作為現(xiàn)代工業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的基石,關鍵礦產(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、銅和稀土元素等關鍵礦產(chǎn)資源,成為了連接過去與未來的橋梁。圍繞關鍵礦產(chǎn)資源的爭奪,將對全球清潔產(chǎn)業(yè)格局和供應鏈韌性產(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,試圖多元化關鍵礦產(chǎn)來源,削弱中國在關鍵礦產(chǎn)領域的領導地位。以美國推動成立礦產(chǎn)安全伙伴關系(MSP)為標志,地緣政治正在成為影響關鍵礦產(chǎn)競爭不可忽視的因素。
中國在多個領域關鍵礦產(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,仍然面臨不小的風險,部分關鍵礦產(chǎn)資源對外依存度較高,中國仍需多方施策,積極應對。
能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型:從燃料密集型到礦物密集型
關鍵礦產(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)展的目標下,電動汽車產(chǎn)量和銷量的提升,帶動了相關電池產(chǎn)能的迅速增長,進而拉高了對鋰、鎳、鈷、錳和石墨等關鍵礦產(chǎn)的需求,而鋰、鎳、鈷等關鍵礦產(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,如風能、太陽能光伏等,比基于化石燃料的技術更需要關鍵礦產(chǎn)。太陽能光伏板的高效運作離不開硅;而陸上風力發(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,廣泛應用于風力發(fā)電機和電動汽車的電動機中。此外,銅和鋁對于構建強大的電力網(wǎng)絡至關重要,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,關鍵礦產(chǎn)這一不可再生資源的重要性越來越凸顯。
關鍵礦產(chǎn)爭奪:重塑全球產(chǎn)業(yè)格局
關鍵礦產(chǎn)作為能源轉(zhuǎn)型與尖端制造的核心要素,其穩(wěn)定的供應鏈對保障國家經(jīng)濟安全與科技進步至關重要,關鍵礦產(chǎn)的供應安全和可持續(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。
全球關鍵礦產(chǎn)的供應格局極度依賴少數(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,加劇了各國對關鍵礦產(chǎn)供應鏈集中度的擔憂。尤為引人關注的是,中國在關鍵礦產(chǎn)的開采、加工、制造乃至應用領域,已達到世界領先水平,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源的依賴,保障自身在能源轉(zhuǎn)型與高科技制造領域的供應鏈安全,以美國和歐盟的做法最為典型:
美國方面,2022年6月,美國主導下成立了礦產(chǎn)安全伙伴關系(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,共同致力于構建一個排除中國在內(nèi)的關鍵礦產(chǎn)供應鏈,目的是削弱中國在該領域的主導地位。
MSP被形象地比喻為“金屬北約”,其成立標志著關鍵礦產(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,以及將關鍵礦產(chǎn)供應列為影響國家安全四大風險之一后的又一重大舉措。美國及其盟友通過MSP這一平臺,意在集體應對中國在關鍵礦產(chǎn)供應鏈中的影響力,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,不僅各自發(fā)布了本國或地區(qū)的戰(zhàn)略性關鍵礦產(chǎn)政策和清單,還積極參與到美國領導的MSP中,共同構建了一個旨在對抗中國主導地位的國際聯(lián)盟。
歐盟方面,則是積極推動《關鍵原材料法案》的立法工作。俄烏戰(zhàn)爭給歐盟上的最深刻的一課,是對關鍵的產(chǎn)業(yè)構建安全可控的本土供應鏈,避免再次出現(xiàn)對第三國供應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)展的風險。
歐盟提出,關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,具有較高的供應中斷風險,需要構建安全、多樣化、負擔得起和可持續(xù)的關鍵原材料供應體系,減少對外依賴,并重點關注稀土、鋰等關鍵技術原材料的開采、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超過歐盟的65%,并且加強貿(mào)易關系,強化在關鍵原材料上的國際戰(zhàn)略伙伴關系合作,建立以歐盟為中心的CRM Club(全球關鍵原材料俱樂部),確保使歐盟關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鍵礦產(chǎn)上的合作關系。
圖3,關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
中國在全球關鍵礦產(chǎn)領域展現(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)主導地位,而且在下游應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、硅等關鍵礦產(chǎn)產(chǎn)品的制造上占據(jù)主導地位,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,中國在關鍵礦產(chǎn)領域的優(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)供應鏈影響較深,由于對海外關鍵礦產(chǎn)供應鏈的較強依賴,使中國的關鍵礦產(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,都可能成為關鍵礦產(chǎn)供應鏈中的“阿喀琉斯之踵”。
近年來,中國對關鍵礦產(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險,如稀土領域,盡管我們是主要供應國,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)保政策和技術水平的制約等因素,導致國內(nèi)的鋰礦供應難以完全滿足產(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。當前,美國、歐盟等正通過建立關鍵礦產(chǎn)伙伴關系、本土化生產(chǎn)要求和去風險等措施,意圖加強自身及其盟友在關鍵礦產(chǎn)供應鏈的產(chǎn)能控制權及定價權,進一步削弱對中國關鍵礦產(chǎn)供應鏈的依賴,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)關鍵礦產(chǎn)發(fā)展目標與進度不一致的情況,但由于各國都逐漸重視關鍵礦產(chǎn)對于產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的重要性,可能導致部分出口國傾向于減少關鍵礦產(chǎn)出口,轉(zhuǎn)而支持在本地建設精煉加工產(chǎn)能,會對中國的部分關鍵礦產(chǎn)精煉加工優(yōu)勢造成影響。
由于中國的部分關鍵礦產(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,正通過整合關鍵礦產(chǎn)資源,構建一個將中國排除在外的供應鏈體系,意在削弱中國在全球關鍵礦產(chǎn)市場上的主導地位。這一動向不僅對中國的供應鏈安全構成威脅,也影響到中國在全球經(jīng)濟和科技領域的競爭力。為應對以上挑戰(zhàn),需從以下六個方面著手:
1.加快國內(nèi)關鍵礦產(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,通過集成衛(wèi)星遙感圖像、地質(zhì)構造數(shù)據(jù)、土壤樣品分析結果等多種數(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,應當與能耗“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,通過精細化的政策引導和管理,確保中國的關鍵礦產(chǎn)供應鏈的有序和安全發(fā)展。
3.優(yōu)化海外供應鏈布局,推動關鍵礦產(chǎn)領域的國際合作:中國需要在海外關鍵礦產(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鏈的韌性。同時,中國應積極參與國際礦產(chǎn)治理規(guī)則的制定,提升在全球礦產(chǎn)供應鏈中的話語權。
4.加大研發(fā)投入,尋找關鍵礦產(chǎn)的替代材料:科技創(chuàng)新是破解關鍵礦產(chǎn)供應瓶頸的關鍵。中國應加大在新材料、新技術方面的研發(fā)投入,尋找關鍵礦產(chǎn)的替代品,減少對特定礦產(chǎn)的依賴。尤其在科學智能(AI for Science)的戰(zhàn)略布局方面,例如,在尋找鋰離子電池關鍵礦產(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。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智能的材料設計方法,不僅有助于減少對關鍵礦產(chǎn)的依賴,也為能源存儲技術的可持續(xù)發(fā)展開辟了新的路徑。通過不斷的技術創(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)濟是減輕對關鍵礦產(chǎn)依賴的有效途徑。中國應大力發(fā)展資源回收和再利用產(chǎn)業(yè),提高關鍵礦產(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)標準:在關鍵礦產(chǎn)的開采和加工活動中,中國國應嚴格執(zhí)行高標準的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?shù)厣鐓^(qū)的權益,以及提升礦產(chǎn)加工過程中的安全和健康標準。通過實施嚴格的ESG標準,中國可以樹立負責任的大國形象,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。
原標題:爭奪關鍵礦產(chǎn):能源轉(zhuǎn)型視角下的資源安全與經(jīng)濟命脈