深海采矿从科学探索向工程化验证与商业化探索推进
思瀚产业研究院    2026-05-27

产业背景： 国际法规破局与多国政策共振，深海采矿进入商业化探索阶段

深海采矿是指在深海海床（海平面以下 400 米-6.5 公里）开采矿产资源的行为。该概念最初于 20 世纪 60 年代中期被提出，作为陆上采矿的替代方案。但受制于当时技术瓶颈，以及陆上新增矿床的相继开发等因素，深海采矿在过去几十年间始终未能实现商业化应用。

站在当前时间节点，深海采矿产业正经历国际规则推进、政策支持增强与工程验证加快等多重变化，行业已由早期科学论证逐步向工程化验证与商业化探索阶段推进。

法规破局：在国际规则层面，瑙鲁（TMC 公司的保荐国）通过触发了国际海底管理局（ISA）的“两年规则”给目前深海采矿法律层面停滞阶段破局带来契机。两年规则：即当一个国家准备好进行深海采矿，它可以正式要求 ISA 在两年内完成并通过最终的《开采规章》。如果 ISA 未能在两年期限内（即 2023 年 7 月）完成立法，它将在法律上丧失无限期拖延的权力。该规则的触发，为 TMC 转向美国等单边法律体系提供了法理依据。

政策推进：在此时间窗口，中美两国基于各自产业基础与资源安全诉求，均在深海采矿领域加强政策部署。美国通过行政令及 NOAA 审查流程调整，推动相关许可和精炼研究；中国则首次将‘深海科技’列入战略性新兴产业，推动其从科研探索向工程化应用示范延伸。

商业化探索：头部企业加拿大金属公司（TMC）已于 2026 年 1 月提交首个合并申请，并披露 2027 年四季度试产规划。考虑到深海采矿技术整体已进入较高成熟度验证阶段，叠加政策环境变化，行业有望在未来数年内取得阶段性进展；但最终商业化节奏仍取决于监管审批、环境评估、工程稳定性及资金投入等因素。

资源特征： 多金属共生储量丰沛，脱碳优势与生态挑战并存

深海资源储量丰富，为全球提供接替资源。 深海蕴藏的多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物和深海稀土等矿产资源储量远超陆地。仅太平洋区域的深海稀土资源总量估计就是目前陆上总量的 800 倍。以多金属结核为例，其潜在资源量高达约 3 万亿吨，按 ISA Technical StudyNo.30 对 CCZ 的保守估算，CCZ 多金属结核约 211 亿干吨，含锰约 60 亿吨、镍约 2.7 亿吨、钴约 4400 万吨；对比 USGS《Mineral Commodity Summaries 2025》陆地储量，钴约4 倍、锰约 3.5 倍、镍约 2 倍。此外，全球富钴结壳中钴金属的潜在资源量高达 4 亿至 8 亿吨，而陆地已探明量仅为 710 万吨；全球海底热液硫化物的资源量则是已知陆地上火山成因块状硫化物储量的 600 多倍。

多金属共生，综合品位优势显著。 与陆地矿床相比，深海矿床具有品位高、种类多的显著优势，能在同一矿床中同时富集镍、钴、铜、锰及稀土等多种关键金属。以多金属结核为例，其中的钴含量可达 0.2%至 0.5%，镍达 1.2%至 1.5%，锰达 25%至 30%，钴和镍显著高于陆地矿床 0.1%、1%左右的平均水平，锰资源丰度相比我国境内品位 15%至 20%的资源也极具开发价值。富钴结壳的钴品位尤为突出，是多金属结核的 2.4 至 3.7 倍，更是陆地原生钴矿的 20 倍以上。在多金属硫化物方面，部分典型矿床（如巴布亚新几内亚的 Solwara 1）的铜品位更是高达 7.5%，金品位超过 26 克/吨。

独立于单一主权之外的属性，在目前地缘格局下，赋予深海采矿产业更高的战略溢价。在当前全球能源转型关键金属供应链高度集中的背景下，深海资源提供了一种全新的替代原料来源。这不仅能够有效对冲部分资源国日益收紧的出口限制，更能缓解供应链集中带来的地缘政治与断供风险，成为保障国家核心资源安全、重塑大国供应链格局的关键战略选项。

采矿流程： 海陆高效协同，构筑“采-扬-船-冶”全链路闭环

整体而言，深海采矿是一个高度集成的海陆协同工程。其完整的作业链条自下而上涵盖了前期的勘探与地质调查、深海海底的矿物采集与初筛、连接深海与海面的管道提升输运、水面作业船的初步脱水与存储，以及最终的跨洋驳运与陆地选冶加工。各环节紧密咬合，共同构成了深海矿产从海底走向工业化应用的全周期流程。

前期勘探调查先行，为海底商业化开采锁定目标矿床并提供底层数据。 深海矿产的勘探作业主要依托载人潜水器（HOV）、自主水下航行器(AUV)及遥控无人潜水器(ROV)等先进平台展开。在实际作业中，勘探团队会结合高清光学与高频声学等间接探测技术，系统获取海底地形地貌与矿产分布轮廓。同时，利用地质取样等直接勘探手段，精准评估目标矿床的资源覆盖率、金属丰度与综合品位，为后续商业化开采的选址与可行性验证提供详实的数据支撑。

海底采矿车作业是开采起点，针对不同矿种特性实施定制化的采集与剥离。作为深海开采的物理起点，重型采矿车在遥控或半自动控制下执行海底走航与采集动作。针对松散分布的多金属结核，采矿车主要利用高压水流产生的康达效应形成底部低压区，将结核与表层泥沙无损吸入车内，并在内部利用重力沉降完成第一道泥沙分离。而对于附着在坚硬基岩上的富钴结壳与多金属硫化物，则必须采用装有截齿的螺旋滚筒或盘刀等机械装置进行强力切削与破碎，筛选出符合粒径要求的矿物颗粒进入下一环节。

管道提升输运充当深海物流动脉，跨越千米深水将海底矿浆送抵海面。 经过采矿车初步筛分的矿浆，首先通过柔性软管被泵送至垂直立管底部，随后向上输运。目前业内主流的提升动力分为水力与气力两种：水力提升依靠管道中央的高扬程混输泵将矿物直接抽送至海面；气力提升则在水下特定深度向立管内注入高压气体，大幅降低管内泥浆密度，利用气泡膨胀产生的强大压差与浮力，将结核与海水的混合物送至水面生产船。

采矿作业船作为水面综合中枢，集中完成矿石的多级脱水分离与安全存储。漂浮在海面的生产船集成了作业控制、能源供给与甲板处理等多重功能。扬送至海面的矿水混合物在卸除压力后，会迅速进入脱水筛与水力旋流器进行多级分离脱水。符合粒度标准的矿石通过皮带输送机分发至船体内部的储矿舱安全存放；而分离出的多余海水与极细泥沙，则会被收集并通过专用排放管道重新回注至千米以深的无光层，以此最大程度降低悬浮羽流对海洋表层透光区及浅海食物链的生态扰动。

海陆驳运与后端选冶加工相衔接，完成原矿石向高纯度核心金属材料的转化。当生产船储矿舱满载时，配备动态定位系统的转移船会靠泊对接，利用悬臂传送带以极高的效率进行海上矿石过驳，随后由大型散货船跨洋转运至陆上冶炼工厂。在后端的选冶环节，业内通常采用火法（如熔炼还原）与湿法（如化学添加剂浸出）相结合的联合处理工艺，高效分离并提炼出锰、镍、钴、铜等有价金属，最终转化为新能源电池、储能系统及高端合金制造的基础材料。

采掘“矿种”的选择： 多金属结核 ，是目前最可行的采掘对象

深海矿床的商业化开发难度呈现出显著的“反常识”特征：绝对水深并非核心约束，矿床赋存形态与海底地形是决定工程可行性的关键。 从直觉上看，开采深度越深难度似乎越大，但实际情况恰恰相反。多金属结核尽管所处水深最深（4000 至 6000 米），其工程可实现性反而远超水深较浅的富钴结壳与多金属硫化物。决定各大矿种商业化命运的分水岭，本质上源于两大维度的差异：一是矿床本身的赋存形态（如三维立体紧密附着于基岩对比二维散布于表层泥沙），二是矿床所处的海底地形条件（如地形陡峭的海山对比一马平川的沉积平原）。

受制于陡峭地形与三维立体硬岩附着的双重约束，富钴结壳与多金属硫化物的商业化进程均陷入停滞。 两者在地形与物理形态上均属于典型的“难啃骨头”。富钴结壳主要呈极薄的层状紧紧附着在地形陡峭的海山基岩表面；多金属硫化物则多以三维立体块状突起于地形极其复杂的热液喷口区。这种赋存状态要求采矿设备必须在崎岖不平的海底进行重型机械的高强度基岩切削与剥离。在水下数千米进行硬岩作业，不仅设备磨损极大、极易损毁，还会因强行剥离时混入大量废岩而大幅拉低采出矿石的经济品位。

此外，破坏性的重型切削工艺会造成严重的底栖生态破坏，极难逾越国际社会的环保评价红线。深海稀土虽同样位于深海平原，但受限于极低的原矿浓度，面临处理海量泥沙与提纯难度极高的工程化瓶颈，其经济性上短期无法于陆地稀土相竞争。

多金属结核凭借“表层散布”的地质特征，成为当前最具备商业化的深海矿产。相比于上述三类矿床，多金属结核广泛且松散地半掩埋分布于 4000 至 6000 米水深的深海沉积平原表面（如 CCZ矿区）。这一得天独厚的物理形态，使得采矿设备无需进行重型切削，仅需通过水力吸附或轻度机械集矿的方式，在海床表面进行低扰动的“贴地收割”，随后通过立管系统泵送至水面作业船。

这种免硬岩剥离的采矿模式，不仅在工程设计上大幅降低了水下设备的机械复杂性与运营成本，更将对海底地形与底栖脆弱生态的扰动降至相对可控的区间。正是凭借在工程技术可行性与环保合规性之间取得的绝佳平衡，多金属结核已成功跨越理论验证阶段，进入全系统工程化海试，成为目前最具备在短期内兑现商业化价值的深海矿产。

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