Exploring Deep-Sea Minerals : Systems modeling for an emerging industry and unknown futures

Abstract

Dyphavsmineraler er et omdiskutert tema. I tilsvar til befolknings- og økonomisk vekst, i tillegg til etterspørselen fra elektrifisering, teknologisk revolusjon og geopolitisk urolighet, er verden forventet å etterspørre en betydelig større, og betydelig mer diversifisert tilgang til kritiske mineraler. Dyphavs mineraler har lenge blitt sett på som en alternativ kilde til veletablerte, men ujevnt geografisk fordelte mineralressurser på land. Samtidig vil uthenting av mineraler i dyphavet kunne bety en industrielt skalert forstyrrelse av et miljø man i varierende grad forstår, og fullt ut kan vurdere konsekvensene av. Denne avhandlingen utforsker og belyser hvordan en mineral-industri på dyphavet vil kunne foregå og bidrar med en basis for kvalifiserte beslutninger og fornuftig politikk-utvikling i den veldig usikre, og veldig tidskritiske sfæren som utgjør dyphavsmineraler. Dette gjøres ved først å fremlegge en flerdimensjonal problem-definisjon for dyphavsmineralindustri, og dernest, med utgangspunkt i stokastisk dynamisk optimering, diskuteres underliggende årsaker for hvorfor dyphavsmineraler kan vokse frem som industri. Avslutningsvis, med utgangspunkt i stokastisk System Dynamikk modellering og simulering av tilfellet «dyphavsmineraler i norsk farvann», vurderer denne avhandlingen hvordan slik aktivitet vil utarte i Norskehavet, og hvor innovasjon og utvikling bør fokuseres for å danne grunnlag for en robust industri i en usikker virkelighet. Denne avhandlingen bidrar med en aggregert, multidimensional, og system orientert problemdefinisjon for dyphavsmineralindustri. Den bidrar modeller og analyse som avkoder effekten av ulike økonomiske faktorer som kan akselerere, eller bremse, en overgang til dyphavs mineraler. Videre bidrar denne avhandlingen med en syntese for mineral industri i Norsk farvann, så vel som et mulig økonomisk rammeverk, og det mest lovende området for innovasjon og utvikling for denne industrien. Avhandlingen konkluderer videre med, på tross av epistemisk usikkerhet, at det er det er tydelige underliggende årsaker for at en mineralindustri på dyphavet vil kunne vokse frem, og at det er rasjonelle argumenter for å understøtte en slik utvikling. Avhandlingen konkluderer videre at dyphavsmineraler kan vise seg både profitabelt eller ikke, og at dette avhenger av innovasjonsstrategi, geopolitiske, miljømessige og klimamessige hensyn, men først og fremst av evnen til å navigere innen epistemisk usikkerhet.

Deep-sea mining sparks heated debate. In response to population- and economic growth, as well as to the demands of electrification, technological shifts, and geopolitical turmoil, the world is projected to require a substantially increased and diversified supply of critical minerals. Deep-sea minerals and deep-sea mining have long been considered an alternative resource to established and asymmetrically distributed terrestrial identified mineral resources. However, deep-sea mining entails industrial-scale intervention in a poorly understood environment with equally opaque consequences. This Thesis explores how deep-sea mining may unfold and contributes a basis for qualified decisions and sound policy design in the very uncertain and very urgent realm of deep-sea mining. This is done by first providing a multidimensional problem definition for deep-sea mining. Then, with analysis drawn from stochastic dynamic optimization, underlying reasons deep-sea mining may emerge as an industry are discussed. Finally, based on stochastic System Dynamics modelling and simulation, the Thesis considers how such an industry may unfold on the Norwegian continental shelf and how such an industry may innovate to become robust in an uncertain environment. The Thesis contributes an aggregated, multidimensional, systems-based deep-sea mining problem definition. It contributes models and analysis deciphering the potency of different economic factors that may drive or inhibit a transition towards deep-sea mining. It further contributes a synthesis of the emerging deep-sea mining industry in Norwegian waters, its potential economic framework, and its most auspicious room for innovation and development. The Thesis concludes that deep-sea mining may indeed be encouraged to emerge despite epistemic uncertainty and that there are valid reasons for such emergence. The Thesis further concludes that the emergence of deep-sea mining could prove either profitable or not, depending on innovation policies, geopolitical climatic and environmental priorities, and, most importantly, the qualified navigation of epistemic uncertainty.