中國儲能網(wǎng)訊：在綠色轉(zhuǎn)型大趨勢下，世界各國紛紛設(shè)定凈零排放目標(biāo)，太陽能光伏、風(fēng)能、核能等低排放電力系統(tǒng)，以及電動汽車和儲能設(shè)施的廣泛應(yīng)用，成為實現(xiàn)能源低碳化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵路徑。而銅、鋰、鎳、鈷、石墨、稀土元素等被用于清潔能源生產(chǎn)的關(guān)鍵礦產(chǎn)，不僅是制造光伏組件、風(fēng)機、高效電池、永磁電機、電力傳輸網(wǎng)絡(luò)和氫電解設(shè)備等的技術(shù)核心支撐，也是決定以上關(guān)鍵清潔技術(shù)生產(chǎn)成本的最重要因素。此外，在半導(dǎo)體、國防、航空等領(lǐng)域，這類關(guān)鍵礦產(chǎn)也必不可少。
作為現(xiàn)代工業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的基石，關(guān)鍵礦產(chǎn)對全球能源轉(zhuǎn)型、國家安全及經(jīng)濟命脈有著深遠的影響。在過去，能源的關(guān)鍵資源是石油、天然氣、煤炭等燃料密集型資源。在邁向低碳經(jīng)濟的道路上，諸如銅、鋰、鈷、鎳、銅和稀土元素等關(guān)鍵礦產(chǎn)資源，成為了連接過去與未來的橋梁。圍繞關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的爭奪，將對全球清潔產(chǎn)業(yè)格局和供應(yīng)鏈韌性產(chǎn)生巨大影響。
美國和歐盟兩大主要經(jīng)濟體，正在分別建立各自的礦產(chǎn)資源聯(lián)盟，并且互相達成合作，試圖多元化關(guān)鍵礦產(chǎn)來源，削弱中國在關(guān)鍵礦產(chǎn)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。以美國推動成立礦產(chǎn)安全伙伴關(guān)系（MSP）為標(biāo)志，地緣政治正在成為影響關(guān)鍵礦產(chǎn)競爭不可忽視的因素。
中國在多個領(lǐng)域關(guān)鍵礦產(chǎn)占有優(yōu)勢，但隨著需求上升，中國已成為全球最大的礦產(chǎn)消費國和進口國，外部環(huán)境不斷變化之下，仍然面臨不小的風(fēng)險，部分關(guān)鍵礦產(chǎn)資源對外依存度較高，中國仍需多方施策，積極應(yīng)對。
能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型：從燃料密集型到礦物密集型
關(guān)鍵礦產(chǎn)影響產(chǎn)業(yè)典型的例子，是在全球的交通脫碳和可再生能源發(fā)展的目標(biāo)下，電動汽車產(chǎn)量和銷量的提升，帶動了相關(guān)電池產(chǎn)能的迅速增長，進而拉高了對鋰、鎳、鈷、錳和石墨等關(guān)鍵礦產(chǎn)的需求，而鋰、鎳、鈷等關(guān)鍵礦產(chǎn)的產(chǎn)能和價格，又會反過來影響電池和電動汽車的布局和發(fā)展：
一方面，電池的增產(chǎn)帶動了全球?qū)﹃P(guān)鍵礦產(chǎn)的需求。鋰、鎳、鈷等是保證電池續(xù)航能力和性能的關(guān)鍵，而電池是決定新能源汽車整車壽命、續(xù)航里程的核心，一輛純電動汽車所需的礦物投入量是傳統(tǒng)燃油車的六倍之多，因此，電動汽車電池需求的增長帶動了全球?qū)﹃P(guān)鍵礦產(chǎn)的需求。根據(jù)國際能源署（IEA）統(tǒng)計，2023 年全球?qū)﹄妱悠囯姵氐男枨筮_到 750 GWh （吉瓦時）以上，較 2022 年增長 40%。而電池行業(yè)需求的增長，直接帶動了關(guān)鍵礦產(chǎn)需求的增加，2023年，電池行業(yè)對鋰的需求約為占全球鋰總需求的85%，比 2022年增長30%以上；電池行業(yè)對鈷需求占全球鈷總需求量的70%，比2022年增長15%；電池對鎳的需求比2022年增長近30%。
另一方面，關(guān)鍵礦產(chǎn)的價格決定了電動汽車及電池成本競爭力。IEA報告顯示，關(guān)鍵金屬的價格是左右電池價格高低的主要因素，2022年，由于電池金屬市場的動蕩，鋰離子電池組成本比2021年上漲7%。2023年，雖然碳酸鋰價格仍比2015年-2020年的平均價格高出約50%，但由于鈷、石墨和錳等關(guān)鍵金屬的價格在2023年底跌至低于2015年-2020年的平均水平，2023年電池組價格仍比2022年下跌近14%。電動汽車的電池成本占整車成本比例接近40%，雖然整車制造商通常會與電池制造商提前簽訂長期合約，致使關(guān)鍵礦產(chǎn)的價格波動對整車的成本影響存在滯后性，但價格波動影響仍會傳遞至最終的電動汽車整車制造和銷售環(huán)節(jié)。根據(jù)美國能源信息署的數(shù)據(jù)，2023 年 12 月美國電動汽車的平均價格較 2022 年二季度的價格峰值下降 24.2%。
圖1，2015年-2024年選定電池材料和鋰離子電池的價格 來源：IEA
除了電動汽車，其他的新能源技術(shù)，如風(fēng)能、太陽能光伏等，比基于化石燃料的技術(shù)更需要關(guān)鍵礦產(chǎn)。太陽能光伏板的高效運作離不開硅；而陸上風(fēng)力發(fā)電站所需的礦物資源約為同等規(guī)模燃氣電站的九倍；稀土元素，特別是釹和鐠，是制造高性能永磁材料的必需品，廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機和電動汽車的電動機中。此外，銅和鋁對于構(gòu)建強大的電力網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要，它們確保了電力的有效傳輸和分配。根據(jù)國際能源署（IEA）的報告顯示[1]，預(yù)計到2040年，相較2010年，平均每單位新增電力裝機容量所需的礦產(chǎn)資源將增加50%。其中，鋰、鎳和鈷的消費量預(yù)計將分別比2020年大幅增長42倍、33倍和21倍，稀土、銅和硅的消費量增幅則分別為7倍、3倍和2倍。
圖2，關(guān)鍵原材料對不同產(chǎn)業(yè)的流向圖 來源：JRC 制圖：王寧
由此可以看出，隨著化石燃料的逐步退出和可再生能源技術(shù)的發(fā)展，能源系統(tǒng)將從燃料密集型逐漸轉(zhuǎn)向礦物密集型，石油、煤炭等傳統(tǒng)不可再生燃料資源的戰(zhàn)略地位將逐步弱化，關(guān)鍵礦產(chǎn)這一不可再生資源的重要性越來越凸顯。
關(guān)鍵礦產(chǎn)爭奪：重塑全球產(chǎn)業(yè)格局
關(guān)鍵礦產(chǎn)作為能源轉(zhuǎn)型與尖端制造的核心要素，其穩(wěn)定的供應(yīng)鏈對保障國家經(jīng)濟安全與科技進步至關(guān)重要，關(guān)鍵礦產(chǎn)的供應(yīng)安全和可持續(xù)性問題日益凸顯。不同于石油與天然氣這類相對豐富的資源，關(guān)鍵礦產(chǎn)的全球儲備量有限，且市場特性各異，價格與產(chǎn)地分布不均，生產(chǎn)與加工環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出明顯的集中度。全球范圍內(nèi)，多數(shù)關(guān)鍵礦產(chǎn)的產(chǎn)量過半甚至更多，僅由少數(shù)幾國把持，而全球其他國家和地區(qū)則扮演著依賴者的角色。
以2022年數(shù)據(jù)為例，據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)顯示，全球稀土產(chǎn)量總計30萬噸，其中中國、美國與澳大利亞三國的總產(chǎn)量占據(jù)了90%的市場份額，中國單國產(chǎn)量更是高達全球總量的70%。類似的，剛果民主共和國貢獻了全球70%的鈷產(chǎn)量；澳大利亞、智利與中國三國掌握了全球90%的鋰金屬生產(chǎn)；而中國、俄羅斯與塔吉克斯坦三國則控制了全球88%的銻金屬產(chǎn)出。
全球關(guān)鍵礦產(chǎn)的供應(yīng)格局極度依賴少數(shù)國家，這一現(xiàn)實讓國際市場的穩(wěn)定性和可靠性面臨嚴峻考驗。近年來，隨著中美貿(mào)易爭端與全球疫情的雙重沖擊，加劇了各國對關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈集中度的擔(dān)憂。尤為引人關(guān)注的是，中國在關(guān)鍵礦產(chǎn)的開采、加工、制造乃至應(yīng)用領(lǐng)域，已達到世界領(lǐng)先水平，這一事實激起了美國等國的深切憂慮，促使全球范圍內(nèi)圍繞關(guān)鍵礦產(chǎn)的爭奪戰(zhàn)悄然升級。
面對這一局勢，各國正積極尋求策略，以期減少對單一供應(yīng)源的依賴，保障自身在能源轉(zhuǎn)型與高科技制造領(lǐng)域的供應(yīng)鏈安全，以美國和歐盟的做法最為典型：
美國方面，2022年6月，美國主導(dǎo)下成立了礦產(chǎn)安全伙伴關(guān)系（MSP），成員包括澳大利亞、加拿大、芬蘭、法國、德國、日本、韓國、瑞典、英國以及歐盟，共同致力于構(gòu)建一個排除中國在內(nèi)的關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈，目的是削弱中國在該領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。
MSP被形象地比喻為“金屬北約”，其成立標(biāo)志著關(guān)鍵礦產(chǎn)的競爭已從單純的市場較量轉(zhuǎn)變?yōu)榈鼐壵蔚牟┺?。這是繼美國在2017年和2019年發(fā)布全面政府戰(zhàn)略，以及將關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)列為影響國家安全四大風(fēng)險之一后的又一重大舉措。美國及其盟友通過MSP這一平臺，意在集體應(yīng)對中國在關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈中的影響力，確保西方國家在這些資源上的安全和獨立性。這一行動體現(xiàn)了關(guān)鍵礦產(chǎn)在全球政治經(jīng)濟中的重要性日益提升，成為國際戰(zhàn)略競爭的新焦點。歐盟、日本、澳大利亞和加拿大等發(fā)達國家和地區(qū)紛紛響應(yīng)，不僅各自發(fā)布了本國或地區(qū)的戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)政策和清單，還積極參與到美國領(lǐng)導(dǎo)的MSP中，共同構(gòu)建了一個旨在對抗中國主導(dǎo)地位的國際聯(lián)盟。
歐盟方面，則是積極推動《關(guān)鍵原材料法案》的立法工作。俄烏戰(zhàn)爭給歐盟上的最深刻的一課，是對關(guān)鍵的產(chǎn)業(yè)構(gòu)建安全可控的本土供應(yīng)鏈，避免再次出現(xiàn)對第三國供應(yīng)鏈的集中和過度依賴，盡可能防控地緣政治等不穩(wěn)定因素對本土產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)險。
歐盟提出，關(guān)鍵原材料對歐盟具有重要經(jīng)濟意義，但來源集中且缺乏優(yōu)質(zhì)、實惠的替代品，具有較高的供應(yīng)中斷風(fēng)險，需要構(gòu)建安全、多樣化、負擔(dān)得起和可持續(xù)的關(guān)鍵原材料供應(yīng)體系，減少對外依賴，并重點關(guān)注稀土、鋰等關(guān)鍵技術(shù)原材料的開采、精煉、加工和回收全過程。
根據(jù)歐委會測算，預(yù)計到2030年，歐盟對稀土金屬的需求將增長6倍，對鋰的需求預(yù)計將增長12倍，到2050 年歐盟對稀土金屬的需求將增長7倍，對鋰的需求將增長21倍。因此，法案提出，到2030年，每年在歐盟本土至少開采10%、加工40%和回收25%的關(guān)鍵原材料；同時，在任何加工階段，來自單一第三方國家的戰(zhàn)略原材料年消費量不應(yīng)超過歐盟的65%，并且加強貿(mào)易關(guān)系，強化在關(guān)鍵原材料上的國際戰(zhàn)略伙伴關(guān)系合作，建立以歐盟為中心的CRM Club（全球關(guān)鍵原材料俱樂部），確保使歐盟關(guān)鍵原材料進口多元化。
2024年4月5日，MSP成員與哈薩克斯坦、納米比亞、烏克蘭和烏茲別克斯坦宣布啟動礦產(chǎn)安全伙伴關(guān)系論壇(MSP 論壇)，而歐盟宣布CRM Club正式成為MSP論壇的正式組成部分，象征著歐盟和美國進一步深化了在關(guān)鍵礦產(chǎn)上的合作關(guān)系。
圖3，關(guān)鍵原材料法案中的戰(zhàn)略原材料清單 來源：歐盟理事會 制圖：王寧
確保供應(yīng)鏈安全：措施及建議
中國在全球關(guān)鍵礦產(chǎn)領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著的資源優(yōu)勢與產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，不僅在多種礦產(chǎn)的開采、加工和制造上占據(jù)主導(dǎo)地位，而且在下游應(yīng)用如晶圓和電池生產(chǎn)上也處于世界前列。
具體而言，中國在鎵、鎂、鎢、稀土、銻等礦產(chǎn)的開采上擁有絕對優(yōu)勢，其產(chǎn)量占全球比例極高，例如鎵和鎂產(chǎn)量分別達全球的90%以上。中國在鈷的開采上雖非第一，但得益于在剛果（金）的投資，實際上控制著大部分鈷資源。加工環(huán)節(jié)中，中國在稀土、鈷、鋰等關(guān)鍵礦產(chǎn)加工上占據(jù)絕對份額，例如在稀土加工上占比達89%。在制造業(yè)市場，中國在鈷、鋰、稀土、硅等關(guān)鍵礦產(chǎn)產(chǎn)品的制造上占據(jù)主導(dǎo)地位，特別是在晶圓和鋰電池產(chǎn)能上，中國分別占據(jù)全球90%以上和近80%的市場份額。
然而，中國在關(guān)鍵礦產(chǎn)領(lǐng)域的優(yōu)勢也伴隨著一定的挑戰(zhàn)。
一方面，國際地緣安全對中國的礦產(chǎn)供應(yīng)鏈影響較深，由于對海外關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈的較強依賴，使中國的關(guān)鍵礦產(chǎn)其面臨多重安全威脅，尤其是運輸通道受制于人的困境尚未解決，如海上航線的不確定性，馬六甲海峽、蘇伊士運河等地的潛在封鎖風(fēng)險，到陸上走廊的脆弱性，如中亞、南亞地區(qū)的地緣政治緊張局勢，都可能成為關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈中的“阿喀琉斯之踵”。
近年來，中國對關(guān)鍵礦產(chǎn)的消費需求持續(xù)上升，目前已成為全球最大的礦產(chǎn)消費國和進口國。2021年中國有20種礦產(chǎn)的消費量超過全球總量的一半，24種礦產(chǎn)依賴進口，其中16種礦產(chǎn)的對外依存度超過50%，11種礦產(chǎn)進口量超過消費量的70%，包括鈾、鐵、錳、鉻、銅、鎳、鈷、石油、鋰、鈮和鉑族等。
隨著需求的增長，中國可能面臨供需倒置的風(fēng)險，如稀土領(lǐng)域，盡管我們是主要供應(yīng)國，但同時已成為全球最大的進口國；對于鈷而言，由于主要產(chǎn)地剛果（金）和物流樞紐南非的政治經(jīng)濟社會局勢等非經(jīng)濟因素的影響，鈷礦的安全穩(wěn)定供應(yīng)受到嚴峻挑戰(zhàn)；中國鋰礦儲量雖然排名全球第四位，但是中國鋰礦品位[2]較低，且受環(huán)保政策和技術(shù)水平的制約等因素，導(dǎo)致國內(nèi)的鋰礦供應(yīng)難以完全滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，故長期依賴進口也是中國鋰礦產(chǎn)業(yè)的特點和軟肋。
另一方面，中國的關(guān)鍵礦產(chǎn)精煉加工優(yōu)勢地位可能受到挑戰(zhàn)。中國在礦產(chǎn)精煉加工環(huán)節(jié)占據(jù)絕對優(yōu)勢地位，但全球的主要精煉加工品需求和下游消費市場仍然集中在美國、歐盟等地。當(dāng)前，美國、歐盟等正通過建立關(guān)鍵礦產(chǎn)伙伴關(guān)系、本土化生產(chǎn)要求和去風(fēng)險等措施，意圖加強自身及其盟友在關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈的產(chǎn)能控制權(quán)及定價權(quán)，進一步削弱對中國關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈的依賴，雖然美國和歐盟等由于環(huán)保、人力資源、能源成本等因素，可能出現(xiàn)關(guān)鍵礦產(chǎn)發(fā)展目標(biāo)與進度不一致的情況，但由于各國都逐漸重視關(guān)鍵礦產(chǎn)對于產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的重要性，可能導(dǎo)致部分出口國傾向于減少關(guān)鍵礦產(chǎn)出口，轉(zhuǎn)而支持在本地建設(shè)精煉加工產(chǎn)能，會對中國的部分關(guān)鍵礦產(chǎn)精煉加工優(yōu)勢造成影響。
由于中國的部分關(guān)鍵礦產(chǎn)資源稟賦不占優(yōu)，疊加礦產(chǎn)的產(chǎn)能調(diào)節(jié)速度與產(chǎn)業(yè)的需求變化速度存在不一致的情況，因此短期內(nèi)，依賴海外礦產(chǎn)資源的現(xiàn)狀可能難以改變，而面對地緣政治挑戰(zhàn)，西方國家尤其是美國，正通過整合關(guān)鍵礦產(chǎn)資源，構(gòu)建一個將中國排除在外的供應(yīng)鏈體系，意在削弱中國在全球關(guān)鍵礦產(chǎn)市場上的主導(dǎo)地位。這一動向不僅對中國的供應(yīng)鏈安全構(gòu)成威脅，也影響到中國在全球經(jīng)濟和科技領(lǐng)域的競爭力。為應(yīng)對以上挑戰(zhàn)，需從以下六個方面著手：
1.加快國內(nèi)關(guān)鍵礦產(chǎn)的勘探與開發(fā)：中國擁有豐富的礦產(chǎn)資源，但在關(guān)鍵礦產(chǎn)的勘探與開發(fā)方面仍存在不足。通過加大國內(nèi)勘探力度，特別是針對鈷、鋰、鎳、稀土元素等關(guān)鍵礦產(chǎn)，可以提高國內(nèi)自給率，減少對國外資源的依賴。同時，利用人工智能等新技術(shù)，通過集成衛(wèi)星遙感圖像、地質(zhì)構(gòu)造數(shù)據(jù)、土壤樣品分析結(jié)果等多種數(shù)據(jù)源可以提高礦產(chǎn)開采效率和資源利用率，對保障國家資源安全具有重要意義。
2.加強政策協(xié)調(diào)，確保先進礦產(chǎn)產(chǎn)能發(fā)展：礦產(chǎn)的開采和加工是高耗能行業(yè)，在發(fā)展的過程中，應(yīng)當(dāng)與能耗“雙控”、生態(tài)環(huán)境保護、碳排放控制等政策形成有效的協(xié)同。在管理中，建議在政策設(shè)置中，區(qū)別“落后產(chǎn)能”與國家未來發(fā)展重要戰(zhàn)略性資源的“先進產(chǎn)能”，強化綠色礦山建設(shè)，通過精細化的政策引導(dǎo)和管理，確保中國的關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈的有序和安全發(fā)展。
3.優(yōu)化海外供應(yīng)鏈布局，推動關(guān)鍵礦產(chǎn)領(lǐng)域的國際合作：中國需要在海外關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的獲取上采取更為多元化的策略，減少對單一國家或地區(qū)的依賴。通過與資源豐富的國家建立長期穩(wěn)定的合作關(guān)系，共同開發(fā)礦產(chǎn)資源，不僅可以確保資源的穩(wěn)定供給，還能通過國際合作增強供應(yīng)鏈的韌性。同時，中國應(yīng)積極參與國際礦產(chǎn)治理規(guī)則的制定，提升在全球礦產(chǎn)供應(yīng)鏈中的話語權(quán)。
4.加大研發(fā)投入，尋找關(guān)鍵礦產(chǎn)的替代材料：科技創(chuàng)新是破解關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)瓶頸的關(guān)鍵。中國應(yīng)加大在新材料、新技術(shù)方面的研發(fā)投入，尋找關(guān)鍵礦產(chǎn)的替代品，減少對特定礦產(chǎn)的依賴。尤其在科學(xué)智能（AI for Science）的戰(zhàn)略布局方面，例如，在尋找鋰離子電池關(guān)鍵礦產(chǎn)（如鋰、鈷）的替代材料方面，通過模擬和計算，AI幫助發(fā)現(xiàn)了幾種含鈉的化合物，它們在理論上具有與鋰相似的電化學(xué)性能，但資源更為豐富，且分布更廣泛，這為開發(fā)低成本、高性能的鈉離子電池奠定了基礎(chǔ)。此外發(fā)展高效的磁性材料，降低對稀土元素的需求也是重要命題?；诳茖W(xué)智能的材料設(shè)計方法，不僅有助于減少對關(guān)鍵礦產(chǎn)的依賴，也為能源存儲技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展開辟了新的路徑。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，中國可以提升產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控性，增強在全球競爭中的優(yōu)勢。
5.提高資源回收和再利用率，減輕對原生資源的依賴：循環(huán)經(jīng)濟是減輕對關(guān)鍵礦產(chǎn)依賴的有效途徑。中國應(yīng)大力發(fā)展資源回收和再利用產(chǎn)業(yè)，提高關(guān)鍵礦產(chǎn)的循環(huán)利用率。例如，建立完善的廢舊電池回收體系，提高鋰、鈷、鎳等電池材料的回收率；加強對電子廢棄物的回收處理，從中提取有價值的金屬。這不僅能減少對原生資源的開采，還有助于緩解環(huán)境污染問題。
6.制定和執(zhí)行嚴格的環(huán)境、社會和治理（ESG）標(biāo)準(zhǔn)：在關(guān)鍵礦產(chǎn)的開采和加工活動中，中國國應(yīng)嚴格執(zhí)行高標(biāo)準(zhǔn)的ESG要求，確保資源開發(fā)活動的可持續(xù)性。這包括減少礦產(chǎn)開采對生態(tài)環(huán)境的影響，保障當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的權(quán)益，以及提升礦產(chǎn)加工過程中的安全和健康標(biāo)準(zhǔn)。通過實施嚴格的ESG標(biāo)準(zhǔn)，中國可以樹立負責(zé)任的大國形象，贏得國際社會的信任和支持，同時也為全球礦產(chǎn)資源的可持續(xù)利用做出貢獻。
