|
7 H4 D$ f- h5 U$ i! y3 E7 |
“能源危机”这个词，已经不止一次出现在大众的视野中，伴随着全球经济的飞速前进，满足发展需求所需的能源与日俱增，各国专家都曾提出，按照人类目前的发展趋势，地球上的能源可能仅能够维持数百年。
( B" @7 z# N4 C# L6 @, P/ q+ C g
$ C& {/ X" {% E$ F7 m2 o$ Z% Q 于是，海洋再次成为了焦点，因为在深海之中，有着大量已探明和不计其数未知的自然资源，能够满足未来百年甚至千年发展的需求。 $ ^# |5 q& n* l1 C
所以海洋已经成为人类下一个资源采集场地，但如何开采深海资源成为了一个棘手的难题。
+ x& I8 n; _5 c0 L 2018年，南海突然出现了一座“海上堡垒”，这是我国经过多年奋战，成功制造出的深海采矿船——“鹦鹉螺新纪元号”，是当之无谓的“国之重器”。 , S* v/ S) s$ m2 a" z0 E$ H
- V. b. k! z& P$ ^; F q) }* l1 H& |
它的亮相，不仅引发了国际社会对此的广泛关注，更让我国在成为海洋强国的道路上，取得了突破性进展。 # ?% L' J- V' d, @" J
众所周知，地球上的陆地面积只占到了29%，海洋面积为71%，这就意味着地球上的绝大部分资源，都深藏在海底之中，未被人类发现和利用。
4 Y3 u& [0 z( a" Q% [' t 二战结束后，世界迎来了久违的和平，各国都进入了不同程度的发展期，在经济高速发展的同时，自然资源的消耗也被带到了一个前所未有的地步。 6 g4 X/ P7 L5 x- ]1 J. T5 G# w2 q) R
2 ~7 Z+ ]) a( d9 S. Y4 ^
根据一家世界知名媒体的统计数据，当今全球人类每年消耗的自然资源高达上千亿吨，已经相当于1.6个地球范围资源，大大超出了地球的生态承载范围。
/ t" {8 a/ K& V9 L; b 特别是进入新世纪后，资源消耗更加飞速，能源危机的话题屡次成为世界热搜，在这种情况下，人们将目光再次投向了海洋。
/ k. F! ]# ?/ c H2 t! w2 ~6 X2 X 其实在上世纪50年代时期，一些发达国家就已经展开了对深海资源的勘探，根据初步勘探的结果，深海所蕴含的矿产资源，要远超陆地上的蕴藏，甚至要达到陆地上的数十倍。
; s% |# a' i. c1 ? - t- G, D6 R. t" S3 \& ^& Z
海底矿产资源是一个统称，它包括海底蕴藏的石油天然气、金属矿产、海滨砂矿、富钴锰结核、可燃冰等等，海洋中几乎有着陆地上的各种资源，甚至一些稀有资源更是只能在海底中找到。 3 H1 R/ b- W% u* r
据勘探，在海底深约1000-2200米的地方，有着丰富的矿石资源，这些矿石富含锰、钴、镍、铜等金属，除此之外还有着大量的稀土元素蕴藏。
# @; C H$ b" y 了解到海底蕴藏的丰富资源后，国际海底管理局的秘书长说到：以海底所蕴藏的资源，足够人类消耗数千年之久。 2 _, Z- {4 u4 [: F W1 b
8 H; r/ ~) {) S" U$ r ~. V
但海底资源就像是一个上了锁的宝箱，谁都知道打开它能够获得丰富的物质资源，可是谁也没有能力制造出一把钥匙，以满足所有的开采需求。 ) B& A; Q U F* b0 n
我国虽然地大物博，坐拥960万平方公里的广袤国土，但多达300万平方公里的领海同样不容忽视，它所蕴藏的海洋资源更加不容小觑。
# V( ?: F' B- V6 w 早些年我们国家在探索海洋的过程中遭遇了不少挫折，长久以来，如何将我国领海蕴藏的丰富资源加以利用，是一代代人的殷切希望。
5 E& K* m! b! e% p3 m' | % ^: F3 C9 q& e) ]: g
所以我国对于领海内的海洋资源勘探从未停止，据勘探结果表明，在渤海、东海、黄海以及南海背北部大陆架海域，蕴藏的石油资源就达到了275.3亿吨，天然气资源量为10.6万亿立方米。
7 v9 N) L+ t/ s- D( ~ 这里需要特别提及的是，我国石油资源和天然气平均探明率分别为38.9%和23%，其中海洋资源分别占12.3%和10.9%。 ! a" J) d( A! B& U; x) i) C5 [
也就是说，我国领海内还有着大量尚未发现的油气资源，如果能够将这些资源探明开采利用，其意义不言而喻。
, n9 o" W# R4 {" ]- Z, W U( |, a . c$ i- u% A, A3 N2 G; b; u
但我国缺乏深海采矿相关的技术和经验，直到2014年，中国马尾造船股份有限公司接到了一项制造采矿船的研制合作，让我们得以接触到深海采矿船的制造，从中学习技术和储备经验。
6 P C/ d ?( c( r7 l- B “鹦鹉螺新纪元号”便是在这样的背景下横空出世，它通体长达227米，宽40米，排水量超过4万吨，大小堪比一艘中型的航空母舰。
. P) H: j1 a& R9 Z 它的外形宛若一座移动的海上堡垒，能够满足我们开采水下2500米处资源的需求。 # Z; T- K/ J) {: y, }
: D2 Q" I* R; P9 O 开采海底资源是一个长期的过程，所以“新纪元号”也拥有完备的生活设施，它能够同时满足200余人在船上生活工作数年之久，水下开采作业周期可持续5年以上。 + q- m. I4 ?% }* A
不仅如此，它还能够承载近4万吨的矿石，并配备有完整专业的相关设备和器材，是目前世界上最大、最先进的深海采矿船。 , Q4 E' F! Y4 q7 I3 g2 M
“鹦鹉螺新纪元号”建成后，一现身就引发了全球范围的关注和热论，因为在此之前，还没有任何一个国家制造出深海采矿船，也就是说“鹦鹉螺新纪元号”的出现，让我国在走向海洋强国的道路上，又前进了一大步。 ' o9 M" Y1 d+ D. B
, p# A: ~. O. K% I. t 不少国家在了解“鹦鹉螺新纪元号”后，纷纷开始蠢蠢欲动，其中日本更是提出，想以天价购买相关的技术，这一请求当然遭到了拒绝，随后日方又提出以租的方式使用。 + ^! A5 z: ^1 B' Q; B
有业界人士分析，如果将“鹦鹉螺新纪元号”出租，那么每个月光是租金收入，就高达1300万元，若算上其他各种费用等，这个数字还会上涨过半。 : B x- N6 G" M+ a6 I% ?% ]
制造出“鹦鹉螺新纪元号”，让我国走到了世界前列，但这一路走来却充满了坎坷和荆棘，长期以来我们国家要面对来自西方国家的技术封锁，很多领域我们也是长期落后于西方国家，为何这一次能够冲破重重封锁，一举成为第一个研制成功深海采矿船的国家？
2 N( c* e* J* R9 D3 T. j5 a
6 i9 ?, k7 x+ ]5 j2 u L' y& M, N7 p. S 在制造这艘深海采矿船的过程中，专家们首先要面临的，是核心设计能力的欠缺，因为我国没有设计大型深海采矿船的技术，以及海洋工程装备也不够精良，导致了“鹦鹉螺新纪元号”在建造过程中，所有的核心技术和所属权均不完全属于我国。 5 |$ P5 ^; f" R# M( Z& ^
“鹦鹉螺新纪元号”是由来自阿联酋迪拜的船东下单，由新加坡的一家设计公司负责设计，最后由中国马尾造船股份有限公司承建，最后会被租用给加拿大鹦鹉螺矿业公司。 , |! j! F- N1 m2 u1 i* x9 H
早在2014年，鹦鹉螺公司与马尾造船公司达成承建合作协议时，不少西方国家都对此发出不懈和质疑的声音，在他们看来，以我国的相关技术和经验，根本无法建造出深海采矿船。
. ~( C2 U2 f+ {# a; l- Y; Q $ N- b2 h. b& |- v3 K+ G
这种质疑并非空穴来风，因为我们国家在该方面的技术和经验储备非常有限，但中国人接下来的行动，却结结实实地打了他们的脸，让此前所有的质疑和嘲笑烟消云散。
' {0 A8 Z. k0 r/ I( G 虽然我们国家负责的是建造部分，核心技术和所有权也并非完全属于我们，但并不代表着建造过程没有技术含量，相反在建造过程中，因为没有可以借鉴的成功案例，很多细节之处都是原创。 - \3 Q/ `" ^5 Q7 j- Q
设计和建造是相辅相成的，特别是在这种毫无前例的项目中，由于没有任何的参数可以参考，所以“鹦鹉螺新纪元号”在制造时，往往需要研制全新的设备，并且还需结合设计完成测试、修改等工作，综合而言，整个建造过程仍然是技术力十足。 ' D5 a4 T+ p! u( s0 o, y
Q H4 s, I; f& K ~7 g# ?! n 除了建造方面面临的困难，资金也是摆在专家面前的难题之一，在为期四年的建造过程中，就有两次因为资金不足，被迫中断建造，其中一次是因为迪拜的船东未能及时支付所需的费用，导致船体暂停施工。
' w: Y; [: ^# ^$ P5 m0 |5 j# } 还有一次是因为海洋工程装备市场的波动，这些装备的整体价格，在此前大约为700亿美元，但在采矿船建造的期间，受石油价格的影响，海洋工程设备的价格从700亿美元狂跌至50亿美元。 , i2 v' k a8 h: i! D" W
这让加拿大鹦鹉螺公司认为采矿船建成后会“无处可用”，决定暂停计划，这导致了“鹦鹉螺新纪元号”又一次的停工。 % e# }* `6 g3 c# P
+ ^. F3 I" P1 k, u6 i: M 好不容易等到解决资金的问题，市场回归正常后，专家们却又面临着船体原料的问题。
( C6 ^% T0 A. H$ o 船体长期泡在海水中会受到腐蚀，这需要船体外壳的材料必须具备超强的耐腐蚀性，而我国的这种材料，绝大多数依赖进口。 ' `1 |8 n- m1 j0 ?& N, L8 i
有调查显示，在马尾造船决定承建的2014年当年，我国进口抗腐蚀材料的成本就高达5000亿人民币，严重依赖于进口，导致了在技术上的落后。
& L. M8 R! v3 |+ _ “鹦鹉螺新纪元号”的船体，需要大量的抗腐蚀材料，为了解决这一问题，我们国家花费了巨大的代价和努力，才使得建造工作得以继续进行。
. }+ k. ?% I( l) @ . f1 n6 l3 z# Z5 j c3 Z
既然是深海采矿船，那么“鹦鹉螺新纪元号”上必须配备用以进行深海开采作业的设备，设备需要深入水下上千米的深处进行作业。 % `$ r5 I7 e* X y7 H, g2 T
这个深度范围内，压强高达上百个大气压，可见度几乎为零，温度也极低，如何在水下进行开采，并保证设备在苛刻的条件下能够正常工作？
+ K! }; S5 q' x& z+ U; l3 ` 在过去半个世纪中，不少国家都提出过不同的方案，其中主要分为三种，分别是连续绳斗式采矿系统、自动穿梭式采矿系统和流涕提升采矿系统。 % ]5 W& z6 d& N7 |% P- ]. F
- ^; }) \5 b, n% n8 Z; ]
第一种方式是利用高尼龙绳索，每隔25米连接一个挖斗，绳索两端分别拴在船体两端，通过这种方式组成采集环路，在采矿船缓慢行驶时同步在海底进行采集矿石。 - `. x! }8 ]7 m# z" |7 ?' m+ Q
这种方式在提出后，因为其简易便利，以及成本低，曾经被广泛利用，但最后却因工作效率地下和受海底地形限制极大而逐渐被各国放弃。
+ ~- S8 F* D- @" E6 O L/ T+ L 第二种方式是由数台采矿车进行采集，这种采矿车具有质量轻、强度大的特点，能够在海中自由穿梭并潜入海底作业的能力。
* P% f# n8 W9 Y7 T! y4 y 0 e, Q' c2 y9 b: ~5 U
这种方式的优点在于工作效率较高，灵活性好，缺点则是对技术的要求非常高，造价不菲，因此这种方式并未被广泛使用，只是停留在浅尝辄止的程度。
! g o0 j0 o, P0 _/ A. Y5 x 最后一种流体提升采矿系统，则是由海底采矿机、矿仓、扬矿管以及采矿船组成，它是一整个大型系统，工作时由采矿机在海底缓慢行驶开采，经过初步的分离后，通过管道进入矿仓，最后在管道中混合液体后以流体的形式提升到采矿船上。
l2 }* Z( `! ^; z# Q6 d; Q ~( I 在这三种方案中，第三种无疑是最合适的方案，它的优点是能够连续作业、效率较高等，因此被广泛认为是海底开采的主要方案，各国也将其作为研究方向。
" O# O0 P# H: C. \
: R( `- F# ^+ Y# q8 H* \4 ? “鹦鹉螺新纪元号”上，同样使用的是这种方案，只是做了进一步的升级，将采矿车更换为了更先进智能的采矿机器人，将整体效率又提高了一个台阶。
' c! s2 H, U& [# X& c w! D1 f C 2018年，“鹦鹉螺新纪元号”顺利完成建造出坞，这是世界上最先进的采矿船，一经面世就引起了世界各国的广泛关注，因为这代表着人类在探索海洋上的又一个里程碑。
! B# Z' y. n( J; }) G0 p- a1 D 虽然“鹦鹉螺新纪元号”的核心技术和所有权，并非完全属于我国，但这对于此前我国几乎空白的深海采矿船设计开发经验而言，是一笔弥足珍贵的财富。 6 z% r3 a' n: S7 a. `$ [' V9 G
2 K* s- G; a3 Q. p- g! j
通过参与建造这艘船，使得我们积攒了可贵的经验和一定的技术储备，让我们在面对重重的技术封锁下，能够实现超车。
7 m! Y, v- A: p* m, p+ Z 如今我国的深海事业已经取得一定成就，早在2012年，我国自主研制的“蛟龙”号载人深海潜水器，就在马里亚纳海沟创造了7062米的载人深潜纪录。 + h& k" A) w! S! \
除此之外，我国自主研制的“潜龙”一号，是国内首个6000米水下无人缆潜器；“海星6000”是我国首台6000米级有缆遥控水下机器人设备；“问海”一号更是国内首个集自主、遥控、混合三合一工作模式的6000米级水下机器人。
# U, P6 X: j: R; o! D/ F7 F + c- y$ t5 C; D7 k* n+ {+ A: Y
这些科研成果，都是一代代科学家奋战的结果，为我国深海事业做出了不可磨灭的贡献，而在未来，这些也将为可预见的深海采矿提供有力的支持和帮助。
7 F9 s6 q% d- ?' f( o) i, r; W 有这样的珠玉在前，相信在不久的未来，我们就可以建造出拥有完全自主知识产权的深海采矿船，届时300万平方公里的领海，将发挥出前所未有的作用。
, m0 }5 b, f7 p' ^1 ~" p& b
% G: M, R, m4 S# T* S
7 ]2 c* ]; H+ Y0 C
- V* w6 p1 A- ]% j3 _9 D4 i/ \" q( x( Y& a' R! b$ H, c
| 
