日本深海稀土研究开发最新动态及启示
于 莹/刘大海
（自然资源部第一海洋研究所，山东 青岛 266061）
摘 要： 稀土是重要的可耗竭资源，有着“工业黄金”和“现代工业的维生素”之称，被世界各国视为战略性资源。日本是稀土消耗大国，同时也是稀土进口大国。多年来日本一方面致力于储存稀土资源，另一方面大力开展深海稀土资源的勘探和开发研究，引发越来越广泛的世界关注。面对新兴的深海稀土资源产业发展，我国应在发展科研技术研究及装备能力的基础上加快研究步伐，开展深海沉积物开发的关键技术、工程装备、制度建设等研究，构建中国深海领域话语权。
关键词： 深海稀土；深海沉积物；研究进展；勘探开发；政策变化；创新；日本
0 引言
稀土是广泛应用于电子、冶金、机械、轻工等诸多领域的重要战略资源，在大量高新科技与材料科学领域有着不可替代的作用，直接影响着光学仪器、电子、航空航天、核能等高技术产业发展的速度和水平，是国家重要战略物资和大国博弈的重要商品之一[1]。作为以精密制造业而著称世界的国家，日本对于稀土的需求巨大，而国内贫乏的稀土资源使其同样成为全球稀土进口量最大的国家之一。稀土资源的高进口依存度使得日本致力于开发新型能源，探索稀土资源的替代和回收技术，并积极开发稀土新来源。研究表明，海平面1000米以下的深海沉积物中富含稀土元素资源，深海稀土将成为未来获取稀土资源的新渠道[2]。近期，日本对深海稀土的探索与研发引发了全球关注，各方表态不一，深海稀土的开发势必引领世界新一轮稀土革命。
1 日本深海稀土研究进展
《日本经济新闻》2019年1月14日报道，日本海底资源开发项目在2018年下旬的科考航次中，从南鸟岛周边25个水深5000米的海底区采集了样本，下一步将对样本展开分析，调查南鸟岛周边海底底质中的稀土含量[3]。报道称，2019年日本将推进以深海稀土为主的地质调查，开展深海沉积物开发技术和产业综合研究，并计划2022年将在南鸟岛近海进行稀土试采。此外，日本还将推进冲绳周边海域“热水矿床”的开发，为实现产业化开发打下基础。这并不是日本对深海稀土研究的第一次新闻报道，在2018年4月10日英国科学期刊《科学报告》上就刊登了由日本早稻田大学、东京大学等机构联合开展的研究成果，他们在日本最东端岛屿附近5600米海底处发现了总量约为1600万吨、可供全球使用几百年的大量稀土资源[4]。随后一段时间，日本朝日新闻、日经中文网等日本、中外媒体也纷纷就此进行了跟踪报道[5]。深海稀土新闻的发布掀起了新一轮深海矿藏研究的热潮，多家海外媒体进行了大范围报道，尤其对日本深海采矿科研技术及其对中国稀土产业的影响进行了关注。
尽管各国对深海矿藏的认可度和开发性均持较为一致的认可态度，但在深海稀土的开发技术上则有不同声音。埃克塞特大学坎本矿业学院教授弗朗西丝·沃尔表示，目前仍没有深海开采的先例，因此还有大量的研究工作要做，并且产业化发展仍未可知[6]。亚当情报咨询公司主管瑞安·卡斯蒂略在采访中表示，目前日本的发现仅是初级阶段，陆上稀土开采项目从发现到真正实施至少需要10年或更长时间，海上的开采速度只会更慢[7]。但值得注意的是，在众多声音中，部分媒体关注的是中国的稀土出口动向，以中日稀土竞争为视角进行报道。多家媒体认为，目前国际稀土市场主要由中国“掌控”，因此日本的稀土发现是打破中国“垄断”稀土市场的一大动力。华尔街日报则认为，日本开发深海稀土是为了在与中国的稀土竞争中占据优势地位，并对中国近年来的稀土产业变动进行了大篇幅报道[8]。该报道被美国CNBC全球财经有线电视新闻台等其他媒体大幅转载[9]。CNBC早在2014年就关注中日两国稀土方面的进出口问题，并进行了跟踪报道，此次深海稀土资源开采新闻正与之前的报道相呼应[10]。而多家媒体关于日本稀土新闻的报道题目中均提到了中国，如“中国无法控制稀土市场，因其将不再‘稀有’”；“日本‘稀土’发掘减少其对中国依赖”；“新发现的1600万吨稀土可使日本不再受制于中国”等。尽管大部分新闻报道本身并没有就中日两国稀土交易进行更多的评论，但其报道题目无疑体现出在稀土方面对中国的严密关注。
2 日本深海稀土勘探开发历程
海底矿产的开发与利用已进行了多年，但大多集中在近海和浅海地区。深海矿产是进入21世纪以来最新发现的海洋资源之一。随着人类对资源需求的不断增加，陆地上的资源供给越来越匮乏，深海矿产资源的开发和利用已成为矿产开发势不可挡的趋势。日本稀土消费总量居全球第三，其进口稀土中的82%来自中国，占中国出口总量的40%[11]。日本稀土需求已连续四年保持增长，2017年年度增长幅度为7%,达到18816吨REO[12]。作为一个稀土消费巨大且资源匮乏的国家，日本对于深海稀土的研究一直走在世界前列，希望通过开发深海稀土改变其稀土进口依存度过高的局面。
20世纪中叶，世界各国已兴起过一股深海采矿热潮[13]。除世界钻探计划外，多个国家启动了本国海底观测与勘探计划，日本也适时开展了新型实时海底监测网（ARENA）计划。太平洋沉积物中稀土元素资源的概念最早就是由日本科学家提出的。2011年日本科学家Kato等对大洋钻探沉积物柱状样进行分析发现，多个位于东南太平洋和中北太平洋站位中的深海沉积物含有较高的稀土元素，并首次提出深海沉积物中含有的稀土元素可能是未来重要的矿产资源[14]。2013年3月21日，日本在南鸟岛以南约200公里海底之下3米左右的浅层沉积物中，发现浓度最高达到0.66%的稀土，总储量约为680万吨，相当于日本227年的国内消费量；2013年5月19日，日本再次宣布在印度洋东部的海底发现了含有高浓度稀土的海底泥层[15]。此后日本在稀土研究上投入了大量精力，近年来一直走在深海稀土研究的前沿。
日本特殊的产业结构决定了其对稀土的长期巨大需求。日本钢铁、汽车、电子信息、新材料等产业的高端化发展一直走在世界前列，其稀有金属技术和加工能力也一直处于世界领先的地位。相关生产标准和专利长期位于业界顶尖，部分稀有金属的加工产业几乎垄断了全球市场，如日本日立金属和信越化学合计约占国际市场份额的80%[19]。可以说，日本在包括材料科学以及军工、微电子等稀土的主要应用产业，拥有比美国更强大的科研技术和制造能力。
经济的发展使得人们越来越关注到经济发展过程中产生的人与人之间、人与社会之间，人与环境之间产生的不和谐问题，越来越多的企业、单位和个人开始承担其社会责任，活跃在助老助残、扶贫济困、环境保护、应急救援等各领域。但志愿服务的开展光有场所、设备等支持还不够，需要有资金的支持，而经济的不断发展为志愿服务的发展提供了雄厚的资金支持。
稀土富集的深海沉积物主要分布于大陆边缘以外的深海盆地，这也使得国家管辖海域外的深海稀土开发成为了目前海洋国际治理中的一项重要内容。在深海国际治理与话语权方面，日本在国际海底管理局（ISA）中一直表现积极，希望能够从国际组织中获得深海采矿与开发的权益。ISA是海洋法公约下唯一管理国际海底区域及其资源的权威组织，日本早在1996年就签署了协议，并于当年加入了ISA理事会，一直到今天都是理事会A组中的一员，目前A组中另外3个国家分别是意大利、俄罗斯和中国。尽管我国同在1996年签署了加入ISA协议，但1996—2004年一直是B组中的成员，2005年才进入A组。不同组别在ISA中代表着不同身份，A组代表各类海底矿物所含金属的主要消费国，包括经济实力最强的国家，B组代表国际海底区域活动主要投资国。这也能够说明，相较于1996年起就已经是稀有金属矿物消费大国的日本，我国在稀有金属产业方面起步落后。而在ISA组织中，日本籍官员同样占据了相当的席位。目前在ISA环境管理和矿产资源办公室、财政委员会、法律和技术委员会中均有日本籍官员。相较而言，ISA中的中国籍官员只是在财政委员会和法律和技术委员会中任职。在国际矿区申请方面，日本深海资源开发有限公司于2001年申请了位于东太平洋克拉里昂断裂带的多金属结核矿区，并于2014年由日本石油、天然气和金属国家公司申请了位于西太平洋的富钴结壳。前者已于2016年6月到期，已延期至2021年。相比之下，我国在该方面进展较快，目前已拥有4个合同区，面积达15万平方公里以上，是世界上首个拥有3种主要国际海底矿产资源专属勘探合同区的国家[22]。
3 日本稀土政策变化与创新
作为一个矿产资源贫乏的岛国，日本稀土资源短缺的情况一直存在。多年来，日本致力于从多种途径解决国内稀土资源稀缺的局面，除了在科研方面关注深海稀土研究外，在政策和法律方面也对稀土资源表现出了相当的重视。而根据国际形势的变化，其国家稀土政策也经历了多番改变。而今大力开发深海稀土资源，也是旨在解决稀土资源困境的一项重要决策。
在深海规划与项目支持方面，日本也早就对深海资源和技术进行了规划与展望。早在1990年日本就出台了《海洋开发基本构想及推进海洋开发方针政策的长期展望》，提出以海洋技术为先导，着重开发海洋深潜技术、深海资源开发技术等海洋高新技术的规划[16]。2013年4月，日本新修订的《海洋基本计划》中也提出了加强海底沉积物中稀土资源调查研究的内容。2013年底，日本经济产业部制定了《海洋能源矿产资源开发计划》，这是日本第一份包含深海沉积物中的稀土资源开展潜力评估、工程技术研究等内容的规划，旨在促进海洋科技创新，提高深海国际竞争力。该项研究由日本石油、天然气和金属国家公司（JOGMEC）牵头，其研究成果肯定了深海稀土资源的价值和前景，但仅提出了深海稀土资源开发的工程系统建设性方案，表明深海稀土开采装备和工程技术仍然需要漫长的研究，距离实际开采还十分遥远，其资源开发的经济效益还难以确定。
羌族的非遗文化掺不得假。我看现在广场上的羌族舞蹈太不恰当了，原来的味道全变完了。我在羌寨跳舞从不主张放音乐，都是唱羌族歌曲的。把沙朗舞视为广场舞来跳的做法，是我无法预料和难以接受的。去年在“北川沙朗节”上，流行音乐刚一放，我觉得整个沙朗舞的味道立马就变完了。我小时候会唱几百首沙朗歌曲。我们羌族女子只要会说话就会唱歌的。网络流传的《羌魂》视频里的沙朗舞曲就是我唱的。我的原生态唱法是从妈妈、婆婆那里学来的。以前农忙时，一座山走一圈要几十公里。那时候对山歌，男女对冒火了，都要打架的，对不上就要整人。晚上两三点做完活路，要吃夜宵，夜宵吃完了，再跳沙朗舞。
目前包括日本在内的很多国家都已经出台了国家管辖范围外的深海采矿相关政策法律，也投入了相当的勘探和科研力量，并且在国际舞台上一直不断争取开采权益。但从深海事业的整体发展和各方评论来看，国家管辖范围外的深海海底采矿仍面临着利益分配权属不明、庞大的前期成本投入及环境破坏隐忧等种种困扰，能够产生经济效益的深海稀土开发仍然有很长的路要走。但也正是目前这种未知的状态，更促使我国抓住机遇，以强硬的科技实力和技术装备占取领先地位，争取成为深海采矿的先驱，从而主导深海开发的世界话语权。
一方面，保障稀土存量是日本稀土战略中的重要内容，另一方面，开发深海稀土也随着科技水平的提高而被提上日程。早在1982年，日本就颁布了深海采矿专门法——《深海海底采矿临时措施法》。从时间上来讲，日本是全球几大主要海洋实力突出国家中深海法律颁布最早的国家之一。全球仅有美国和法国两国颁布的深海法律早于日本，美国于1981年颁布了《深海采矿(暂行规定)法》，并于2014年修订为《深海采矿法》；法国于1981年通过了《深海海底矿产资源勘探和开发法》。此外，俄罗斯于1994年和1995年分别颁布了2099号法令和410号法令，其中对大陆架外海床矿产资源勘探开发应遵守的法令和程序进行了规定。20世纪仅有4国制定了深海采矿的专门法，时间上已走在世界前列。从范围上来看，日本《深海海底采矿临时措施法》中的深海海底区域特指国家管辖海域外的深海海底，且注明该法律为相关国际制度制定前的一项临时法。从内容上来讲，《深海海底采矿临时措施法》文本中提出了要对深海海底采矿的商业活动进行管制，并且由经济贸易工业部进行管理，而不是将其归于海洋管理部门。可以看出，日本在最初就将深海采矿列为一项重要的经济举措，而不是单纯的海洋活动。在安全方面，日本指定中央矿山安全委员会协助主管当局履行职能并处理相关事务，以确保深海海底采矿的安全。这也说明，日本将深海采矿的管理归于矿业部门，将深海采矿纳入到矿产开发的一环。
HET-CAM and human skin patch test of ten commonly used sunscreens 12 26
深海仍旧是人类尚在探索的未知区域，对于深海的基础研究是我们探索世界、开发海洋的重要科研方向和必要的基础储备。尽管我国是全球稀土出口大国，但不同于已经成型的陆上稀土产业，我国对深海稀土的研究应着眼于未来，探索稀土学科新方向。应进一步深入推动深海科研力度，探索开发深海新空间，促进海洋、材料、工程等相关交叉学科在深海研究方向的发展，在人才培养、项目支持、国际合作、平台建设等多方面加大深海领域投入力度，开辟由中国主导的深海科研力量。
此后，日本对深海研究设置了专门的研究支持，在国家计划层面一直大力推动深海稀土资源的调查与研究进程。日本内阁府成立的战略性创新创造项目(SIP)就是其中一项重要支撑。SIP项目是由综合科技创新会议越过行政区划和学科领域的条块分割进行统一化管理，以11名项目主管（PD）为主开展核心的官产学研系列合作，并大力推进有助于社会飞跃性改变的科技创新。SIP的实施经费则列入日本内阁的“科学技术创新创造推进费”中，仅2017年1年的经费支持就达到4.5亿美元。在SIP中，深海项目已成为一项重要研发内容。2017年的第一期SIP规划中，“下一代海洋资源勘探技术”重点课题即为“领先全世界的应用海底热液矿床勘探、钴等海洋资源的技术，并培养海洋资源勘探产业”[17]。而在日本2018年第2期SIP概要中，第12项海洋项目的重点就是创新深海资源调查。其中包含了三项主要内容：第一项是以稀土泥在内的海洋矿物资源禀赋的调查、分析。第二项是以水深2000米为代表的深海资源调查技术、生产技术的开发，其中包含两部分：一是深海资源调查技术的开发，如深海自动水下航行技术及海底隧道技术等；二是深海资源开发技术，如稀土泥的吸取和扬泥技术等。第三项是深海资源调查、开发系统的实地应用。此外还要利用SIP第一期的成果,促进以深海资源开发为目标的勘探调查[18]。
巨大的产业需求造成了日本对于稀土资源短缺的“恐慌”心态，因此其早期就制定了储备各种稀有金属的相关法律。1983年日本将稀有金属列为法律规定必须储备的战略物资，出台并推行了从国外进口资源的战略方针。此后，开展了国家储存和民间储存两种储备途径，并于1986年进行了整合，形成了中长期储存和短期储存两种方式并行的稀有金属储备制度。2006年发布的《国家能源资源战略新规划》中扩大了稀有金属的储存范围，一方面维持日常生产生活，另一方面以备应急之需。然而，高度依赖于国外进口稀土的境况让其无法摆脱战略资源受制于人的局面。2009年日本经济产业部发布了《确保稀有金属稳定战略》，在原有的储备战略之外，还开展了开发新来源、替代技术和回收再利用技术规划，以保障稀土资源的稳定供应。而中日钓鱼岛冲突导致日本大力发展新能源与新技术，并且开发新的稀土资源来源国，以降低对中国稀土资源的依赖程度。如2014年日本与印度达成合作意向，将从印度进口稀土资源[20]。日本经济产业部2010年发布的《科学技术白皮书》，其中稀土元素的替代材料及回收技术就被列为优先研发项目[21]。
4 我国深海稀土研究对策与建议
2011年7月，在国际海底管理局第十七届会议上，特别提及了深海稀土经济评估等各方面问题。这表明深海稀土已成为多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物之后一个崭新的、可开发的国际海底区域资源。面对逐渐加快深海稀土勘探与开发研究的日本，我国一方面应正确对待舆论和国际形势，不受他国舆论导向影响；另一方面要抓住机遇，借助深海科研的优势基础，加快深海科研、勘探、制度建设等方面进度，在国际海底领域创造新的亮点。
4.1 加强深海基础研究，多角度探索深海新空间及新资源
《深海海底采矿临时措施法》颁布时，全世界对深海资源的了解还并不深入。而今天，深海采矿已经被认为是可实现的未来资源来源。可以看出，日本在深海资源的法律政策制定上超出了全世界大多数国家。这一方面缘于日本在资源获取方面的超前意识，另一方面也是日本资源短缺国情下的长期焦虑所致。
4.2 推进深海调查装备建设，提升深海资源工程与开发实力
一方面，加强我国深海勘探技术能力，提升技术装备硬实力与科研调查软实力，做到不仅为我国深海调查工程装备事业增加新亮点，也为世界深海科研提供开放的调查合作平台，“领跑”深海调查科研领域；另一方面从工程装备角度推动深海稀土产业勘探与开发，加快深海采矿、海上分选、储备运输等技术装备链条式研发，在借鉴世界先进矿业技术的同时加大创新力度，研制一批有自主知识产权的深海资源开采装备，占领深海采矿事业高地。
4.3 加快深海资源勘探开发制度探索，从顶层设计层面强化深海重视程度
2016年正式实施的《中华人民共和国深海海底区域资源勘探开发法》，是我国首个深海资源勘探开发的专门法，为管辖海域外深海资源开发提供了重要依据。2017年4月，国家海洋局、外交部、发改委等六大部委局联合印发的《深海海底区域资源勘探与开发“十三五”规划》，是我国深海科研工程和产业开发的规划指导和方向引领[23]。然而，深海采矿领域仍有大量的制度空白和法律模糊，应加快深海资源开发的制度探索，在深入研究和掌握各国深海政策规划基础上，加快我国深海资源开发顶层设计，对深海采矿行业规章制度、装备开发标准、环境排放标准、污染治理及处罚等多方面开展制度建设，做到以制度建设领跑深海创新。此外，开展各国及世界深海政策预判研究，走好深海先手棋，占领先机，赢得优势。
干部教育培训是干部队伍建设的先导性、基础性和战略性工程，互联网的广泛应用为干部教育提供了新的平台。《2018－2022 年全国干部教育培训规划》指出要统筹整合网络培训资源，建设兼容、开放、共享、规范的全国干部网络培训体系。自2012 年中国干部网络学院开通，到十九大以来干部网络教育步入新时代，干部网络教育以其能够跨越时空局限的优势已经成为干部教育领域不可或缺的一部分。
3.2.2 心理护理 乳房癌根治术创面大，瘢痕大术后又发生了皮瓣坏死加重了其心理负担，应与患者建立相互信任的护患关系，了解并掌握不同的心理变化，耐心倾听，做好安抚和解释工作，鼓励患者表达自己的感受和担忧，做好换药前后的心理疏导，说明尽管发生了并发症，但只要正确合理的处置，问题会得到有效的解决，由于护理中逐渐向预期的效果发展，有效地缓解了患者的不良情绪，促进了其对治疗的配合。
4.4 积极参与全球海洋治理、切实掌握深海领域国际话语权
我国2001年签订的多金属结核勘探合同已于2016年到期，目前已按照《“区域”内多金属结核探矿和勘探规章》将勘探工作计划延长至2021年。作为全球第一批多金属结核勘探合同到期的国家，目前尚没有任何与深海资源开发方面的国际规则先例，制定深海资源开发规则是当前国际社会共同面临的难题。我国应抓住先机与优势，加快深海开发顶层设计，制定和推出兼具科学性与创新性的系列深海资源勘探开发规章制度，将中国规范、中国制度、中国标准推向国际，引领深海资源勘探与开发规则，积极参与全球海洋治理，为后续立法及国际规则制定起到表率与示范作用。同时，摸清摸透日本、美国等海洋技术实力发达国家的深海动向，针对各方舆论与猜测，阐明中国立场，发出中国声音，做到“有的放矢”地反驳他国的恶意揣测，制定相应的中国对策。
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The Latest Dynamics and Enlightenment of Research and Development of Deep-sea Rare-earth in Japan
YU Ying, LIU Dahai
(First Institute of Oceanography of Ministry of Natural Resources of the People’s Republic of China, Qingdao Shandong 266061)
Abstract: Rare-earth is an important exhaustible resource and known as ‘industrial gold’ and ‘vitamin of modern industry’, so it is regarded as a strategic resource by all over the world. Japan is a major consumption country and exporting country of rare-earth. For many years, Japan has been devoted to store rare-earth resources, and on the other hand, it has energetically developed exploration and development of deep-sea rare-earth resources, which has attracted more and more worldwide attention. Facing the development of the newly emerging deep-sea rareearth resources industry, China should speed up the pace of research on the basis of developing scientific research technology and equipment capacity; carry out research on the key technologies, engineering equipment and system construction of deep-sea sediments development; and build the discourse right of China's deep-sea field.
Key words: deep-sea rare-earth; deep-sea sediments; research progress; exploration and exploitation; policy change; innovation; Japan
中图分类号： F407.1；F062.1
文献标识码： A
文章编号： 1672-6995（2019）09-0046-06
DOI： 10.19676/j.cnki.1672-6995.0000258
收稿日期： 2019-03-30；修回日期：2019-04-11
▲ 基金项目： 国家重点研发计划（2016YFC1402701）；中央级公益性科研院所基本科研业务经费专项资金“海洋治理和海丝合作战略研究”(2019QY19018)；中央级公益性科研院所基本科研业务经费专项资金（2019GYL11）
▲ 作者简介： 于莹（1990—），女，山东省青岛市人，自然资源部第一海洋研究所研究实习员，地质工程硕士，研究方向：海洋政策与国际合作研究。
▲ 通讯作者： 刘大海(1983-)，男，安徽省安庆市人，高级工程师，环境工程博士，研究方向：海洋政策研究。
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