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深海夺宝

2022-02-23艾琳·贝克

海外文摘 2022年2期
关键词:结核深海金属

艾琳·贝克

多金属结核是镍、钴、锰等稀有金属的混合物,其大小和外观像烧过的炭块。

在太平洋中部三英里深的海底,散落着数以万亿计的不规则黑色小块矿石,它们或许就是解决迫在眉睫的能源危机的方法。这些矿石名为“多金属结核”,是镍、钴、锰等稀有金属的混合物,其大小和外观就像烧过的炭块。数百万年来,海水中的矿物质逐渐包裹鲨鱼齿和鱼骨,在这个复杂的生化过程中,多金属结核渐渐形成。

海洋生物学家说,多金属结核所在的深海是地球上最不为人知的区域之一;多金属结核对海洋至关重要,它们甚至掌握着地球生命的奥秘。海底采矿公司“金属”(Metals Company)首席执行官杰拉德·巴伦将多金属结核称为“岩石中的电池”和“解决气候变化的最简单方法”。这些结核分布在夏威夷和墨西哥之间的国际海洋带(克拉里昂–克利帕顿断裂区),富含制造电池所需的金属,而我们使用的笔记本电脑、手机和电动汽车都需要电池供电。巴伦估计,多金属结核含有的钴和镍足以为 48 亿辆电动汽车提供动力。他说,开采这些结核就像从球洞中吸取高尔夫球一样简单。

但环保主义者表示,开采多金属结核可能会造成比气候变化更可怕的后果。海洋是重要的碳汇,每年吸收多达1/4的全球碳排放量。开采结核的过程本身不太可能破坏海洋的碳吸收能力,但地球上的海洋大部分彼此相连,并且共享一个环绕地球的洋流系统,这意味着海洋这边发生的事情可能对地球的另一边产生无法预料的影响。“如果开采过程出现问题,可能会引发一系列意外后果,扰乱海洋稳定,并最终影响地球上所有地方的生命。”国际动物和植物组织负责人皮帕·霍华德说,“多金属结核是一个生物群落的核心部分,而这个群落的规模相当于亚马孙雨林。”

关于开采地球最后一片未知领域的道德争议越来越大。生物学家与地质学家争论,制造商与供应商争论,不同派别的环保主义者相互争论……世界面临一个悖论,而这个悖论将决定我们通往无化石燃料未来的道路:可持续能源更清洁,但需要利用金属和资源,而开采金属和资源会加剧全球变暖、影响生物多样性。因此,在各國承诺减少温室气体排放的背景下,问题不再是化石燃料公司和清洁能源支持者之间的冲突,而是我们在走向清洁能源的路上愿意牺牲哪些生态系统。

为实现《巴黎协定》的目标,我们必须迎接电动汽车的到来。但根据国际能源署2021年5月的一份报告,用目前全球已开采的矿物制造的电池并不足以支撑清洁能源的未来。从2020年到2040年,仅电动汽车对金属的需求就可能增长30多倍。报告认为:“如果供应链无法满足飙升的需求,那么矿产短缺可能就意味着清洁能源的短缺。”出于这种担忧,各国各企业竞相争取供应,为即将到来的能源转型作准备。

支持深海开采的人士认为,多金属结核可以提供世界所需的大部分矿物,而且产生的环境影响最小。比利时深海采矿公司“全球海洋矿产资源”的总经理克里斯·范尼金说:“目前海洋面临的最大风险是全球变暖,解决方案就在海底,那里有一处矿床,可以提供清洁能源基础设施所需的矿物。”

金属公司的勘探船对克拉里昂–克利帕顿断裂区展开环境研究。

目前,国际水域还不允许进行商业开采。负责管理海底资源的联合国机构国际海底管理局(ISA)仍在考虑海底开采的条件和方式。包括全球海洋矿产资源和金属在内的几家企业已经在勘探任务中采集了数十吨多金属结核,他们正在向ISA施压,要求其批准商业开采。巴伦告诉潜在投资者,金属公司预计将在2024年前开采多金属结核;全球海洋矿产资源则表示,等公司开始这项业务后,两台采矿机器人每年能够开采多达300万吨多金属结核。

并非所有人都同意开采。科学家、环保人士、欧洲议会和一些国家政府呼吁暂停深海采矿,直到其生态后果得到进一步了解。他们认为,海洋环境本就已经受到气候变化、过度捕捞、工业污染和塑料垃圾的威胁,在这种情况下,重型机械导致的额外压力可能会将海洋环境推入深渊。海洋表面以下三英里处的深海拥有地球上一些生物多样性最丰富的生态系统;在永恒的黑暗、强烈的寒冷和极度的压力下,这里诞生了其他地方几乎没有的独特生命形式,例如最新发现的一种被称为“卡斯伯”的幽灵章鱼,以及一种不需要吃东西就能生存的带壳蜗牛。

金属公司的海底岩芯取样钻机

岩芯样品

勘探船小组使用远程工具调查断裂区的物种。

数据表明,深海采矿可能会对海洋生物产生长期的破坏性影响。《科学报告》的一项研究表明,1989年,科学家在一个类似克拉里昂–克利帕顿断裂区的地带模拟深海采矿,结果显示,30年后,海底仍能看到开采痕迹,而海绵、软珊瑚和海葵的数量再也没能恢复到以前的水平。

如果你在自家后院发现了钴矿,在大多数情况下,由此带来的收入将属于你或国家政府。但世界上已知的大部分深海金属矿床都位于国际水域,这意味着它们属于全世界。

多金属结核于1868年在北冰洋首次被发现,它几乎存在于所有海洋中,但集中分布在克拉里昂–克利帕顿断裂区。上世纪六七十年代,几个跨国矿业集团开始开发该断裂区的资源。在此之前,多金属结核被广泛视为一种地质奇观。尽管当时多金属结核的开采量可达210亿吨,但商企却兴趣寥寥,主要原因是开采成本高昂,而且陆地上拥有相对丰富的金属资源(尤其是镍)。联合国认为,国际水域中的多金属结核以及其他可能产生丰厚利润的海底矿产应被视为“人类的共同遗产”,因此于1994年依据《联合国海洋法公约》成立了ISA。该机构拥有168个成员国,其职责是“为了全人类的利益”而组织和管控国际海底区域的所有矿业活动,相关收益由开发资源的国家和国际社会的其他成员分享。

德国波茨坦大学国际海底采矿法专家艾琳娜·耶克尔表示,根据《联合国海洋法公约》,ISA拥有两项几乎互斥的权力:一项是为了人类的利益管理矿产资源,另一项是保护海洋环境免受采矿造成的危害。她说:“几乎无法同时遵守这两项规定,因为任何采矿活动都会对环境造成影响。这个问题没有办法解决,那么问题就变成了:什么程度的危害是可以接受的?”

这两项相互矛盾的规定或许可以解释为什么ISA创立近30年了却还没有就采矿法规达成一致,遑论如何分配全球矿产资源所产生的收入。截至去年9月,ISA已经授权了18份克拉里昂–克利帕顿断裂区多金属结核勘探合同。一旦正式制定开采法规,勘探合同持有者就可以申请商业开采许可证。

ISA规定,发展中国家可以优先获得已知矿床的开采特许权,此举旨在促进公平竞争,而其他成员国的企业可以赞助发展中国家申请合同。太平洋岛国瑙鲁的合作对象是金属公司,因此,这家总部位于加拿大的初创企业将有权优先进入7.5万平方公里的多金属结核矿床进行开采。金属公司与瑙鲁政府的协议细节尚未披露,但根据该公司上市前向美国证券交易委员会提交的监管文件,它将通过未来23年的生产活动获得950亿美元的收益,并将其中7.6%作为特许权使用费支付给瑙鲁和ISA。

波茨坦大学助理研究员普拉迪普·辛格认为,瑙鲁之所以与金属公司合作,或许是因为后者希望在上市前掀起投资热潮。无论如何,巴伦都成功地为一项成本高昂、未经测试且不乏风险的水下采矿作业披上了環保的外衣,将其塑造为拯救地球的一条捷径。至少对投资者来说,这的确是一条有利可图的捷径。

即便海底开采活动能够为日益增加的电动汽车提供足量的金属,陆地开采也不大可能消失。对金属的需求只会与日俱增,海洋采矿可能也无法幸免于陆地采矿通常面临的监督失职问题。例如,关于公海捕鱼问题,相关文件制定了详细规则,但执行并不到位,因为实施难度大,而且对近1亿平方海里的海洋进行监管成本太高,因此违规现象屡见不鲜。

此外,在未来的汽车电池技术行业,钴矿是否依然重要还未可知。包括特斯拉在内的许多电池制造商开始回收利用废弃电池中的钴等金属,而且部分制造商已经转而使用钴的替代品。英国伯明翰大学能源所电池金属专业博士生兼研究员加文·哈珀说,磷酸锂铁电池的能量密度可能低于钴电池,但为了降低对进口钴的依赖,工程师们宁愿使用前者。他说:“磷酸锂铁电池的性能不如钴电池,但也还不错,能够满足大多数消费者的需求,而且没有钴电池那么麻烦。”

国际能源署在报告中指出,电动汽车电池制造商正在摈弃钴,转向价格更便宜、供应更丰富的资源。哈珀说:“我担心的是,因为现在钴价高昂,我们开始在海洋中开采钴矿,但在下一代电池和更高效的回收技术到来后,我们为了短短几年的利益就已经对海洋环境造成了无法弥补的损失。”

全球海洋矿产资源公司重达25吨的采矿机器人

海洋生物学家迪瓦·阿蒙自2013年以来就开始在克拉里昂–克利帕顿断裂区开展研究。每次研究都加深了她对深海生物及其生存环境之间复杂关系的理解。她的研究显示,这些关系也影响着周边生态系统的生物多样性、生存方式和碳封存,而科学家对此知之甚少。

阿蒙的研究表明,还有大量知识需要学习。巴伦曾谈及从海底“采摘”多金属结核,但其实采矿机器人的工作方式和吸尘器差不多,不仅吸取矿石,还会把四英寸厚的沉积层吸上来。阿蒙说,这就像是把一片森林齐根砍伐,同时挖掉十英尺的表层土壤。她还担心,被采矿机器人搅动的沉积物可能会随着洋流漂浮,毁坏数英里外的生物栖息地,造成难以想象的后果。

巴伦已经在深海研究上投入了300万美元,后续还将投入7200万美元。他说,初步研究显示,深海采矿不会产生上述影响。阿蒙则认为,目前的研究时间太短,还无法确定是否会产生影响。她说:“并不是说永远都不能在深海开采,只是现在时机未到。如果鲁莽行事,我们可能会永远失去地球的一部分地区和其中生存的物种,而我们甚至都还没来得及了解和珍惜它们。”

一些企业听取了科学家的建议,暂停海底开采活动。去年3月,宝马、沃尔沃等企业发布联合声明,承诺在“全面了解”环境风险前不会采购任何深海开采的金属。世界银行就海底开采活动“对环境造成的无法挽回的损害以及对公众产生的负面影响”提出了告诫,并敦促相关方面谨慎行事。海底采矿企业则认为,ISA目前的研究要求已经足够。全球海洋矿产资源的范尼金认为,停止海洋矿产探索可能会适得其反,他说:“停止探索会让这个行业仅有的一丝确定性消失,这意味着十年后我们的处境与现在相差无几。”

[编译自美国《时代周刊》]

编辑:要媛

电解二氧化锰是锂离子电池和碱性电池的关键成分。

镍抗腐蚀、抗氧化,易和其他金属组成合金,已经成为了电动汽车电池的主要成分。

钴用于制造电池,全球一半以上的钴矿来自刚果(金)。

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