关于从日本最东端的南鸟岛近海的深海海底回收的稀土，日本相关部门已确认其总量一半以上属于对高科技产品等十分有用的贵重元素——“中重稀土”。日本内阁府和国立研究开发法人海洋研究开发机构（JAMSTEC）7月24日公布了地球深部探测船“地球号”采矿试验回收物的分析结果。此次确认的中重稀土包括钇等元素，但具体回收总量未公布。日本计划从2027年2月起在同一海域正式开展采矿试验。
由于日本的稀土很大程度上依赖来自中国的采购，因此确保更稳定的供应来源已成为经济安全保障方面的重要课题。此次试验结果提升了日本对稀土国产化的期待，但要实现商业化盈利，还需要持续大量回收海底淤泥，并构建涵盖运输、分离、精制和冶炼的生产体系。即使投入巨额成本，能否实现盈利也是未知数。日本要实现稀土国产化，仍有诸多课题需要解决。
地球深部探测船“地球号”（供图：内阁府SIP／JAMSTEC）
作为日本内阁府“SIP”项目的一环实施
利用“地球号”开展的一系列采矿计划，是日本内阁府的“战略性创新创造计划（SIP）”研究项目第三期“构建海洋安全保障平台”（项目总监：石井正一）课题中的一环。SIP第二期曾于2022年成功进行了从茨城县近海海底抽取沉积物的试验。在2023年度启动的第三期五年计划中，纳入了对南鸟岛近海海底采矿进行验证，以及对采矿后的分离、精制和冶炼等生产体系进行验证的内容。
东京大学研究生院工学系研究科的加藤泰浩教授等人此前进行的先行调查已确认，南鸟岛近海日本专属经济区（EEZ）内存在稀土资源。加藤教授等人于2011年公布，太平洋中部和东南部的海底淤泥中存在稀土资源；次年又报告称，在南鸟岛周边EEZ海域的海底也发现了稀土资源，引发了广泛关注。
2月采集的稀土泥样品（供图：内阁府SIP／JAMSTEC）
2013年，JAMSTEC和加藤教授等人宣布，JAMSTEC的深海调查船“海岭号”从最深达5800米的海底采集的泥样中检验出了高浓度稀土。基于这一成果，资源量评估和采矿技术等研究不断推进，并最终促成了后续由SIP开展的国家研究项目。
“地球号”此次采矿计划的正式名称为“稀土泥采矿系统连接试验”。该试验利用此前积累的调查成果，定位为以国产化为目标、为实现大规模采矿而进行的准备试验。同时，研究团队还向海中部署了海底设置型观测装置“江户子1号”等设备，以调查采矿可能带来的影响等。
此外，此次试验还具有验证“封闭式循环方式”的意义。这一方式是在石油、天然气钻探使用的“立管钻井方式”基础上，加入日本自主新技术形成的，旨在抑制采矿过程中产生的悬浮物质泄漏和扩散，减轻对海洋环境的负担。
日本周边海底资源分布图。SIP第三期的橙色区域为确认存在稀土泥的区域（供图：内阁府SIP／JAMSTEC）
“封闭式循环方式”采矿系统示意图（供图：内阁府SIP／JAMSTEC）
半导体制造所需的钇约占30％
据JAMSTEC介绍，“地球号”于今年1月12日从静冈县清水港启航，17日抵达南鸟岛近海。在确认封闭式循环方式能够正常运行后，于1月31日至2月2日的3天期间，从“地球号”向海底延伸管道，将采矿机下放至水深5569米处的海底。随后搅散海底稀土泥，并将其连续抽取至船上的试验。
2月1日，研究人员确认已将稀土泥抽取至船上。除去作业过程中加入的海水后，抽取泥浆的重量约为50吨。在完成对采矿系统能否稳定运行的确认工作后，“地球号”于14日返回港口。
之后，在JAMSTEC主导下对泥样成分进行分析的结果显示，稀土总量中钇占29.9％、钆占4.9％、镝占4.6％，加上其他元素，中重稀土合计占53.9％。其余则为钕等“轻稀土”。
2月回收的稀土泥中稀土元素的构成比例。中重稀土占总量的53.9％（供图：内阁府SIP／JAMSTEC）
中重稀土是指稀土元素中原子量相对较重的一类，是众多领域不可或缺的重要资源。钇主要用于发光二极管（LED）和半导体制造设备部件等；钆可作为中子吸收材料，用于核反应堆控制等；镝则用于电动汽车（EV）的驱动电机等。
尽管这些元素对尖端产业至关重要，但目前日本在许多元素的供应上仍高度依赖中国。在公布分析结果的记者会上，日本内阁府项目总监石井表示，能够从日本EEZ海域采集到珍贵的中重稀土，“我认为具有重大价值”。
石井正一／日本内阁府项目总监（供图：内阁府SIP／JAMSTEC）
地球深部探测船“地球号”上的遥控无人探测器（ROV），用于观察海底状况和海洋生物等（供图：内阁府SIP／JAMSTEC）
明年2月起开始生产流程的正式试验
据石井介绍，今后将加快大规模采矿试验的准备工作，届时有望对包括经济性和盈利能力在内的问题进行综合评估。日本政府在去年11月经内阁会议通过的《实现“强劲经济”的综合经济对策》中提出“强化能源和资源安全保障”，并明确提出“推进南鸟岛周边海域稀土生产相关研发，以及日本国内外的资源开发”。
也就是说，稀土国产化也是日本的一项旨在从经济安全保障角度确保供应链的“国策”。在这一政府大方针下，日本内阁府和JAMSTEC正在推进构建从采矿、分离、提纯和冶炼的一整套国产化流程。计划于2027年2月以南鸟岛为基地，开始着眼于国产化和产业化的一体化生产流程验证试验。
验证试验预计持续约1个月，目标是每天采集约350吨海泥。采集后的海泥将运往南鸟岛脱水，之后再运至日本国内尝试精炼。此外，面向正式采矿，还将探讨利用飞机运输人员的方式。
2027年开展正式采矿试验的示意图（供图：内阁府SIP／JAMSTEC）
“国产化还需要与欧美等开展国际合作”
为稀土国产化开辟了道路的加藤教授，从海底矿产资源开发的角度，对南鸟岛近海EEZ海域深海海底估计大量存在的稀土抱有很高期待。在日本科学技术记者会议（JASTJ）2025年12月举办的“月度例会”上，加藤教授介绍了这一资源的特点，包括迄今为止的调查已确认抽取的海泥中几乎不含放射性物质等。
加藤教授强调指出，中国已经在邻近南鸟岛EEZ的公海海域加快海洋资源调查和开发，日本也有必要加快开发步伐。他还表示，今后有必要与积极开发稀土资源的美国，以及通过石油开发等掌握先进深海抽泥技术的欧美国家开展合作。
根据加藤教授此前的演讲和公开资料，他将稀土视为“使日本成为资源大国的宝贵资源”，并期待形成一种将勘探、抽泥、分离、提纯和冶炼以及监测等环节一体化的新型海洋产业。
加藤泰浩教授（供图：东京大学研究生院工学系研究科）
然而，实现稀土国产化似乎并非易事。“能否让设备在水深6000米处长期稳定运行”“大量抽取泥浆所需的工作量和成本，特别是能否以低成本分离、提纯和冶炼中重稀土”“能否在采矿现场附近建设用于脱水和初步处理的设施”“评估采矿对海洋环境的影响”“采矿后的残土如何处理”等，仍存在多个大大小小有待解决的问题。
地球深部探测船“地球号”船上放置的采矿机。采矿时，该设备被下放至海底（供图：内阁府SIP／JAMSTEC）
“应慎重评估巨额投资的经济性”
与加藤教授同为日本稀土研究领军人物的东京大学生产技术研究所的冈部彻教授，则从提纯和冶炼和资源循环的角度认为，有必要慎重评估其经济性。据共同社今年3月就南鸟岛近海稀土泥采矿成功一事对冈部教授进行采访并发布的报道，冈部教授表示，这项工作“作为基础研究具有重要意义”，但他对巨额投资持谨慎态度。
在此基础上，冈部教授列举了将澳大利亚产稀土原料运往马来西亚进行分离和提纯和冶炼后再运至日本的途径，以及在越南开展分离和提纯和冶炼的做法，指出有必要推进供应源的多元化。此外，他还提出，作为国家战略，可以在稀土价格较低时储备相当于10年需求量的资源。
被誉为日本稀土研究“双璧”的加藤教授和冈部教授，都认为稀土对日本产业极其重要，也认为有必要在日本国内发展各种相关技术。但南鸟岛近海海泥中虽然含有珍贵的中重稀土，并不意味着能够立即实现国产化。必须明确从采矿、运输、分离、提纯和冶炼到残土处理的全部成本，并在此基础上，与储备及供应来源多元化、回收利用等其他稳定供应措施进行比较。
开发中重稀土等珍贵资源的价值，还具有为应对供应链中断做准备的经济安全保障方面的意义，因此并不能单纯以盈利性来衡量。对于截至2028年3月（SIP第三期最后一年）进行的综合评估，有必要分别验证技术上的可行性和经济性，并在此基础上做出综合判断。
原文：JST Science Portal 编辑部
翻译：JST客观日本编辑部
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