◎ 王圳 吴巧生
随着全球产业科技革命的持续深化,战略性矿产的供需矛盾日益凸显,国际资源市场竞争激烈。考虑到陆地矿产勘探开发面临着浅部可采储量减少、勘采边际成本增加和环保政策持续收紧的三重困境,许多国家陆续将发展目光投向深海区域。深海通常指深度超过200米的国际海底区域,蕴藏着丰富的多金属结核、多金属硫化物及富钴铁锰结壳等矿产资源,在资源储量、金属种类和矿石品位等方面具备独特优势,并由国际海底管理局(ISA)统一管理矿业活动。
当下全球深海战略性矿产的勘探开发正迈向商业化阶段,国际海底管理局已签发31份国际海底矿产勘探合同,覆盖了太平洋、印度洋和大西洋的多个区域,总面积超过150万平方公里。但是,国际海底管理局对深海采矿活动并无强制约束力,各国在深海战略性矿产勘探开发领域的技术标准也未达成共识,致使商业化发展面临诸多不确定性与挑战。如何实现“政策-资本-技术”要素的协同,科学化解深海矿业活动的生态伦理问题,构建可持续的深海矿业发展模式,加速实现核心技术自主化,培育高质量的深海矿业集群,打造经济增长的“蓝色引擎”,意义重大。
全球开启蓝色经济新篇章
在全球气候治理的长期驱动下,能源转型和产业结构升级的进程持续深化变革,以新能源、新材料等为代表的战略性新兴产业发展势头强劲,战略性矿产需求日益增长且分化明显。战略性矿产的地质储量分布极不均衡,开采与加工的地域集中性明显,各大经济体在产业链和供应链上优势不一,且存在不同的利益诉求,是“卡脖子”困境的主要成因。
面对资源约束与供应安全挑战,美国、日本、挪威、英国等国家积极尝试深海战略性矿产的勘探开发,为战略性矿产供应链的拓扑重建提供了新思路。一方面,深海战略性矿产具有独特的赋存状态与富集机制,开发潜力巨大。以东太平洋克拉里昂-克利帕顿断裂区为例,区内多金属结核富含铜、钴、镍、铁、锰、稀土等多种战略性矿产,元素富集模式显著优于大部分陆地矿床。西太平洋富钴结壳勘探矿区的钴品位可达2.5%,约为刚果(金)陆地矿床的3倍,且铂族金属异常富集。相较于陆地开发的空间限制,深海战略性矿产勘探开发带来的“乘数效应”有效对冲了战略性矿产的供应风险。另一方面,深海模块化的采矿方式打破了传统资源开发的时空限制,投产周期缩短。传统陆地矿山的基建期一般为3到6年时间,勘探周期更是长达7到10年。然而,深海采矿一般通过巨型采矿作业母船进行部署,能够在短时间内完成设备的安装和调试,显著缩短生产周期。而且,深海采矿不存在征地费用和土地纷争,使得深海战略性矿产的勘探开发更加灵活和高效,能够更快响应市场需求。
目前,中国在战略性矿产的加工和消费环节都处于领先地位,战略性矿产供应安全成为关乎国家经济安全的重要议题。面对百年未有之大变局,蓝色经济正逐渐成为高质量发展的新领域,是中国稳妥推进碳达峰碳中和的关键动能。
技术攻关推动勘查商业化进程
自20世纪60年代起,美国就在夏威夷群岛与美国本土之间的海域多次进行矿产资源调查,研发了作业深度达9000米的缆控深潜系统、7000米级海底机器人等装备,并在红海亚特兰蒂斯二号深渊开展硫化物试采项目。目前,俄罗斯、英国、法国、德国、波兰、日本、韩国等10余个国家都与国际海底管理局签订了国际海底矿产勘探合同,这些国家政府资助的相关研究和资源评估项目逐年增多,旨在推动深海采矿的商业化进程。2024年,挪威成为世界上首个开放商业深海矿产开采的国家,出台“国家海洋战略”、《海底矿产法》、《综合海洋管理计划》白皮书等政策,明确了通过深海矿产开采降低战略性矿产对外依赖的发展路径。值得注意的是,挪威目前的深海矿业活动均处于挪威大陆架范围内,未在公海区域实施,不受国际海底管理局的管理约束。
近年来,全球深海矿业正经历从技术验证向商业开发的关键跃迁,深海战略性矿产勘探开发技术不断取得突破。当下,全球先进的勘探技术已经能够实现对深海资源的精确探测和评估,深海采矿技术也逐渐实现自动化和智能化,先进装备不断提高开采效率和安全性。例如,日本自2020年首次进行深海采矿测试,成功试采了富钴结壳。2024年,日本政府就与国际海底管理局签署了富钴结壳勘探合同,合同截止期为2029年。日本以商业化开采为目标,为深海矿业开发制定时间节点和技术路线图,其深海钻井船每天可泵送约70吨泥浆进行稀土元素的筛选。俄罗斯日本、印度、韩国等国家均开展了采矿车海试及海底导航、行走、采集试验。其中,韩国、俄罗斯还完成了输送系统的海试。中国在深海采矿领域正逐步接近世界先进水平,中国自主研制的深海采矿车作业深度可达到4102.8米,可实现对多金属结壳、多金属结核等不同类型矿石的开采与收集,以及4100米水深重载装备布放回收。关键技术的攻关随时可能引发商业化进程的跃迁,使国家抢占先发优势。
除了关键环节的技术限制,深海战略性矿产的商业化发展还面临着管理制度挑战。《联合国海洋法公约》与《执行协定》中关于深海采矿利益共享机制的规定非常模糊,导致深海战略性矿产区块长期处于“先占先得”的圈地模式。与此同时,国际上缺乏针对深海矿业开发环境影响的评估标准,深海战略性矿产勘探开发的商业化进程受到环境伦理问题的严重制约。深海采矿活动可能扰动海底生态环境,制定深海环境评估和保护技术方案成为发展商业化的必要条件,尽管国际海底管理局于2020年提出了管理标准草案,但是仍未落实采矿行业规范和标准,深海采矿还有待法律约束。国际社会亟需建立起技术可行性、经济合理性与生态安全性相统一的综合评价范式,这既是中国参与全球海洋治理的新机遇,也是科学布局蓝色经济的新挑战。
中国积极参与全球深海治理
中国作为负责任的大国,积极参与全球海洋治理,参与国际海底区域管理的有关活动,这是构建新时代海洋强国战略资源储备的关键一环,更是践行人类命运共同体理念的中国担当。
在全球蓝色经济迅速崛起的背景下,深海战略性矿产勘探开发已成为各国关注的重点。但是,深海探采的技术瓶颈和深海矿业开发标准的不确定性仍是当下面临的主要阻碍。
基于此,中国应当保持战略定力,协同推进关键技术突破和关键装备研发的深度融合,科学规划技术路径,落实重点技术攻关和重要装备海试,携手推动达成深海矿业标准全球共识,以不断提升蓝色经济活力、增强在国际海底管理局中的影响力为目标,积极引领全球海洋资源治理,不断增进深海战略性矿产科学领域合作研究,推动“深海采矿规章”谈判工作,着力构建深海采矿伙伴关系,进而筑牢和平稳定、利益共享的全球深海资源开发利用新秩序。
一是以打造深海矿业集群为目标,聚焦颠覆性技术突破和数智化装备研发。
中国以实现科技高水平自立自强为基本立足点,借鉴美国页岩气革命、挪威开放商业深海采矿等成功经验,系统梳理深海战略性矿产勘探开发的技术路径,识别深海战略性矿产“探-采-选-冶-运”全链条中的技术瓶颈,鼓励重大技术突破和重点装备研发,全面提升技术自主能力。
笔者建议,由国家海洋局牵头,联合发展改革委、科技部和工信部等单位,整合相关机构和科研院所,设立“深海矿业工程”国家重点实验室,重点关注深海勘查、采选设备、作业母船等关键环节。加大理论研究的资金投入,鼓励企业、高校和科研机构参与海洋基础理论研究,提高理论认识,构建全球领先的知识体系。同时,加快成果转换,推动深海探采装备的海试和制造,提高全环节装备的可靠性和稳定性,降低进口依赖,推动核心零部件国产化。重视传感器、耐高压材料等基础性研究,构建中国深海装备产业链,在全球深海矿业领域提升国产装备水平。
拓展数字化和智能化设备应用范围,充分发挥AI、5G、北斗、大数据等技术优势,提高深海勘探和开采的定位精度。以海洋生态保护为指导,满足深海矿业活动中的绿色、高效、节能技术需求,降低对深海环境的影响。
二是修订完善国内法律法规,积极参与制定国际标准,建立生态补偿制度,重塑全球海洋治理秩序。
笔者建议,参考挪威深海矿产开发法律法规的政策演化路径,根据联合国海洋法公约及最新的国际海底区域治理趋势要求,对国内相关法律法规进行适时调整,明确深海战略性矿产勘探开发各个阶段的主体、权利和义务,为商业化转型提供制度保障。积极促进产业链供应链开放合作,促成蓝色经济领域的多边合作,给予参与企业税收优惠、资金补贴等扶持政策,鼓励企业积极参与深海产业开发。
遵循开发与保护并重的原则,注重深海环境保护与资源可持续利用。创新治理模式,将海洋生态修复技术转化为激励指标,通过市场机制激励企业参与深海生态环境保护。推动“采矿-修复-监测”一体化模式,实现深海矿业开发与生态环境保护的有机结合。积极参与国际环保标准制定,发展海洋碳汇,为绿色可持续的深海矿业活动建立评价标准,为科学有序的深海战略性矿产勘探开发提供发展案例。
当前,中国坚持人类命运共同体和海洋命运共同体理念,积极参与国际海底管理局等相关国际组织的工作,推动深海战略性矿产勘探开发国际规则的制定和完善,联合国际力量,根据《联合国海洋法公约》的规定,推动各国在深海战略性矿产利益共享问题中达成共识。
三是加强各个领域的国际合作,实现深海战略性矿产勘探开发的多方共赢。
加强与国际海底管理局成员国之间的沟通与对话,增进相互理解和信任,达成深海战略性矿产勘探开发中的共同利益,倡导建立“蓝色技术”同盟,共同攻克技术瓶颈、研发作业装备、探讨科学问题。中国作为负责任的大国,理应在全球深海治理中扮演更加重要的角色,以人类命运共同体和海洋命运共同体理念为指导,务实参与国际合作,推动全球深海战略性矿产勘探开发迈向商业化。
笔者认为,加强与先进国家的合作与交流,学习借鉴其先进经验和技术成果,共同建设跨境数据共享平台。促进国内外非政府组织在全球深海矿业开发中的合作与交流,通过共同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,共同推动深海矿业开发的环境保护和可持续发展。与国际海底管理局其他成员国保持密切沟通,积极主导国际联合研发项目,共同攻克深海战略性矿产勘探开发中的关键技术难题。围绕全球深海战略性矿产勘探开发中的重大课题,培养一批高素质人才,为国际合作和国内发展提供人才保障。
【作者单位:中国地质大学(武汉)】