革新的深海資源調査技術

将来の産業化に向けた
深海資源の調査・生産への挑戦

日本を取囲む海洋の海底には豊かな鉱物資源が存在していることが知られており、排他的経済水域(EEZ)の2/3を占める水深2,000mから6,000mの海底には、最近の調査・研究により経済社会の発展に不可欠なレアアースを含む海洋鉱物資源の存在が確認されている。9府省連携により進められる本課題では、世界に先駆けて深海に賦存するレアアース泥等の鉱物資源に関する革新的深海資源調査技術を段階的に確立・立証し、民間企業に対する技術移転をはじめとする社会実装を進め、将来を見据えた産業化モデル構築に道筋をつけることを目指す。

PROGRAM DIRECTOR

石井正一

日本CCS調査株式会社顧問

PROFILE: 1973年新潟大学人文学部経済学科卒業。石油資源開発(株)代表取締役副社長、日本CCS調査(株)代表取締役社長、日本メタンハイドレード調査(株)代表取締役社長など多数の要職を歴任し資源開発分野において経営手腕を発揮。現在日本 CCS 調査(株)顧問。2009年より18年まで経団連海洋開発推進委員会総合部会委員。16年より18年まで内閣府SIP「次世代海洋資源調査技術(海のジパング計画)」PD代行。

研究開発テーマ

1レアアース泥を含む海洋鉱物資源の賦存量の調査・分析: 日本の排他的経済水域(EEZ)にある南鳥島周辺海域には、高濃度のレアアースを含む堆積物(レアアース泥)が存在することが報告されている。この海域の中から、特に開発可能性の高い場所を絞り込み、概略資源量評価を行う。

2深海資源調査技術の開発(AUV複数機運用技術、深海ターミナル技術): 水深2,000mから6,000mの海域に多種多様に存在する深海資源の実像を把握するには、精密な海底地形や海底下構造を効率的に調査する技術が必要不可欠である。そこで、複数の自律型無人探査機(AUV)を同時に運用する技術、並びに、AUVによる長期間潜航調査を可能とする観測データ抽出と充電用の深海ターミナル技術を開発し、深海資源を高効率に調査するシステムを構築する。

深海資源生産技術の開発(レアアース泥の解泥・採泥・揚泥技術): 深海におけるレアアース泥を連続的に採取する技術は未だ実現していない。そこで、地球深部探査船「ちきゅう」を用いて、レアアース泥を回収しやすい状態にする解泥から、二重管となっているライザーパイプ内の流体循環に載せて船上まで運ぶ採泥・揚泥に至るまで、一連の作業を実海域で実証し、これらの技術を世界に先駆けて確立する。

3深海資源調査・開発システムの実証: 深海資源の産業化モデルの構築に道筋をつけることを目指し、テーマ1、2-1、2-2において開発された調査・生産システムの統合的な実証を、環境影響評価手法を適用したうえで、実施。これらの実現を通して、様々な要望に対応した海洋調査の受託や、将来の深海資源に関する産業化を段階的に進めていく。

5年間の成果

地層サンプルを採取・分析し、南鳥島周辺海域に賦存するレアアース泥の品位を把握するとともに3つの濃集パターンを見出した。これらの分析結果を基にレアアースの概略資源量評価を完了し、南鳥島における有望開発候補地点を選定した。

高性能音響通信・測位統合装置、洋上中継機ASVを開発し、これらを組み合わせて高効率な運用を実現する複数AUV隊列制御アルゴリズムを実証した。また、長期間調査を可能とする深海ターミナルシステムの開発、大深度AUVの導入を行った。

各種要素試験・シミュレーション結果を基にレアアース泥回収システムの設計・製作を行い、「ちきゅう」を使用した茨城沖水深約3,000m海域（解泥地点の水深は2,470m）での解泥・揚泥試験を実施し、当初計画65トン/日を上回る約70トン/日の解泥・揚泥を達成した。

南鳥島周辺海域の海底で採取したレアアース濃集層の泥試料を試験製錬し、レアアースの回収に成功した。南鳥島周辺海域に賦存するレアアース泥にネオジムやジスプロシウム等の重要元素を豊富に含有することを確認した。

南鳥島周辺海域において「江戸っ子1号」等を用いた水深5,500m以深の深海における2年間の長期環境モニタリングに世界で初めて成功した。SIP第1期の取組みを引き継いだ「江戸っ子1号」による環境モニタリングを含む海洋環境影響評価手法の国際標準化は、提案した国際標準規格(ISO)4件がすべて正式に発行された。