当你驾驶着零排放的电动车在城市中穿行时，或许你未曾想到，这辆车背后可能隐藏着一个深海的秘密。为了实现净零转型和拯救气候，我们正在寻求新的矿物来源，而深海，那个我们了解甚少的神秘领域，正成为关注的焦点。深海采矿，究竟是我们拯救气候的绿色希望，还是可能引发的生态灾难？
电动车的背后：
隐秘的矿物争夺战
低碳电动车的快速普及被视为应对气候变化的重要一步。然而，制造电动车所需的关键矿物如钴、镍和锂主要来自陆地矿山。随着需求的增加，陆地矿藏的开采对环境和社区造成了严重破坏。矿物供应链的压力促使人们将目光转向深海，那里蕴藏着大量未开发的矿物资源。
来源：Paul Langrock / Greenpeace
深海矿藏：
潜在的资源宝库
随着现代科技与工业的发展，人类对矿产资源的需求不断增加。然而，陆地资源日渐枯竭，各国纷纷将目光投向广袤的海洋，视其为未来资源开发的新战略目标。海洋占地球表面的71%，不仅蕴藏着丰富的石油资源，占全球储量的30%-50%，更有大量的化学元素、锰结核、富钴结壳、海砂矿和可燃冰等资源，其储量远超陆地。尤其是深海区域，占海洋面积的84%，为资源开发提供了广阔的前景。
图 中国深海矿区分布图
那么深海矿藏有哪些？
深海矿藏主要分布在超过2000米深的深海区，包括以下几大类：
多金属结核：这些如同土豆般的矿物球散布在深海平原的海床上，尤其是在东太平洋的克拉里昂-克利伯顿断裂带（CCZ）。它们富含锰、铜、镍和钴，是现代工业的重要资源。
富钴结壳：覆盖在深海山脊和海山上的这些结壳，富含钴、镍和铂等贵金属。它们主要分布在水深800至2500米的区域，宛如海底的金矿。
多金属硫化物：这些沉积在大洋中脊和弧后区的矿物，富含铜、铅、锌、金和银等金属，堪称深海中的宝藏。
来源：视觉中国
然而开发这些深海矿藏需要尖端的技术和设备，从勘探到采矿再到扬矿，每一个环节都充满了挑战和机遇。
来源：视觉中国
那么现有的采矿技术
有哪些呢？
图 深海采矿示意图
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首先需要揭开海底宝藏的面纱，这就不得不用到“勘探技术”
深海数字矿区建设是勘探的第一步，通过高精度的数字模拟技术创建矿区模型，帮助科学家精确定位矿藏。在复杂环境中的近底探测和取样技术尤为重要，使用专门设计的探测器和取样设备，可以在深海环境中进行详细的地质勘查。此外，新型智能大水深勘探机器人也发挥着关键作用，这些机器人能够自主导航和操作，执行深海采样和数据收集任务，提高了勘探的效率和精度。
2
找到宝藏后，要在深深的海底里挖呀挖呀挖，就此引入“采矿技术”
深海采矿的方法多种多样，包括机械式、水力式及机械-水力复合式等多种技术。机械式采矿使用专门设计的机械设备直接从海床采集矿物，例如，履带集矿机能够在海底移动并收集多金属结核。水力式采矿则利用水力系统将矿物从海底输送到海面，这种方法通常与机械式采矿结合使用，以提高采集效率。机械-水力复合式采矿结合了机械和水力两种方法，最大化地利用两者的优点，例如，履带集矿机与水力管道提升系统的结合，在多次海试中验证了其可行性和高效性。
3
挖到宝之后还得送到岸上呢，“扬矿技术”功不可没
扬矿是深海采矿的核心环节，负责将海底采集的矿物提升到海面，主要方法包括气举泵提升、清水泵提升和矿浆泵提升等。气举泵提升利用压缩空气在管道内形成三相流（气、液、固），将矿物提升至海面，虽然这种方法工艺简单，安装和维修方便，但效率较低，通常在15%以下。清水泵提升通过高压泵将清水注入管道，利用水的动力将矿物提升到海面，这种方法避免了矿物通过泵时的磨损问题，但由于深海环境恶劣，泵的安装和维护是较大的技术挑战。矿浆泵提升通过安装在管道上的泵将矿浆从海底提升到海面，这种方法因其高效性和可靠性被广泛应用，被认为是最具前景的方法。
图 清水泵提升、气举泵提升和矿浆泵提升示意图
环境代价还是
必要选择？
相比陆地采矿，深海采矿似乎更环保——没有毁林，没有强迁。然而，这只是表象。深海生态系统极其脆弱，恢复速度极慢。采矿过程中，挖掘和沉积物扩散可能破坏生物栖息地，导致深海生物灭绝。科学家警告，深海采矿可能对生物多样性和生态系统功能造成无法逆转的长期影响。
由此，我们面临一个两难选择：是要实现低碳未来，还是保护深海生态？深海采矿的支持者认为，这是实现绿色转型的必要之举。反对者则警告，这可能引发前所未有的生态灾难。我们是否愿意以破坏海洋生态为代价，来换取陆地上的“清洁能源”？
图 深海矿产资源分布与主要生态系统的对应关系
电动车电池矿物需求
与环境保护如何兼顾？
根据绿色和平的研究，到2030年，退役的电动车电池几乎可以满足全球储能需求，相比制造新电池还能节省6,334万吨碳排放。欧盟2022年起强制要求回收电池中的材料。因此，我们可以重复使用和回收已有矿物来满足电动车电池的需求，而不是不停地从地球挖矿。这样的举措保护了环境，还确保了资源的可持续利用。
来源：Smile Fight / shutterstock.com
目前，大多数电动车电池都由很多小电池组成，用剧毒的胶水黏在一起，不利于回收。通过改变电池设计，让它们更容易拆卸和回收。未来的电池也许就可以像乐高积木一样轻松拆解，这样回收起来就方便多了。
除了更换燃油车为电动车，我们还需要减少车辆的整体需求。大多数车在它们的寿命中有95%的时间是闲置的，浪费了大量资源和城市空间。我们应该推动更多低碳的大众交通和共享交通工具，减少新车的制造需求。
表1. 国内外深海采矿行业规范和标准建立
人类的未来抉择
深海采矿，究竟是拯救气候的最后一搏，还是地球的致命一击？这是一个无法回避的问题。我们正面对一场关乎地球未来的命运抉择。通过智慧和责任，我们必须找到平衡之路，让低碳转型与生态保护齐头并进。在这场决定未来的战斗中，每个人都是关键参与者。
人类的未来，系于一线。我们能否在追求绿色科技的同时，不让地球的蓝色心脏破碎？让我们共同努力，为了一个真正可持续的未来，做出正确的选择。
参考文献
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