深海采矿:你需要了解什么

View of the sea. Deep-sea mining.
Deep-sea mining could unlock critical minerals vital to the energy transition, but the process is controversial.Image: Unsplash/matthardy
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  • 许多绿色技术所必需的关键矿产,海底和陆地都有蕴藏。

  • 但目前我们对深海采矿可能造成的影响还知之甚少,因此尚不足以安全地开展这项活动,世界经济论坛的一份白皮书指出。

  • 以下是深海采矿监管、政策、勘探和相关担忧的最新情况。

绿色转型和数字技术进步正推动对关键矿产的需求,包括钴、锂、镍和其他稀土元素。

因此,人们开始从陆地转向海底,寻找这些重要自然资源的新来源。

深海采矿的支持者认为,这项活动可以开辟丰富的新矿产储量,但它仍颇具争议。海床矿产由国际海底管理局(ISA)监督。该机构的职责包括为国家管辖范围以外海洋资源的利用和管理建立治理框架。

“深海海床需要规则和规章,也需要领导力、团结协作和科学,”ISA秘书长莱蒂西亚·卡瓦略(Leticia Carvalho)表示。她发表这番讲话前,法国总统埃马纽埃尔·马克龙和联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯曾在6月举行的联合国海洋大会上发出警告,并呼吁谨慎对待深海采矿。

ISA是一个独立机构,1982年《联合国海洋法公约》(UNCLOS)的缔约方通过该机构组织和管控与矿产资源有关的活动。

该组织一直在制定一项海底采矿活动管理规则,但成员尚未达成一致。该组织表示,在规则出台之前,不应开展商业活动。

关于关键矿产储量,我们了解多少?

钴、锂、镍、锌、金和其他稀土金属等关键矿产,是许多支持绿色转型的技术不可或缺的组成部分,例如电动汽车电池。保障这些矿产的供应,是世界各国在环境、经济和地缘政治方面的优先事项。

正如《时代》杂志所指出的,深海采矿在2020年代初尤其具有吸引力,当时各国竞相确保电动汽车(EV)电池所需关键金属的供应。但近年来电动汽车技术不断发展,过去必不可少的钴或镍已大多被铁、磷和钠取代。

然而,开采海床的意愿并未减退。例如,美国希望确保自身的关键矿产储量,而不是依赖中国等其他国家。

世界资源研究所(WRI)称,最具“吸引力”的矿床位于国际水域,例如太平洋的克拉里昂-克利珀顿区。

深海矿产储量分布在哪里?Image: 世界资源研究所

有意开发这些储量的方面通常会寻找三种形态的矿物和稀有元素:多金属结核、多金属硫化物和富钴铁锰结壳。大多数勘探合同(见下文)都聚焦于多金属结核。

然而,这些矿产位于国际水域,引发了有关采矿活动所有权、监管和治理的问题。事实上,UNCLOS将国际水域的海床矿产界定为“人类共同遗产”,并规定开采所得必须惠及全人类。

人们对深海采矿有哪些担忧?

除了所有权以及谁能从国际水域发现的矿产中受益等问题,世界各地的组织还担心,采矿活动对环境和海洋生态系统造成的影响尚未得到充分了解。在2022年的一份白皮书中,世界经济论坛指出,人们对潜在影响了解不足,各方也缺乏共识。白皮书作者写道:“在考虑开发深海矿产之前,还需要进一步收集知识。”

以多金属结核采矿为例。这种采矿通常使用类似拖拉机的机器,将结核从海床沉积物中分离出来,再通过管道送至海面,随后将沉积物排回海中。

WRI表示,此类活动的潜在影响包括海洋生物直接损失、生态系统长期受损、渔业和粮食安全受到影响,以及释放封存碳所带来的更广泛气候风险。

以克拉里昂-克利珀顿区为例,这里蕴藏着大量多金属结核。WRI报告称,近期在此发现了5,000多个此前科学界尚未知晓的新物种。

由于这些担忧,来自70多个国家的近1,000名海洋科学家和政策专家签署声明,呼吁暂停深海采矿;另有38个国家呼吁对采矿活动采取预防性暂停、暂停令或全面禁令。

私营部门也表达了类似担忧。迄今为止,64家企业和金融机构已支持暂停令,并且在2021年,包括沃尔沃和谷歌在内的一些大型企业承诺,在更充分了解相关影响之前,不会在其供应链中使用深海采矿所得矿产。

那么,人们为何对深海采矿感兴趣?

国际能源署(IEA)的《2025年全球关键矿产展望》指出,陆地关键矿产的开采和精炼目前高度集中。例如,该报告分析的20种矿产中,中国是其中19种的主要精炼国。

对这些矿产的需求也在持续增长。以锂为例,去年其需求增长了30%。在许多情况下,绿色转型正推动关键矿产需求上升。IEA表示,能源应用是锂、钴、石墨以及稀土金属需求增长的重要因素。这些应用包括电动汽车(但如前所述,推动作用已不如以往)、电池储能和电网。

2021年至2024年间需求和供应的年均增长情况。Image: IEA

IEA表示,技术进步和全球协作有望开辟新的储量并实现供应链多元化。例如,基于人工智能的勘探可以大幅降低成本并提高发现率。回收这些矿产也有望改善供应,而无需开展新的开采。

关键矿产供应已成为能源安全和实现更可持续未来的重要组成部分。因此,公共和私营部门都在寻找新的储量。

参与深海采矿研发的私营企业认为,新的储量可以减轻陆地生态系统承受的环境压力;此外,结核还能提供品位较高的四种关键金属,同时减少废弃物和有毒副产品。

但其他行业和专家并不认同。《时代》杂志称,要在海上开采出与目前陆地开采量相当的镍,所需开采面积最多是陆地的2,000倍。《时代》还指出,深海采矿对环境危害较小的说法也不成立,因为深海仍有大片区域尚未勘探,因此可能面临受损风险。

近期一项美国研究也支持这一观点。该研究估算,深海采矿对环境的负面影响最高可达13%;英国科学家的一项研究还显示,在克拉里昂-克利珀顿区采矿40年后,出现了“沉积物的长期变化”。

目前已经开展了哪些活动?

英国这项研究考察的是1970年首次成功测试深海采矿技术的情况。直到最近几年,深海采矿才开始显现商业可行性。直到2010年左右,勘探工作主要由国家机构开展,私营企业从那时起才开始参与。

ISA已向约22家承包方颁发勘探合同,承包方包括各国政府和私营企业,涵盖上述三种矿产形态。然而,ISA最近一次会议上的谈判未能就商业采矿法规达成一致。

美国总统唐纳德·特朗普签署了一项行政命令,旨在于今年4月推动美国水域和国际水域的深海采矿。特朗普在命令中表示:“维护美国在深海科学与技术以及海床矿产资源领域的领导地位,关乎美国的核心国家安全和经济利益。”

美国不是《联合国海洋法公约》的缔约方,因此也不是ISA成员。行政命令发布后,该机构警告称,在国家管辖范围之外开展商业活动将构成违反国际法。此后,ISA启动了正式调查,调查通过美国而非ISA单方面寻求监管授权的私营采矿企业的活动。

深海采矿的替代方案

如果深海确实是人类最后的疆域,那么对待深海采矿就必须谨慎。

许多人认为,实现绿色转型甚至不需要深海采矿。例如,不列颠哥伦比亚大学和多娜·贝塔雷利慈善基金会的研究人员主张转向循环经济策略。他们认为,城市采矿和更完善的回收系统都是可持续的替代方案,并引用了一项近期研究。该研究探讨了一种工艺,可从废旧电动汽车电池中回收“几乎所有锂,以供再利用”。

IEA表示,到2050年,报废回收铜可满足近40%的总需求,这再次表明,扩大循环经济实践有望推迟深海采矿。IEA还指出,技术进步和全球协作有望开辟新的储量并实现供应链多元化。例如,基于人工智能的勘探可以大幅降低成本并提高发现率。

目前或许唯一明确的一点是,在世界着手开展深海采矿之前,还需要更多讨论和研究。

海洋生物学家、海洋行动之友成员迪瓦·阿蒙博士在2024年达沃斯会议“深海现场”上表示:“可持续的深海蓝色经济,不应是在缺乏良好治理、缺乏扎实科学依据、缺乏利益相关方参与的情况下,不受约束地仓促开采深海。”

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