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可再生能源技術(shù)需要大量關(guān)鍵礦物。海床之下或許藏著這筆財(cái)富。但這要付出怎樣的代價(jià)？

在太平洋海底13,000多英尺（約合3962米）以下，一臺(tái)重達(dá)70多噸的機(jī)器像坦克一樣憑借履帶緩慢前行了0.1英里——沿途吸取著富含銅、錳、鈷和鎳的土豆大小的結(jié)核。這一幕發(fā)生在2022年，加拿大企業(yè)The Metals Company宣布這款海底采礦機(jī)的試運(yùn)行取得成功。

該公司正致力于獲得批準(zhǔn)，以便在6.5萬平方公里的海域部署此類設(shè)備進(jìn)行商業(yè)開采，以提取超過6億噸的金屬結(jié)核礦。

海底蘊(yùn)藏著豐富的資源——那些由關(guān)鍵礦物緊密堆積而成的球狀礦床，長(zhǎng)期以來一直難以觸及。但如今情況已然不同。The Metals Company 的探索行動(dòng)，是包括中國(guó)、印度以及位于西南太平洋的小島國(guó)瑙魯在內(nèi)的企業(yè)、各國(guó)政府和國(guó)有企業(yè)發(fā)起的31項(xiàng)計(jì)劃之一，旨在采集結(jié)核樣本進(jìn)行分析，并測(cè)試采礦設(shè)備。

在全球氣候變化壓力下，更多國(guó)家和企業(yè)轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展策略，這些歷經(jīng)數(shù)百萬年無人染指的未開發(fā)礦藏，進(jìn)入了這些國(guó)家和企業(yè)的視野。據(jù)總部位于巴黎、專門提供能源政策咨詢與分析的國(guó)際能源署（IEA）稱，大規(guī)模轉(zhuǎn)向清潔能源可能使關(guān)鍵金屬和稀土元素的需求量增加四倍。而關(guān)于這些額外資源應(yīng)從何處獲取，各方存在尖銳分歧。

The Metals Company于2022年進(jìn)行的一項(xiàng)試點(diǎn)測(cè)試中，一臺(tái)結(jié)核采集車在克拉里昂-克利珀頓斷裂帶被從船舷放下（上圖）。采集到的結(jié)核通過立管輸送到船艙內(nèi)（下圖）。圖片來源：THE METALS COMPANY

美國(guó)等國(guó)家、包括The Metals Company在內(nèi)的企業(yè)以及一些研究采掘業(yè)的科學(xué)家認(rèn)為，陸地上易于開采的關(guān)鍵礦產(chǎn)資源不足以滿足日益增長(zhǎng)的需求。他們表示，與其開辟大量新的陸上礦山，不如讓新興的深海采礦業(yè)來填補(bǔ)這一缺口。

以太平洋上的群島國(guó)家帕勞為首，其他研究人員、環(huán)保組織以及約40個(gè)國(guó)家呼吁，在進(jìn)一步了解深海采礦活動(dòng)的潛在生態(tài)影響并制定相關(guān)法規(guī)之前，應(yīng)全面禁止或暫停此類活動(dòng)。許多人認(rèn)為，陸地上仍有充足的資源可供開發(fā)。

十多年來，負(fù)責(zé)管理國(guó)家管轄范圍以外海域采礦活動(dòng)的國(guó)際海底管理局一直在制定一套采礦守則，以規(guī)范海底資源的開采，但其成員國(guó)尚未就相關(guān)規(guī)則達(dá)成一致。2025年7月，談判因諸多懸而未決的問題而告終，其中包括如何衡量和監(jiān)測(cè)生態(tài)影響。近期，談判已重新啟動(dòng)。

但時(shí)間緊迫，因?yàn)樵谙嚓P(guān)規(guī)則和保障措施尚未到位之前，采礦活動(dòng)最早可能于今年就獲得批準(zhǔn)。瑙魯正在鉆研一個(gè)法律漏洞，該漏洞允許其與其他國(guó)家在采礦法規(guī)達(dá)成一致之前就申請(qǐng)商業(yè)許可。此外，The Metals Company還采取了一項(xiàng)單方面舉措，繞過國(guó)際海底管理局的管轄權(quán)，向美國(guó)申請(qǐng)?jiān)诳死锇?克利珀頓斷裂帶進(jìn)行開采的許可。該區(qū)域是大多數(shù)深海采礦計(jì)劃的重點(diǎn)目標(biāo)，位于夏威夷和墨西哥之間的國(guó)際水域，面積達(dá)600萬平方公里（幾乎與澳大利亞面積相當(dāng)）。美國(guó)尚未簽署賦予國(guó)際海底管理局對(duì)此類活動(dòng)管轄權(quán)的國(guó)際條約。

在克拉里昂-克利珀頓斷裂帶海面下約4500米處，蘊(yùn)藏著地球上大部分的多金屬結(jié)核，這些巖層中富含關(guān)鍵金屬。聯(lián)合國(guó)下屬機(jī)構(gòu)國(guó)際海底管理局正在制定相關(guān)規(guī)則，以規(guī)范國(guó)際水域礦產(chǎn)資源的開采。各國(guó)對(duì)其國(guó)家管轄范圍內(nèi)的水域（即專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)）內(nèi)的礦藏開采擁有管轄權(quán)。圖片來源：KNOWABLE MAGAZINE

時(shí)間緊迫，研究人員和分析師正致力于解答這幾個(gè)關(guān)鍵問題：我們能在陸地上找到所需的礦產(chǎn)，還是必須深入海底去開采未開發(fā)的資源？這兩種選擇分別會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生什么影響？

迫在眉睫的綠色需求

關(guān)于綠色轉(zhuǎn)型將大大提高全球關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)需求這一點(diǎn)，各界基本達(dá)成共識(shí)。國(guó)際能源署在2025年關(guān)于清潔能源轉(zhuǎn)型礦產(chǎn)需求的評(píng)估報(bào)告中指出，現(xiàn)有礦山和規(guī)劃中礦山的礦產(chǎn)產(chǎn)量可能很快就會(huì)出現(xiàn)短缺。

分析師們針對(duì)可再生能源利用和氣候變化減緩制定了三種不同的情景模型。他們將這些需求預(yù)測(cè)與不同類型的供應(yīng)預(yù)測(cè)進(jìn)行了對(duì)比，其中包括一個(gè)目標(biāo)較低的情景——該情景涵蓋現(xiàn)有礦山、在建礦山以及已獲得許可或資金保障但尚未啟動(dòng)的項(xiàng)目；還有一個(gè)目標(biāo)更宏大的情景——該情景還考慮了仍在尋求融資或許可的項(xiàng)目。

根據(jù)這一模型，分析師預(yù)計(jì)，到2040年，作為電動(dòng)汽車電池關(guān)鍵成分的鋰全球需求量可能比2024年的水平增長(zhǎng)約4.7倍，而對(duì)風(fēng)能和太陽能至關(guān)重要的銅的需求量可能增長(zhǎng)1.3倍。他們預(yù)測(cè)，這兩種金屬可能在2035年就會(huì)出現(xiàn)短缺。

國(guó)際能源署關(guān)鍵礦產(chǎn)分析師肖班·迪爾（Shobhan Dhir）表示，根據(jù)目前已公布的項(xiàng)目來看，未來銅的供應(yīng)缺口可能不如鋰那么嚴(yán)重，但開采新的銅礦或擴(kuò)建現(xiàn)有銅礦的難度要大得多?！翱傮w而言，高品位的礦石實(shí)際上已經(jīng)開采殆盡，”他說。

國(guó)際能源署估計(jì)，來自陸上礦山的關(guān)鍵礦產(chǎn)最早可能在2035年出現(xiàn)短缺。預(yù)計(jì)未來幾十年對(duì)可再生能源技術(shù)的需求將持續(xù)增長(zhǎng)，而現(xiàn)有及擬建礦山開采的礦產(chǎn)將無法滿足預(yù)計(jì)的需求。來源：KNOWABLE MAGAZINE

陸上礦山是否足夠？

一些分析師認(rèn)為，通過開采新礦或加深現(xiàn)有礦井，可以在陸地上滿足這些需求。

位于諾丁漢的英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局關(guān)鍵礦產(chǎn)情報(bào)中心主任加文·馬德（Gavin Mudd）表示，陸地上的礦產(chǎn)儲(chǔ)量并不短缺。他指出，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)表明，許多關(guān)鍵金屬的儲(chǔ)量正在增長(zhǎng)（儲(chǔ)量指目前具有經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值且開采可行的礦床，而資源則是指已知存在于地下的地質(zhì)資源）。例如，國(guó)際能源署估計(jì)，到2040年，鋰的需求量可能高達(dá)每年150萬噸。但美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2025年的數(shù)據(jù)顯示，全球陸上鋰儲(chǔ)量為3000萬噸，資源量為1.15億噸。

馬德表示，隨著新礦床的發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)量和資源量很可能繼續(xù)增長(zhǎng)。隨著礦產(chǎn)需求的增長(zhǎng)，價(jià)格可能會(huì)上漲，這使得進(jìn)一步開采現(xiàn)有礦山或開發(fā)新礦山變得有利可圖。

“沒有合理的依據(jù)能證明我們的鋰儲(chǔ)量會(huì)在短期內(nèi)耗盡，”他說。

銅和鈷等其他礦產(chǎn)也呈現(xiàn)出類似的趨勢(shì)。內(nèi)華達(dá)州礦產(chǎn)與地質(zhì)局局長(zhǎng)西蒙·喬維特（Simon Jowitt）與穆德（Mudd）于2022年對(duì)全球鎳礦進(jìn)行的評(píng)估顯示，陸上儲(chǔ)量和資源量預(yù)計(jì)可滿足未來100多年的需求。

但要獲取這些資源，就需要新建大量礦山——據(jù)國(guó)際能源署稱，僅為滿足電動(dòng)汽車電池的需求，到2050年就需要新建85座以上的新鋰礦，到2030年則需要新建多達(dá)40座的新鎳礦。國(guó)際能源論壇（一個(gè)旨在討論能源政策的政府間組織）估計(jì)，到2050年，為支持綠色轉(zhuǎn)型，至少需要開采35座新銅礦。

一個(gè)采礦項(xiàng)目從啟動(dòng)到投入運(yùn)營(yíng)可能需要十多年時(shí)間。穆德表示，為了避免進(jìn)一步延誤，政府和企業(yè)必須改進(jìn)采礦項(xiàng)目的規(guī)劃工作，否則即使在資源豐富的地區(qū)，也可能面臨礦產(chǎn)短缺的問題。

另尋他路：回收利用

英國(guó)伯明翰大學(xué)的無機(jī)化學(xué)家保羅·安德森（Paul Anderson）表示，回收電動(dòng)汽車電池及其他綠色技術(shù)材料，有助于減少對(duì)新建礦山的需求。他目前正領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)項(xiàng)目，致力于提升電動(dòng)汽車鋰離子電池的再利用和回收效率。

關(guān)于回收利用能減少多少需求，各方估計(jì)不一。國(guó)際能源署（IEA）估計(jì)，到2050年，回收利用可使鋰和鎳的新礦開采需求減少25%，銅和鈷的需求減少40%。其他估計(jì)則認(rèn)為其影響要大得多。比利時(shí)魯汶大學(xué)（KU Leuven）研究人員2022年的一項(xiàng)研究表明，到2050年，回收利用可滿足歐洲40%至77%（具體比例取決于金屬種類）的清潔能源金屬需求。而加州大學(xué)戴維斯分校研究人員2025年的一份報(bào)告則估算，回收利用可將所需新建鋰礦的數(shù)量從85座減少至15座。

加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員得出結(jié)論：各國(guó)政府需要在世界各地建設(shè)回收設(shè)施，而不僅僅是在生產(chǎn)電動(dòng)車電池的地區(qū)或擁有最大電動(dòng)車市場(chǎng)的地區(qū)。各國(guó)還應(yīng)出臺(tái)政策鼓勵(lì)回收，例如為制造商設(shè)定回收廢舊電池的目標(biāo)，并為回收廠設(shè)定從電池中提取關(guān)鍵礦物的目標(biāo)。

鋰電池回收。 圖片來源：freepikp

安德森指出，在電池及其他綠色技術(shù)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，回收利用往往被視為次要考慮因素，這導(dǎo)致其回收效率和效果大打折扣?！拔覀円恍闹幌胪ㄟ^推廣技術(shù)來減少碳足跡……卻沒有考慮到將報(bào)廢管理納入設(shè)計(jì)之中，”他說。

但即便有回收利用，全球向綠色經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型仍可能依賴陸上采礦業(yè)的擴(kuò)張——而這恰恰是污染最嚴(yán)重、對(duì)環(huán)境和社會(huì)破壞性最大的行業(yè)之一。研究表明，2005年至2015年間，亞馬遜雨林總損失量的9%歸咎于陸上采礦。該行業(yè)還消耗大量水資源，且往往位于缺水地區(qū)，并可能使弱勢(shì)群體面臨人權(quán)受侵害的風(fēng)險(xiǎn)。有毒采礦廢料的泄漏會(huì)污染水道，并導(dǎo)致水生野生動(dòng)物死亡。

深海損害的程度

深海采礦的支持者認(rèn)為，該行業(yè)可能引發(fā)的環(huán)境和社會(huì)問題較少。

在這幅深海采礦示意圖中，采礦車從海底采集結(jié)核，隨后通過長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里的立管將結(jié)核輸送至海面上的船只。研究人員提出了多種生態(tài)擔(dān)憂：采集車會(huì)將海床沉積物攪動(dòng)成羽流進(jìn)入水柱，這可能干擾生物的呼吸和攝食；結(jié)核開采可能將有毒金屬釋放到水體中；在通常黑暗而寂靜的環(huán)境中，采集車會(huì)造成噪音和光污染；此外，這些機(jī)器在海底移動(dòng)時(shí)，還會(huì)碾壓途中的生物。來源：KNOWABLE MAGAZINE

The Metals Company表示，深海開采對(duì)環(huán)境的影響可能不像陸地開采那樣持久。該公司引用的研究指出，部分因開采而受到干擾的深海動(dòng)物群落，其數(shù)量和多樣性可能在一年內(nèi)開始恢復(fù)。該公司稱，深海微生物群落可在“50年內(nèi)”從開采的影響中恢復(fù)過來。相比之下，該公司指出，陸地采礦所破壞的“能夠維持原有生物多樣性水平的新土壤和森林，其再生可能需要數(shù)百年甚至數(shù)千年”。

特拉華大學(xué)的環(huán)境系統(tǒng)科學(xué)家薩利姆·阿里（Saleem Ali）同時(shí)為聯(lián)合國(guó)提供關(guān)于關(guān)鍵金屬的研究和咨詢，他表示，深海采礦應(yīng)成為綠色轉(zhuǎn)型討論的一部分。他參與撰寫了一份由The Metals Company資助的2022年分析報(bào)告，該報(bào)告對(duì)比了陸地礦床與海底資源的采礦廢棄物。（阿里表示他從未直接接受過The Metals Company的資助。） 例如，該分析考察了陸地礦區(qū)尾礦對(duì)水污染和當(dāng)?shù)厣锒鄻有缘挠绊?，以及結(jié)核開采可能造成的污染，例如采收機(jī)將海底沉積物攪入水柱所產(chǎn)生的污染。分析表明，這兩種開采方式都會(huì)對(duì)生物多樣性產(chǎn)生影響，但與陸地開采相比，深海采礦產(chǎn)生的廢棄物更少，對(duì)周邊社區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)也更低。不過，該研究也提醒，由于沉積物羽流的影響存在“相當(dāng)大的不確定性”，其結(jié)論具有局限性。

阿里補(bǔ)充道，國(guó)際海底管理局已收集數(shù)據(jù)至少30年，這些數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)足以制定管理海底采礦的規(guī)章制度，即使目前尚不清楚其長(zhǎng)期影響如何，也不清楚其環(huán)境影響是比陸上采礦更好還是更差。

“我并不是說我們應(yīng)該立即推進(jìn)。我的意思是，在我們不得不做出的這些極其艱難的選擇的大背景下，這件事值得被納入考量，”他說。

但呼吁暫?；蚪归_采的反對(duì)者指出，The Metals Company 所引用的證明深海生態(tài)可以“快速恢復(fù)”的那份研究，最終根據(jù)其整體數(shù)據(jù)得出了更為悲觀的結(jié)論。其作者寫道：“多金屬結(jié)核開采的影響很可能是長(zhǎng)期的”，并且分析結(jié)果“表明，即使是在小規(guī)模的試驗(yàn)性開采中，海底結(jié)核開采也會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的負(fù)面生物影響?！?科學(xué)家們擔(dān)心，那些適應(yīng)了黑暗、安靜且生物稀少的深海環(huán)境的生物，將難以應(yīng)對(duì)采礦帶來的噪音和光照干擾。這些生物還將暴露在有毒金屬和沉積物羽流中，這些物質(zhì)可能干擾它們的攝食和呼吸。The Metals Company并未對(duì)此做出回應(yīng)。

克拉里昂-克利珀頓斷裂帶的海底棲息著許多生物，其中部分如圖所示：?？ㄗ笊希?、海參、長(zhǎng)尾?？≒sychropotes longicauda）（右上）、海膽（Plesiodiadema sp.）（右下）以及海星（左下）。人類對(duì)這些深海區(qū)域的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)仍知之甚少，因此難以預(yù)判深海采礦將產(chǎn)生何種生態(tài)影響。圖片來源: ROV TEAM / GEOMAR (CC-BY 4.0）

加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)的深海生態(tài)學(xué)家安娜·梅塔克薩斯（Anna Metaxas）表示，鑒于這些未知因素，不應(yīng)倉促制定采礦規(guī)則。她曾作為合著者，在《環(huán)境與資源年度評(píng)論》（Annual Review of Environment and Resources）上發(fā)表了一篇關(guān)于采礦對(duì)深海生態(tài)系統(tǒng)潛在影響的2025年綜述。梅塔克薩斯參與了“深海管理倡議”（Deep-Ocean Stewardship Initiative），這是一個(gè)旨在為深海政策和治理提供信息支持的非營(yíng)利性國(guó)際專家網(wǎng)絡(luò)。她表示，此前她曾與陸地和深海采礦領(lǐng)域的專家共同領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)項(xiàng)目，旨在制定一個(gè)用于比較陸地與海底采礦環(huán)境影響的框架。但在2024年，她和她的合著者得出結(jié)論，目前數(shù)據(jù)過于匱乏，無法進(jìn)行此類比較。

“我們的知識(shí)空白確實(shí)很大?！钡聡?guó)亥姆霍茲基爾海洋研究中心（GEOMAR）的海洋生物地球化學(xué)家馬蒂亞斯·?？藸枺∕atthias Haeckel）表示贊同。他隸屬于一個(gè)由30名研究人員和技術(shù)專家組成的團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)受國(guó)際海底管理局委托，將于2024年著手制定用于監(jiān)測(cè)和評(píng)估采礦影響所需的指標(biāo)。該小組研究了重金屬等物質(zhì)的毒性、采礦機(jī)械攪動(dòng)沉積物產(chǎn)生的渾濁度，以及水下噪音和光污染等問題。預(yù)計(jì)他們將于今年晚些時(shí)候提交標(biāo)準(zhǔn)和指南的第一稿。

尋求答案——而且要盡快

國(guó)際海底管理局理事會(huì)——該組織的執(zhí)行機(jī)構(gòu)——于3月初在牙買加召開會(huì)議，并將于7月再次召開會(huì)議，以討論并可能通過采礦條例。The Metals Company仍在等待美國(guó)方面批準(zhǔn)，以便在克拉里昂-克利珀頓區(qū)開展商業(yè)開采。但該公司表示，預(yù)計(jì)將在今年年底前獲得許可，并隨后立即開始開采。

與此同時(shí)，像?？藸栠@樣的科學(xué)家正爭(zhēng)分奪秒地組織更多可靠航次，以提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為關(guān)于海底采礦及采礦法規(guī)未來的決策提供依據(jù)。?？藸栒I(lǐng)導(dǎo)一個(gè)名為“采礦影響（MiningImpact）”的歐洲項(xiàng)目，該項(xiàng)目將于今年晚些時(shí)候重返2021年的研究地點(diǎn)——當(dāng)時(shí)該項(xiàng)目曾對(duì)比利時(shí)DEME公司旗下子公司Global Sea Mineral Resources進(jìn)行的部分采礦測(cè)試進(jìn)行過監(jiān)測(cè)?！安傻V影響（MiningImpact）”項(xiàng)目的第三階段旨在觀察五年后的生態(tài)系統(tǒng)狀況，并促進(jìn)人們對(duì)深海生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步了解。

“克拉里昂-克利珀頓頓斷裂面積廣闊，其中仍有許多未解之謎，”?？藸栒f。他質(zhì)疑，既然科學(xué)家們幾乎還不清楚那里棲息著哪些生物，也不了解它們之間的相互作用，又如何能對(duì)該地區(qū)的采礦活動(dòng)進(jìn)行有效監(jiān)管。

作者：Natasha Gilbert

翻譯：zzz

審校：姬子隰

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編輯：姬子隰

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