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在中国国际海事会展上拍摄的深海采矿系统。新华社记者 张建松摄

近日，在山东一家机器人公司的装配车间，工人在装配深海作业机器人。朱春晓摄（人民视觉）

在海底，蕴藏着数万亿吨富含锰、铜、钴、镍等关键金属的多金属结核。它们躺在几千米深的海床上，外观像密密麻麻的土豆。

随着全球对镍、钴、铜等关键金属的需求激增，拾起海底“土豆”正成为各国科技与战略竞争的新领域。

近年来，“奋斗者”号深潜器、深海采矿试验系统等重大装备陆续投入使用，中国已迈入深海作业能力的第一梯队。找矿，正走向深蓝。

海底宝藏多

如何定义深海采矿？

中国人民大学公共管理学院教授、国家社科基金重大专项首席专家刘大海接受记者专访时表示，深海采矿活动既包括沿海国在其大陆架上行使主权权利的资源勘探开发，也包括在国际海底区域这一国际公域内、经由国际海底管理局规范的矿产资源开采。

为何要向深海找矿产？

首先，我国一些金属矿产的对外依存度较高，这是发展深海找矿的重要动因。深海金属矿藏主要分为四类：多金属结核、富钴结壳、金属硫化物和深海稀土。这些复杂的名称背后，往往蕴含着生产、生活所必需的金属元素。

“比如多金属结核所含的锰、钴、镍、铜，是新能源产业发展需要的金属元素。”中国海洋大学教授陈旭光介绍，深海采矿对于战略矿产资源供应链自主可控至关重要。国内一些战略金属矿产的对外依存度甚至超过石油，比如钴的对外依存度达到近99%，即使像铜这样相对常见的金属，对外依存度也达到77%。

除去供应链安全的考虑，深海采矿的经济价值同样诱人。“在已经发现的深海矿区，矿藏品位普遍相比陆地矿藏高出一个数量级。”陈旭光曾进行测算，陆地上1吨锰矿或者钴矿，提炼矿藏后，价值通常只有几十元，至多一两百元，但是1吨海底结核物能提炼出的矿藏价值有6000元到7000元。

刘大海认为，深海采矿技术和装备的提升，还将系统性带动多领域产业升级。

看高端装备与智能制造——深海机器人、耐高压材料、精密传感、智能控制系统等技术，将提升我国高端装备的可靠性与智能化水平；

看船舶与海洋工程——动态定位、深海布放回收、特种船舶设计等能力，可延伸服务我国海上风电、海洋观测、海底科考等；

看新材料与信息技术——适应极端环境的特种合金、复合材料、数字孪生、量子通信等技术，能助力我国具备向深部探索领域扩散的潜力。

“深海采矿技术的战略意义，远超资源获取范畴，它是国家综合战略能力在海洋领域的集中投射。作为集深海探测、通信导航、智能机器人、水面支持、环境监测于一体的极端复杂系统工程，掌握了深海采矿科技，就意味着国家在深远海具备了长期、系统、可控的作业和存续能力，这是从近海走向深蓝的关键标志，也是海洋强国不可或缺的技术基石。”刘大海说。

关键探索期

深海采矿难在哪儿？刘大海概括为：难在技术、重在环保、卡在成本。

首先，深海“挖宝”得有“硬核”技术。

深海采矿的难处早已不在于“下得去”，而在于“稳得住、采得上、回得来”。“在数千米深海的高压，也就是相当于数百个大气压，以及低温、强腐蚀、黑暗及复杂地形环境中，采矿设备必须实现长期、连续、高可靠性的无人化作业。”刘大海说，“这涉及材料科学、精密液压、水下通信、人工智能控制、故障自诊断与修复等一系列尖端技术的极限集成与验证，任何单一环节的失效都可能导致任务失败。”

近年来，中国在深海采矿技术上屡获突破。由上海交通大学自主研制的深海重载作业采矿车工程样机“开拓二号”已完成海试，首次突破国内深海重载作业采矿车海试水深4000米大关，在国内首创5项新技术。上海交大船舶海洋与建筑工程学院讲席教授、“开拓二号”首席科学家杨建民介绍，“开拓二号”海试成功，标志着我国在深海科学研究、资源开发、环保等方面将拥有更强的技术支撑和装备保障。

环保难点在于科学认知不足与不可逆风险。人类对深海生态系统的认知仍处于初级阶段，即便有大量科学研究结果，但对其生物多样性、物种关联及恢复能力知之甚少。采矿活动极易引发扰动，致使沉积物悬浮，其影响范围难以预测。