太平洋底蕴藏着约30亿吨钴，相当于陆地储量的3000倍。2024年6月，由上海交通大学自主研制的深海重载作业采矿车工程样机“开拓二号”，在西太平洋着底4102.8米，成功取回深海多金属结壳与结核，创下了我国深海采矿领域的6项纪录。

深海采矿的“蓝色争夺战”

大洋海底蕴藏着丰富的多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等矿产资源，富含铜、钴、镍、锰等重要关键材料，应用价值极高。据国际能源署预估，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。欧盟及日本、加拿大等国已竞相开展海底采矿关键核心技术与装备研发。

我国拥有面积相当于3个渤海的5块国际海底矿区专属勘探权和开采优先权。然而，勘探权也有“保质期”，尽快掌握开发技术、形成开发能力至关重要。深海矿产资源开发装备的创新研发，对于引领海洋高科技发展、形成深海探采未来产业以及发展新质生产力都具有重大现实意义。

六项“首创”铸就深海“采矿金刚”

“开拓二号”长6米、宽3米、高2.5米、重14吨，设计作业水深6000米。在6月22日至26日的海试中，“开拓二号”在海底多金属结壳与结核矿区连续成功完成5次下潜，最大下潜深度达4102.8米。最终，团队成功带回200多公斤多金属结壳、多金属结核及海底基岩等各类深海矿产样品。

海试首席科学家、上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院教授杨建民介绍，长期以来，深海采矿在国际上存在三大技术难题：一是矿区海底地形异常复杂，装备安全行进困难;二是深海矿产赋存形式与物理特性复杂多样，高效开采收集困难;三是深海重载作业装备在海上风浪条件下，安全布放回收困难。“开拓二号”以六项“首创”技术，逐一破解了这些世界级难题。

首创一：深海复杂海底地形高机动行进技术。 “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。无论是坡度达30多度的陡峭海山，还是由高粘性稀软沉积物堆积的海底“滩涂”，它都能顺利行进、爬坡和原地回转。采矿车可以自主感知采矿环境，无需人工操控，定位精度可达厘米级。

首创二：深海多矿类复合钻采技术。 多金属结壳紧密附着于斜坡基岩，多金属结核则半埋在稀软海底沉积物中。“开拓二号”既能将结壳与基岩快速分离并高效吸入集矿箱，又能将半埋的结核挖出。一套装备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。

首创三：深水重载作业智能精细控制技术。 采矿车具备作业路径智能规划、跟踪与避障能力，在深海漆黑环境中也能实现厘米级精准定位。复杂的海底采矿作业更像一场自动化、程序化的“海底芭蕾”。

首创四：非金属缆深海重载布放回收技术。 “开拓二号”首次采用非金属芳纶材料的光电复合脐带缆，打破了常规钢缆布放的局限。在深水中，钢缆自重会远远超过装备本身，导致五六千米水深时无法布放。非金属缆大幅减轻了设备自重，实现了4100米水深重载装备的安全布放回收。

首创五：深海环境扰动监测评估技术。 采矿车搭载了环境监测系统，对海底羽状流生成扩散、水下作业噪声等环境影响进行了全面监测与评估。在追求资源开发的同时，同步关注深海生态保护。

首创六：首次实现深海重载作业采矿车布放作业水深突破4000米大关。 这是国内深海重载作业采矿车首次在4000米以深海底开展深海矿产资源试开采试验。

从4000米到6000米的商业化之路

战略资源保障。 此次海试获得的结壳和结核样品，铁、锰含量均介于10%至20%之间，且富含钛、镍、铈、铜等关键金属。深海矿产资源开发有望在未来10至15年取得突破性进展，实现商业化开发利用。

商业化开采迈出关键一步。 杨建民表示，此次海试水深突破4000米大关，意味着基本可以达到海底采矿需要的深度——深海矿产资源一般赋存在2000米至6000米深海海底，其中多金属结壳与硫化物主要分布在4000米水深以内。“开拓二号”已初步具备了工程化、商业化开采的能力。

持续向更深蓝海进军。 中国工程院院士林忠钦、李家彪，深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室主任李茂林等专家评价，“开拓二号”海试成功，标志着我国在深海科学研究、资源开发、环保等方面将拥有更强的技术支撑和装备保障。杨建民透露，团队将继续深入开展科技攻关，不断研发新一代“开拓”系列深海重载作业装备，向着更大水深、更强作业能力和更高智慧水平进军。

从2013年几乎从零起步，到2021年“开拓一号”实现1305米深海试验，再到2024年“开拓二号”突破4102.8米——上海交大团队用十余年自主攻关，使中国跻身世界深海技术第一方阵。