|研究船啟程展開測試
日本海洋地球科學技術機構(Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, JAMSTEC)的研究船「地球號」(Chikyu)週一上午從靜岡縣清水港出發。預計2月中旬返回。該船長度超過200米。甲板上聳立著70米高鑽井平台用於海床開採。
跨部會戰略創新促進計劃(Cross-ministerial Strategic Innovation Promotion Program, SIP)主任石井昌一(Shoichi Ishii)週一出發前表示,此次任務主要聚焦於2027年全面運營測試前的操作驗證。他補充道,如果能將海床泥土運上船,就會認為成功。
|目標區域蘊藏豐富稀土
任務目標是從南鳥島附近約6000米深海床收集富含稀土元素的泥土。南鳥島位於東京東南約1950公里處。該區域屬於日本專屬經濟區。專屬經濟區是沿海國家擁有專屬權利探索、開發和管理自然資源的海域。範圍從海岸線延伸200海里。日本專屬經濟區和領海總面積位居全球第六。
先前在南鳥島附近調查發現海床泥土含有至少六種高濃度稀土元素。其中鏑、釹和釤用於高性能磁鐵。這些磁鐵應用於電動車馬達等設備。釔用於發光二極管和醫療設備超導材料。釓用於核反應堆控制系統。
雖然跨部會戰略創新促進計劃基於經濟安全理由未披露具體資源量估算,但評估規模足以進行工業規模開發並能為部分供應鏈作出貢獻。
|全球首次深海稀土大規模開採
試驗性提取目的是測試收集海床泥土的設備。現場作業預計持續三週。這標誌全球首次嘗試從海底大規模收集稀土泥。安裝在海床上的採礦機器將泥土和海水混合成漿狀物。混合在密閉空間進行。然後利用從船上泵送水壓通過管道將漿狀物運送上船。研究船計劃在任務期間安裝約600根管道。跨部會戰略創新促進計劃2022年成功進行測試。當時使用類似機制從2470米深度海底提取沉積物。
|2027年計劃大規模開採
在此次試驗性提取任務後,計劃於2027年2月在南鳥島地區進行大規模開採。目標每日提取約350噸泥土。目的是檢驗從稀土分離和加工的完整流程並確定成本。政府計劃於2027年在南鳥島建設設施處理富含稀土泥土。政府尚未披露商業開採任何計劃。第一生命研究所(Dai-ichi Life Research Institute)資深研究員島峰義清(Yoshikiyo Shimamine)表示,商業開採時機可能在2030年左右,在開發加工技術和評估環境影響之後。
|擺脫對華稀土依賴
由於日本本身礦產資源稀少,確保國內稀土供應將是明顯優勢。這對汽車和電子設備製造商尤其重要。2010年一艘中國漁船與日本海上保安廳船隻在東海釣魚台群島附近發生碰撞。此後中國停止向日本出口稀土。最近在首相高市早苗(Sanae Takaichi)11月在國會就可能的台灣緊急情況發表評論後,北京可能再次收緊出口管制的擔憂重新浮現。科學技術政策大臣小野田紀美(Kimi Onoda)去年12月在跨部會戰略創新促進計劃成果簡報會上表示,實現穩定國內稀土供應對經濟安全具有極其重要意義。
|研究進展與產學合作
2013年由日本海洋地球科學技術機構和東京大學(University of Tokyo)教授加藤泰浩(Yasuhiro Kato)領導的研究小組宣布在南鳥島附近海床發現高濃度稀土泥。自那時起國家層面進行眾多研究。除跨部會戰略創新促進計劃外,加藤泰浩領導企業、政府和學術界組成的聯盟。目標是從日本專屬經濟區海床稀土泥和錳結核中工業化提取稀有金屬。從海床提取稀土泥與陸地開採材料不同。僅含有限量放射性元素如釷和鈾。由於這些水平相對較低,加工過程中產生廢物處置可能變得更容易。
|技術與經濟挑戰待克服
然而要推進這些全球罕見倡議,仍存在技術和經濟障礙。從泥土中提取稀土元素技術仍處早期階段。商業化還需要降低成本技術。由於南鳥島距離日本主要島嶼很遠,前往該地需更長時間和更高成本。根據第一生命研究所,南鳥島附近開採成本可能是中國稀土市場價格數倍至數十倍。另一個挑戰是評估開採稀土泥環境影響。目前尚無商業海床開採國際規則。這包括其他海洋礦產資源。聯合國(United Nations)國際海底管理局(International Seabed Authority)希望在7月會議上完成開發規則制定。但未能達成一致。日本金融經濟研究所(Japan Research Institute of Financial and Economic)代表董事真淵勝子(Mariko Mabuchi)認為南鳥島外海稀土開採是長期解決方案。她表示,首先需增加從澳洲等中國以外國家進口,並推廣從廢舊馬達等來源回收稀土材料技術。