日本東京小笠原群島的南鳥島。翻攝小笠原村官網
日本已經成功從太平洋偏遠島嶼南鳥島外海的深海泥中,回收了包含釔與鏑在內的稀土,這升高了外界對這批不由中國掌控的稀土礦的期待。但《日經亞洲》報導分析,日本的深海稀土礦要邁向商業化量產,依然面臨諸多障礙。
7月,日本政府的「戰略性創新創造計畫」(SIP)宣布從南鳥島外海深達5.6公里的海底採集到了海泥,並且從中發現了日本與自由世界非常需要的稀土礦。以下是《日經》所整理,關於該計畫未來發展的3大關鍵問答。
南鳥島海泥含有哪些稀土元素?南鳥島的海泥特別富含中稀土與重稀土元素,這些元素的原子量相對較高,因此被稱為「中」或「重」稀土。這種稀土通常被認為比輕稀土更有價值,其中許多元素廣泛應用於電動車、機器人、雷達與太空探索等高科技領域。目前全球絕大部分中重稀土供應均由中國壟斷。
根據日本政府公告,回收的海泥中約有54%為中重稀土。其中,釔(Yttrium)的比率最高,達29.9%,可用於晶片製造與國防領域。釹(Neodymium)佔18.9%,屬於輕稀土,用於製造高性能磁鐵。釓(Gadolinium)佔 4.9%,用於核子反應爐控制棒。鏑(Dysprosium)佔 4.6%,添加在電動車馬達磁鐵中以獲得高性能。
東京大學專攻資源工程學,被視為日本稀土專家第一人的岡部徹教授向《日經》表示,南鳥島海泥的特性「與離子吸附型礦床相似」。這類礦床在中國南部得到廣泛開發,越南與緬甸亦有分布,被認為極具價值。
不過,南鳥島距離東京將近2000公里,其偏遠的地理位置使得稀土開採過程變得極為複雜。
回收與精煉成本為何?具備獲利能力嗎?在南鳥島外海採集深海稀土所需的設備與船隻非常昂貴。近期由日本海洋研究開發機構(JAMSTEC)研究船「地球號」(Chikyu)進行的測試中,需要將約600根、每根10公尺的管道連接在一起,延伸5600公尺至海底,才能把深海泥水抽升至海面。
預計2027年2月展開的大規模測試,將包括空運人員輪班,並在南鳥島興建設施進行海泥脫水處理。該計畫目標是確認每日350公噸的回收能力。然而,日本經濟產業省認為每日達到 3500公噸才是實現獲利的基準。
稀土生產通常包含三個步驟:開採、脫水與初步處理,以及分離與精煉。《日本經濟新聞》透過採訪與研究進行估算,從海底回收稀土將需要投資近3400億日圓(約695億台幣)。
回收的乾燥稀土泥,還需要單獨進行精煉,這同樣價格不菲。稀土礦石往往含有放射性元素,必須予以分離並妥善儲存。不過,南鳥島的海泥中幾乎未含有放射性或其他有害物質,這減輕了對環境的衝擊。
中國的稀土礦石雖然品質較低,但易於開採與大規模生產。南鳥島的深海稀土況雖然品質更好,但開採成本昂貴。岡部徹指出:「從海底回收稀土具有『學術上的重大意義』,但如果考量到獲利,對資源安全保障而言並不太實際。」
何時能啟動商業化生產?能否降低對中國的依賴?在預計明年2月開始的大規模測試結束後,SIP將於2027財政年度(日本財政年度是4月1日開始的一年)評估獲利與商業化前景。部分觀察人士預計,商業化生產最快要到2029財政年度才會啟動。
要減少日本對中國稀土的依賴極為艱難。除了豐富的儲量,中國還擁有透過多年投資累積的大量精煉技術、法規與廢棄物處理的專業知識。
部分日本企業已開始採取步驟轉型供應鏈。例如,貿易商社雙日(Sojitz)與澳洲礦業公司萊納斯(Lynas Rare Earths)簽署了長期供應合約,並已在去年10月成為首家從中國以外地區進口鏑和鋱的日本企業。
然而,日本能源經濟研究所(IEEJ)理事長寺澤達太表示:「雖然輕稀土的供應風險在一定程度上有所降低,但在絕大多數重稀土方面,我們依然高度依賴中國。」