全球镍、钴、铜等战略金属需求激增，陆上资源日趋枯竭。而数千米之下的深海大洋底，蕴藏着约30亿吨钴、数万亿吨锰结核等无尽“宝藏”。谁能率先打开这座蓝色宝库，谁就将在新能源时代的国际博弈中占据制高点。

日前，由上海交通大学杨建民教授团队领衔研制的“开拓”系列深海重载作业采矿车，以最深4102.8米的深海硬质矿岩试开采，实现了我国深海采矿领域的里程碑式跨越。这不仅使中国成为全球少数几个掌握深海硬质矿岩工程化开采能力的国家，也为培育深海科技未来产业开辟了崭新通道。

两台“重器”筑起深海采矿基石

2013年，当国外深海采矿装备已具备一定水平时，我国相关研发几乎从零起步。在“开拓”系列首席科学家、上海交大船舶海洋与建筑工程学院讲席教授杨建民的带领下，一支船舶海洋工程团队开启了长达十三年的自主攻关。

团队取得的成就步步扎实：

“开拓一号” 以多金属结核为主要开采对象，长5.6米、总重9.0吨，于2021年8月在南海西沙海域成功完成深海试验，最大作业水深达1305米，居同期国内领先水平，实现了从无到有的跨越。

“开拓二号” 将目标锁定在多金属结壳、多金属硫化物等开采难度更高的硬质矿岩上，长6.0米、总重14.5吨(水中5.6吨)，设计作业水深达6000米，研发投入更大、技术挑战更严峻。

2024年6月，“开拓二号”远赴西太平洋多金属结壳和结核海区。在整整5天的连续奋战中，面对6级大风和4级海况，采矿车成功完成5次着底下潜，2000米级深度4次、4000米级深度1次，最大下潜深度强势定格在4102.8米，并带回200多公斤多金属结壳、多金属结核及海底基岩等深海矿产样品。

至此，上海交大团队一举攻克了深海复杂海底地形高机动行进、深海多矿类复合钻采、深水重载作业智能精细控制、非金属缆深海重载布放回收、深海环境扰动监测评估等五大技术高地，更在深海采矿车海试水深上首次突破4000米大关。2026年5月，该项目荣膺第六届上海交通大学“十大科技进展”。

五大首创技术铸就“海底金刚”

复杂海底地形高机动行进：陡坡稀泥均自如

多金属结壳常附着于坡度达30多度的陡峭海山，而多金属结核多“半埋”于粘稠稀软的海底滩涂。

“开拓二号”的四条独立履带能根据海底实际地形实时自主调节方向和姿态，即使在深海漆黑环境中也能实现厘米级精准定位。无论是坚硬岩脊的爬行，还是稀软沉积物的通过，采矿车都能顺利完成行进、爬坡与原地回转，真正实现了在各类海底复杂地形的如履平地。

多矿类复合钻采：一车多能、同步收集

随船参加海试的青岛海洋地质研究所深海地质与矿产室副主任黄威感叹：“对附着在斜坡基岩上的多金属结壳，‘开拓二号’的切削能力可将结壳与基岩快速分离，并把结壳矿石高效吸入集矿箱;对半埋在稀软海底滩涂里的多金属结核，它又能将其挖出。”

一套装备能同时适应两种不同类型矿石的采集，极大提升了深海采矿的工程效率和装备利用水平。

深水重载智能精细控制：自主感知、自主决策

深海作业的极端环境对人工智能和自动控制提出了最高要求。“开拓二号”搭载的智能控制系统具备作业路径自主规划、目标跟踪、自主避障等能力，即便在黑暗高压、恶劣海况中也无需人工干预即可完成海底作业。在厘米级精准定位的加持下，复杂的海底采矿作业更像一场自动化程序化的“海底芭蕾”。

非金属缆重载布放回收：首套国产大深度绞车

重载装备在高海况深海环境下的布放和回收，是深海采矿装备的“死亡考验”。非金属材料缆绳不仅比强度更高，信号传输能力也远超金属缆，但深海大吨位装备在风浪中的摇摆、载荷突变等技术挑战曾长期困扰团队。“开拓二号”成功验证了非金属缆深海重载布放回收系统，为我国大深度重载装备的深海进出提供了关键工程能力。

深海环境扰动监测：绿色采矿的数据基石

深海生态环境极其脆弱，大规模矿产开采对海底“羽状流”、声噪等潜在影响是国际深海采矿争议的核心。“开拓二号”搭载了多参数环境监测系统，对海底作业产生的羽状流生成扩散、水下作业噪声等进行全面监测与评估，为未来绿色深海采矿提供了一手实证数据。

向深蓝要资源，向技术要主权

破解战略性矿产“卡脖子”困局

我国关键金属对外依存度形势严峻：钴对外依存度高达近99%，铜对外依存度也达到77%，超过部分战略性矿产对外依赖甚至超过石油。而深海矿区中的矿藏品位，普遍比陆地同类矿藏高出整整一个数量级——1吨海底结核物提炼出的矿藏价值约6000至7000元。

“开拓”系列的突破意味着我国在摆脱对单一陆上矿产的过度依赖、实现战略性矿产供应链自主可控方面迈出了坚实一步。中国海洋大学教授陈旭光指出：“深海采矿对于战略矿产资源供应链自主可控至关重要。”

抢占深海开发商业化的先机

国际能源署预估，到2030年全球对钴的需求量将比目前高出10倍，甚至可达25倍。欧盟、日本及加拿大等国已竞相开展深海采矿关键技术与装备研发。据预测，深海矿产资源开发有望在未来10至15年实现商业化利用。

加拿大TMC公司已于2022年完成深海采矿采集提升试验。中国工程院院士刘大海强调：“掌握深海采矿科技，意味着国家在深远海具备了长期、系统、可控的作业和存续能力，这是从近海走向深蓝的关键标志，也是海洋强国不可或缺的技术基石。”“开拓”系列的成功，让中国在这场未来资源竞赛中跻身全球领跑者阵营。

催生深海装备产业集群

深海采矿是集深海探测、通信导航、智能机器人、水面支持与环境监测于一体的极端复杂系统工程。该技术成果将系统性带动深海机器人、耐高压材料、精密传感、智能控制、动态定位、特种船舶设计等多个产业领域升级，为我国高端装备制造和海洋信息产业锻造新引擎。

“开拓二号”的成功海试，已获人民日报、新华社、中国政府网等300余家国内外媒体广泛报道，成为我国深海采矿的标志性事件。在全球深海资源开发即将进入商业化阶段之际，“开拓”系列无疑将作为中国深海采矿装备的先行使者，在更深远的蓝色疆域中劈波前行。