南鳥島沖のマンガンノジュールは、資源として活用できるのでしょうか？
先日、東京大学と日本財団は、南鳥島周辺海域でのレアメタルを含む海底資源「マンガンノジュール（団塊）」の揚鉱実証試験に向けた事前調査結果を発表しました。マンガンノジュールは、直径１０ｃｍ程度の球状のマンガンの塊です。海底では、「貝が居るのか？」と見間違えるくらい、貝のようにコロコロと分布しています。発表では、広範囲にわたり高密度でマンガン団塊が分布する開発有望海域を特定した、とのことでした。コバルトは日本の需要75年分以上相当の約61万トン、ニッケルは同11年分以上相当の約74万トンと予想されました。発表では、採鉱船や製錬設備などのコストを織り込んでも、商業的に成立すると強調していました。本年度内にコンソーシアムを立ち上げ、産業界での実用化を急ぐと発表していました。実は、この海域にマンガンノジュールが広く分布していることは、２０１６年に発表されています。２０１６年の発表では、マンガンノジュールが１平方メートル当たり１３０個という高密度で分布していることが発表されています。このマンガンノジュール密集域の総面積は約 44,000 平方キロメートルと推定されています。日本の EEZ 内では、海山の斜面の一部に小規模に分布するマンガンノジュールは知られていました。海山のない深海底において、非常に広大な範囲にマンガンノジュールが分布していることは、非常に珍しいそうです。
マンガンノジュールなのに、コバルトとニッケル？
マンガンノジュールの主成分は、鉄とマンガンです。副成分としてコバルトやニッケルなどの元素が含まれています。副成分は、その由来によって各元素の比率は異なっています。南鳥島沖のマンガンノジュールは、マンガンと鉄がそれぞれ約２０％、コバルトが約１０％、ニッケルが約７％、銅が約３％（重量比）となっています。さらにモリブデンが含まれ、レアアースも含まれているそうです。コバルトとニッケルは、ベースメタルとして工業的に有用とされています。今回の発表でもこの２つの元素に言及されていました。個人的には銅も十分魅力的な金属だと思います。昨今の金価格の高騰から銅価格も上昇しているので、開発時に産業として成立する一助になるでしょう。
マンガンノジュールは、産業として成立するでしょうか？
マンガンノジュールは、海底にコロコロと転がっているので、おそらく船に強力なポンプを装備し、途中まで吸い上げた後に網やカゴで回収することでしょう。この方式なら、海底に建築物は不用なので、コストを安く抑えられます。問題はマンガンノジュールに含まれる元素の市場価値です。以下に参考価格を示します（２０２４年６月現在）。
マンガン：約３００円／ｋｇ
鉄：約４５円／ｋｇ（鉄くずとしての価格）
コバルト：約４０００円／ｋｇ
ニッケル：約２７００円／ｋｇ
銅：約１６００円／ｋｇ
この海域のマンガンノジュール１個の重さを計算（直径１０ｃｍ、比重５．６）すると、約２．９ｋｇとなります。市場価格から算出すると、マンガンノジュール１個の価格は、約２０００円となります。発表の通り、１３０個／平方メートルの密集地が、44,000平方キロメートル広がっていると仮定すると、約１．１京円となります。凄まじい金額ですが、これはコストを含めずに算出した金額です。深海からの引き揚げコスト、日本本土への輸送コスト、マンガンノジュールから金属を精錬する冶金コスト、それに人件費などを考慮すると、あまり残らないかもしれません。
金属の価格は、流動的です。
この算出において、金属の価格は現時点での概算値よなっています。金属はその需要によって、価格が大きく変化します。例えば、発表ではコバルトとニッケルが強調されていました。ニッケルやコバルトがバッテリー関連の素材になるため、需要が高まるという予想を元に、発表が強調されていたのでしょう。しかし、主な需要となるバッテリー関連はコバルトフリーやニッケルフリーという技術が開発されています。技術の開発速度にもよりますが、ニッケルやコバルトの需要が下がった時、マンガンノジュールの採取事業は、大赤字になるかもしれません。
#マンガンノジュール #南鳥島 #日本財団
Can manganese nodules off the coast of Minamitorishima be used as a resource?
Recently, the University of Tokyo and the Nippon Foundation announced the results of a preliminary survey for a demonstration test of manganese nodules, a rare metal-containing seabed resource, in the waters around Minamitorishima. Manganese nodules are spherical manganese lumps with a diameter of about 10 cm. They are distributed on the seabed like shellfish, so much so that you might mistake them for shellfish. The announcement said that they had identified a promising sea area for development where manganese nodules are distributed in high density over a wide area. Cobalt was expected to be about 610,000 tons, equivalent to more than 75 years' worth of Japanese demand, and nickel was expected to be about 740,000 tons, equivalent to more than 11 years' worth of demand. The announcement emphasized that even when the costs of mining ships and smelting equipment were factored in, it would be commercially viable. They announced that they would launch a consortium within this fiscal year to expedite practical application in the industrial sector. In fact, the widespread distribution of manganese nodules in this area was announced in 2016. In 2016, it was announced that manganese nodules are distributed at a high density of 130 per square meter. The total area of this manganese nodule concentration is estimated to be about 44,000 square kilometers. Within Japan's EEZ, manganese nodules were known to be distributed on a small scale on some of the slopes of seamounts. It is said that it is very rare for manganese nodules to be distributed over such a wide area on the deep sea floor without seamounts.
Manganese nodules, but cobalt and nickel?
The main components of manganese nodules are iron and manganese. They contain elements such as cobalt and nickel as secondary components. The ratio of each secondary component element varies depending on their origin. The manganese nodules off the coast of Minamitorishima are about 20% manganese and iron, about 10% cobalt, about 7% nickel, and about 3% copper (by weight). They also contain molybdenum and rare earths. Cobalt and nickel are considered to be industrially useful as base metals. These two elements were mentioned in this announcement. Personally, I think copper is also a very attractive metal. The recent rise in gold prices has also led to an increase in copper prices, which will help make it a viable industry when it is developed.
Will manganese nodules be viable as an industry?
Manganese nodules roll around on the ocean floor, so a ship would probably be equipped with a powerful pump to suck them up partway and then collect them with nets or cages. This method would keep costs low, as no buildings would be needed on the ocean floor. The issue is the market value of the elements contained in manganese nodules. Below are reference prices (as of June 2024).
Manganese: about 300 yen/kg
Iron: about 45 yen/kg (price as scrap iron)
Cobalt: about 4000 yen/kg
Nickel: about 2700 yen/kg
Copper: about 1600 yen/kg
If you calculate the weight of one manganese nodule in this area (diameter 10 cm, specific gravity 5.6), it is about 2.9 kg. Calculating from the market price, the price of one manganese nodule is about 2000 yen. Assuming that the dense area of 130 nodules per square meter spreads over 44,000 square kilometers as announced, it will be about 1.1 quadrillion yen. It is a tremendous amount, but this is the amount calculated without including costs. Considering the cost of raising it from the deep sea, the cost of transporting it to the Japanese mainland, the metallurgical cost of refining metal from manganese nodules, and labor costs, there may not be much left.
Metal prices are fluid.
In this calculation, the price of metals is an estimate at the current time. The price of metals changes greatly depending on the demand. For example, the announcement emphasized cobalt and nickel. Nickel and cobalt are battery-related materials, so the announcement was likely based on the expectation that demand will increase. However, cobalt-free and nickel-free technologies are being developed for battery-related materials, which are the main demand. Depending on the speed of technological development, if the demand for nickel and cobalt falls, the manganese nodule mining business may incur a large deficit.
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