※本資料は、経済産業省の委託事業で得られた成果に基づき作成しています。

＜第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合＞

海底熱⽔鉱床の開発に向けた取り組みについて
2023年11⽉10⽇

⾦属海洋資源部⻑

関本 真紀

第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

報告の内容
1. 海底熱⽔鉱床の特徴
2. 海洋エネルギー・鉱物資源開発計画と総合評価
3. 各技術分野における5ヵ年の取組と成果・課題① 資源量調査② 採鉱・揚鉱技術開発③ 選鉱・製錬技術開発④ 環境影響評価
4. 経済性の評価
5. まとめと今後の展望
2

第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

1. 海底熱⽔鉱床の特徴• ⽇本近海では沖縄海域や伊⾖・⼩笠原海域の⽔深500〜2,000mに賦存• 亜鉛、鉛、銅、⾦、銀などの⾦属を含む

海底熱⽔鉱床鉱⽯を構成する⾦属鉱物
沖縄海域ごんどうサイトのチムニー（尖塔状地形）

出典︓海底熱⽔鉱床開発計画総合評価報告書（令和5年11⽉、経済産業省資源エネルギー庁・JOGMEC）を⼀部改変

3

第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

2. 海洋エネルギー・鉱物資源開発計画と総合評価

開発計画の位置付け

本⽇の報告
第3期

（2018〜2022年度）

4

第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

2. 海洋エネルギー・鉱物資源開発計画と総合評価

海底熱⽔鉱床の開発に向けた⼯程表
本⽇の報告

2023年11⽉
公表

出典︓海洋エネルギー・鉱物資源開発計画（平成31年2⽉, 経済産業省策定）に⼀部加筆

5第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

2. 海洋エネルギー・鉱物資源開発計画と総合評価

総合評価報告書の⽬次

1. 概要
2. 海底熱⽔鉱床開発に向けた計画と体制
3. 海底熱⽔鉱床について
4. 個別技術分野における成果・課題
••
•
•

資源量調査
環境影響評価
採鉱・揚鉱技術
選鉱・製錬技術

5. 法制度のあり⽅の検討等
••
•
•

法制度
社会的受容性他産業の海域利⽤
主要⾦属価格の推移

6. 経済性の評価
7. 海底熱⽔鉱床開発において考慮すべき課題
••
•
•
•

資源量調査
環境影響評価採鉱・揚鉱技術
選鉱・製錬技術
法制度のあり⽅の検討等

8. 今後の展望
••••
•

資源量調査
環境影響評価
採鉱・揚鉱技術
選鉱・製錬技術
法制度のあり⽅の検討等

第4期海洋基本計画に、今回の総合評価結果を踏まえて開発計画を改定することが明記されている（ご参考）総合評価に関するニュースリリース
https://www.jogmec.go.jp/news/release/news_10_00143.html

6第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

2. 海洋エネルギー・鉱物資源開発計画と総合評価

2018年（第2期末）の総合評価の振り返り
資源量調査• 沖縄海域での6つの海底熱⽔鉱床を発⾒• ボーリング調査の結果に基づき資源量評価を実施。資源量750万tを把握

採鉱・揚鉱技術開発
船上に揚鉱された鉱⽯• 実海域での採鉱・揚鉱パイロット試験を実施• ⽔深約1,600mの海底からスラリー状の鉱⽯を連続的に揚鉱（16.4t）することに成功

選鉱・製錬技術開発• 採鉱・揚鉱パイロット試験サイトの亜鉛・鉛に富む鉱⽯特性を把握し、選鉱フローを構築• 選鉱試験で得られた亜鉛・鉛バルク精鉱から亜鉛地⾦を作製

環境影響評価• 採鉱・揚鉱パイロット試験の環境影響評価及びモニタリングを実施• 同試験のための環境影響予測モデルを開発

国内製錬所で製造された亜鉛地⾦7第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

3. 各技術分野における5ヵ年の取組と成果・課題① 資源量調査

海底熱⽔鉱床の調査⼿法• 広域調査︓• 資源量評価︓

新規鉱床発⾒や資源量評価対象となる鉱床の把握
鉱床の規模や品位の把握

調査の流れ
広域調査
新鉱床発⾒のための調査
広域地形調査（船）

精密地形調査（AUV/曳航体）

海底観察・サンプリング（ ROV ）

物理探査
（電磁探査等）微地形（分解能〜 1m）
⽔中⾳響異常化学センサー
⾃然電位

海底観察
サンプリング（鉱⽯の有無、品位、広がりを把握）

擬似⽐抵抗（深度〜30m）
等

ボーリング
（船）

コアリング
（深度〜100m）（鉱⽯の有無、品位、連続性を把握）

概略資源量の把握

地形（分解能〜30m）
⾳圧
⽔中⾳響異常探査⼿法の有効性を考慮したタイプ分類

資源量評価
鉱化帯の広がりを評価

8第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

3. 各技術分野における5ヵ年の取組と成果・課題① 資源量調査

広域調査• ７つの新規鉱床を発⾒（沖縄海域︓天美サイト、豊⾒サイト、梯梧サイト、吾妻サイト、令宝サイト︔伊⾖・⼩笠原海域︓東⻘ヶ島鉱床、須美寿リフト中央鉱床）
成果の事例（天美サイト）

出典︓JOGMECニュースリリース（2020年3⽉）• 2019年の調査の結果、⿅児島県奄美⼤島沖に新たな海底熱⽔鉱床を発⾒• 沖縄海域の他の鉱床より浅い⽔深に賦存
9第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

3. 各技術分野における5ヵ年の取組と成果・課題① 資源量調査• 第2期の750万tから⼤幅に増加

資源量評価• ⼀⽅、商業化に向けて資源量の精緻化が必要• 沖縄海域の6つの鉱床を対象に資源量評価を実施‒ 第2期までに発⾒された既知鉱床︓‒ 第3期に発⾒された新規鉱床︓

Hakureiサイト、ごんどうサイト、野甫サイト、⽥名サイト、銀⽔サイト（沖縄海域）
天美サイト（沖縄海域）• 第2期に資源量評価を⾏った伊⾖・⼩笠原海域の⽩嶺鉱床を含む7つの鉱床の概略資源量合計
5,180.5万tを把握
概略資源量の位置づけ

探査結果、鉱物資源量、鉱⽯埋蔵量の関係はJORC（Australian Joint Ore Reserves Committee、鉱⽯埋蔵量合同委員会）規程による。経済性評価との関係はOntario Securities Commissionの資料による。

鉱体分布の事例（Hakureiサイト）

Hakureiサイトにおける鉱体の3次元モデルの⿃瞰図10第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

3. 各技術分野における5ヵ年の取組と成果・課題② 採鉱・揚鉱技術開発

6つの要素技術と全体システム① 掘削⽅法の検討⑦ 全体システムの最適化検討③ 循環式スラリー
揚鉱⽅式の鉱⽯投⼊装置

循環式スラリー揚鉱⽅式の概念図• 揚鉱⽔を循環させることによって連続的に鉱⽯を船上に揚鉱するシステム• 低環境負荷11第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

3. 各技術分野における5ヵ年の取組と成果・課題② 採鉱・揚鉱技術開発

頂部掘削⽅法の検討• ⽬標とする⽣産規模（5,000t/⽇）の掘削を担う⾃⾛式採鉱機の導⼊には、径50ｍ以上の平地が必要と想定• チムニーやマウンド頂部を掘削し、平地造成するための⽴型採鉱機を開発• 陸上試験を通じて、様々な強度・形状の模擬岩盤に対する掘削性能を確認

陸上試験装置と⽴型採鉱試験機

実海域により近い条件での試験を通じた更なる検証を要する

掘削後の模擬岩盤

掘削⽅法のイメージ

陸上掘削試験の概念図

12

第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

3. 各技術分野における5ヵ年の取組と成果・課題② 採鉱・揚鉱技術開発

鉱⽯投⼊装置の開発• 循環式スラリー揚鉱⽅式では、⾼圧（約7MPa）の揚鉱管内に⼀定量ずつ鉱⽯を投⼊する装置が必要。2つの⽅法を検討し、陸上でのスラリー移送試験にて技術的成⽴性や性能を確認① 鉱⽯投⼊装置を循環系と同程度の圧⼒にして鉱⽯を投⼊する⽅法（重量式）② 7MPaより⼤きな圧⼒で鉱⽯を押し込む⽅法（ピストン式）• 異常運転を含む諸条件下での稼働性の確認• 流路切替装置、バルブなどの耐久性の検証など、連続運転を維持するシステムの実証が必要

重⼒式鉱⽯投⼊装置の概念図（特許出願中）重⼒式鉱⽯投⼊装置によるスラリー移送試験装置の概要

13第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

3. 各技術分野における5ヵ年の取組と成果・課題③ 選鉱・製錬技術開発• 亜鉛・鉛主体の鉱⽯の選鉱プロセスを改対象試料と選鉱プロセスの検討• 2018年度まで︓
亜鉛・鉛主体の鉱⽯• 2019-2020年度︓ 銅主体の鉱⽯• 2021年度︓
⾦・銀に富む亜鉛・鉛主体の鉱⽯

良し、銅主体の鉱⽯、⾦・銀に富む亜鉛・鉛主体の鉱⽯の選鉱プロセスを構築• 不純物（銅精鉱中の鉛、亜鉛精鉱中の⽔銀、ヒ素など）の低減は引き続きの課題
銅主体の鉱⽯の選鉱成績

給鉱
重量
中和

磨鉱

給鉱

リパルプ
鉄酸化・脱鉄
鉄殿物

⽯膏

銅粗選

浮鉱

沈鉱

再磨鉱
亜鉛溶液

浮鉱

亜鉛回収

亜鉛粗選

浮鉱

銅精選

銅精鉱
沈鉱

亜鉛・鉛
バルク精鉱

沈鉱

銅精選-清掃選

浮鉱

沈鉱

鉄粗選

亜鉛精選
浮鉱

沈鉱
浮鉱

浸出

沈鉱

硫化鉄
精鉱

100.0

Au
(g/t)

Ag
(g/t)

Cu
(%)

Pb
(%)

Zn
(%)

Fe(%)

1.2

164

4.94

3.5

6.9

16.2

100.0

100.0

100.0

100.0

100.0

100.0

0.0

347

32.01

1.3

0.4

26.4

0.0

26.9

82.3

4.7

0.7

20.7

2.4

325

3.30

2.4

32.4

18.7

31.7

31.5

10.6

10.7

74.2

18.3

2.8

144

0.60

2.0

1.2

42.0

39.8

15.0

2.1

9.8

3.0

44.2

0.6

80

0.46

4.8

2.8

5.0

28.5

26.6

6.1

74.8

22.1

16.8

3.3

69.7

7.6

浸出液

亜鉛⽔酸化物

浸出残渣

銅精鉱

亜鉛・鉛バルク精鉱

銅主体の鉱⽯の選鉱処理フロー

硫化鉄精鉱

選鉱尾鉱

尾鉱

14.1

上段︓重量（kg）または品位
下段︓実収率（%）

14第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

3. 各技術分野における5ヵ年の取組と成果・課題④ 環境影響評価

環境調査の実施地点と調査項⽬• パイロット試験サイトを含む海⽳︓環境モニタリング パイロット試験の影響把握• 地形や海流の異なる鉱床︓環境ベースライン調査  ベースライン把握。調査⼿法の適⽤性確認
海洋物理

パイロット試験サイトを含む海⽳

海洋化学
堆積物特性

• カルデラ型• 半閉鎖的ベースライン調査
対象の鉱床• ⾮カルデラ型• 開放的⽣物

ベースライン調査
対象の海丘

• 外洋性
• 海流の影響⼤⽣物擾乱堆積作⽤
その他

調査項⽬
流向・流速
成層構造・粒⼦分布
⽔質
底質、地中温度
プランクトン、底⽣⽣物
遊泳⽣物、⼤型⽣物
遺伝⼦解析
⾦属含有量
海底映像観察底質（Pb210）
沈降粒⼦
⽔中⾳
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第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

3. 各技術分野における5ヵ年の取組と成果・課題④ 環境影響評価

環境影響予測モデルの開発（粒⼦追跡モデルでの計算例）• 海底熱⽔鉱床の掘削等に伴う濁りの拡散・再堆積を予測するためのモデルを開発。パイロット試験サイ
ト及びかく乱試験サイトを含む海⽳をはじめ、複数の鉱床を対象に計算を試みた• 流況の観測データが得られいない海域における濁りの拡散・再堆積を予測する⼿法として、海底地形データや公開されている流況データから作成した流動場を⽤いた計算も実施。かく乱地点周辺及び南
東のマウンドに厚く堆積する傾向が⼀致することを確認
計算結果

モニタリング（観測）結果

海⽳内のかく乱試験サイトの様⼦

粒⼦追跡モデルによる濁りの再堆積の計算結果とモニタリング結果

16

第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

4. 経済性の評価

経済性評価に⽤いた主な前提条件••••

概略資源量を把握した2つの海底熱⽔鉱床を対象に採掘計画を策定。操業期間は18年間
⽣産規模（1⽇当たりの最⼤鉱⽯掘削量）は5,000wt/⽇。
採鉱・揚鉱システムや選鉱プロセス、環境モニタリング計画などは、第3期までの検討結果に基づく精鉱全量を国内製錬所に販売すると仮定。⾦属価格や為替レートは、主に2022年の平均値を採⽤

採鉱・揚鉱システム

要素技術を組合せ、操業安定性や環境影響を考慮した採鉱・揚鉱システムを構築
鉱画の設定

採鉱⺟船とセミサブの配置、掘削・揚鉱量のバランスなどを考慮して採鉱計画を策定
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第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

4. 経済性の評価

経済性評価の結果• ⽀出1兆2,259億円に対して、収⼊は1兆1,421億円（収⽀は約840億円のマイナス）• ⽣産システムの改良や操業の効率化により⽣産コストを削減し、新鉱床発⾒、⽣産効率の向上、⾦属価格の上昇により収⼊が増加すれば、⼗分なIRRが確保され、経済性を⾒出しうると評価
亜鉛・鉛主体の鉱床
銅主体の鉱床

例えば、①⽣産コストを10%削減し、②収⼊が40％増加すれば、IRRは約15%
累計キャッシュフロー
プロジェクト期間の収⼊と⽀出の内訳

感度分析の結果（総収⼊、⽣産システムのCAPEX及びOPEXとIRRの関係）

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第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合

5. まとめと今後の展望

個別技術分野の主な成果・課題と第4期への展望
資源量調査• 沖縄海域及び伊⾖・⼩笠原海域で7つの新規鉱床を発⾒• 新規鉱床を含む7つの鉱床において、概略資源量合計5,180.5万tを把握
 資源量の確度向上、最新技術を活⽤した探査⼿法検討

採鉱・揚鉱技術開発• 6つの要素技術について個別に検討し、それぞれ技術的に成⽴し得ることを確認

選鉱・製錬技術開発• 銅主体の鉱⽯及び⾦・銀に富む亜鉛・鉛主体の鉱⽯の選鉱プロセスを構築

環境影響評価• 地形や海流などの特徴の異なる鉱床でベースラインデータを取得。多様な海域への環境調査⼿法の適⽤性を確認• 循環式スラリー揚鉱⽅式を軸に、より実現性の⾼い全体システムを構築
 実際の操業により近い条件での、掘削⽅法や揚鉱システムの検証

 精鉱中の不純物低減、製錬⼯程における⾼不純物精鉱の処理の検討

 商業化をイメージした環境保全策やモニタリング⼿法の検討 など

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第9回海洋資源開発技術プラットフォーム会合【参考】 第4期海洋基本計画（2023年4⽉28⽇閣議決定）抜粋■海底熱⽔鉱床○ 国際情勢を睨みつつ、2020年代後半以降に⺠間企業が参画する商業化を⽬標としたプロジェクトの開始を⽬指し、経済安全保障の観点からも、国として必要な時に確実に開発・⽣産できるようにするため、資源量の把握、環境⾯も含めた技術の確⽴、体制の整備等を⾏う。
（経済産業省）○ ⽣産技術については、採鉱・揚鉱システムの構築に向け、これまでの取組において抽出された個別要素技術の課題解決に取り組み、循環式スラリー揚鉱システムを中⼼とした採鉱・揚鉱に関する実証試験を実施する。また、選鉱・製錬についても引き続き課題解決に向けた技術開発を⾏い、多様な鉱床に適⽤可能なプロセスの確⽴を⽬指す。（経済産業省）○ 環境保全に対する意識の⾼まりを受け、引き続き環境影響評価を着実に実施し、国際海底機構（ISA）へデータを提供するなど、国際ルールの策定に主体的に貢献していく。（内閣府、経済産業省）

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