海底鉱物資源の採掘：深まるジレンマ

人生には「不都合な矛盾」がつきものです。ジレンマは、その場凌ぎの安易な対応や、既成のソリューションで解決できるものではありません。

真に持続可能な未来を実現する主要技術に欠かせないレアメタルのことをクリティカルミネラルと呼びますが、その需要は、増加の一途を辿っています。

前回の記事でも触れたように、現状でのクリティカルミネラルの供給量は、パリ協定で採択され、国連気候変動枠組条約第26回締約国会議（COP26）で確約された「ネットゼロ」への急速な移行を支えるレベルにありません。例えば、既存の鉱山や現在進行中の採掘プロジェクトから予想されるリチウムとコバルトの生産量は、2030年までに必要になる需要量の約半分です。銅も、推定需要量を20%下回っています。また、電池用ニッケルをはじめ、ネオジムやジスプロシウムなどのレアアースも、今後不足する危険性があります[1]。

こうした鉱物資源の開拓は喫緊の課題です。

そこに矛盾は何ひとつありません。

クリティカルミネラルの最大の供給源のひとつは、生命の源である海洋です。海洋は、潤沢な資源として私たちの目の前に横たわっています。しかし、短期的な便宜のために、海底鉱物資源を安易に採掘することは危険だと思います。

地球の海洋は、最新のグリーンテクノロジーを支える鉱物の宝庫です。そのため、深海鉱物資源の採掘事業への投資を推す声はたくさんあります。しかし、海洋は地球上最大の天然資源のひとつであり、商業的な搾取に対してなすすべがない状態です。このままでは、地球環境保全の名目で、最も貴重な自然環境を破壊してしまうことにもなりかねません。

深海採掘の現実

海底鉱物資源の採掘については、まず事実を正確に知ることが、問題の解明や戦略の可能性を探るヒントになります。

まず、なぜクリティカルミネラルへの需要がここまで急増しているのかを理解しておくことが重要です。ネットゼロの実現に不可欠な技術である、タービンの磁性部品や電気自動車（EV）の製造には、プラセオジム、ネオジム、テルビウム、ジスプロシウムなどのレアアースが必要です。

また、風力や太陽光などの再生可能エネルギー技術への転換が進むにつれ、発電した電力を蓄えるための次世代蓄電池が必要になります。こうした高性能、長寿命の蓄電池の製造には、リチウム、ニッケル、コバルト、マンガン、黒鉛などの鉱物が必要です。また、電力網を維持するために、銅やアルミなどの材料も豊富に必要になります。

このように、ネットゼロ社会の実現には、非常に多くの鉱物が関わっているのです。

一見、深海はこうした技術に不可欠な鉱物の宝庫に見えます。地球上の深海平原（海底）には、銅、ニッケル、鉄などの貴重な多金属団塊が数兆個あると言われています。深海熱水噴出孔にも、金、銀、鉛、亜鉛を含む硫化物鉱床が多く形成されています。また、海山にはよくコバルトリッチクラストが見られます。海底には、こうした手つかずの資源が 眠っているのです。

誰もが手を出したくなるのも、無理はありません。

地球誕生の際にもたらされた宇宙の恵みを利用せずに放っておくのは、余りに勿体なさすぎるようにも思えます。

海底に潜って、一つひとつ多金属団塊を採取することができれば、グリーン社会の実現に必要な鉱物が無限に手に入るのです。

しかし、残念ながら、こと海底資源に関しては、現代の社会や技術の及ばないところにあるのが現状です。

陸上採掘から得た教訓

現状の問題点はシンプルです。深刻な環境破壊を起こさずに、深海から鉱物を正確かつ経済的に採取するための技術的ノウハウがないのです。

巨大な機械で海底を掘削し、そこに住む生態系をすべて破壊して比較的小さな鉱物団塊を採掘するという、驚くほど雑な方法しかありません。それは、貴重な石を数個採掘するために、熱帯雨林を丸ごと破壊するようなものです。

それは想像を絶する破壊行為であるばかりでなく、水中騒音という副次的な公害をもたらし、海底生物以外の生態系にも多大な影響を及ぼします。

国際的な海洋保全活動に取り組むスイスのNGO、OceanCare（オーシャンケア）[2]は、深海鉱物資源の採掘作業が地表から海底に至るすべての海洋生物に影響を与える可能性があると指摘しています。深海生物は、餌を見つける機能などに自然の音を利用しており、至近距離での人為的な騒音に慣れていません。

また、深海生物の多くは、海底や岩盤などに付着する固着生物です。そのため、深海採掘作業の騒音（振動・圧力波）を回避することができません。クジラ、イルカ、ウミガメなどの回遊性魚種でも、餌や繁殖のために一時的に鉱区を通過する際に影響を受ける可能性があります。

魚類、甲殻類、そして深海植物にとっての破壊的影響は計り知れません。採掘作業により生命が破壊され続ければ、生態系が元に戻ることはありません。

生態系の破壊は、人類にも甚大な影響を及ぼします。深海環境に馴染みのある人は少ないでしょう。実際、メディアは深海探査より宇宙探査の方を取り上げるのに夢中です。しかし、深海環境は人類の活動や生存に大切な役割を果たしており、地球の温暖化を緩和し、二酸化炭素を捉えて気候変動の影響を和らげ、さまざまな海洋生物の生息を促進し、栄養素をリサイクルしています。深部炭素循環のほとんどは、地殻プレートの接合部で起きているのです。

深海は、こうした作業を何億年も前から、静かに淡々と行ってきたのです。もちろん、それは人間が介入しなければの話です。

「多毛類、ナマコ、サンゴ、イカなどの繊細な深海生物は、浚渫により消滅してしまうでしょう。同時に、有毒金属を含んだ堆積物が渦を巻いて上昇し、海洋の食物連鎖を汚染するでしょう」[3]と英国のガーディアン紙は警告しています。

採掘船が巻き上げる泥の雲に覆われ、騒音に悪影響を受けた海洋生物の個体数が回復するには、たとえ可能でも数世紀はかかると言われています。

もちろん、人類が陸上で行ってきた採掘の実績を見れば、海洋保全に関心を寄せる人々が眉を顰めるのも当然でしょう。

陸上での石炭や貴金属の採掘は、生物多様性の減少、水路の破壊、植生の喪失、汚染、土壌侵食など、古くから環境破壊の原因を招いてきました。

鉱業は、温室効果ガス全体の年間排出量の4〜7%、CO₂換算で1.9ギガトンから5.1ギガトンを占めると推定されています^[4]。鉄のような比較的一般の鉱物でも、1kg採掘するごとに2kgの温室効果ガスを発生しています[5]。

つまり、これまでの採掘の歴史は、人や地球よりも短期的な目標や利益を優先し、非効率的な作業による自然破壊に満ちていたのです。被害が起きてかなりの時間が経過した今になって、私たちはようやくこうした採掘作業の環境への影響を理解し、環境保全や回復に向けた技術やテクニックを開発するようになりました。

同様のやり方で海底鉱物資源を採掘すれば、気候変動の影響を回避するどころか、問題を悪化させ、人類の衰退を早めることにもなりかねません。

クリティカルミネラル需要の急増

クリティカルミネラルへの需要は、時間と共に落ち着くどころか、更なる増加の一途を辿っています。

風力発電や太陽光発電は、従来の化石燃料の代替エネルギーよりもはるかに環境にやさしい再生可能エネルギーですが、その発電所の建設や運用には、通常の火力発電所の2〜3倍の金属が必要になります[6]。そのため、1ユニットのエネルギーを生産するために必要な鉱物の量は、火力発電が主流だった2010年以前に比べて50%増加しています[7]。

電気自動車（EV）やEVバッテリーの増加により、2040年にはリチウムの需要量が現在の40倍、黒鉛、コバルト、ニッケルは20〜25倍、銅は2倍に増加する可能性があります。

実際、今後20年間における気候変動目標を達成するためには、世界のリチウム需要の90%、ニッケルとコバルト需要の60〜70%、銅と希土類元素の需要の40%をクリーンエネルギーが最終的に占めることになります。

海底、熱水噴出孔、海山はまさに鉱物の宝庫です。また、こうした海底鉱物資源は、資源別に鉱山を必要とする陸上とは比較にならないほど多様な鉱物が近接して存在しています。

かつてない規模での海底資源開発のために、海洋探査が進んでいることは、驚くに値しないでしょう。

深海鉱業 － 海底への競争？

国内水域の採掘に関しては、日本が先導しています。国営鉱山会社の石油天然ガス・金属鉱物資源機構（JOGMEC）は、2017年に沖縄近郊の深さ1,600mの熱水噴出孔から亜鉛を採掘することに成功しており、短期〜中期的な商業化の可能性が現実味を帯びています[8]。

国内水域以外は、加盟国167か国と欧州連合で構成される国連機関の国際海底機構（ISA）が、各国を代表して国際水域の管理を行っています。

ISAの役割のひとつは、深海鉱物資源開発による有害な影響から海洋環境を守ることです。2014年以降、深海採掘により世界中のすべての人々が豊かになるよう、国際的な規制枠組みの構築に取り組んできましたが、新型コロナウイルス感染症の世界的な拡大によりその進行が遅れています。

一方、ISAは今世紀に入り、太平洋、インド洋、大西洋中部の各海域で、国際的な鉱山会社に対して31件の鉱物探査ライセンスを付与しています。このうち5件は中国で、中国が保有する鉱区の数は世界一です。これにより、中国は、自国の管轄外にある238,000㎢（ニュージーランドに相当する面積）の深海で、コバルト、ニッケル、銅などの貴重な鉱物を探査し、商業化する権利を得たことになります。また、日本、英国、ドイツ、フランス、韓国、ロシアなども海底探査に乗り出しています。

最も資源が豊かなのは、東部中央太平洋のクラリオン・クリッパートン地帯で、600万㎢の境界内に陸上の既知埋蔵量の最大6倍にのぼるコバルトを含有していると考えられています[9]。

深海採掘は、2024年までに商業化が始まるという予測もあります。太平洋のナウル共和国を代表する業者が、ナウル海域で多金属団塊の採掘を開始することが予定されているからです。太平洋の他の地域でも、キリバスやトンガで同様の事業が計画されています。そのため、多くの政府は、海底鉱物資源の採掘の影響が完全に解明されるまで、すべての深海採掘の一時停止を要求しています。研究によりその影響が明らかになるまでには、何十年もかかる可能性があります[10]。

反対意見も相次いでいます。今年ポルトガルで開催された国連海洋会議では、科学者、環境保護主義者、市民団体が一丸となり、深海採掘への反対を正式に表明しました^[11]。

フランク・バイニマラマ・フィジー共和国首相は会議の中で、深海採掘が許可されれば「古来より続く深海の生態系を不可逆的に破壊し、海で生計を立てている人々に影響を与えることになる」と述べました。

チリは深海採掘の許可を15年延期することを提案し、世界各国146名の政治家が「海底採鉱のモラトリアムを求める世界議会宣言」に署名しました。

こうした反対運動が、規模や時期の点で手遅れでないことを祈ります。

自然を無闇に破壊すれば、その機会損失は計り知れません。この20年間だけでも、水中で発見された新種の生物は数千にのぼります。こうした外来種の中には、思いもよらぬ形で人類や地球を助けてくれるものもあります。

例えば今、世界的に耐性菌の問題が深刻化していますが、特定の海綿に生息する細菌は、新規抗生物質の製造に役立つ抗菌化合物を生成しています。

深海採掘は、新種が確認される前に絶滅させてしまい、今後の感染症対策などにも関わる自然の恩恵を永遠に奪ってしまう危険性があります[12]。

ハワイ大学海洋学部のクレイグ・スミス教授は

「深海採掘は、地球上のあらゆる人為的活動の中で、最終的に最も大きな影響をもたらす可能性がある」[13]と警鐘を鳴らしています。

他に、何か 良い方法はないのでしょうか？

深海採掘に代わる案

環境に関わる貴重な鉱物への需要の急増に対応しようとするのではなく、鉱物の需要量を減らす努力をしてみてはどうでしょう？

金属のリサイクルや代替グリーン技術の開発は、検討に値する2つの案です。

消耗したEVバッテリーから貴重な金属を取り出し、新しいバッテリーの製造工程で再利用すれば、金属のリサイクルが可能です。このリサイクル技術により、2035年までに鉱物の需要の35〜40%を満たすことができると試算されています[14]。

また、バッテリーだけでなく、ディスクドライブ、回路基板、蛍光灯からも金属を選択的にリサイクルすることで、インジウム、イットリウム、ネオジム、コバルト、リチウムの新規採掘の需要を低下させることが可能です[15]。

また、コバルト、マンガン、ニッケル、銅などの金属をまったく使用しない代替電池技術の研究も進んでいます。例えば、正極にリン酸鉄リチウム、負極にグラファイトカーボン電極を用いたリン酸鉄リチウムイオン電池（LFPバッテリー）が開発段階にあります。

ある研究によると、LFP電池は同等のNMC（ニッケル、マンガン、コバルト）電池よりコストが約6%安く、充電サイクルは67%長持ちすることが判明しています[16]。

太平洋地域で深海鉱区の商業化が進んでいるのに対し、代替技術が開発されつつあることから、海底鉱物資源の採掘への反対の機運が強まっています。しかし、私たちが今すぐにできることは何なのでしょうか？

深海採掘よりも良い方法

無闇に海底鉱物資源を採掘して生態系を破壊してしまわないためには、代わりに何をすべきなのでしょうか？

Jameel Investment Management Company（ジャミール・インベストメント・マネジメント・カンパニー／JIMCO）が出資する米国のスタートアップ企業、Lilac Solutions（ライラック・ソリューションズ）は、鉱物問題を別の角度から解決できる可能性を示唆しています。

Lilacは、世界のリチウムのほとんどが天然のかん水に含まれており、塩水からリチウムを分離するために環境に負荷を与える広大な蒸発池が必要である点に着目し、こうした蒸発池を必要とせず、海水からリチウムを抽出する新しい「イオン交換」技術を開発しました。この技術はリチウムの回収率を高めると同時に、高純度のリチウムを得ることができ、環境負荷も比較的少ないのが特徴です。

その仕組みとは？ Lilacが開発した特殊なイオン交換ビーズは、塩水が水槽を流れる際にリチウムを吸着します。その後、塩酸を加えてビーズからリチウムを抽出し、塩化リチウムを生成して、電池に適した炭酸リチウムや水酸化リチウムに加工します。この方法により、これまで2年かかっていたリチウムの抽出が2時間で済むようになりました。

イオン交換処理は、これまで主に下水処理に利用されてきましたが、レアアースの分野で応用されるのはこれが初めてです。

こうした技術をより広範に展開できれば、採掘により海底の生態系を「一掃」するのではなく、「繁栄」させるべきという主張により説得力を持たせることができます。さもなければ、未来の世代の世界から、海の栄養成分や生態系を維持する役割が損なわれてしまうでしょう。

海の救済：奥地から宇宙まで

もうひとつ、現在の状況を揺るがす発見がありました。オーストラリアで、銅の鉱山廃棄物からコバルトを豊富に含む鉱床が発見されたのです。この廃棄物に含まれるコバルト埋蔵量は、地殻の200倍以上にのぼります。現在、地質学者のチームがオーストラリア全国の鉱山廃棄物を巡り、コバルトの推定埋蔵量を調査しています[17]。

この発見が示唆するのは、私たちは、間違った場所を見ていたということです。重要な鉱物を最も容易に入手できる場所は、深海よりも身近にあったのです。

地下の代わりに、宇宙に目を向けるのもいいかもしれません。

太陽系を周回する小惑星はその8%が金属を多く含む天体、そして75%が揮発性の炭素質を含む天体です。高密度の金属、白金族元素、レアアース（希土類元素）は全体に均一に分布されており、比較的浅い場所で採掘が可能です。もちろん、小惑星の軌道のコントロールという課題をクリアできればの話ですが…。

現在、小惑星の採掘に必要な技術は開発途上の段階ですが、すでに数社が名乗りを上げています。その中には、2012年にピーター・ディアマンディスやクリス・ルイッキらがワシントンで設立したPlanetary Resources（プラネタリソース、後にConsenSys（コンセンシス）が買収）、2013年に宇宙起業家のリック・タムリンソンらがシリコンバレーで創業したDeep Space Industries（ディープ・スペース・インダストリーズ、後にBradford Space（ブラッドフォード・スペース）が買収）などがあります[18]。

最近では、カリフォルニアのスタートアップ企業、AstroForge（アストロフォージ）が2022年1月に1,300万米ドルのシード資金を調達して創業しました。同社は宇宙の彼方で採掘された物質を処理する技術をラボで検証しており、将来的にはSpaceX（スペースエックス）の宇宙船を通じて、軌道上で装置の試験を実施する予定です[19]。

こうした取り組みは将来、十分に報われるかもしれません。

ある研究では、500トンの小惑星を地球低軌道に乗せるコストは約26億米ドルですが、30m大の小惑星であれば、プラチナだけで500億米ドル相当の量を獲得できることが示唆されています[20]。

この規模の数字は、注目に値します。

不可逆的な生態系の破壊

携帯電話、電池、グリーンエネルギー、マイクロチップなど、現代の生活に不可欠な技術にクリティカルミネラルが重要であることに疑いの余地はありません。問題は、いかに環境破壊を避けながら入手するかです。

私たちは、深海採掘により魚類資源や生態系全体を破壊する前に、まだ深海採掘についてよく分かっていない現状を認め、「一時停止」ボタンを押す必要があるのではないでしょうか。

さもなければ、陸上採掘の過去の失敗を繰り返し、海洋環境に対して取り返しのつかない誤りを起こしてしまうかもしれません。

深海から価値ある鉱物を採掘することは一見簡単かもしれませんが、環境が破壊された後、それを修復するのは至難の技です。

[1] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, IEA（2021年5月）

[2] https://www.oceancare.org/wp-content/uploads/2021/11/DeepSeaMining_a-noisy-affair_report_OceanCare_2021.pdf

[3] https://www.theguardian.com/world/2021/aug/29/is-deep-sea-mining-a-cure-for-the-climate-crisis-or-a-curse

[4] https://www.mckinsey.com/business-functions/sustainability/our-insights/climate-risk-and-decarbonization-what-every-mining-ceo-needs-to-know

[5] https://earth.org/environmental-problems-caused-by-mining/

[6] https://www.mckinsey.com/industries/metals-and-mining/our-insights/the-raw-materials-challenge-how-the-metals-and-mining-sector-will-be-at-the-core-of-enabling-the-energy-transition

[7] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions

[8] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0964569120301526

[9] https://www.youtube.com/watch?v=7HoVwJH-_so

[10] https://www.nationalgeographic.com/environment/article/proposed-deep-sea-mining-would-kill-animals-not-yet-discovered

[11] ^{https://globalvoices.org/2022/07/05/the-tide-is-rising-against-deep-sea-mining/}

[12] https://www.theguardian.com/environment/2021/sep/29/covid-tests-and-superbugs-how-the-deep-sea-could-help-us-fight-pandemics

[13] https://www.boldbusiness.com/energy/blue-economy-impact-deep-seabed-mining-ocean-minerals/

[14] https://www.theguardian.com/world/2021/aug/29/is-deep-sea-mining-a-cure-for-the-climate-crisis-or-a-curse

[15] https://www.theguardian.com/environment/2021/may/10/recycling-rare-metals-climate-green-technology

[16] https://www.pnnl.gov/sites/default/files/media/file/Final%20-%20ESGC%20Cost%20Performance%20Report%2012-11-2020.pdf

[17] https://www.ft.com/content/d142bb46-1bc0-49bd-8005-0833497b84e0

[18] https://web.mit.edu/12.000/www/m2016/finalwebsite/solutions/asteroids.html

[19] https://www.space.com/asteroid-mining-startup-astroforge-2023-launch

[20] https://web.mit.edu/12.000/www/m2016/finalwebsite/solutions/asteroids.html

Cartoon image illustrated by Graeme MacKay