于海底‘霧霾’，在采礦過程中會(huì)擾動(dòng)海底沉積物形成羽狀流，最終可能會(huì)飄散到很遠(yuǎn)的地方，影響其他地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)。”
其次是重金屬污染問題?！坝行┲亟饘僭陂_采過程中可能會(huì)釋放到海水中?！标愋窆庹f。
第三是噪聲問題。業(yè)內(nèi)擔(dān)心海底采礦車產(chǎn)生的巨大噪聲會(huì)影響海底生物，特別是對(duì)聲音敏感的鯨魚。
陳旭光去年曾乘坐“蛟龍”號(hào)下潛，實(shí)地勘察海底環(huán)境。他向記者表示，采礦活動(dòng)對(duì)海洋環(huán)境的影響仍需長(zhǎng)期論證。
他建議，業(yè)內(nèi)一方面應(yīng)加強(qiáng)對(duì)深海采礦裝備研發(fā)，減少對(duì)海洋環(huán)境的擾動(dòng)；另一方面要加強(qiáng)對(duì)海洋環(huán)境的研究。
法律問題主要涉及全球各國(guó)之間的合作。深海礦產(chǎn)主要埋藏于太平洋、大西洋等海域的公海，法律上不屬于任何國(guó)家，目前各國(guó)在礦產(chǎn)資源分配上尚未達(dá)成一致。
當(dāng)前，各國(guó)普遍認(rèn)可的法律框架是《聯(lián)合國(guó)海洋法公約》和《關(guān)于執(zhí)行1982年12月10日<聯(lián)合國(guó)海洋法公約>第十一部分的協(xié)定》。這兩項(xiàng)文件明確了國(guó)際海底區(qū)域內(nèi)進(jìn)行資源開發(fā)的基本制度，賦予國(guó)際海底管理局組織與控制國(guó)際海底區(qū)域內(nèi)活動(dòng)、管理國(guó)際海底地區(qū)與資源的職能，并規(guī)定可按照需要增加從國(guó)際海底區(qū)域取得的礦物供應(yīng)量。
商業(yè)化之困
陳旭光說，近年來有民營(yíng)企業(yè)、社會(huì)資本與他聯(lián)系，希望投資深海采礦商業(yè)化項(xiàng)目。但他建議這些資本謹(jǐn)慎介入，因?yàn)槊駹I(yíng)企業(yè)和社會(huì)資本抗風(fēng)險(xiǎn)能力較弱，更適合投資市場(chǎng)更明確、已展現(xiàn)市場(chǎng)潛力或無須長(zhǎng)期高投入研發(fā)的相關(guān)海洋裝備部件。
即便部分深海采礦裝備已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，比如采礦車、采礦船等，依然沒有跑通收益模型。
以全球第一艘深海采礦船“鸚鵡螺新紀(jì)元”號(hào)為例，2018年該船正式出塢，船體造價(jià)約200萬美元，整個(gè)鸚鵡螺深海采礦項(xiàng)目投資額總計(jì)高達(dá)約500萬美元。
陳旭光稱，目前深海采礦車仍面臨三大問題：礦車打滑、沉陷、翹起的問題難以解決，停機(jī)損失高達(dá)百萬美元/小時(shí)；采集效率低，開采成本遠(yuǎn)超收益；采礦環(huán)評(píng)指標(biāo)達(dá)不到國(guó)際高標(biāo)準(zhǔn)要求。
目前，全球開采效率最高的采礦車，每小時(shí)僅能開采100噸多金屬結(jié)核，可供提取的資源量不超過1公斤。
除了采礦船、采礦車等常見的采礦設(shè)備，深海采礦還需解決如何將礦物從4000米—6000米的水下提取上來的問題。
目前業(yè)內(nèi)主要考慮采用管道運(yùn)輸，但數(shù)千米深的水深跨度需要千噸重的管道，而世界上還沒有長(zhǎng)達(dá)6000米的管道。此外，還需要水泵提供吸力，且提上來1噸礦需同時(shí)提升約10噸水。其他運(yùn)輸方式還包括連續(xù)繩斗式、 自動(dòng)穿梭艇式等。
陳旭光進(jìn)一步稱，深海裝備開發(fā)流程相比于普通裝備更復(fù)雜。一次海上試驗(yàn)機(jī)會(huì)極為難得且花費(fèi)巨大，因此需要先在陸地河流、湖泊及海岸、淺海等區(qū)域進(jìn)行試驗(yàn)，之后才能進(jìn)行深海測(cè)試。
“12月份我們有一個(gè)海試機(jī)會(huì)，但由于時(shí)間窗口問題，調(diào)整到了明年二三月份?！标愋窆馀e例。
雖然陳旭光的深海采礦車尚未商業(yè)化，但已找到了另一個(gè)應(yīng)用市場(chǎng)——海上風(fēng)機(jī)維護(hù)。
他向記者表示，深海海底土質(zhì)松軟，采礦車行走時(shí)有可能下沉，為此需要開展海洋巖土力學(xué)研究，而這些研究成果可用于固定樁式海上風(fēng)機(jī)。比如，基礎(chǔ)洋流沖刷會(huì)在海底形成沖刷坑，嚴(yán)重威脅海上風(fēng)機(jī)穩(wěn)定服役，可借鑒深海采礦車關(guān)于重載裝備海底作業(yè)、復(fù)雜地形地貌以及“船—車—管”聯(lián)動(dòng)作業(yè)的研究成果，治理沖刷坑。
陳旭光建議，重型裝備制造企業(yè)可以與深海采礦研究人員合作，共同開發(fā)深海采礦裝備，發(fā)揮制造企業(yè)的裝備優(yōu)勢(shì)與研究人員海洋領(lǐng)域的專業(yè)優(yōu)勢(shì)。
“深?？萍际羌夹g(shù)制高點(diǎn)，打造深海采礦裝備，既可以提前布局深海采礦行業(yè)，也能為企業(yè)帶來技術(shù)優(yōu)勢(shì)。”陳旭光說。