中投網(wǎng)2025-06-12 09:39 來源：中投顧問產(chǎn)業(yè)研究大腦
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在人類對資源的探索不斷向縱深發(fā)展的今天，深海這片廣袤而神秘的領(lǐng)域，正逐漸成為全球資源開發(fā)的新前沿。深海中蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源與能源資源，它們不僅是未來工業(yè)發(fā)展的重要基石，更是緩解全球資源與能源危機的希望所在。深海資源開發(fā)技術(shù)作為解鎖這些寶藏的關(guān)鍵鑰匙，其原理、應(yīng)用場景及發(fā)展前景，值得我們深入探究。
一、深海資源開發(fā)技術(shù)原理深度剖析
(一)多金屬結(jié)核開采技術(shù)：深海平原的礦物采集術(shù)
多金屬結(jié)核宛如深海平原上散落的“黑色珍珠”，外形酷似馬鈴薯，內(nèi)部卻富含錳、銅、鈷、鎳等多種珍貴金屬元素。目前，其開采主要采用液力采集和機械采集兩種方式。
液力采集技術(shù)以高壓水流為“畫筆”，通過高壓水槍噴射出強大水流，將結(jié)核從海底沖起，再利用管道系統(tǒng)將結(jié)核輸送至水面作業(yè)平臺。這一過程就像在深海中構(gòu)建了一條隱形的“運輸帶”，水流的力量既要足夠大以沖起結(jié)核，又需精準控制避免破壞結(jié)核結(jié)構(gòu)。機械采集則是借助專門設(shè)計的采礦車，這類采礦車配備著切割和收集裝置，如同深海中的“挖掘機”，能夠在復(fù)雜的海底環(huán)境中靈活作業(yè)，將結(jié)核從海底剝離并收集起來。
(二)富鈷結(jié)殼開采技術(shù)：海山峭壁的精細剝離
富鈷結(jié)殼主要依附在海山斜坡和山頂?shù)挠操|(zhì)基巖表面，因其含有高價值的鈷等金屬元素而備受關(guān)注。然而，其開采面臨著巨大挑戰(zhàn)。由于生長地形復(fù)雜，開采時首先需要利用特制的切割工具，像“手術(shù)刀”般精準地將結(jié)殼從基巖上剝離。這對切割工具的硬度、鋒利度以及操控精度都提出了極高要求。同時，采礦設(shè)備還需具備良好的行走和操作穩(wěn)定性，以適應(yīng)海山的陡峭地形，稍有不慎就可能導(dǎo)致設(shè)備損壞或開采失敗。
(三)海底熱液硫化物開采技術(shù)：洋中脊的礦體挖掘
海底熱液硫化物多形成于洋中脊和弧后海盆，呈現(xiàn)出塊狀礦體形態(tài)。這里的海底地形極為粗糙，開采第一步便是要在這樣惡劣的環(huán)境中創(chuàng)建礦產(chǎn)開采工作面。隨后，專門的采礦設(shè)備將登場，通過破碎裝置將礦石破碎，再進行收集。整個過程如同在深海中進行一場艱難的“土建工程”，不僅要克服復(fù)雜地形帶來的阻礙，還要應(yīng)對高溫、高壓等極端環(huán)境。
(四)天然氣水合物開采技術(shù)：海底凍土的能源釋放
天然氣水合物，又稱“可燃冰”，是烴類氣體(主要為甲烷)與水在低溫高壓條件下形成的籠形固態(tài)物質(zhì)。降壓法、加熱法和化學(xué)試劑注入法是目前主要的開采手段。降壓法通過降低海底壓力，打破水合物的穩(wěn)定狀態(tài)，使其分解為氣體和水，隨后利用管道收集并輸送氣體，就像給“可燃冰”卸去壓力枷鎖，讓能源自然釋放。加熱法則是向水合物層注入熱水或熱流體，提升溫度促使水合物分解;化學(xué)試劑注入法注入甲醇等試劑，降低水合物穩(wěn)定性，實現(xiàn)分解。
二、深海資源開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用場景
(一)深海礦產(chǎn)資源開發(fā)：國際海底與專屬經(jīng)濟區(qū)的探索
深海礦產(chǎn)資源的開發(fā)區(qū)域主要集中在國際海底區(qū)域和沿海國家專屬經(jīng)濟區(qū)內(nèi)的海底。3000-6500米深的深海平原上，多金屬結(jié)核資源量巨大，是未來深海采礦的重點目標(biāo)。富鈷結(jié)殼和海底熱液硫化物因金屬含量高、經(jīng)濟價值大，也成為各國爭相研究開發(fā)的對象。隨著技術(shù)的進步，未來這些資源將被大規(guī)模開采，為電子、新能源等眾多行業(yè)提供關(guān)鍵原材料，助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
(二)能源資源開發(fā)：緩解全球能源短缺的新希望
天然氣水合物作為21世紀常規(guī)化石能源的重要替代者，其開發(fā)意義重大。通過降壓法等技術(shù)手段實現(xiàn)高效開采后，天然氣水合物釋放的甲烷氣體將成為清潔高效的能源。在全球能源需求不斷增長、傳統(tǒng)化石能源日益枯竭的背景下，天然氣水合物的開發(fā)利用將為緩解能源短缺、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)提供新的途徑，對保障能源安全、推動可持續(xù)發(fā)展有著深遠影響。
三、深海資源開發(fā)技術(shù)的未來展望
深海資源開發(fā)技術(shù)目前仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如高昂的開發(fā)成本、對海洋生態(tài)環(huán)境的潛在影響等。但隨著科技的不斷進步，未來這些技術(shù)將朝著智能化、綠色化方向發(fā)展。更先進的采礦設(shè)備、更高效的開采方法將不斷涌現(xiàn)，同時，對海洋生態(tài)環(huán)境的保護也將貫穿開發(fā)全過程。深海資源開發(fā)技術(shù)必將在未來全球資源與能源戰(zhàn)略中發(fā)揮更加重要的作用。
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