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研究背景与工程挑战 Background and challenge 随着陆地资源的不断枯竭，以及新兴的新能源行业对稀有金属的巨大需求，深海矿产资源的合理开发是未来推动民生、资源、科技、经济可持续发展的必然选择。深海矿产资源主要涉及三种不同矿藏：多金属结核、多金属或块状硫化物、富钴的铁锰结壳。 深海多金属结核资源广泛分布于水深4000米~6000米的深海盆地，主要包括东太平洋海盆、西太平洋海盆和印度洋海盆等，以马铃薯大小的结核形式存在，仅东北太平洋赤道附近的克拉里昂－克利珀顿区结核的估计矿产储量就高达210亿t； 富钴结壳资源主要分布于水深800米~3000米的深海海山表面，表面呈肾状、鲕状或瘤状，主要集中分布在太平洋海山顶部。据估计，大约635万Km２的海底（占海底面积1.7%）被富钴结壳所覆盖； 深海多金属硫化物资源主要分布于全球大洋中脊、弧后扩张中心和岛弧等区域，以水深2000米~3000米为主，主要包括东太平洋海隆、大西洋洋中脊、西南印度洋洋中脊、西北印度洋洋中脊和西太平洋弧后盆地等区域，据估计，现代海底可能存在1000-5000个大型硫化物矿床。 图1 海底矿藏的世界分布图 多金属结核（蓝色） 多金属或块状硫化物（橙色） 富钴的铁锰结壳（黄色） 挑战1 深海底部的高压、低温、黑暗、腐蚀环境，对深海矿产资源勘探、开采，材料和结构设计都提出了严峻考验。 挑战2 不同的矿产资源需要不同的采矿方式，如对于多金属结核可以采用液力采集，而对于富钴结壳则需要机械采矿；在保证运营成本的同时，进一步开发高效集矿作业系统、优化采矿工艺、提高不同矿种的采集效率，是当前开展商业化深海采矿布局的挑战之一。 挑战3 深海采矿活动在一定程度上会扰动海底沉积物、破坏海底地形、影响底栖生物栖息环境、增加海水浊度、释放海底重金属、产生噪声污染等。 深海采矿带来的环境影响是当前国际关注的焦点，处理好海底环境保护和海底矿产资源开采的关系是开展海底矿产资源开采的关键。 海洋是战略资源的重要基地，国际海底沉积着极为丰富的矿产资源。 1970年第25届联合国大会通过的《关于各国管辖范围以外海床洋底与下层土壤的原则宣言》，明确国际海底及其资源为“人类共同继承财产”。此后，“人类共同继承财产”原则被纳入《联合国海洋法公约》（以下简称《公约》），明确指出国际海底内的活动应为全人类的利益而进行。任何国家或自然人、法人，不应将“区域”或其资源的任何部分据为己有。 为了对深海采矿这一具有巨大潜力的行业进行监管，国际海底管理局自1994年成立以来，根据《公约》和《关于执行1982年12月10日〈联合国海洋法公约〉第十一部分的协定》（以下简称《协定》）的相关规定，至2012年相继制定了《“区域”内多金属结核探矿和勘探规章》《“区域”内多金属硫化物探矿和勘探规章》以及《“区域”内富钴铁锰结壳探矿和勘探规章》等相关规定。在此过程中，国际海底管理局法律和技术委员会陆续颁布了若干指南。这些规章和指南为国际海底制度有序发展奠定了基础。根据联合国国际海底管理局（ISA）的最新计划，将于2025年ISA第30届会议上通过《深海采矿法》。目前，ISA仅限于授予《海底勘探许可证》，不允许深海开采矿物。 中国是国际海底事务的积极参与者和贡献者。国际海底管理局法律和技术委员会以及财务委员会均有中国籍委员，中国政府每年都会派出代表团参加国际海底管理局大会，并积极参与各项议题的讨论。 中国在2016年颁布了《中华人民共和国深海海底区域资源勘探开发法》，并于2017年颁布实施了《深海海底区域资源勘探开发许可管理办法》《深海海底区域资源勘探开发样品管理暂行办法》《深海海底区域资源勘探开发资料管理暂行办法》等3个涉及“区域”内勘探活动的规范性文件，充分显示了中国对国际海底治理的重视以及作为担保国的诚意。 2023年11月13日，由北京先驱高技术开发有限责任公司联合自然资源部第二海洋研究所、自然资源部第三海洋研究所、上海交通大学、长沙矿冶研究院有限责任公司等多家单位编制的《深海采矿活动环境保护与保全指南》和《海底多金属结核采矿系统技术指南》团体标准经中国海洋工程咨询协会批准发布。该两项标准是我国首次发布深海采矿领域英文版标准。 《深海采矿活动环境保护与保全指南》给出了深海采矿活动环境保护与保全工作的总则，以及勘探阶段、开采阶段、闭矿阶段与利益攸关方参与的环境工作指南，对勘探阶段的环境调查、空间规划、环境影响预测与评价工作提出要求。 《海底多金属结核采矿系统技术指南》提供了海底多金属结核采矿系统绿色、经济、可靠、智能、安全的技术准则以及需考虑的因素，对“区域”及其他海域海底多金属结核采矿系统及相关关键设备的设计、建造、应用、管理等方面给出指导。 有关深海矿产资源开发的规划梳理 国家层面 《"十四五年规划"和2035年远景目标纲要》 在深海空天开发等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业；加强深海战略性资源和生物多样性调查评价；瞄准人工智能、深地深海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。 《新产业标准化领航工程实施方案（2023～2035年）》 《实施方案》提出，要聚焦海洋工程装备领域，研制深海油气开发装备、海上风电装备、深海采矿装备、天然气水合物钻采船、深海养殖装备等新型海洋工程装备总体设计、总装建造标准；研制动力定位系统、单点系泊装置、平台升降装置、水下系统等新型海洋工程装备关键系统标准；研制潜水器设计建造、测试验证、运行保障等标准。 地方层面 《上海船舶与海洋工程装备产业高质量发展行动计划（2023~2025年）》 提出实施集群发展行动、产业链优化行动等6项主要任务，以及深海采矿海试工程、大型液化天然气船提升工程、大型邮轮创新工程等8大重点工程。 《上海市高端装备产业发展“十四五”规划》 加快建立深海矿产开发装备技术体系，重点突破深海采矿船、深海采矿机与输送系统等装备。 《山东省船舶与海工装备产业链绿色低碳高质量发展三年行动实施方案（2023~2025年）》 《实施方案》明确，海工装备领域，攻克一批满足国家战略需求的“国之重器”和关键技术装备，打造结构合理、特色鲜明的海洋工程装备产品体系，海洋能源开发、深海采矿等新型海洋工程装备领域形成新的领先优势。 《山东省“十四五”海洋经济发展规划》 海洋船舶工业要接轨国际造船标准，着力推进海洋船舶工业结构调整和转型升级，开展深海采矿船等高技术船舶的设计和制造，提升自主设计、系统集成和总承包能力，打造高技术船舶品牌，建设世界领先的现代船舶制造基地。 《山东省船舶与海洋工程装备产业发展“十四五”规划》 开展大型海洋设施一体化安装和拆解装备、深海智能采矿装备等研制。 《江苏省“十四五”船舶与海洋工程装备产业发展规划》 在深海采矿装备技术方面，提升海底矿产勘探开采输运系统装备技术、深海采矿系统水下物联网关键技术、深海采矿水面支持母船装备技术、深海采矿装备试验设施及工程材料关键技术等。 《近期科研工作进展和太湖实验室“十四五”发展规划》 开展深海采矿重大专项及多型作业系统完成研制与试验验证，构建我国自主知识产权和国际先进水平的深海多金属硫化物采矿技术体系。将坚持深海共性基础技术、深海运载技术、深海探测与信息技术、深海作业与保障技术四个研究方向的重大科技任务攻关，依托策划实施深远海与极地等重大科学工程，集聚整合全国重大基础试验设施群和优质科研资源，形成代表国家水平的深海装备创新平台。 《福建省“十四五”战略性新兴产业发展专项规划》 以深海采矿船为核心产品，向采矿设备、提升系统及矿物处理系统等上下游产业延伸；发展数字矿区技术、商业型采矿技术、移动平台技术，提升深海矿产资源开发装备无人化、信息化、智能化水平。 《深圳市促进海洋产业高质量发展的若干措施》 支持海洋领域科技研发及关键技术攻关。每年度安排不超过1500万元，瞄准海洋工程和装备、海洋能源与矿产等前沿领域，围绕高技术船舶、海洋工程设计与运维、海洋油气勘探开发、深海采矿、水下关键零部件集成应用、海洋创新药物研制、海洋生物医用材料开发等环节开展核心技术攻关
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