深海采矿可能很快就会缓解世界电池金属短缺的问题

  出于对气候平均状态随时间的变化的担忧，富裕国家正采取应对的举措推动电力转型。英国、法国、挪威等国家已将目光投向禁止销售内燃机车辆。即使在没明确禁令的地区，电动汽车的采用也在明显地增长。此外，随着风力涡轮机和太阳能电池板逐渐取代传统化石燃料发电厂，电网的构成正在发生变革。根据国际能源署（IEA）的说法，未来五年全球可再次生产的能源的部署速度将与过去二十年的累计进展相匹配。

  这一趋势需要大量增加电池产量，以为电动汽车提供动力并存储间歇性可再次生产的能源产生的能量。因此，对制造这些电池所需矿物的需求一直增长。尤其是镍，它正面临短缺，因为它被用于高质量电动汽车电池的阴极，以提高容量并减轻重量。国际能源署（IEA）估计，为实现脱碳目标，到2040年，世界每年必须生产约630万吨镍，几乎是2022年产量的两倍。这一累计需求量约为8000万吨。镍在给定的时间内的供应将是一个关键问题。

  具体来说，这个日期标志着自小岛国瑙鲁代表其支持的金属公司（TMC）矿业公司向国际海底管理局（ISA）通报情况以来已逝去了两年。该公司与联合国有联系，了解其打算在已获准进入的克拉里昂-克利珀顿区（CCZ）的指定区域进行采矿活动。这一行动启动了ISA制定监管这些存款商业用途的法规的进程。如果这些规定在7月9日之前尚未最终确定，那么ISA有义务“评估并临时批准”TMC的申请。

  TMC的水下采矿策略相对简单。他们最初的重点是克拉里昂-克利珀顿区（CCZ）的一个特定部分，称为NORI-D，涵盖约250万公顷的海底。TMC首席执行官杰拉德·巴伦表示，该地区的镍储量估计约为380万吨。由于这些结核在海床上很容易接近，该公司计划使用大型机器人设备来收集它们。随后，收集到的结核将使用类似于石油和天然气工业中使用的复杂管道运输到地面上的支援船。巴伦先生声称，他的企业能在镍价低至每吨6,000美元的情况下实现结核收集的收支平衡，而目前镍的市场行情报价约为每吨22,000美元。

  支援船将清除结核中的任何沉积物，然后将它们转移到第二艘船上，负责将它们运回陆地进行进一步处理。多余的沉积物将排入约1,500米深度的海洋，确保其沉积在大多数海洋生物的下方。有必要注意一下的是，TMC并非唯一一家对此表示兴趣的公司。一家名为GlobalSeaMineralResources的比利时公司也表现出了浓厚的兴趣，并使用类似于TMC方法的海底机器人和立管系统来进行了测试。此外，三家中国公司——北京先锋、招商局和中国五矿——也在考虑参与。

  与陆上采矿类似，从海洋中提取镍会对周围的生态系统产生有害影响。尽管克拉里昂-克利珀顿区（CCZ）地势深邃、黑暗且寒冷，但它并非没有生命。TMC的机器人系统在穿越海底并收集结核时会无意中伤害大量生物，因此导致海表生物和与结核相关的生物遭到破坏。此外，机器人的活动会搅动沉积物，其中一些沉积物会落在附近的生物体上，造成了严重的伤害和潜在的死亡。伦敦自然历史博物馆的海洋生物学家阿德里安·格洛弗强调，由于生命在登陆陆地之前最初出现在海洋中，因此地球上的大部分遗传多样性任旧存在于水下。尽管深海海底黑暗且缺乏营养，但它却孕育了无数不同的物种。虽然其中许多物种由微生物组成，但也有蠕虫、海绵和其他无脊椎动物。格洛弗博士强调了这些水下生态系统中存在的生物多样性的显着水平。

  但与印尼的采矿活动相比，海底采矿在各方面对环境的影响比较小。深海环境的恶劣条件导致各种生物体数量减少。2016年《自然》杂志发表的一项研究表明，克拉里昂-克利珀顿区（CCZ）的每平方米只能容纳一到两个活体，最多重几克。相比之下，印度尼西亚雨林的每平方米仅含约30,000克植物生物量，考虑到灵长类动物、鸟类、爬行动物和昆虫的重量，这一数字甚至更多。

  然而，仅仅考虑每个生态系统的生物量是不够的。每公顷可获得的镍量也是一个相关因素。TMC计划开采的250万公顷海底预计可产出约380万吨镍，相当于每公顷约1.5吨。由于与海底采矿感兴趣的采矿公司相比，陆地采矿公司的透明度较低，因此获取陆地采矿的精确数据具有挑战性。然而，非营利媒体组织普利策中心进行的调查报告数据显示，苏拉威西岛是印度尼西亚的镍工业中心，每公顷雨林可产出约675吨镍。

  考虑到这一些因素，我们大家可以进行粗略的比较。在克拉里昂-克利珀顿区（CCZ）开采每吨镍将导致约13公斤生物质损失。相比之下，在苏拉威西岛开采一吨镍将导致大约450公斤的植物遭到破坏，除此以外还有数量未知的动物生物量。海底采矿还有更多的环境优势。与陆地沉积物相比，CCZ中发现的结核含有明显更高浓度的金属，由此减少了加工所需的能源。比利时鲁汶大学可持续金属和材料研究所所长彼得·汤姆·琼斯估计，与处理陆地矿石相比，加工这些结核产生的温室气体排放量将减少约40%。

  为了确保环保实践，建议像TMC这样的公司选择具有低排放能源的地点来加工结核。印度尼西亚镍矿石加工的经济可行性在很大程度上取决于其与矿区的距离。不幸的是，这常常要使用燃煤发电厂或柴油发电机产生的电力，因此导致更高的碳排放。CRU分析师亚历克斯·劳哈恩估计，印尼镍生产每吨镍排放约60吨二氧化碳。总部在伦敦的BenchmarkMineralsIntelligence公司对TMC的计划进行的评估显示，从海底提取一吨镍将产生约6吨二氧化碳。

  无论如何，从海底获得的金属不太可能完全替代从雨林中提取的金属。电池生产的需求正在迅速扩大，需要从任何可用的来源中提取镍。然而，如果海洋结核能够经济地进入市场，它们提供的大量金属可能会减轻对印度尼西亚森林的压力。预计这些讨论将在不久的将来从理论转向实践。TMC的巴伦先生打算在明年年底之前开始从海底生产镍和其他金属。