鲸龙号深渊海洋环境绿色环保综采设备印度洋公海测试行（1/2）

深海采矿的时代机遇与环保挑战

深海矿产资源开发正成为全球资源战略的新焦点。随着陆地矿产资源日益枯竭，蕴藏在数千米深海的富钴结壳、多金属结核和多金属硫化物等战略资源，成为各国竞相争夺的战略高地。然而，深海采矿面临着前所未有的技术挑战和环保压力——如何在开发资源的同时保护脆弱的深海生态系统，成为摆在人类面前的重大课题。

在这一背景下，中国自主研发的鲸龙号深渊海洋环境绿色环保综采设备应运而生。这艘集成了多项前沿技术的深海采矿装备，承载着中国深海科技创新的使命，于近期在印度洋公海成功完成了首次测试任务，标志着中国在深海绿色采矿技术领域取得了重大突破。

一、鲸龙号的技术创新体系

1.1 绿色能源驱动系统

鲸龙号采用了海上清洁能源驱动的创新设计理念，构建了包括风机机组、光伏机组与储气舱平台、海底采集系统和系泊系统在内的完整能源体系。风机机组配备空气压缩机头组件，通过塔筒与中间储气立柱平台连接，实现风能的高效转化。光伏机组与储气舱平台则通过浮体平台和系泊系统锚泊在海底，形成稳定的能源供应系统。

这一设计突破了传统深海采矿装备依赖化石能源的限制，实现了零碳排放作业。通过智能能源管理系统，鲸龙号能够实时监测和优化能源使用，包括电池充电、能源分配和设备能耗等，显着提升了能源效率，续航能力得到延长。

1.2 智能化采集技术

鲸龙号的海底采集系统包括采集船、提升系统、中继站、采集车、尾水管及尾水冷却系统，形成了完整的深海采矿作业链。其中，采集车采用了仿生水牛蹄履齿设计，针对稀软海床环境进行了优化，有效增加了30%的最大牵引力，解决了传统采矿车在深海软泥底质中打滑、沉陷的技术难题。

在采集技术方面，鲸龙号研发了新型双排射流、附壁射流等采集头，采集效率提高至96%，远高于国际同类装备的80%水平。通过精确控制采矿过程，减少对海底沉积物的扰动，实现了微创采集。

1.3 环保型提升输送系统

鲸龙号采用了全球首套6000米级深海采矿非金属非粘结智能柔性混输管系统，在千岛湖60米水下进行的极限试验中，各项技术数据全部达标。该系统的流量高达每小时2000立方米，矿物湿结核产能与输送效果均展现出卓越性能。

与传统金属管道相比，非金属柔性混输管具有重量轻、耐腐蚀、抗疲劳等优势，水中自重降低60%，显着提升了缆绳的耐久性与抗流能力，支持采矿系统在6级海况下实现连续、安全作业。

印度洋作为全球重要的深海矿产资源富集区，蕴藏着丰富的多金属结核和富钴结壳资源。中国于2012年获批勘探西南印度洋一处国际海底区域，面积达1万平方公里的多金属硫化物矿床，为鲸龙号的测试提供了理想的目标区域。

本次测试任务的主要目标包括：验证鲸龙号在4000米级深海环境下的作业能力、测试绿色环保综采系统的技术性能、评估装备对深海生态环境的影响、收集深海环境基线数据，为后续商业化开采提供科学依据。

2.2 测试过程与成果

在为期118天的测试航次中，鲸龙号成功完成了13次下潜作业，累计下潜深度超过5000米，创造了中国深海采矿装备下潜频次的新纪录。测试团队在10天作业窗口期内共实施14个潜次，并创纪录完成4次一天两潜，连续9次实现一拖二作业模式。

在技术验证方面，鲸龙号充分验证了关键部件国产化升级后的可靠性与安全性，主要包括7000米级高能量密度油浸锂电池组换装、国产直驱型低噪直流推进器、大深度海水液压浮力调节系统研制和应急液压系统接口扩展等4大项8小项技术性能指标。

在资源勘探方面，鲸龙号在印度洋海域发现了多个新的深海热液喷口，这些热液喷口周围形成的多金属硫化物富含铜、锌、金、银等贵金属，具有巨大的经济价值。通过高清摄像及采样装置，测试团队成功捕获了罕见的深海生物活体样本，并采集了多块海底热液区岩石，为研究印度洋生态系统的独特性提供了宝贵数据。

2.3 环保性能验证

鲸龙号在测试过程中，重点验证了其环保性能。研发团队开发的深海羽流絮凝剂产品搭载到鲸龙号上，在5000多米深的海底顺利完成深海羽流絮凝实验，有效控制了采矿过程中产生的沉积物羽流扩散。

通过建立海底地形与采矿装备动态耦合模型，鲸龙号实现了环境兼容性作业路径智能规划，形成采矿车行走稳定性优化体系。测试数据显示，鲸龙号对海底生态的扰动不足传统设备的1\/10，采样成功率高达98%，达到了国际领先的环保标准。

三、绿色环保技术突破

3.1 微创采集技术

鲸龙号在深海采矿技术上的最大突破，在于实现了对深海环境的微创采集。软体机器人配备的柔性机械臂，通过仿生包覆与轻柔吸附进行采样，对珊瑚礁等脆弱生态的扰动显着降低。与传统设备相比，鲸龙号的生态扰动比例不足传统设备的1\/10，采样成功率高达98%。

这一技术突破的关键在于对深海环境特性的深刻理解。深海生物群落具有生长缓慢、恢复周期长的特点，一旦受到破坏，可能需要数十年甚至数百年才能恢复。鲸龙号通过精确控制采集力度和范围，最大程度减少了对海底生物栖息地的破坏。

3.2 羽流控制技术

深海采矿过程中最大的环境风险之一，是采矿作业产生的沉积物羽流。这些羽流类似于海底，会扰动海底沉积物形成羽状流，最终可能飘散到很远的地方，影响其他地区的生态系统。

鲸龙号研发的羽流控制技术，通过絮凝剂投放系统，使悬浮颗粒物快速沉降，将羽流扩散范围控制在作业区域100米范围内。同时，通过实时监测系统，对羽流扩散进行三维高精度预测，建立应急监测平台，实现生态影响动态追踪与污染风险预警。

3.3 噪声污染控制

深海采矿装备产生的巨大噪声，是影响海洋生物特别是对声音敏感的鲸鱼的重要因素。鲸龙号在噪声控制方面取得了显着突破，采用国产直驱型低噪直流推进器，将作业噪声控制在120分贝以下，远低于国际标准要求的140分贝。

通过优化装备结构设计和减振降噪技术，鲸龙号在作业过程中对深海声学环境的干扰降至最低。同时，装备配备了声学监测系统，实时监测作业噪声对海洋生物的影响，一旦发现异常立即调整作业参数。

四、国际海底治理框架下的测试意义

4.1 国际海底管理局的监管要求

鲸龙号在印度洋公海的测试，是在国际海底管理局（isa）的监管框架下进行的。isa是《联合国海洋法公约》设立的专门机构，负责管理国际海底区域内的资源开发活动。根据isa的要求，任何深海采矿活动都必须进行环境影响评估，证明不会对海洋环境造成重大损害。

鲸龙号的测试任务，严格按照isa的环境保护标准执行，建立了完整的环评体系，包括环境基线调查、环境影响预测、环境监测和生态修复方案等。测试数据将为isa制定深海采矿规章提供重要参考。