關於從日本最東端的南鳥島近海的深海海底回收的稀土，日本相關部門已確認其總量一半以上屬於對高科技產品等十分有用的貴重元素——「中重稀土」。日本內閣府和國立研究開發法人海洋研究開發機構（JAMSTEC）7月24日公佈了地球深部探測船「地球號」採礦試驗回收物的分析結果。此次確認的中重稀土包括釔等元素，但具體回收總量未公佈。日本計畫從2027年2月起在同一海域正式開展采礦試驗。
由於日本的稀土很大程度上依賴來自中國的採購，因此確保更穩定的供應來源已成為經濟安全保障方面的重要課題。此次試驗結果提升了日本對稀土國產化的期待，但要實現商業化盈利，還需要持續大量回收海底淤泥，並建構涵蓋運輸、分離、精製和熔煉的生產體系。即使投入巨額成本，能否實現盈利也是未知數。日本要實現稀土國產化，仍有諸多課題需要解決。
地球深部探測船「地球號」（圖片提供：內閣府SIP／JAMSTEC）
作為日本內閣府「SIP」項目的一環實施
利用「地球號」開展的一系列採礦計畫，是日本內閣府的「戰略性創新創造計畫（SIP）」研究項目第三期「建構海洋安全保障平台」（項目總監：石井正一）課題中的一環。SIP第二期曾於2022年成功進行了從茨城縣近海海底抽取沉積物的試驗。在2023年度啟動的第三期五年計畫中，納入了對南鳥島近海海底採礦進行驗證，以及對採礦後的分離、精製和熔煉等生產體系進行驗證的內容。
東京大學研究生院工學系研究科的加藤泰浩教授等人此前進行的先行調查已確認，南鳥島近海日本專屬經濟區（EEZ）內存在稀土資源。加藤教授等人於2011年公佈，太平洋中部和東南部的海底淤泥中存在稀土資源；次年又報告稱，在南鳥島周邊EEZ海域的海底也發現了稀土資源，引發了廣泛關注。
2月採集的稀土泥樣品（圖片提供：內閣府SIP／JAMSTEC）
2013年，JAMSTEC和加藤教授等人宣佈，JAMSTEC的深海調查船「洋脊號」從最深達5800米的海底採集的泥樣中檢驗出了高濃度稀土。基於這一成果，資源量評估和採礦技術等研究不斷推進，並最終促成了後續由SIP開展的國家研究項目。
「地球號」此次採礦計畫的正式名稱為「稀土泥採礦系統連接試驗」。該試驗利用此前積累的調查成果，定位為以國產化為目標、為實現大規模採礦而進行的準備試驗。同時，研究團隊還向海中部署了海底設置型觀測裝置「江戶子1號」等設備，以調查採礦可能帶來的影響等。
此外，此次試驗還具有驗證「封閉式循環方式」的意義。這一方式是在石油、天然氣鑽探使用的「立管鑽井方式」基礎上，加入日本自主新技術形成的，旨在抑制採礦過程中產生的懸浮物質洩漏和擴散，減輕對海洋環境的負擔。
日本週邊海底資源分佈圖。SIP第三期的橙色區域為確認存在稀土泥的區域（圖片提供：內閣府SIP／JAMSTEC）
「封閉式循環方式」採礦系統示意圖（圖片提供：內閣府SIP／JAMSTEC）
半導體製造所需的釔約佔30％
據JAMSTEC介紹，「地球號」於今年1月12日從靜岡縣清水港啟航，17日抵達南鳥島近海。在確認封閉式循環方式能夠正常運行後，於1月31日至2月2日的3天期間，從「地球號」向海底延伸管道，將採礦機下放至水深5569米處的海底。隨後攪散海底稀土泥，並將其連續抽取至船上的試驗。
2月1日，研究人員確認已將稀土泥抽取至船上。除去作業過程中加入的海水後，抽取泥漿的重量約為50噸。在完成對採礦系統能否穩定運行的確認工作後，「地球號」於14日返回港口。
之後，在JAMSTEC主導下對泥樣成分進行分析的結果顯示，稀土總量中釔佔29.9％、釓佔4.9％、鏑佔4.6％，加上其他元素，中重稀土合計佔53.9％。其餘則為釹等「輕稀土」。
2月回收的稀土泥中稀土元素的構成比例。中重稀土佔總量的53.9％（圖片提供：內閣府SIP／JAMSTEC）
中重稀土是指稀土元素中原子量相對較重的一類，是眾多領域不可或缺的重要資源。釔主要用於發光二極體（LED）和半導體製造設備部件等；釓可作為中子吸收材料，用於核反應堆控制等；鏑則用於電動汽車（EV）的驅動電機等。
儘管這些元素對尖端產業至關重要，但目前日本在許多元素的供應上仍高度依賴中國。在公佈分析結果的記者會上，日本內閣府項目總監石井表示，能夠從日本EEZ海域採集到珍貴的中重稀土，「我認為具有重大價值」。
石井正一／日本內閣府項目總監（圖片提供：內閣府SIP／JAMSTEC）
地球深部探測船「地球號」上的遙控無人探測器（ROV），用於觀察海底狀況和海洋生物等（圖片提供：內閣府SIP／JAMSTEC）
明年2月起開始生產流程的正式試驗
據石井介紹，今後將加快大規模採礦試驗的準備工作，屆時有望對包括經濟性和盈利能力在內的問題進行綜合評估。日本政府在去年11月經內閣會議通過的《實現「強勁經濟」的綜合經濟對策》中提出「強化能源和資源安全保障」，並明確提出「推進南鳥島周邊海域稀土生產相關研發，以及日本國內外的資源開發」。
也就是說，稀土國產化也是日本的一項旨在從經濟安全保障角度確保供應鏈的「國策」。在這一政府大方針下，日本內閣府和JAMSTEC正在推進建構從採礦、分離、提純和熔煉的一整套國產化流程。計畫於2027年2月以南鳥島為基地，開始著眼於國產化和產業化的一體化生產流程驗證試驗。
驗證試驗預計持續約1個月，目標是每天採集約350噸海泥。採集後的海泥將運往南鳥島脫水，之後再運至日本國內嘗試精煉。此外，面向正式採礦，還將探討利用飛機運輸人員的方式。
2027年開展正式採礦試驗的示意圖（圖片提供：內閣府SIP／JAMSTEC）
「國產化還需要與歐美等開展國際合作」
為稀土國產化開闢了道路的加藤教授，從海底礦產資源開發的角度，對南鳥島近海EEZ海域深海海底估計大量存在的稀土抱有很高期待。在日本科學技術記者會議（JASTJ）2025年12月舉辦的「月度例會」上，加藤教授介紹了這一資源的特點，包括迄今為止的調查已確認抽取的海泥中幾乎不含放射性物質等。
加藤教授強調指出，中國已經在鄰近南鳥島EEZ的公海海域加快海洋資源調查和開發，日本也有必要加快開發步伐。他還表示，今後有必要與積極開發稀土資源的美國，以及通過石油開發等掌握先進深海抽泥技術的歐美國家開展合作。
根據加藤教授此前的演講和公開資料，他將稀土視為「使日本成為資源大國的寶貴資源」，並期待形成一種將探勘、抽泥、分離、提純和熔煉以及監測等環節一體化的新型海洋產業。
加藤泰浩教授（圖片提供：東京大學研究生院工學系研究科）
然而，實現稀土國產化似乎並非易事。「能否讓設備在水深6000米處長期穩定運行」「大量抽取泥漿所需的工作量和成本，特別是能否以低成本分離、提純和熔煉中重稀土」「能否在採礦現場附近建設用於脫水和初步處理的設施」「評估採礦對海洋環境的影響」「採礦後的殘土如何處理」等，仍存在多個大大小小有待解決的問題。
地球深部探測船「地球號」船上放置的採礦機。採礦時，該設備被下放至海底（圖片提供：內閣府SIP／JAMSTEC）
「應慎重評估巨額投資的經濟性」
與加藤教授同為日本稀土研究領軍人物的東京大學生產技術研究所的岡部徹教授，則從提純和熔煉和資源循環的角度認為，有必要慎重評估其經濟性。據共同社今年3月就南鳥島近海稀土泥採礦成功一事對岡部教授進行採訪並發布的報導，岡部教授表示，這項工作「作為基礎研究具有重要意義」，但他對巨額投資持謹慎態度。
在此基礎上，岡部教授列舉了將澳大利亞產稀土原料運往馬來西亞進行分離和提純和熔煉後再運至日本的途徑，以及在越南開展分離和提純和熔煉的做法，指出有必要推進供應源的多元化。此外，他還提出，作為國家戰略，可以在稀土價格較低時儲備相當於10年需求量的資源。
被譽為日本稀土研究「雙璧」的加藤教授和岡部教授，都認為稀土對日本產業極其重要，也認為有必要在日本國內發展各種相關技術。但南鳥島近海海泥中雖然含有珍貴的中重稀土，並不意味著能夠立即實現國產化。必須明確從採礦、運輸、分離、提純和熔煉到殘土處理的全部成本，並在此基礎上，與儲備及供應來源多元化、回收利用等其他穩定供應措施進行比較。
開發中重稀土等珍貴資源的價值，還具有為應對供應鏈中斷做準備的經濟安全保障方面的意義，因此並不能單純以盈利性來衡量。對於截至2028年3月（SIP第三期最後一年）進行的綜合評估，有必要分別驗證技術上的可行性和經濟性，並在此基礎上做出綜合判斷。
原文：JST Science Portal 編輯部
翻譯：JST客觀日本編輯部
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