희소 에너지 자원 및 금속자원을 일본의 배타적 경제수역에서 얻는 국가의 계획이 추진되고 있다.

경제산업성 종합자원에너지조사회는 해양에너지, 광물자원개발계획의 개정안을 답신하였다. 대상은 크게 세 가지로 메탄하이드레이트, 석유 및 천연가스, 광물자원이다.

2018년까지 조사 및 개발 계획(공정표) 등을 제시하였다. 경제산업성 자원에너지청은 2013년 12월 ‘해양에너지 광물자원개발계획’을 공표하였다.

기존의 개발계획을 개정한 내용으로 일본 영해 및 배타적경제수역과 대륙붕에서 국산자원을 조달하는 것이 목적이다.

메탄은 일상에서 의식하는 경우는 거의 없지만, 중요한 연료가스이다. 도시가스 성분 중 약 90%는 메탄이다. 도시가스의 원료이며 천연가스에도 80~90% 정도 포함되어 있고, 북미에서 대량으로 채집되고 있는 셰일가스의 주성분도 메탄이다.

일본은 국내에서 소비하는 액화천연가스의 96.9%를 수입에 의존하고 있으며, 2011년도 총 수입량은 8,318만 톤에 이른다.

메탄하이드레이트((CH4)4 (H2O)23)는 조성식에서 알 수 있듯이 메탄 4분자와 물 23분자로 이루어진 고체 화합물이다. 물분자가 만드는 입체형상인 “바구니” 중에 메탄분자가 들어 있는 형태를 하고 있다. 저온, 고압 하에서 안정하며, 고온, 저압에서는 물에 녹아 메탄으로 분해된다. 따라서 지구상에서는 극지 및 심해에만 존재한다.

메탄하이드레이트가 분포하는 장소에 따라 개발계획은 두 종류로 나뉜다. 사층형과 표층형이다. 사층형은 수심 1,000m 이심과 해저 밑 수백m에 분포하지만, 표층형은 수심 500~2,000m의 해전에 분포하는 것이다.

최초로 개발을 추진한 것은 사층형이다. 4단계 개발을 추진하고 있으며 민간기업의 참여도 있다. 2013~2015년도는 기술과제를 해결하기 위해 집중하고 있다. 2013년 3월에는 미야기현(三重?) 연안에서 세계 최초의 가스 생산실험에 성공하였다. 이러한 해양산출시험을 지속하고, 시험결과를 분석하여 기술과제를 극복하고 있다.

제2단계는 방향성의 확인과 수정이다. 2015년도 말경 기술개발의 진보상황을 검증하여 계획을 재정비한다. 그리고 현시점에서 정해지지 않은 표층형의 개발계획을 검토한다. 제3단계는 상업화의 실현을 위한 기술의 정비이다.

2016~2018년 3년간에 장기 해양산출시험을 실시한다. 양산에 들어가기 전단계이기 때문에 기술과제 이외에 경제성평가, 주변 환경에 미치는 영향을 검증한다. 제4단계는 2019년 이후이다. 2018년부터 10년간 민간기업을 중핵으로 한 체제를 정비하여 민간주도의 상업화 프로젝트가 시작되도록 기술 개발을 추진하고 있다.

한편 표층형은 상업화의 방향이 결정되어 있지 않다. 우선 자원량을 파악하고 있다. 2013년 6월~7월에 죠에츠(上越) 연안 및 노토반도(能登半島) 서쪽 연안에서 이미 조사를 실시하고 있으며, 앞으로는 오키(岐)주변 및 아키다(秋田) 연안, 야마가타(山形) 연안, 홋카이도 주변 순으로 조사를 추진한다. 2013년 이후 3년 정도 집중적으로 조사할 예정이다.

석유와 천연가스의 개발 공정표를 보면, 2013~2018년도 기간, 기초시굴(trial digging)과 두 종류의 조사를 진행한다. 조사는 모두 음파조사를 이용한다.

매년 면적으로 환산하여 평균 약 6,000km2의 3차원조사를 실시하여 2018년도까지 약 6.2만 km2를 조사할 예정이다. 상업화를 위한 계획은 세워지지 않았으며 자원의 유무를 조사하는 단계에 머물러 있다.

개발계획 대상인 광물자원은 “해저열수 광상”과 “코발트 리치 클러스터”, “기타 에너지 광물자원”이다. 해저열수 광상은 해저심부에 침투한 해수가 마그마 등의 열에 의해 고온이 되어 지반 중의 금속원소 등을 용해시키면서 해저에서 분출되어 해수에 의해 냉각, 침전한 것이다. 구리 및 납, 아연, 금, 은 등이 확인되었으며 일본 국내에서는 수심 700~1,600m의 해저에서 발견되었다.

코발트 리치 클러스터는 해저 해산(海山)의 사면 및 정상부에서 발견되는 단괴상 암성이다. 표면에 코발트 및 백금이 포함되어 있다.

망간 단괴와 비슷하며 특히 코발트 함유량이 높다. 코발트는 리튬이온전지의 정극 등에 많이 이용되고 있으며, 비교적 고가의 금속이다. 2013년 7월에는 미나미토리9南鳥島)섬 연안의 공해지역에서 탐사광구를 취득하였으며, 15년에 걸쳐 조사하여 채광 및 정련기술을 검토할 것이다.

기타 에너지, 광물자원은 희소금속 퇴적물과 망간 단괴가 포함되어 있다. 희소금속 퇴적물은 수심 5,000~6,000m의 탐사가 비교적 어려운 심해에 있는 일종의 슬러지이다. 분포상황은 잘 알려져 있지 않으며, 채취하는 기술도 확립되어 있지 않다. 2013~2015년에 100km 간격의 샘플링 조사를 실시하여 기초시험을 시도할 예정이다.

망간 단괴는 직경 2~15cm의 덩어리이다. 핵이 되는 소량의 물질 주위에 대량의 금속산화물이 침전되어 있는 것이다. 성분은 약 30%가 망간이고 기타 구리 및 니켈, 코발트를 포함한다. 분포의 중심은 수심 4,000~6,000m이다. 국제해저기구와의 계약에 의해 2016년 6월까지 상업화 가능성을 검토하여 앞으로의 방침을 결정할 필요가 있다.