成本與環境疑慮升高,日本仍推進深海稀土開採

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Japan Pushes Deep Sea Rare Earth Mining as Costs and Environmental Questions Mount

太平洋海面下近6,000公尺的突破

日本於2026年2月在南鳥島附近、水深5,569公尺處,連續回收稀土泥,推進政府計畫。該計畫目標是在2027年2月前測試每日開採350公噸,並自2028年起展開產業化開發。這項成果被稱為首次在如此深的海域連續回收稀土泥,也讓一個棘手問題更加迫切:日本能否將工程上的成功,轉化為價格可負擔的礦物來源,同時避免對海洋造成長期傷害?

目錄
  1. 太平洋海面下近6,000公尺的突破
  2. 日本為何需要稀土泥
  3. 計畫時程與規模挑戰
  4. 監測能測量什麼
  5. 數十年海床擾動揭示的情況
  6. 為何有更多國家要求暫停
  7. 國際規則與日本管轄海域
  8. 維持作業位置的成本
  9. 安全與技術推動投資
  10. 重點整理

這次作業在日本最東端的島嶼附近進行,距離本土近2,000公里,使用研究船「地球號」。研究人員將含有稀土元素的海床沉積物帶上船。這些元素應用於智慧型手機、電動車和風力發電機等各類科技產品。

內閣府將此計畫定位為降低對單一供應來源依賴的途徑。根據計畫引用的數據,中國供應日本約90%的稀土進口量。然而,計畫時程在研究團隊內部也引發異議:商業開採的環境評估尚未完成,一名參與監測的科學家表示,預定的開採速度超出目前研究成果所能達到的範圍。

在46個國家呼籲暫緩或停止深海採礦之際,日本仍持續推進計畫。另有超過77家企業及金融機構承諾不採購海床礦物。目前的辯論牽涉三項不同挑戰:確保材料供應、讓開採具備經濟效益,以及決定深海生態能承受多少干擾。

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日本為何需要稀土泥

南鳥島的礦藏位於日本專屬經濟區(EEZ)內,日本有權在該區域探勘並利用海洋資源。這項研究隸屬內閣府「戰略性創新創造計畫」(SIP),屬於建立海洋安全保障平台的倡議之一。日本海洋研究開發機構(JAMSTEC)負責包括探勘和採礦試驗在內的現場作業。

稀土元素是一組金屬,因其特性有助於磁鐵、電子產品及其他設備運作而備受重視。日本特別關注泥層中的中、重稀土元素,因為這些元素的供應高度集中於中國。在國內開採,可為製造商提供另一個潛在來源,以因應貿易或外交關係緊張時的需求。

東京大學教授加藤泰浩(Yasuhiro Kato)參與發現這些礦藏,他認為開發資源有助於化解供應脆弱性。談到這項資源在產業界引發的關注時,他表示:

如果我們能開發已發現的資源,這類問題[稀土相關問題]就會消失。我認為這確實已成為產業界的熱門議題。

商業開採的工作不只是在船上回收泥土。日本還需要分離有用礦物、將其精煉成可用材料,並以客戶能夠負擔的價格供應。大型礦藏代表潛在資源;要形成可靠供應,整條產業鏈都必須能夠反覆運作。

計畫時程與規模挑戰

這次2月的回收作業,接續2026年1月至2月間進行的作業。採礦系統改造自油氣鑽探技術,設計上旨在限制受擾動沉積物擴散。下一步規劃的示範規模將大幅增加。

  • 2026年1月至2月:研究人員在南鳥島附近進行回收作業與環境監測。
  • 2026年2月:日本成功從海面下5,569公尺處連續回收稀土泥。
  • 2027年2月前:計畫目標是示範每日開採350公噸泥土。
  • 自2028年起:計畫目標是開始產業化開發;而約2030年商業化生產也在更廣泛的討論中。

每日350公噸指的是泥土,不是精煉完成的稀土材料。每批泥土只有一部分能轉化為有用礦物。因此,元素濃度、處理效率,以及處置剩餘沉積物的成本,都是影響計畫經濟效益的關鍵因素。

負責開發海洋資源開發環境影響評估系統的專案團隊主管山本裕之(Hiroyuki Yamamoto),質疑目前研究方式能否實現這項開採目標。他表示:

SIP目前進行的調查不適合商業化。每日開採350公噸根本不可能。即使做得到,是否具備商業可行性也是另一回事。我認為還需要時間。

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監測能測量什麼

JAMSTEC和SIP已開發出在開採前觀察海床、並在作業期間偵測變化的方法。透過SIP Ocean開發的方法,已成為國際標準化組織(ISO)的國際標準。南鳥島試驗期間,研究人員在回收設備作業時同步進行監測。

監測有助於追蹤沉積物羽流,也就是機具攪動後懸浮於水中的粒子雲;同時也能記錄基準狀況,以便衡量後續變化。商業採礦的評估範圍更廣:必須估算機具在更大區域、長時間反覆作業會造成什麼影響。

曾觀察作業的山本表示,研究計畫開發的是監測技術,並未完成商業開採的影響評估。他說明:

SIP沒有做影響評估。開發監測技術和進行影響評估是兩回事。一旦表示要進行商業開採,就必須按照那個規模進行計算,而目前還沒有做到。

尚未完成評估,也影響開發時程。商業計畫必須先說明作業區域、期間、開採速度及沉積物處理方式,研究人員才能據此估算相應規模的影響。目前計畫也沒有長期監測海床復原情況的安排。

數十年海床擾動揭示的情況

2025年3月刊於《自然》(Nature)的研究,檢視太平洋克拉里昂-克利珀頓區一處測試採礦場址。數十年前,機具曾在該處移除礦結。研究人員在44年後重返現場,發現原本間隔8公尺的採礦溝痕仍清晰可見。部分生物已重新出現,但包括珊瑚和海綿在內、附著於海床的大型動物幾乎沒有復原。

礦結是海底含金屬的硬化團塊。日本的計畫則是開採含礦沉積物。移除泥土會以不同方式改變海床,針對這種開採方式的研究,也遠不如採集礦結累積數十年的研究充分。

夏威夷大學教授傑佛瑞・德雷森(Jeffrey Drazen)是2025年11月刊於《自然通訊》(Nature Communications)、探討深海採礦生態影響論文的共同作者。他警告,損害可能需要一段時間才會顯現,並形容復原的困難:

深海自然環境復原緩慢,某些情況下甚至可能無法復原。

加藤對早期採礦實驗的看法較為樂觀。談到錳結核開採研究時,這位東京大學教授表示:

實際進行過這類測試的人,會感覺到實際影響相當有限。

南鳥島的沉積層約形成於3,450萬年前。沉積層的年代、許多深海生物緩慢的生長速度,以及泥土開採經驗有限,都使擾動會持續多久成為核心疑慮。

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為何有更多國家要求暫停

歐洲、太平洋及非洲共有46個國家支持暫緩或停止深海採礦。暫緩代表先按下暫停鍵,讓各國政府在商業活動展開前取得更多科學證據並商定防護措施。各方提案有所不同,國際辯論多聚焦於國家管轄範圍以外的海床資源。

葡萄牙於2025年3月頒布禁令,效期至2050年。挪威原已核准開放區域進行商業海床礦物活動,之後則將採礦計畫暫停至2029年。這些國家的決定,也讓辯論延伸至國際海床以外、受國家管轄的海域。

在2025年聯合國海洋大會上,法國總統馬克宏(Emmanuel Macron)表示,國際間有必要暫停深海採礦。Google、三星、富豪汽車和寶馬等,都是承諾不採購海床礦物的77多家企業及金融機構之一。這類承諾可能縮小未來計畫的潛在客戶和資金來源範圍。

日本、南韓和中國並未支持暫停深海採礦。日本的立場,使其確保資源安全的目標與要求更多時間研究沉積物羽流、噪音及海洋生態系復原的國際運動並列。

國際規則與日本管轄海域

聯合國海洋法公約下,國際海底管理局(ISA)負責管理國家管轄範圍以外海床上的礦物活動。該機構已核發30多項探勘合約。各方就商業開採規則,也就是常稱的《採礦守則》,進行談判,議題包括環境標準及財務利益分配。

2026年7月,85個國家在牙買加參加的ISA會議,未能就環境標準與利益分配達成協議。中國先前也曾在該機構2023年大會阻止討論暫停採礦。談判長期延宕,顯示各國對礦產取得、環境保護及共享資源收益分配的權衡各不相同。

南鳥島位於日本專屬經濟區內,因此其資源計畫適用的管轄制度,與國際海床採礦不同。日本必須履行自身保護海洋環境的責任,同時以ISA成員身分參與國際談判。因此,國內法規與國際規則制定,分別影響同一政策辯論的不同部分。

負責管理南鳥島的小笠原村,也面臨其他國家計畫:一項可能設置放射性廢棄物處置場的文件審查,以及預計於2027年開始的飛彈發射演習。這些計畫使資源開發成為日本偏遠島嶼用途相關一系列決策的一部分。

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維持作業位置的成本

「地球號」距離本土遙遠,礦藏又位於深海,使日常作業成本高昂。近期回收試驗僅持續數天,商業採礦則需要船隻在場址停留數月。物資補給、維修、運輸和持續作業,都會影響回收材料的價格。

山本表示,船舶每日成本超過1,000萬日圓,也就是超過6萬5,000美元。他解釋,即使船隻看似沒有移動,費用仍持續產生:

即使船停著不動,推進器也會持續運轉,讓船維持在定位。

若每天成本超過1,000萬日圓,按此日費率計算,作業30天就會超過3億日圓。這僅計入所述船舶費用,商業作業還需要處理設備及其他基礎設施。每批泥土能回收多少可用稀土材料,將決定這些成本如何反映在單位產品價格上。

環境疑慮對日本也有經濟層面的影響。根據辯論中引用的數據,日本消費量約占全球鮪魚的四分之一,並占太平洋黑鮪捕撈量及消費量約80%。因此,對同一片海洋尋求礦產的日本而言,海洋食物網可能受到的影響也很重要。科學家還警告,擾動沉積物可能釋出儲存數千至數百萬年的碳;實際釋出規模與碳的去向,則取決於採礦場址條件。

安全與技術推動投資

日本的投資除了礦物銷售之外,也具有戰略價值。威斯康辛大學麥迪遜分校研究稀土供應鏈的研究員茱莉・克林格(Julie Klinger),將這項投資與供應安全、日美關係及日本工程技術的價值連結起來。

克林格提到2025年10月的《美日確保關鍵礦物與稀土供應框架》,並表示:

依賴中國所帶來的不穩定性確實存在。聯盟關係的管理也是一項考量。2025年10月的《美日確保關鍵礦物與稀土供應框架》,明確將日本的採礦投資與美國國防供應鏈連結起來。

川普政府早在2025年4月的一項行政命令中,就已將海洋礦產資源列為國家安全核心利益。這種做法讓太平洋資源競逐更顯迫切,各國政府都在尋求中國供應以外的替代來源。

日本在極端深海操作設備的能力,也可能帶來科學知識、外交影響力,以及可銷往海外的技術。這些效益有助於解釋,為何即使商業可行性仍有爭議,投資仍持續進行。眼前的決策包括是否擴大試驗、擴大規模需要哪些環境評估,以及預定時程能否符合已在海上展現的能力。

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重點整理

  • 日本於2026年2月在南鳥島附近、水深5,569公尺處,連續回收稀土泥。
  • 計畫目標是在2027年2月前示範每日開採350公噸泥土,並自2028年起展開產業化開發。
  • 一名參與環境監測的科學家表示,商業開採的影響評估尚未完成,並質疑開採目標能否達成。
  • 一項太平洋研究發現,採礦痕跡在44年後仍清晰可見,部分大型海床動物復原有限。
  • 46個國家支持暫緩或停止深海採礦,日本、南韓和中國則未加入。
  • 高昂作業成本、對中國供應的依賴,以及與美國的合作,都影響日本下一步的決策。
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