深海采矿 ‑ 尾水零排放 ‑ 碳封存 ‑ 岛礁产业——在中国海洋大学团队提出的全新循环体系下，这四个原本离散的环节正被“捆绑”成一个闭环。

深海蕴藏着全球数百亿吨的战略性多金属结核资源，但尾水中水羽流和母船高碳排放长期扼住了其商业化咽喉。2026年6月8日，中国海洋大学沙飞教授团队在《中国工程科学》发表的研究成果给出了系统性回答，首次在工程科学层面构建了 “深海采矿 ‑ 资源转化 ‑ 产业协同” 的循环体系，将尾水处理从“被动排放”升级为“主动增值”，把尾气碳封存嵌入采矿作业链。

深海采矿的两道“绿色红线”

深海多金属结核赋存于稀软底质中，受扰动后极易形成羽状流，这是深海矿产资源开发面临的主要环境制约因素。大量沉积物跟随结核被提取到海面船舶，处理后形成矿物泥并被排放回海洋，尾水直排引发生态争议和碳足迹过高的双重红线。

海洋是世界上最大的碳汇体，海洋碳库的碳储量约为3.9×10¹³ t，是陆地碳库储量的20倍、大气碳库储量的50倍。深海空间利用及碳汇功能是推动可持续发展的重要领域。然而，深海CCUS装备尚不成熟，亟需开发海洋碳封存装备。中国海洋大学团队直接将尾水处理与碳封存锚定在深海采矿的固有需求上，使低碳转型成为采矿商业模式的“内生变量”。

尾水矿物泥“六步净化”：从污染物到商品

尾水处理的本质瓶颈在于矿物泥的高含水率、高含盐量和重金属残留。研究团队建立了“高效絮凝→压滤脱水→淋滤除盐→重金属稳定化”的四阶段安全处理体系。经处理后，尾水矿物泥含水率、含盐量与重金属含量显著降低，矿物泥清洁度达到安全利用标准。

在此基础上，团队打通了三条资源化路径：岛礁农业用土(矿物泥经处理后有机质丰富，可改良珊瑚砂土质)、岛礁绿色建材(高含水矿物泥与胶凝材料复配压制砖材，适用于岛礁建设的严苛运输条件)和优质日化用品(矿物泥中的高纯度硅酸盐经提取可制备面膜、身体磨砂膏等产品)，实现“减废—增值—岛礁适配”的完整链条。

尾气碳封存协同集成：减碳与降本的双赢

研究团队指出，深海矿区环境中的CO₂射流表现出不亚于水射流的采集性能、具有较好的环境友好性且碳封存泄露风险较低。集成船载碳捕集技术捕获母舰废气，通过高压、低温的深海环境驱动CO₂水合物法封存，形成锚固在海底的稳定固态，同时与碳交易机制挂钩提升经济可行性，有效减少了作业设备和能源重复配置，提升整体运行效率。

与碳封存协同作业装备共用

深海采矿与海洋碳封存在作业装备、作业空间上具有高度的互补性，作业周期上也互不干扰。产业协同开发模式不仅可以改善海洋碳封存的盈利情况，还可以提升采矿的整体利润。研究建议，加快深海核心技术与装备攻关，形成完整的产业链条和产业集群，加强复合型人才队伍建设。

经济与环境的“双曲线”逼近

对深海矿产商业开发的突破

深海多金属结核资源量达数百亿吨，折合铜、镍、钴金属量超过2×10⁹ t，是光伏、风电、电动汽车等新能源产业不可或缺的关键原材料。如果将尾水矿物泥直接转售给岛礁种植/建材行业、碳信用纳入交易，采矿公司的净现金流预期可能出现结构性改善。深海采矿与碳封存协同开发模式可以帮助降低深海采矿的环境风险和争议，为国际海底管理局的采矿守则谈判提供扎实的中国方案。

岛礁基础设施与粮食安全

团队特别提出了“深海采矿与岛礁农业种植协同发展”。矿物泥经处理后具备保水保肥功能，可直接改良岛礁珊瑚砂土质，改善淡水资源极度匮乏下岛礁的膳食供给问题。适用于岛礁环境的高密度轻质建材制备技术和高质量尾水矿物泥日化用品制备技术，同样可在有限的岛礁环境中实现就地闭环。

碳交易与蓝色经济

该模式将尾水尾气治理从成本项转变为营收点。结合碳交易机制提升经济可行性，有望形成“技术降碳+碳汇交易”的双重激励。全国碳市场扩容在即，蓝色碳汇将获得独立核算通道。今后深海采矿企业可能不再只是卖掉金属矿产，而是打包“金属+农用土+建材+碳信用”的整体解决方案。

为全球海洋工程低碳转型提供技术方案

“深海采矿 ‑ 资源转化 ‑ 产业协同”循环体系为海洋工程系统向低碳转型提供了可推广的技术方案，也为全球蓝色经济贡献了高效技术范式。中国海洋大学团队已与国内多家龙头企业推进海试协同，力求在商业化采矿启动前将尾水零排放和碳封存集成做到“到位安装”。

当深海采掘船的尾水管接向的不是大海，而是岛礁农田与建材工厂;当船载碳捕集系统将废气化为深海固碳区——深海采矿便不再是“破坏海洋换取资源”的代名词，而是全球低碳转型的新型基建。中国正在深海中写下一套“经济账+生态账”平衡的新方程。