【深度】深海采矿:脆弱生态里的资源转型

2019年07月13日 08:20 A
法律层面存在诸多空白和不确定性;深海采矿活动将会对深海脆弱的生态系统带来多大影响也无法确定。

视觉中国

文 | 钱伯彦

编辑 | 陈升龙

“名声、财富、权力……去吧!一切都在那里!这一句话让全世界的人们,趋之若鹜地奔向大海。”

这不仅是伴随一代人成长的《海贼王》经典开场幕,更是现实世界的真实写照。

从潮汐能到海上风电场、从渔业资源到海上油气资源,对大陆架和中浅海资源的开发利用支撑着越来越多的行业蓬勃发展,但是大自然的馈赠却依然不止于此。近年来,人类又将目光锁在了地球最后的边疆——深海海底的矿产资源。

为了避免在主权并不明确的国际公海上出现无法可依、过度开采的“大海贼时代”,管理国际海底区域及其资源的国际海底管理局(International Seabed Authority,下称ISA)目前正在总部牙买加金斯顿召开为期近一个月的理事会会议,以期在各成员国之间达成共识,并计划在未来一年内敲定首份“深海开采行为准则”草案。

ISA依照《联合国海洋法公约》成立,目前拥有168个国家和地区组织成员。7月4日,ISA理事会会议的第一部分落幕,尽管发表了保护海洋的共同声明,但并未提及任何有关开采管理、国际各国间转移支付等敏感问题。而理事会会议的第二部分将于7月26日正式收官。至于各成员国在此期限之内能否达成共识,目前仍不容乐观。

下一个资源宝藏

各国难以达成一致的症结来自丰富海底资源带来的巨大利益。

尽管目前各国的深海开采仍处于探索阶段,但是在面积达3.6亿平方公里的广阔深海区域(水深超过200米)中,人们已经发现了包括铜、锌、锰、钴甚至是稀土在内的众多高价值金属矿物。这些资源对于智能手机、笔记本电脑、太阳能电池板、风力涡轮机和电动车至关重要。

这些矿物之中,多金属结核、富钴铁锰结壳以及多金属硫化物(又称海底块状硫化物)三种矿产资源最具有开采价值。

深海中最具开发价值的三种矿产资源。图源:Martime executive
深海三种矿物资源的在大洋底部的分布区间。图源:世界银行
2018年3与15日,青岛,蛟龙号取回来的锰结核。图源:视觉中国

其中,土豆大小的多金属结核形成并悬浮于水深达5000至6000米的深海平原淤泥之中。美国地质调查局的一份报告表明,这些结核除了含有28%的锰、1.3%的镍、0.2%的钴、0.06%的钼之外,还蕴藏着铂、碲、铋等总丰度约0.08%的稀土元素。

在能源转型愈发重要的今天,作为动力电池正极材料的钴、光伏发电的碲以及用于核反应堆的铅铋冷却剂的铋都是新兴技术必不可少的原材料。

如同多金属结核一样,生长在水深达4000米的海山基岩上、厚度仅为数厘米的富钴铁锰结壳也因为更丰富的钴元素含量(丰度高达1.7%)引起了工业界的浓厚兴趣。而在深海热液喷口形成的多金属硫化物除了铜、锌、铁之外,更是含有金、银等贵金属。

除了丰富的资源储量之外,陆上矿产资源开采成本的不断高企也使得深海采矿变得越来越有利可图。

以钴为例,目前世界上近一半的钴矿位于极度贫困的刚果(金)。而在当地经营两大钴矿的全球第一大商品交易商瑞士嘉能可长久以来一直受到外界对于公司贿赂腐败官员、非法雇佣童工、大肆破坏当地环境等激烈批评。6月27日造成41名非法矿工遇难的事故更是将整个钴开采行业推上风口浪尖。

现有的深海挖矿技术几乎不涉及陆地作业:十吨级的巨型设备在海底挖掘,长长的管道将矿藏输送到船上处理,再将废料泵回海中。过程中既不需要挖掘矿坑,也无需担忧废石问题,前期耗资巨大的道路建设和运输系统成本同样几乎可以忽略不计。此外,对于矿产公司而言,在陆地上令人困扰的原住民和当地政府阻力问题在深海也自然迎刃而解。

据估计,仅凭目前已知的深海多金属结核矿每年就能带来约20亿美元的收入,其中丰度最高的锰每年价值约9.5亿美元,镍、铜、钴的价值则分别为7.59亿、2.59亿及1.18亿美元。

到广阔的海底去

在潜在丰厚回报的诱惑下,业界的确早已开始行动了。

根据1982年签订的《联合国海洋法公约》136-137条规定,沿海国家对于超出200海里专属经济区(EEZ)的海域既无专有权、也没有管辖权,这些地区被定义为全人类的共同遗产。而负责管辖的唯一机构正是国际海底管理局ISA,任何希望从事深海采矿的国家或企业都需向ISA申请勘探或开采许可。

虽然ISA已经明确表示在2020年7月各国达成深海开采行为准则之前,不会颁发任何一张开采许可,但是这并不影响各国对于深海勘探的热情。

截至目前,ISA已经批准了29份有效期为15年的勘探许可,而这个数字在2010年仅为6。这些许可证涉及多金属结核、富钴铁锰结壳和多金属硫化物全部三种矿产,总面积达130余万平方公里的勘探区域更是覆盖了除北冰洋之外的所有大洋,包括中国、法国、德国、印度、日本、俄罗斯在内的各个大国都有所斩获。

这些勘探区域中的明星区块无疑是位于北太平洋的克拉里昂-克利珀顿区域(CCZ),目前众多关于深海矿产的研究都出自于该块面积达美国国土面积四分之三的勘探区域。此外,纳米比亚外海以及红海海域的勘探也是当前的热点区域。

三种深海矿物资源的分布图,其中CCZ区域最具有潜力。图源:Frontiers

尽管目前公海海底的矿产资源仍在很大程度上受到ISA的保护,但是部分国家及企业已经在不受ISA约束的专属经济区内开始了开采演练。

此前据《日本经济新闻》报道,日本已于1月7日正式开启了冲绳及南鸟岛海域的深海稀土矿的勘探,并计划于2022年开始开采。早在2013年,日本石油、天然气和金属国家公司就在日本列岛周围海域进行了大规模勘探,并于2017年发现六处大型矿床。

而比日本人更进一步的则是深海采矿领域的先行者:加拿大鹦鹉螺矿业公司(Nautilus Minerals)。

位于俾斯麦海的索尔瓦拉1号项目有望成全球首个深海矿场。图源:solwaramining

该公司多年前就与巴布亚新几内亚政府达成协议,并获得位于太平洋西部俾斯麦海海底多块区域的开采许可。其中的索尔瓦拉1号项目更是因为涉及一个高纯度的铜-金矿床而受到了广泛关注。

不过,这一本应成为深海淘金浪潮发令枪的项目进展却并不顺利。在技术、资金及环保人士的多重压力之下,原定于2019年启动的采矿作业目前实质上处于冻结状态。

早在2014年,鹦鹉螺矿业就与福建马尾造船和迪拜船东MAC(Marine Assests Corporation)签订价值5亿美元的全球首艘深海采矿船订单。根据原计划,该船应于2018年末交付,鹦鹉螺矿业则以20万美元/日的价格承租五年,并投入俾斯麦海索尔瓦拉1号项目的开采工作。

事实上,迪拜人于2018年中的中途退出导致马尾造船的工作陷入僵局。最终鹦鹉螺矿业不得不作为船东选择接盘,而因资金问题而滞后的工期能否在2019年底之前完工尚无定论。

除了承接深海采矿船的订单之外,作为世界稀土储量第一大国的中国,自然也不愿在深海稀土矿领域落后于人。2018年5月至6月间,由自然资源部和五矿集团牵头的“鲲龙500”海底集矿车完成海试,标志着中国在深海采矿的多个关键技术领域完成突破。

保卫最后的边疆

在ISA秘书长迈克·洛奇(Michael Lodge)看来,商业性深海采矿需要考虑三件事情,一是近年来不断发展的开采技术;二是包括金属市场价格在内的商业因素;三是我们希望能在2020年之前定稿的开采行为准则。

如今,唯一欠缺的重要一角就是开采行为准则。如果考虑到ISA颁发的数份勘探许可证将在2021年到期,开采行为准则的敲定就显得更加迫在眉睫。

ISA已于2000年至2012年通过了三大矿产的勘探行为准则,但是涉及利益分配的开采行为显然更加众口难调。一方面《联合国海洋法公约》将国际海域笼统地定义为人类的财产,在法律层面留下了诸多空白和不确定性;另一方面,深海采矿活动将会对深海脆弱的生态系统带来多大影响也无法确定。毕竟,人类对于大洋深处的了解程度甚至比不上火星表面。

基于目前鹦鹉螺矿业研发的深海挖矿机工作原理,置于海底的挖矿机会像一台巨大的吸尘器一样将矿物与海底淤泥一并吸入、过滤并向后喷出。这一将海底翻得底朝天的开采方式,加上挖矿机数十吨的巨大重量,对于深海生态的破坏可能将比被称为“断子绝孙捕鱼术”的海底拖网技术更加巨大。

开采过程中过滤后喷射出的淤泥还将形成规模巨大的泥沙羽流,该羽流会增加水体的浑浊度并堵塞生物的过滤性器官。海底不规则的湍流扰动还可能将羽流进一步扩大。

而开采靠近海底热液喷口的多金属硫化物造成的损失很可能将更加巨大。在缺少阳光、寒冷高压环境下依靠硫化物以及地热生存的生态系统不仅在地球上独一无二,而且还将是人类探索木卫二等海洋卫星地外生命的绝佳样本。

鹦鹉螺矿业研发的海底矿机。图源:鹦鹉螺矿业
多金属结核矿的开采示意图,开采过程将对海底生态造成大规模破坏。图源:IUCN

根据夏威夷大学克雷格·史密斯(Craig Smith)团队在《自然》杂志上的论文显示,北太平洋CCZ区域内看似平淡无奇的海底淤泥中存在着多样性惊人的生物群落。史密斯团队在该区域内发现的154种海洋蠕虫内有70%为新物种。“这些生物可以为生命的起源提供新的见解”,史密斯表示。

生物学家们的新发现能够唤醒人们做出妥协,在这片人类最后边疆的生态环境与巨大利益之间取得平衡吗?

7月3日,国际非政府环保组织绿色和平发布报告,称深海采矿将给海洋带来严重且不可逆的损害,并呼吁168个ISA成员国放弃进一步推进开采行为准则。7月5日,ISA明确拒绝了绿色和平的提议,秘书长洛奇直接批评绿色和平的报告是错误的。

至少,既不是ISA成员国,也非《联合国海洋法公约》签署国的美国人不用受到环保组织的掣肘。

早在1982年《联合国海洋法公约》草案最终敲定时,美国人就以《公约》中的“强制性技术转让”和“配给制度”条款违背自由市场、损害企业研发为由拒绝加入《公约》。“其中关于深海矿藏开发的部分不符合美国的目标”,当时的里根总统就质疑道。

而由《公约》衍生出的ISA组织,自然也并不受美国人待见。尽管ISA从未给美国这个非成员国颁发过任何一份勘探许可,但这并不影响夏威夷大学和麻省理工学院在太平洋的深海矿产勘探中扮演重要角色。

作为早在1980年全球第一个通过《深海硬矿物资源法》(国内法)的国家,或许愈发信奉单边主义美国人更愿意独立制定游戏规则。

来源:界面新闻

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