一、研究背景与目的
随着能源系统脱碳进程加速,对关键矿物的需求急剧增长,海底采矿作为潜在的关键矿物供应来源,受到了越来越多的关注。同时,国际社会对海底采矿的监管框架也在逐步发展,这一系列因素促使海底采矿行业逐渐兴起。然而,该行业的发展对关键矿物供应链、发展中国家经济以及全球地缘政治都有着复杂且深远的影响。兰德公司开展此项研究,旨在全面评估这些影响,为相关规划和政策制定提供有力依据。
二、关键发现
行业兴趣回升:过去十年,能源转型带来关键矿物需求增长,以及国际海底采矿监管框架的推进,使得海底采矿重新受到关注。
供应链多元化机遇:矿业公司商业计划显示,全球海底采矿有望满足 2040 年美国对镍和钴的预计需求,为美国及其盟友实现关键矿物供应链多元化提供契机,增强供应的可靠性与安全性。
行业发展挑战:海底采矿企业虽倾向于在美国等地区加工多金属结核以摆脱现有供应链束缚,但中国积极争取合作,若美国及盟友的加工条件不具吸引力,企业可能转向中国。此外,海底采矿可能冲击陆地采矿行业,减少发展中国家陆地采矿特许权使用费收入,还会引发一系列地缘政治问题,如区域关系变化、监管和环境监测难题、领土争端等。
三、主要内容
(一)关键矿物供应链的风险与机遇
中国主导带来的风险:中国在全球关键矿物供应中占据主导地位,这引发了美国及其盟友对供应可靠性的担忧。中国多次实施出口限制措施,如 2010 年对日本稀土出口限制,以及 2023 - 2024 年对多种关键矿物及产品的出口限制,导致相关商品价格大幅波动,严重影响了依赖这些矿物的产业生产,对国家安全也构成了潜在威胁。美国等国家为此采取了一系列行动,成立了供应链中断特别工作组、国家科学技术委员会关键矿物小组委员会等多个机构,并出台了相关政策,试图寻找替代供应源,降低对中国关键矿物供应的依赖。
海底采矿的机遇:多金属结核富含镍、钴等关键矿物,海底采矿有望成为新的供应渠道。近年来,全球能源转型进程加快,电动汽车和可再生能源产业迅速发展,对关键矿物的需求激增,这成为推动海底采矿发展的重要动力。国际海底管理局(ISA)负责制定海底采矿监管制度,尽管目前相关制度尚未完全完成,但已经吸引了众多国家和企业参与到海底采矿的探索中。目前,海底采矿商业规模尚未形成,主要开采技术有履带式车辆和无缆式车辆两种,这两种技术均已在深水条件下进行了测试,但距离大规模商业应用仍有距离。
(二)海底采矿对预计关键矿物需求的潜在贡献
报告通过对比相关文献中的需求预测和行业商业计划中的供应估计,评估了海底采矿对钴、镍和铜需求的潜在贡献。随着电动汽车市场的不断扩大,对这些矿物的需求预计将大幅增长。以 2023 - 2040 年为例,全球钴需求预计增长 1.7 - 2.1 倍,镍需求增长 1.8 - 2.0 倍,铜需求增长 1.3 - 1.4 倍;美国钴需求预计增长 2.1 - 14.2 倍,镍需求增长 2.0 - 5.6 倍,铜需求增长 1.4 - 2.0 倍。根据行业估计,海底采矿在满足美国和全球部分关键矿物需求方面具有一定潜力,如 3 - 20 艘船的海底采矿作业理论上可满足 2040 年美国全部钴的预计年需求量,11 - 29 艘船可满足美国镍的预计年需求量;21 - 43 艘船可满足 2040 年全球 25% 的钴和镍预计年需求量。
(三)美国及盟友利用海底采矿实现关键矿物供应链多元化的机遇
行业视角:海底采矿公司大多未制定详细的多金属结核加工计划,主要原因包括仍处于资源勘探和开采技术研发阶段,以及对 ISA 采矿法规完成时间的不确定性。不过,行业内达成了一些共识:企业计划在加工和精炼阶段保留结核所有权,并积极参与相关环节;倾向于先采用委托加工,再过渡到专用加工设施;普遍不愿与中国企业合作,原因涉及技术、商业条款、美国政策及行业使命等多方面,但中国的低成本仍具有一定吸引力。此外,企业面临资金成本高、美国政府态度不明等问题,运输距离对加工地点选择的影响相对较小。
政府视角:美国政府对海底采矿的相关工作仍处于早期规划阶段,主要关注商业海底采矿的价值、可行性、技术经济可行性及环境影响等问题,尚未明确美国在该行业中的角色和相关政策。多个政府机构职责分散,导致行业代表在沟通时面临困惑。而部分盟友国家认为美国在海底采矿问题上行动迟缓,应更加积极地推动在北美地区的结核加工。
(四)商业海底采矿行业的考量因素
现有竞争对手的竞争:关键矿物开采行业竞争激烈,中国国有企业的行为受国家产业政策影响,对西方企业造成冲击。同时,西方国家也通过制定产业政策来推动供应链多元化,这使得市场竞争更加复杂,竞争目标不仅局限于盈利,还涉及地缘政治等因素。
新进入者的威胁:新进入者有望增加供应,但也面临诸多障碍。与陆地初级采矿企业相比,海底采矿企业在进入市场时面临的障碍相对较少,如所需开采材料量少、固定资本成本低、监管审批流程相对简单等。然而,海底采矿行业整体面临着来自环保组织和部分国家对其潜在环境影响的担忧和反对。
替代产品或服务的威胁:电池和相关技术的快速发展,使得关键矿物未来需求充满不确定性。新的原材料供应可能推动替代电池阴极化学技术的研发和应用,从而影响海底采矿产品的市场需求。
供应商的议价能力:海底采矿所需的专业船舶和设备供应商的议价能力有所不同。船舶建造行业集中,海底采矿行业对专业船舶需求相对较小,议价能力有限;而专业海底开采设备生产商与海底采矿公司联系紧密,可能会利用自身优势进入该行业成为竞争对手。
购买者的议价能力:能够处理海底结核的加工商和精炼商数量有限,且需要对设备和操作流程进行调整,这降低了他们从陆地矿石转向海底结核的积极性。海底采矿企业因此寻求与那些获取原材料困难的加工商合作,以提高自身的议价能力。
(五)海底采矿的更广泛影响
对发展中国家陆地采矿的影响:海底采矿可能对发展中国家的陆地采矿收入产生负面影响。以刚果民主共和国(DRC)和钴为例,海底采矿增加的资源供应可能导致钴价下跌,减少陆地采矿的特许权使用费和出口收入。尽管 ISA 有相关的利益共享机制,包括特许权使用费和经济援助基金,但通过模型分析发现,即使在最乐观的情况下,这些收益也无法弥补因价格下跌造成的损失。在不同情景下,DRC 的收入均出现下降,这使得许多依赖陆地采矿的发展中国家对海底采矿持谨慎态度。
全球地缘政治考量
美国战略利益:海底采矿为美国在印太地区的经济发展和战略目标实现提供了机遇。通过参与海底采矿,美国可以推动对该地区的投资,促进小岛屿国家和美国领土的经济增长,加强与盟友的合作,提升地区安全和军事合作,同时也有助于应对气候变化和推动海洋科学合作。
对地缘政治权力的影响(DIME 框架):在外交方面,海底采矿可能引发跨境影响和国际争端,需要双边或多边合作来解决,而美国由于未加入《联合国海洋法公约》(UNCLOS),在国际法规制定中的影响力有限;在信息方面,海底采矿需要加强海洋领域的态势感知,同时要应对信息传播中的虚假信息问题;在军事方面,海底采矿可能引发领土争端和海上安全问题,需要明确监管执法责任和加强海上安全保障;在经济方面,海底采矿的经济可行性仍有待验证,且可能对周边海洋产业造成影响,同时其对全球商品价格和陆地采矿行业的影响也难以预测。
(六)建议
美国政府:应成立一个由白宫科技政策办公室、国务院、国家安全委员会等多部门组成的执行分支跨机构工作组。该工作组的主要职责是制定美国在海底采矿和结核加工行业的统一愿景,并与盟友协调,确保各方目标一致。
目前美国在关键矿物供应链方面立场明确,但在海底采矿方面的政策尚不完善,这使得行业和投资者对相关项目能否融入更广泛的关键矿物政策目标存在疑虑。工作组需明确现有计划、政策和伙伴关系是否与统一愿景相符,若不相符,则需制定专门针对海底采矿的政策。
同时,美国政府应支持相关部门开展对海底采矿环境影响和商业可行性的研究,例如由国家海洋和大气管理局(NOAA)、美国地质调查局(USGS)、国家科学基金会以及美国商务部关键矿物和金属办公室进行研究,为政策制定提供科学依据。
美国财政部:需明确从国际海底区域购买的多金属结核成本是否符合《通货膨胀削减法案》(IRA)中规定的电池材料和关键矿物税收抵免条件。这一明确将影响企业的成本和收益预期,进而影响海底采矿行业的投资和发展方向。
相关管理和研究部门:美国海洋能源管理局、NOAA 和 USGS 应加快对美国及美国领土专属经济区(EEZ)海底矿产资源的测绘工作,并评估在这些区域进行海底采矿的可行性,确定其能否作为国际海底区域采矿的替代或补充方案。这有助于美国更好地掌握自身海底资源状况,为未来的资源开发和利用提供决策支持。
综合考量与合作:美国政府应通过上述跨机构工作组,充分考虑海底采矿对发展中国家的影响,并探索将发展中国家融入该行业的方式,创造除 ISA 特许权使用费转移之外的经济机会。例如,在受影响的陆地采矿国家(如 DRC)建立结核加工和精炼产能,既能缓解这些国家的收入损失,又能支持美国的经济和安全目标,提升美国的软实力。
美国国务院应通过 ISA、矿产安全伙伴关系等渠道,与盟友和伙伴就战略重点展开讨论,为海底采矿运营的启动做好准备,无论美国是否参与其中。讨论内容应涵盖战略决策所需的信息类型和科学数据质量、数据收集和共享所需的资源、合作面临的障碍以及克服这些障碍的途径等。
此外,美国国务院和情报部门应密切监测海底采矿活动和政策,以及外国相关实体对 ISA 的影响,并与盟友和伙伴分享这些信息。美国国务院还应代表政府向国会强调不批准 UNCLOS 和不加入 ISA 的局限性。
国会和行政部门应动员联邦资助的研究和开发中心、学术界以及私营部门,开展相关研究,以阐明海底采矿作业对国内外扩大采矿能力(尤其是在中国以外地区)的影响、对战略相关地区作业的影响、对其他海洋产业的影响,以及应对围绕该行业的错误信息和虚假信息的方法。
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