7月10日，在加拿大温哥华举办的“挑战深海”专题展上，参观者体验“深海挑战者”号载人潜水器的圆形驾驶室

 

　　随着陆地上能源持续消耗，越来越多国家开始将目光投向海洋。不过，深海能源矿产开发既受到技术能力限制，又面临海洋污染争议。

文/《环球》杂志记者 毛振华

编辑/马琼

　　广袤的海洋是地球的资源宝库。人类通过有限的海洋勘测，推断出在海底地壳中蕴含着丰富的能源和矿产，其储量远非陆地地壳可比。随着陆地上能源持续消耗，越来越多国家开始将目光投向海洋。不过，深海能源矿产开发既受到技术能力限制，又面临海洋污染争议。

　　可以预见，未来不断提高技术实力，对海底能源加以有效开采和利用，不但有助于拓展人类的生产生活方式，而且，现阶段诸多围绕资源而引发的纠纷也有望迎刃而解。

深海价值凸显

　　随着全球科技不断发展，风力涡轮机、太阳能电池板、电动汽车电池、智能手机等的制造，对铜、镍、铝、锰、锌、锂、钴等金属的需求正在飙升。据世界银行估计，到2050年，相关矿物的产量需求增加近5倍，才能满足人们对清洁能源技术日益增长的需求。

　　以新能源汽车电池所需的锂为例，德意志银行锂和清洁技术股票研究主管科琳·布兰查德预计，到2025年底，碳酸锂当量将出现约4万至6万吨的“适度缺口”，但到2030年底，缺口将扩大至76.8万吨。

　　当陆地矿产资源出现短缺，奔向海洋则成为必然。早在20世纪60年代初，不少国家的地质学家就把目光投向海底，那里有着大量直径5至10厘米的矿物结核，富含锰、镍、钴，甚至稀土金属。它们通常被称为多金属结核，又名锰结核。“围绕它们展开的海洋测绘目标明确，那就是工业级开采。”法国海洋开发研究院地球化学和资源循环实验室的研究员伊夫·富凯说。“海底矿床里的金属组合很独特，在陆地上找不到对应的样本。”德国基尔大学的马克·汉宁顿惊叹。不过，超过4000米的深度还是让人望而却步。

　　在此后的多年里，陆续有具备潜力的海底矿产被发现。这包括1978年在海脊上发现的活跃热液矿，这些从地幔里喷涌而出的滚烫液体富含金属元素；在墨西哥和夏威夷之间的太平洋深处，发现有数万亿块马铃薯形状的岩石散布在海底，它们含有镍、钴、锰等对全球能源转型中的绿色技术至关重要的矿物。尽管这些发现令人惊喜，但要真正实现工业化开采还有很长的路要走。

　　据外媒报道，国际海底管理局资源部负责人桑多尔·穆尔索透露，该局已经颁发多张公海开采许可证，允许在深度1800至5000米的海底作业。这其中，日本、韩国和印度等国表现活跃。欧洲也不甘落后，在研发上加大投入，法国在该领域走在前列，并于2015年10月制定了一项“关于探索开发海底矿藏的国家策略”。

不容忽视的开采争议

　　然而，横亘在深海矿产大规模开采利用前的，是技术与环保这两大瓶颈。

6月22日，“海洋石油201”在进行海管铺设作业

　　中国工程院院士、海洋地质专家李家彪指出，深海采矿通常是在水深可达6000米的海域进行，海洋环境下的风、浪、流以及内波等条件，对于水面支持船、提升管道、海底采矿车在其安装、生产、维护、风险规避以及回收等各个阶段的正常运作和安全有着重要影响。此外，深海地质、地形、水深、矿石赋存形式的复杂性，给采矿车海底作业带来巨大挑战。

　　而且，海底采矿车定位导航困难，需设计以惯性导航为主，多普勒测速仪、深度计、高度计、声呐、水下摄像装置等传感器为辅的综合导航系统，基于多传感器信息融合技术，实现水下采矿车的精准定位、协同控制和精确跟踪。这些对采矿国有较高的技术要求。

　　更何况深海海底勘探费用昂贵。自2012年以来，一家加拿大公司花费超过3亿美元，才从克拉里恩-克利珀顿断裂带采集了3000多吨马铃薯大小的结核。

　　其实，最受争议的无疑是深海矿产开发对海洋环境的影响。深海矿产资源开发涉及矿区资源勘探、采矿作业、矿物预处理以及全过程中的环境保护与恢复，开发过程受到严格的环保要求及复杂海洋环境等方面的约束。

　　据《纽约时报》报道，以哥斯达黎加、法国、智利为代表的部分国家明确表示，不同意现在就对国际海域深海矿产资源进行商业化开发，认为仓促立法会给海洋生态带来潜在风险。一些环保人士指出，深海采矿可能对生态系统造成重大破坏，而科学家对海底生态系统知之甚少，他们呼吁叫停在公海海底采矿的计划。

　　英国环保组织蓝色海洋基金会的政策顾问琼尼·休斯说：“深海采矿就没有影响小的。深海采矿是你能想到的最具破坏性的建议。”环境律师、深海保护联盟顾问邓肯·柯里也认为：“（各国）甚至没有掌握作出这些决定所需的最基本的信息。”

　　海洋科学家强调的问题包括，漆黑一片的生态系统中的光污染、机器搅起的沉积物卷流和噪声污染。今年早些时候发表的一份研究报告认为，噪声可能会破坏鲸的交流。英国“星球追踪”组织最近发表的一份报告说，很多因素（例如深海采矿影响的表层面积大于陆上地下采矿）决定了深海采矿可能对生物多样性造成数倍于陆地采矿的伤害。

　　矿业公司则持不同观点。他们认为深海采矿比陆地采矿对环境更有利。例如，加拿大金属公司首席执行官杰拉德·巴伦说，海底采矿对自然的破坏比在印尼热带雨林等地区采矿要小。

国际合作迈向蔚蓝深海

　　一些国家执着于深海采矿，其实还有更深层次的地缘政治考量。

　　“人类在陆地上仍然能找到充沛的金属资源，可以满足全世界的需求，很长时间里都不用担心实际的匮乏。”澳大利亚莫纳什大学的资源专家加文·马德说。但对有的国家来说，海底淘金的动机其实是地缘战略意义上的，因为许多重要金属对数字技术或可再生技术必不可少，却被集中掌握在一部分国家手中。

　　人类不可能永远望洋兴叹。专家指出，深海矿产资源开发必须满足日益苛刻的环境保护要求，在技术层面主要涉及无工作介质排放或泄漏、无废弃物排放、无装备遗弃、无噪声污染、绿色选冶、海洋大规模清洁能源供能以及保护修护技术无二次污染等全过程清洁生产。

　　而且，在满足人和装备系统的安全性要求基础上，深海矿产资源开发技术可紧跟大数据、互联互通和智能融合等前沿领域，向着智能化方向发展，开展海面—海底、开采—监测—转运、海上—陆地等跨域的多装备共融实施和信息化决策支撑等技术创新。

　　围绕深海矿产开采，中国始终将技术与环保紧密结合，取得不少进展。“国之重器”深海采矿船“鹦鹉螺新纪元”号具备在深海海底采矿的功能。公开资料显示，在开采海底资源方面，海上钻井平台是一种手段，如今应用非常广泛，但通常限于油气资源开采。面对坚如磐石的矿物，深海采矿船提供了一种新方案。“鹦鹉螺新纪元”号采矿原理并不复杂，但从矿物开采、矿物提升，到脱水、储藏的每一步都有很高的科技含量，不仅需要坚固的钻头，还要解决加压、控制、定位、动力和脱水问题，一经问世便吸引了很多国家的目光。

　　除了深海采矿船，厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强在接受媒体采访时表示，中国海底勘探和开采技术跻身世界前列。在全海深载人潜水器、全海深无人潜水器、大功率人工源电磁探测技术等方面，中国均已实现突破和自主创新。

　　展望未来，李家彪说，在当前严苛的环境保护和激烈的资源竞争形势下，谁掌握了核心技术，谁能创造更先进的技术，谁就能在竞争中获得优势。同时，要注重国际合作，提高行业信任度。要通过国际海底区域矿产资源、环境调查等共性技术研究以及国际标准的研制，提高海洋资源调查和环境保护领域的国际合作程度；要通过制定国际合作科学计划，凝聚国际科研力量，增进对深海生态系统以及深海采矿潜在影响的科学知识的交流；还要加快深海采矿立法，塑造深海采矿行业的正面形象，构建社会各界对深海采矿行业的信任。

来源：2023年10月4日出版的《环球》杂志 第20期

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