Nhu cầu về kim loại sẽ tăng mạnh trong những năm tới do quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế thân thiện với môi trường phụ thuộc vào điện khí hóa các quá trình công nghiệp, giao thông và sản xuất nhiệt.  Đến năm 2050, thế giới cần khoảng 60 triệu tấn đồng cho động cơ điện và mở rộng lưới điện, cùng với 10 triệu tấn niken và 1,4 triệu tấn côban tùy thuộc vào sự phát triển của công nghệ pin. Điều này đồng nghĩa nhu cầu đồng và niken sẽ tăng gấp đôi, còn côban có thể tăng gấp năm.

Hoạt động khai thác kim loại trên đất liền hiện gây tác động môi trường nặng nề: phá rừng để lấy niken và côban, cùng các điều kiện lao động tồi tệ, đặc biệt là tình trạng sử dụng lao động trẻ em để khai thác côban. Ngoài ra, quặng trên đất liền thường chứa tỷ lệ nhỏ kim loại. Để thu được 1 tấn đồng, cần thải ra khoảng 200 tấn đất đá và tổng lượng chất thải từ khai thác đồng, niken và côban mỗi năm lên tới 4-5 tỷ tấn. Giải pháp thay thế được đưa ra là khai thác các nốt quặng ở đáy biển sâu, thường được gọi là nốt mangan (manganese nodules), chứa nhiều mangan cùng hàm lượng lớn đồng, niken và côban. Chúng phân bố dồi dào tại vùng Clarion-Clipperton ở Thái Bình Dương. 

Mới đây, nhóm nghiên cứu tại Viện Vật liệu bền vững Max Planck ở Đức đã đưa ra một quy trình hiệu quả và phát thải CO2 thấp để khai thác đồng, niken và côban từ quặng dưới biển sâu bằng cách làm tan chảy và khử quặng biển sâu bằng hydro. 

Khi sử dụng hydro xanh và điện tái tạo, quy trình cắt giảm hơn 90% lượng CO₂ so với phương pháp dùng tác nhân khử chứa carbon của công ty khai thác kim loại (TMC) của Canada (trong khuôn khổ dự án Nori-D). Đồng thời, công nghệ mới sử dụng ít năng lượng hơn khoảng 20% và giảm số bước xử lý.

Dù khai thác quặng dưới biển sâu vẫn để lại dấu chân môi trường, các nhà khoa học hiện nay lại nhận ra tiềm năng của hoạt động này nếu được thực hiện theo cách bền vững. Hơn nữa, khai thác quặng dưới biển sâu không liên quan đến lao động trẻ em, ít phá rừng và phát sinh ít chất thải hơn đáng kể. Chẳng hạn, để sản xuất đủ kim loại cho 1 tỷ pin xe điện, khai thác quặng biển sâu sẽ phát sinh 9 tỷ tấn chất thải, trong khi khai thác trên đất liền thải ra đến 63 tỷ tấn đất đá.

Quy trình của Viện Vật liệu bền vững Max Planck giảm dấu chân môi trường nhờ sử dụng plasma hydro trong lò hồ quang điện. Bằng cách nấu chảy và làm nguội nhẹ quặng, nhóm nghiên cứu thu được đồng tinh khiết. Khi cho hydro vào lò, họ thu được hợp kim chứa đồng, niken, côban và các oxit mangan (một số có thể dùng làm vật liệu pin). Tỷ lệ các thành phần trong hợp kim thay đổi theo thời gian khử và việc tách đồng trước giúp xử lý phần hợp kim còn lại thuận lợi hơn. Trước đây, nhóm nghiên cứu cũng đã chứng minh quy trình tương tự để chiết xuất niken từ quặng trên đất liền theo cách thân thiện với môi trường.

Việc khai thác kim loại từ quặng dưới đáy biển sâu có thay thế hoàn toàn hoạt động khai thác trên đất liền hay không, vẫn là vấn đề cần đàm phán trên phạm vi quốc tế. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ cung cấp một phương pháp bền vững và bộ dữ liệu cần thiết để đánh giá vòng đời đầy đủ của hoạt động khai thác quặng dưới biển sâu. Như Dierk Raabe, giám đốc Viện Vật liệu bền vững Max Planck nhận định, việc từ bỏ nền kinh tế phát thải CO₂ cao sẽ buộc chúng ta chấp nhận một số đánh đổi nhất định.