中国正在建造的世界首艘深海采矿船已经完成船体部分安装,目前正在安装船载设备,将于明年年底完工并交付加拿大鹦鹉螺矿业公司(其为全球首家运营该型船舶进行深海采矿的企业)。该船最大设计作业水深达2500米,载重排水量4.5万吨,能在海上连续作业逾5年。

深海采矿船是海上采矿生产支持与控制的母船,是深海矿物开采系统中最为重要的水面支持系统。中国建造的这艘深海采矿船,有完整的配套系统、水下机器人、大型甲板吊车和直升机平台等,除了搭载相关设备外还可装载矿物3.9万吨。

马尾造船首造

深海采矿船结构复杂,建造技术难度大,马尾造船股份有限公司(马尾造船)承建了世界上首艘深海采矿船,表明中国船舶建造技术水平已经达到世界领先水平。

世界上船舶种类繁多,按照民用船舶分类有:运输船、工程船、渔船、港务船、海洋开发船、拖船和推船等,其中公认的最难建造的有三类——航母、豪华游轮及液化天然气船(LNG运输船)。LNG运输船是造船业中难度系数最高的,主要功能是运输LNG,LNG成分是甲烷,为便于运输,通常采用在常压下极低温(-165℃)冷冻的方法使其液化。被称为“海上超级冷冻车”的LNG运输船,还有一个别名叫世界造船“皇冠上的明珠”。之所以称其建造难度大,因为必须满足运输安全、节能、环保等方面的严格要求。

深海采矿船按照标准分类,应该属于海洋调查船、深潜器、钻井船及钻井平台等海洋开发船一类。深海采矿船的建造难度综合系数不亚于上述三种最难建造船舶,在某种程度上讲与LNG运输船相比,有过之而无不及。

首先,这是世界首艘深海采矿船,它在全球是独一无二的。作为世界首创船型,该船许多设计都是全新尝试,设计建造均没有任何参考系数,一切都只能从零开始。这就是典型的创新、创造、创建。

其次,它不是一般在近海水深几百米内作业的普通钻井船或平台,而是在几千米深的深海海底进行采矿作业,而且一个航次连续在大洋上要待5年。期间,必须经受住长时间、大风浪以及深海及海底复杂情况和环境的考验。

第三,作为新船型的首制船,该船的建造需要完成多类高难度的系统集成。该船融合了当今世界多项高端技术,集成深海采矿机器人、深海提升系统、储水系统和装卸货系统,可容纳约200人居住工作的生活系统,还有深海海底矿物的储存系统。

然而,承担如此高端设计以及高难度的深海采矿船的造船企业,并非是赫赫有名的具有悠久历史的江南造船,也不是以修造航母著称的大连造船,而是名不见经传的马尾造船。马尾造船是目前福建省最大的造船企业,其前身为1866年在法国人帮助下创办的马尾造船厂(时称“福建船政”),被视为中国民族工业重要源头之一。坐落在马尾的“福建船政”是中国历史上赫赫有名的远东第一船厂,19世纪末的约30多年里,马尾造船厂为清王朝建造40艘舰船,组建了首支海军舰队——福建海军,并为北洋、南洋两支水师提供了大量舰船。

2014年,马尾造船接到了这笔国际订单,与新加坡设计企业合作为阿联酋船东建造世界首艘深海采矿船。该船总造价约5亿美元,建成后将交予鹦鹉螺矿业公司在西太平洋进行深海金属矿产开发。深海采矿船航程远、作业水域深、系统复杂且集成度高。该船长227米、宽40米、高约75米、重载排水量4.5万吨、约有200名船员,可在2500米深的海底作业。目前,施工进展顺利,绝大部分关键设备,如水下作业装备布放回收系统、矿物脱水系统、矿物存储与转运系统、中压双级智能环形供电系统等,均为中国船舶制造业首次应用,代表着当今世界深海采矿作业领域的最新技术成就。关于这艘深海采矿船,鹦鹉螺矿业公司在2014年签订的是租用协议,租期至少5年,日租金为199910美元(相当于130万元),5年租期满之后,鹦鹉螺矿业公司可以选择续租或是购买。不过,5年租期,就是一笔十分可观的巨额资金,高达3.6亿美元。

为进军深海打下基础

中国造船企业承建世界首艘深海采矿船,虽然难度大、风险大、责任大,但是为中国未来开发深海资源积累了技术和经验。在首艘船交付鹦鹉螺矿业公司之后,马尾造船或名气大增,世界客户将蜂拥而至,继续承建外国委托建造该型船舶势在必行。由此,不仅能扩大造船规模创造更多的经济效益,再现马尾造船厂当年兴旺景象,再创“福建船政”昔日辉煌,更重要的是为世界深海采矿船建造技术的日臻完善提供了良好的条件和环境,也为中国向深海开发进军打下了良好的基础。

众所周知,中国在国际海底区域调查和研究工作始于二十世纪70年代,目前已经在4个国际海底区域拥有采矿权。2001年5月,中国大洋矿产资源研究开发协会与国际海底管理局签订多金属结核勘探合同,矿区面积为7.5万平方千米,为期15年。此后,中国分别在2011年和2014年获得西南印度洋1万平方千米的多金属硫化物勘探合同区和西北太平洋3000平方千米的富钴结壳勘探合同区。2015年,中国又获得位于东太平洋克拉里昂—克里帕顿区的7.274万平方千米多金属结核勘探合同区。另外,中国还提出了力争到2020年攻克海域天然气水合物试采关键技术和装备,实现商业化试采的目标。目前,中国南海已经发现大量的天然气水合物储量,并完成了世界上持续时间最长的采气。2014年,中国首艘水下采矿船开始在海南岛附近海域开采锆矿和钛矿,可以在水下80~100米的海底作业,突破了大多数海底矿藏开采仅局限于浅于40米海床的历史。

海底真正的富矿还是在目前人类难以到达的深海区。据估计,全球海底蕴藏有880亿吨稀土、10亿吨钴、3万亿吨多金属结核矿,这些矿产在电子、医疗设备、纺织、有色金属、汽车和化学等领域具有广阔应用前景。中国目前向世界提供95%的稀土,可能超过了中国的陆上供应能力,因此海底稀土的开发利用无疑具有重要的战略意义。中国深海探测技术世界领先,“蛟龙”号深海研究载人潜水器自2010年投入使用后就在为将来的开采做探测发现的准备。现在,中国建造世界首艘深海采矿船,进一步夯实了深海采矿的技术储备,迎合了时代进步和形势发展的需要。

当前,中国正在力争突破制约海洋探测能力的核心关键技术。《中国制造2025》首份重点领域技术路线图对制造业转型升级和发展作了整体部署,其中海洋工程装备、高技术船舶、高档数控机床、机器人和航空航天装备等被列为十大重点发展产业。首艘深海采矿船的建造将为世界海底矿产开发技术与装备智能化水平注入新的驱动力。未来,中国必将更多地引领全球高端技术,为世界造船领域创新作出更大的贡献。

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