加快深海金屬礦產(chǎn)開發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新與商業(yè)化進(jìn)程

■文/張志昌（北京市科學(xué)技術(shù)研究院創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略研究所）

發(fā)達(dá)國(guó)家基本完成深海采礦的總體技術(shù)儲(chǔ)備，并進(jìn)行了多次試開采，全球深海金屬礦產(chǎn)進(jìn)入商業(yè)化開發(fā)的前夜。深海采礦領(lǐng)域的先進(jìn)國(guó)家大多是美國(guó)構(gòu)建的“礦產(chǎn)安全伙伴關(guān)系”（MSP）成員，恐將對(duì)我國(guó)深度參與深海采礦領(lǐng)域國(guó)際合作、礦產(chǎn)供應(yīng)鏈安全構(gòu)成威脅。

一、全球深海金屬礦產(chǎn)開發(fā)現(xiàn)狀

一是歷經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間勘探，深海金屬礦產(chǎn)資源的分布已基本探明。深海金屬礦產(chǎn)主要以大洋多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼、多金屬硫化物的形態(tài)存在，儲(chǔ)量極為豐富。尤其是錳、鈷、鋰、稀土等被列入世界主要國(guó)家關(guān)鍵性礦產(chǎn)目錄的金屬，相比陸生礦，深海礦藏儲(chǔ)量更為豐富。大多數(shù)深海金屬礦產(chǎn)資源（尤其是大洋多金屬結(jié)核）分布在公海，不屬于任何國(guó)家專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)。

二是深海金屬礦產(chǎn)大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。發(fā)達(dá)國(guó)家基本完成深海采礦的總體技術(shù)儲(chǔ)備，并進(jìn)行了多次試開采。從需求側(cè)看，隨著電池、電動(dòng)機(jī)和渦輪機(jī)等脫碳技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鎳、鈷、鋰、銅和稀土等礦物的需求快速增長(zhǎng)，加之陸生礦開發(fā)成本逐漸提高，導(dǎo)致對(duì)深海金屬礦產(chǎn)開發(fā)的需求增加。從供給側(cè)看，深海金屬礦產(chǎn)開發(fā)裝備性能改善，降低了深海采礦的經(jīng)濟(jì)成本；環(huán)境監(jiān)測(cè)、評(píng)估、修復(fù)技術(shù)水平提升，降低了深海采礦的社會(huì)成本。從環(huán)境側(cè)看，國(guó)際深海法律框架逐步健全完善，商業(yè)化開發(fā)具備了基礎(chǔ)法律保障條件。

三是環(huán)境問(wèn)題是目前深海金屬礦產(chǎn)商業(yè)化開發(fā)面臨的最大攔路虎。深海采礦可能會(huì)對(duì)海洋生物、生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生毀滅性且不可逆的影響。目前，人類對(duì)礦區(qū)環(huán)境基線特征和生態(tài)系統(tǒng)認(rèn)知有限，深海采礦對(duì)海洋環(huán)境影響程度和強(qiáng)度無(wú)法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)評(píng)估，環(huán)境修復(fù)技術(shù)顯著缺乏。深海金屬礦產(chǎn)商業(yè)化開發(fā)來(lái)臨之前的這幾年準(zhǔn)備期，主要解決環(huán)境監(jiān)測(cè)、評(píng)估、修復(fù)等難題。

四是深海金屬礦產(chǎn)資源的勘探開發(fā)具有明確的國(guó)際管理機(jī)構(gòu)與制度安排，但美國(guó)不愿接受相關(guān)約束。國(guó)際海底管理局（ISA）是代表全人類管理國(guó)際海底區(qū)域及其資源的權(quán)威組織。截至目前，國(guó)際海底管理局共有168個(gè)成員（由167個(gè)成員國(guó)及歐盟組成），不包括美國(guó)。美國(guó)不是《聯(lián)合國(guó)海洋法公約》簽約國(guó)家，在海洋領(lǐng)域，美國(guó)不受國(guó)際組織及其規(guī)章約束。

五是國(guó)際海域“藍(lán)色圈地”運(yùn)動(dòng)已經(jīng)開始，我國(guó)礦產(chǎn)供應(yīng)鏈安全遭遇新威脅。美國(guó)在深海采礦領(lǐng)域乃至整個(gè)海洋事務(wù)領(lǐng)域，均保持極高的“自由度”。一旦進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)階段，大多數(shù)國(guó)家會(huì)在《聯(lián)合國(guó)海洋法公約》與國(guó)際海底管理局制定的規(guī)則框架內(nèi)進(jìn)行開發(fā)，而美國(guó)會(huì)憑借行動(dòng)的高自由度，采取不合作行為，為自身謀取高額收益。深海儲(chǔ)量豐富的銅、鈷、鎳等，均是我國(guó)稀缺的金屬資源。深海采礦領(lǐng)域的先進(jìn)國(guó)家，如加拿大、法國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)、英國(guó)等，均是美國(guó)構(gòu)建的“礦產(chǎn)安全伙伴關(guān)系”（MSP）成員（2022年6月，美國(guó)和加拿大等主要伙伴國(guó)家建立“礦產(chǎn)安全伙伴關(guān)系”，旨在加強(qiáng)關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈，保障對(duì)清潔能源和其他技術(shù)至關(guān)重要的關(guān)鍵礦產(chǎn)的供應(yīng)。從該組織的宗旨及其展開的活動(dòng)看，對(duì)中國(guó)具有針對(duì)意圖。目前MSP的合作伙伴包括美國(guó)、加拿大、澳大利亞、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)、瑞典、英國(guó)和歐盟委員會(huì)），恐將對(duì)我國(guó)深度參與深海采礦領(lǐng)域國(guó)際合作構(gòu)成威脅。

二、我國(guó)深海金屬礦產(chǎn)開發(fā)的現(xiàn)狀與問(wèn)題

（一）現(xiàn)狀

開發(fā)深海金屬礦產(chǎn)，需要服從制度安排、取得勘探開發(fā)資格，需要技術(shù)裝備達(dá)到相當(dāng)水平，需要做好深海環(huán)境保護(hù)工作。此外，參與深海治理、加強(qiáng)國(guó)際合作，有利于加快深海金屬礦產(chǎn)開發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新與商業(yè)化進(jìn)程。下面從勘探開發(fā)資格、技術(shù)裝備、環(huán)境保護(hù)、深海治理四個(gè)方面，介紹我國(guó)深海金屬礦產(chǎn)開發(fā)現(xiàn)狀。

一是勘探開發(fā)資格方面，我國(guó)成為第一批深海金屬礦產(chǎn)勘探開發(fā)的先驅(qū)投資者。我國(guó)先后與國(guó)際海底管理局簽訂多份勘探合同，取得5塊具有優(yōu)先開發(fā)權(quán)的海底資源“礦區(qū)”，礦區(qū)面積達(dá)23.5萬(wàn)平方千米。我國(guó)目前是世界上在國(guó)際海底區(qū)域擁有礦區(qū)數(shù)量最多、礦種最全的國(guó)家。

二是技術(shù)裝備方面，我國(guó)已經(jīng)基本具備深海金屬礦產(chǎn)勘探開發(fā)的總體技術(shù)儲(chǔ)備，但大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)尚需時(shí)日。從20世紀(jì)90年代至2021年，我國(guó)先后完成技術(shù)方案研發(fā)、陸上驗(yàn)證、海上單體海試、系統(tǒng)聯(lián)合海試等。總體來(lái)看，我國(guó)已經(jīng)完成深海采礦的全流程試驗(yàn)。但試驗(yàn)多為樣機(jī)試驗(yàn)，海底采礦系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，監(jiān)測(cè)預(yù)警，應(yīng)急處理等方面，需要進(jìn)一步深入研究與驗(yàn)證。

三是環(huán)境保護(hù)方面，我國(guó)高度重視深海采礦領(lǐng)域的環(huán)境監(jiān)測(cè)、評(píng)估和修復(fù)等問(wèn)題。在“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深海多金屬結(jié)核采礦試驗(yàn)工程”項(xiàng)目支持下，我國(guó)初步構(gòu)建了深海礦產(chǎn)開采羽狀流理論模型，并在2021年深海采礦聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)中開展環(huán)境監(jiān)測(cè)。我國(guó)積極參與國(guó)際海底管理局的區(qū)域環(huán)境管理計(jì)劃。我國(guó)實(shí)施的“基線及其自然變化”計(jì)劃，已列為國(guó)際海底管理局組織的四大國(guó)際合作項(xiàng)目之一。

四是深海治理方面，我國(guó)通過(guò)國(guó)內(nèi)立法、參與國(guó)際立法等方式不斷提升治理水平。2016年頒布實(shí)施《中華人民共和國(guó)深海海底區(qū)域資源勘探開發(fā)法》，規(guī)范了我國(guó)深海資源勘探開發(fā)活動(dòng)。目前正積極參與《“區(qū)域”內(nèi)礦產(chǎn)資源開發(fā)規(guī)章》（以下簡(jiǎn)稱《開發(fā)規(guī)章》）制訂和《國(guó)家管轄范圍以外區(qū)域海洋生物多樣性養(yǎng)護(hù)與可持續(xù)利用協(xié)定》（以下簡(jiǎn)稱《BBNJ協(xié)定》）談判等重大深海國(guó)際立法進(jìn)程，貢獻(xiàn)中國(guó)智慧和方案。

（二）存在的問(wèn)題

我國(guó)遵守《聯(lián)合國(guó)海洋法公約》與國(guó)際海底管理局相關(guān)制度規(guī)章，已取得多塊國(guó)際海底“區(qū)域”礦產(chǎn)的勘探開發(fā)資格，深海金屬礦產(chǎn)開發(fā)存在問(wèn)題主要體現(xiàn)在技術(shù)裝備、環(huán)境保護(hù)與深海治理等方面。

一是技術(shù)裝備方面，與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大差距。我國(guó)深?？萍佳邪l(fā)力量較為分散，協(xié)同創(chuàng)新能力不強(qiáng)。與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)在深海采礦關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間上落后。在深海金屬礦產(chǎn)商業(yè)化開發(fā)方面，我國(guó)恐將落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。

深海采礦關(guān)鍵裝備可靠性不足。我國(guó)深海采礦泵管關(guān)鍵設(shè)備可靠性較差；提升泵的耐腐蝕、耐磨損、耐沖擊等技術(shù)難題仍未解決；我國(guó)深海采礦系統(tǒng)尚未實(shí)現(xiàn)多元信息融合與協(xié)同作業(yè)，國(guó)產(chǎn)組合導(dǎo)航定位裝備和算法的深水定位精度不夠；國(guó)產(chǎn)大功率深水電纜和光纖技術(shù)的穩(wěn)定性與可靠性不足。

二是環(huán)境保護(hù)方面，對(duì)深海采礦可能造成的環(huán)境問(wèn)題尚未找到有效解決辦法。我國(guó)尚無(wú)法對(duì)深海采礦的環(huán)境影響程度和強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)與評(píng)估。我國(guó)尚未專門針對(duì)環(huán)境影響開展全面、系統(tǒng)的原位擾動(dòng)測(cè)試與技術(shù)評(píng)估，對(duì)采礦活動(dòng)周圍環(huán)境的物理化學(xué)過(guò)程、生物多樣性影響等尚無(wú)明確認(rèn)識(shí)，針對(duì)深海采礦的環(huán)境評(píng)價(jià)方法尚未建立。我國(guó)的深海礦產(chǎn)開采羽狀流理論模型只是初步構(gòu)建，缺乏現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)與可靠預(yù)測(cè)模型，尚無(wú)法進(jìn)行可靠的定量評(píng)價(jià)。我國(guó)深海采礦的環(huán)境修復(fù)技術(shù)顯著缺乏，深海生態(tài)修復(fù)仍處于探索階段，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足。

三是深海治理方面，我國(guó)參與國(guó)際海域治理能力有待提升。國(guó)際海洋規(guī)則正在重塑，《開發(fā)規(guī)章》正加速制訂，《BBNJ協(xié)定》談判已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性磋商階段。但我國(guó)熟悉國(guó)際規(guī)則和深海事務(wù)的復(fù)合型人才不足，推動(dòng)國(guó)際海域治理體系變革的話語(yǔ)權(quán)和影響力較弱。

三、相關(guān)建議

（一）優(yōu)化深海金屬礦產(chǎn)開發(fā)頂層設(shè)計(jì)，加強(qiáng)深海科學(xué)基礎(chǔ)研究

加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，圍繞深海金屬礦產(chǎn)商業(yè)化開發(fā)，制定占有、組織管理與國(guó)際合作方面的實(shí)施細(xì)則。增加國(guó)際海底區(qū)域制度研究的資金投入，積極利用國(guó)際、區(qū)域、雙邊海洋法律制度研究成果，制定我國(guó)深海金屬礦產(chǎn)開發(fā)戰(zhàn)略，建立開發(fā)決策支持系統(tǒng)。

加強(qiáng)深海地球科學(xué)、深海生物科學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)研究。強(qiáng)化開采目標(biāo)區(qū)海洋科學(xué)研究，收集和分析礦產(chǎn)資源與環(huán)境資源數(shù)據(jù)，建立海域特征數(shù)據(jù)庫(kù)。加大海底科考力度，開展水文、地質(zhì)、生物、化學(xué)和地球物理等多學(xué)科綜合調(diào)查，為礦產(chǎn)開發(fā)和環(huán)境影響評(píng)估做好知識(shí)儲(chǔ)備。

（二）構(gòu)建新型創(chuàng)新組織體系，加大關(guān)鍵深海技術(shù)研發(fā)力度

構(gòu)建以深海國(guó)家實(shí)驗(yàn)室為龍頭的新型創(chuàng)新組織體系，加快整合國(guó)家海洋局、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局、中國(guó)科學(xué)院、全國(guó)海洋院校、海工裝備企業(yè)等的研究力量，打造綜合性深海科技研究中心。

以“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深海和極地關(guān)鍵技術(shù)與裝備”為牽引，以深海金屬礦產(chǎn)開發(fā)技術(shù)和環(huán)境修復(fù)技術(shù)為核心，部署一批服務(wù)國(guó)家深海戰(zhàn)略的重大科技項(xiàng)目和工程，構(gòu)建深海資源開發(fā)技術(shù)體系。

（三）提升深海采礦系統(tǒng)安全可靠性，研發(fā)高效智能裝備

制定嚴(yán)格的深海采礦系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)，確保深海采礦系統(tǒng)在復(fù)雜海洋環(huán)境條件下持續(xù)可靠生產(chǎn)作業(yè)，包括數(shù)據(jù)精準(zhǔn)及時(shí)傳輸、水下裝備和控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、水下監(jiān)測(cè)網(wǎng)持續(xù)有效等。

研制無(wú)人化、智能化、集群化深海裝備。緊密結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)等新型數(shù)字技術(shù)，實(shí)現(xiàn)海面—海底、開采—監(jiān)測(cè)—轉(zhuǎn)運(yùn)、海上—陸地等跨域裝備協(xié)同作業(yè)，包括全鏈條智能調(diào)度、全系統(tǒng)自主協(xié)同作業(yè)、全天候健康監(jiān)測(cè)、危險(xiǎn)狀態(tài)自動(dòng)預(yù)警、主動(dòng)避險(xiǎn)智能控制等。

（四）加快深海技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，培育深海戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，支撐深海金屬礦產(chǎn)商業(yè)化開發(fā)

強(qiáng)化深海采礦技術(shù)研發(fā)單位與企業(yè)合作，加快解決深海技術(shù)成果產(chǎn)權(quán)模糊問(wèn)題，讓深海采礦技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化。

制定融資、稅收方面優(yōu)惠政策，培育深海采礦戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。構(gòu)建公共財(cái)政、專項(xiàng)資金、風(fēng)險(xiǎn)基金、股權(quán)融資多元融資體系，擴(kuò)大投資主體范圍，創(chuàng)新合作方式，完善深海金屬礦產(chǎn)商業(yè)化開發(fā)激勵(lì)機(jī)制。

（五）增強(qiáng)我國(guó)深海治理話語(yǔ)權(quán)，在深海金屬礦產(chǎn)商業(yè)化開發(fā)進(jìn)程中發(fā)揮積極作用

深度參與《開發(fā)規(guī)章》《BBNJ協(xié)定》等的制定過(guò)程，增強(qiáng)我國(guó)深海治理話語(yǔ)權(quán)。瞄準(zhǔn)深海金屬礦產(chǎn)開發(fā)的環(huán)境評(píng)估與修復(fù)難題，凝聚國(guó)際科研力量，加強(qiáng)國(guó)際合作交流。

支持人類共同繼承財(cái)產(chǎn)原則適用于國(guó)際海底區(qū)域，尊重國(guó)際海底區(qū)域制度，全面參與國(guó)際海底管理局事務(wù)。秉持“海洋命運(yùn)共同體”理念，加強(qiáng)與發(fā)展中國(guó)家合作，贏得國(guó)際社會(huì)信任，反對(duì)超級(jí)大國(guó)霸占海洋。