Resources of the deep ocean - The new frontiers waiting on the seafloor

Abstract

De siste årene har sett mye interesse både innen verdenspolitikken og fra industrien for å utnytte verdenshavene, havbunnen, og jorden under for fremtidige kilder til bærekraftige og fornybare alternativer til nåværende landbasert industri. Motivert av minkende mineralreserver i landbaserte gruver, økt energibehov, en økende verdensbefolkning, og et økende material og alternativer for overgangen fra karbonproduserende kraft til klimanøytral. De siste tiårene har sett mye interesse i å kartlegge havbunnsressurser både i internasjonalt og nasjonalt farvann. Mange store mineralforekomster har blitt identifisert, og mange flere er forventet å bli identifisert i fremtiden. Noen av disse mineralforekomstene har mineralinnhold som langt overgår de kjente landbaserte forekomstene. Metaller som kobber, molybden, kobolt og zink er forventet å se økende etterspørsel i fremtiden, samtidig som de kjente landbaserte forekomstene av disse metallene minker. Edelmetaller som gull og sølv finnes også blant disse havbunnsforekomstene. Utvinning av havbunnsmineraler kan også tilby en ny kilde for sjeldne jordarter, som nåværende kun på stor skala blir utvunnet og distribuert av én nasjon, noe som har vært en kilde bekymring for den geopolitiske stabiliteten for tilgjengeligheten av disse grunnstoffene som er viktig i høyteknologisk elektronikk. Ingen kommersiell utvinning av havbunnsmineraler har hittil funnet sted, men interessen er tydelig.

Denne oppgaven presenterer noen av ressursene funnet på havbunnen med en spesiell fokus på den vulkansk formede Midthavsryggen. De juridiske områdene, nasjonale og internasjonale lovverk, nasjonale og industrielle aktører, og pågående kommersiell aktivitet blir presentert. En visjon for en ny type havbunnsinstallasjon der man utnytter det hydrotermiske vannet fra disse områdene blir presentert der man sammenlikner resultatene fra hvordan slike havbunns geotermiske kraftverk sammenlikner i kostnad per kilowatt til andre typer havroms-kraftverk som er under utvikling. Resultatene fra dette tyder på at om denne typen geotermisk kraftverk kan bygges så er det innen samme størrelsesorden som den nåværende kostnaden per kilowatt for havvind og atomkraftverk på lekter. Pålitelighets- og intervensjonshensyn gjør derimot denne typen kraftverk usannsynlig å være en løsning man diskutere i fremtiden, i hvert fall på den foreslåtte dybden av 2100meter under havet.

There is a current push both politically and from the industry to use the world's oceans, the seabed, and soil below as a new frontier for sustainable and renewable alternatives to current land-based industry. Motivated by the depletion of terrestrial mines, increasing power needs, an increasing world population, and an increasing need for material and options for transitioning from power sources using fossil fuel to carbon neutral ones. The last decades have seen a high degree of interest in mapping the resources of the ocean floor both in international waters and within the territorial waters of coastal states. Many large deposits of marine minerals have been identified, with many more expected to be identified. Some of these observed marine mineral deposits containing mineral estimates which far exceeds the know terrestrial mineral deposits. Metals like copper, nickel, molybdenum, cobalt, and zinc are expected to see a future increase in demand as the average ore grade quality and known mine reserves are decreasing. Precious metals like gold and silver are also found in these deposits. Marine minerals could also offer a new source for Rare Earth Elements which are currently only mined and distributed my one nation, giving concerns for the geopolitical stability for the availability of these important elements used in high-tech. No commercial exploitation efforts have so far taken place but there is an evident interest.

This Thesis presents some of the resources found on the seafloor with a special focus on the volcanically driven Mid-Ocean Ridge (MOR) system. The jurisdictional areas, national and international policies, national and commercial actors, and current commercial efforts are presented. Envisioning a new sector of subsea power generation, the results of some novel geothermal power options are presented and compared cost per kilowatt to current offshore power options being developed. These installations would utilize the hydrothermal water flowing from black smoker hydrothermal vents along the MOR. The results show that the cost per kilowatt of the proposed solutions are within the same order of magnitude as other emerging offshore power options like offshore wind and floating nuclear barges. However, the reliability issues and complexity of intervention for make it an unlikely candidate for future investment, at least at the proposed depth of 2100mbsl.