Để có 1 cái nhìn khái quát về Mỹ - Trung - Nhật, chúng ta đi từ vấn đề cơ bản của một nền văn minh bằng một khái niệm dễ hiểu đối với người Việt: thuyết Thiên - Địa - Nhân.
Thiên:
Địa:
Nhân:
Do đó, nếu “Thiên” xác định luật chơi, và “Địa” xác định không gian hành động, là “nhà tù vật chất” như Tim Marshall mô tả thì “Nhân” chính là yếu tố quyết định cách xã hội vận hành trong không gian đó và theo luật chơi ấy.
Mỹ thì quá nhiều cái để nói rồi, còn Nhật, sự vượt trội gần đây của Nhật Bản trong các công nghệ chiến lược mới không phải là hiện tượng ngẫu nhiên, mà là kết quả của sự hội tụ lâu dài giữa Thiên – Địa – Nhân. Địa lý khan hiếm tài nguyên buộc Nhật Bản phải tìm kiếm không gian mới; “Thiên” linh hoạt tạo chính danh và ổn định cho đầu tư khoa học dài hạn; và “Nhân” với năng lực kỹ trị cao biến các áp lực cấu trúc thành giải pháp công nghệ cụ thể. Theo nghĩa đó, phát điện mặt trời trong không gian và khai thác đất hiếm biển sâu không chỉ là thành tựu kỹ thuật, mà là biểu hiện tập trung của một mô hình phát triển khoa học – công nghiệp được định hình bởi cả ba yếu tố nền tảng này.
Dự án
OHISAMA “Mặt Trời”
- Dự án Nhật Bản được thiết kế nhằm phóng một vệ tinh thử nghiệm lên quỹ đạo Trái Đất thấp (khoảng 400 km), trang bị tấm pin mặt trời và bộ phát sóng vi ba.
- Mục tiêu là truyền điện năng không dây xuống mặt đất, đủ để cung cấp vài kW — đủ cho thiết bị nhỏ — như thử nghiệm đầu tiên về cơ chế này.
- Dự án dự kiến phóng vào năm 2025 và truyền điện thử nghiệm về Trái Đất.
Nhật Bản theo kế hoạch phóng vệ tinh SBSP 180 kg gửi ~1 kW điện từ quỹ đạo về Trái Đất để chứng minh nguyên lý hoạt động.
Nhiều nguồn tin cũng nói rằng đã có thông tin mới về việc Nhật đã tạo ra và truyền năng lượng mặt trời từ không gian về Trái Đất, được coi là thành tựu đầu tiên trên thế giới trong lĩnh vực này (hiện tại chủ yếu là cấp thử nghiệm/kỹ thuật).
Dự án khai thác đất hiếm “
lịch sử”
- Nhật Bản đã phóng tàu nghiên cứu sâu biển Chikyu để thử nghiệm khai thác bùn biển chứa đất hiếm ở độ sâu ~6 000 m gần đảo Minamitorishima trong EEZ của nước này.
- Đây là nỗ lực đầu tiên trên thế giới nhằm bơm bùn đáy biển giàu đất hiếm liên tục từ độ sâu lớn, với mục tiêu xác định công nghệ và tính khả thi.
Dự án thử nghiệm kéo dài nhiều tuần, nhằm kiểm tra công nghệ và khả năng khai thác, tạo điều kiện cho khai thác quy mô lớn vào khoảng 2027 nếu thành công.
Để có thể hút, bơm bùn từ độ sâu 6000m lên tàu mẹ, nghe là đã thấy năng lực kinh khủng rồi. Tuy nhiên, có lẽ đây chỉ là giải pháp để tự chủ, chứ Úc mà nó gật đầu, vào hoang mạc của nó, mướn culi vẹm, ấn, phi vào khai thác thì có mà đầy.
@xmorr @Tà đế 5
Nhật Bản đang phát triển một chuỗi công nghệ “từ đáy biển tới nam châm” để thu hồi đất hiếm từ bùn sâu 6.000 m quanh đảo Minamitorishima, với Chikyu là tàu khoan – nhà máy nổi trung tâm. Chuỗi này gồm: thăm dò – khai thác bùn, tuyển – thủy luyện để tách REE, tinh chế – chế tạo vật liệu, rồi tích hợp vào chuỗi cung ứng công nghiệp nhằm giảm phụ thuộc Trung Quốc.[1][2][3][4]
1. Tổng quan công nghệ thu hồi
- Nền tảng địa chất – quặng: Bùn “REY-rich mud” chứa tới vài nghìn ppm REE+Y được phát hiện trong EEZ Nhật quanh Minamitorishima, với các lớp bùn giàu hạt phosphate sinh học, phillipsite và oxit Mn là pha mang REE.[5][1]
- Ý tưởng công nghệ: Thay vì khai thác mỏ đất hiếm trên đất liền, Nhật hướng tới hút bùn giàu REE từ đáy biển, nâng lên tàu/đưa về bờ để tuyển – hòa tách, xây dựng một nguồn cung bổ sung, đặc biệt cho đất hiếm nặng như Dy, Tb.[2][4][1]
- Mục tiêu chiến lược: Thiết lập một chuỗi cung ứng nội địa cho đất hiếm biển sâu (exploration–mining–processing–refining–magnet production), đủ quy mô thương mại trước 2030 nếu các thử nghiệm 2026–2027 chứng minh được hiệu quả kinh tế và môi trường.[6][2]
2. Các bước xử lý bùn trên Chikyu / nhà máy nổi
Hiện mới ở mức thử nghiệm – bán thí điểm, song quy trình xử lý mà các nhóm Nhật công bố có cấu trúc tổng quát như sau:[7][1][2]
- Tiền xử lý vật liệu:
- Sấy, nghiền bùn khoan/hút lên, phân tích cỡ hạt và thành phần khoáng để xác định phân bố REE theo cỡ hạt.[1][7]
- Tách nước sơ bộ, cô đặc bùn để giảm khối lượng vận chuyển và chuẩn hóa độ rắn trước khi tuyển.[2]
- Tuyển – làm giàu quặng:
- Tách phần hạt mịn giàu phosphate sinh học bằng sàng phân cỡ, hydrocyclone, tách trọng lực hoặc các kỹ thuật tương tự, nâng hàm lượng REE của “tinh quặng bùn”.[7][1]
- Kết quả thí nghiệm cho thấy có thể tăng hàm lượng REY của phần hạt siêu mịn lên ~2,6 lần so với bùn nguyên thủy, tạo cơ sở cho bước thủy luyện hiệu quả hơn.[7]
- Hòa tách và thu hồi ion hiếm:
- Hòa tách tinh bùn giàu phosphate bằng axit vô cơ (HCl/H2SO4) dưới điều kiện tối ưu (pH, nhiệt độ, thời gian) để REE vào dung dịch.[1][7]
- Tách – tinh chế REE khỏi dung dịch bằng chiết dung môi, trao đổi ion hoặc kết tủa chọn lọc, sau đó đưa về các nhà máy tinh chế, luyện kim và chế tạo nam châm trên bờ.[2][1]
Trên thực tế, Chikyu trong thử nghiệm 2026 chủ yếu làm nhiệm vụ khoan/hút – tách nước sơ bộ – lưu chứa; các công đoạn hóa – thủy luyện tinh sâu sẽ được kiểm chứng tại cơ sở thí điểm trên bờ mà Nhật lên kế hoạch vận hành demo với công suất tới 350 tấn bùn/ngày vào 2027.[4][2]
3. Công nghệ “giải” và vận chuyển bùn từ 6.000 m
Cốt lõi là hệ thống “giải bùn – hút bùn – nâng bùn” được phát triển trong các chương trình SIP về tài nguyên sâu biển:[8][9][6]
- Thiết bị “giải” và thu gom tại đáy:
- Một thiết bị đặt dưới đáy (seafloor collector) cày/đánh tơi tầng bùn mục tiêu và hút bùn vào đầu ống, tương tự một máy xúc – máy hút chìm, nhưng thiết kế đặc biệt cho áp suất 600 bar.[9][6]
- Hệ thống định vị và điều khiển dưới đáy sử dụng ROV/AUV và cáp quang, cho phép di chuyển qua các dải bùn giàu REE theo bản đồ địa chất chi tiết.[8][9]
- Ống hút và ống nâng (riser):
- Bùn được hút vào ống hút ngắn rồi chuyển vào ống nâng đứng nối từ đáy lên Chikyu; bên trong có thể dùng bơm ly tâm nhiều cấp hoặc dòng khí/dòng nước áp lực để nâng bùn liên tục.[6][9]
- Hệ thống được thiết kế để duy trì tốc độ dòng, hạn chế lắng đọng và mài mòn ống, đồng thời có các cơ cấu an toàn để ngắt lưu khi sự cố.[9]
- Điều kiện vận hành thử nghiệm:
- Thử nghiệm 2026 đặt mục tiêu nâng liên tục khoảng vài chục tấn bùn (mức được báo là 35 tấn) từ độ sâu 5–6 km để kiểm chứng ổn định cơ – thủy lực của cả hệ thống.[6][2]
- Các cảm biến theo dõi lưu lượng, áp suất, rung động và phát tán bùn, đồng thời thực hiện đo đạc môi trường để đánh giá tác động sinh thái.[4][6]
4. Các chủ thể tham gia và vai trò
Chuỗi dự án bùn đất hiếm biển sâu của Nhật là một “liên minh” nhà nước – học thuật – doanh nghiệp:[3][4][2][6]
- Cơ quan và tổ chức công:
- JOGMEC (Japan Organization for Metals and Energy Security): dẫn dắt khảo sát – khai thác tài nguyên, đầu tư tới 75% vào các dự án khoáng sản chiến lược, chịu trách nhiệm phần thăm dò, thử nghiệm khai thác và đánh giá kinh tế – môi trường.[3][6]
- METI (Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp), Nội các (CSTP/SIP): tài trợ chương trình đổi mới chiến lược, định hướng chính sách và cấp ngân sách cho nghiên cứu – thử nghiệm toàn chuỗi.[8][9][2]
- Trường đại học và viện nghiên cứu:
- Đại học Tokyo, đặc biệt nhóm của Kato, Takaya, Tanaka…: phát hiện bùn REY, xây dựng mô hình địa hóa, đề xuất sơ đồ tuyển – thủy luyện và tham gia thiết kế tham số kỹ thuật cho dây chuyền xử lý.[5][1][7]
- Các viện chuyên về tài nguyên biển và địa chất, tham gia lập bản đồ trầm tích, mô phỏng khai thác và đánh giá tác động môi trường.[10][5]
- Doanh nghiệp tư nhân:
- Các nhà chế tạo thiết bị khoan và khai thác biển sâu (nhà thầu tàu Chikyu, nhà sản xuất hệ thống riser, bơm, ROV) đảm nhận thiết kế – chế tạo – vận hành hệ thống hút và nâng bùn.[4][6]
- Các công ty luyện kim – vật liệu (bao gồm nhà sản xuất nam châm đất hiếm và linh kiện cho xe điện, thiết bị quốc phòng) tham gia các giai đoạn tinh chế, chế tạo vật liệu và thương mại hóa, gắn dự án bùn biển sâu với nhu cầu REE trong nước.[3][2]
Nhìn tổng thể, đây là một “ecosystem” mà nhà nước tạo khung chính sách, trường đại học tạo tri thức, doanh nghiệp cung ứng công nghệ, thiết bị và sức mạnh công nghiệp để biến tài nguyên trầm tích biển sâu thành nguồn cung chiến lược.
Nếu phải gói gọn tham vọng của Nhật trong một câu, có thể diễn đạt:
“Bằng cách kéo những hạt nguyên tố hiếm hoi từ bùn lạnh 6.000 mét dưới đáy Thái Bình Dương lên ánh sáng công nghiệp trên tàu Chikyu, người Nhật đang âm thầm dệt nên một con đường đất hiếm mới vòng qua bóng dài độc quyền của Trung Quốc.”[1][2][4]
Nguồn
[1] The tremendous potential of deep-sea mud as a source ...
https://www.nature.com/articles/s41598-018-23948-5
[2] Japan to Test Deep-Sea Rare Earth Mining in Landmark ...
https://investingnews.com/japan-rare-earth-deep-sea-mining/
[3] Japan dives into rare earth mining under the sea
https://asiatimes.com/2023/01/japan-dives-into-rare-earth-mining-under-the-sea/
[4] Japan Dives Deep: Rare Earth Mud, High Stakes, and ...
https://rareearthexchanges.com/news...gh-stakes-and-the-reality-beneath-the-seabed/
[5] Geochemical Journal, Vol. 50 (No. 6), pp. 575-590, 2016
http://umdb.um.u-tokyo.ac.jp/DImage...inamitorishima/PDF/18Fujinaga2016GeochemJ.pdf
[6] Seabed rare earth mining: Japan's revolution around ...
https://dhit.pl/en/blog/underwater-rare-earth-mining-japan-minamitori-revolution/
[7] sea mud as a source of rare-earth elements
https://www.vliz.be/imisdocs/publications/312902.pdf
[8] 革新的深海資源調査技術 社会実装の成果
https://www8.cao.go.jp/cstp/gaiyo/sip/230309/shiryo2.pdf
[9] SIP「革新的深海資源調査技術」5年間の成果と今後の取組
http://www.japic.org/information/2022/12/13/296-2.pdf
[10] Geochemistry of REY-rich mud in the Japanese Exclusive ...
https://orceng-cit.jp/publication/detail/3654
[11] Implications for genesis of mud highly enriched in rare ...
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136819300927
[12] minerals
https://umdb.um.u-tokyo.ac.jp/DImag...inamitorishima/PDF/114 Tanaka2020Minerals.pdf