中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)訊 稀土是17種元素的總稱，并主要按原子序數(shù)分為輕稀土和重稀土。稀土元素電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相近，但物理性質(zhì)差異明顯，使得其在新材料領(lǐng)域的應(yīng)用具有顯著差異。其中，鑭、鈰元素主要用于玻璃陶瓷、拋光、照明、儲(chǔ)氫、石油和汽車尾氣催化、冶金工業(yè)等領(lǐng)域；釔、銪元素多用于照明、高清顯示、核工業(yè)等領(lǐng)域；釹、鐠、鏑、鋱、釤主要用于永磁部門，是制造風(fēng)機(jī)、電動(dòng)汽車、節(jié)能家電、機(jī)器人等產(chǎn)品不可或缺的重要元素；釓元素具有高度的順磁性，常用作核磁共振成像的顯影劑。稀土元素以其優(yōu)異的磁學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等特性，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，涉及航空、信息、電子、能源、交通、醫(yī)療等10多個(gè)領(lǐng)域的40多個(gè)行業(yè)，是支撐戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵材料的基礎(chǔ)。

【資料圖】

當(dāng)前，新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電、人工智能等相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，以及新材料技術(shù)革命和應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，帶動(dòng)了全球稀土資源需求量的增長(zhǎng)。稀土已經(jīng)成為全球競(jìng)爭(zhēng)最為熱點(diǎn)的關(guān)鍵礦產(chǎn)之一，近年稀土資源缺口都在10%以上。研究人員預(yù)測(cè)了未來(lái)多情景下全球稀土需求，發(fā)現(xiàn)汽車、風(fēng)電等對(duì)需求將產(chǎn)生重要影響：汽車電動(dòng)化將使鏑、釹等的需求迅速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2035年將分別增長(zhǎng)7倍和26倍；風(fēng)電、光伏等清潔電力對(duì)釹、鐠、鏑等元素的需求量將比化石燃料發(fā)電增加15%—43%。而節(jié)能燈及平板顯示器等增長(zhǎng)趨緩，未來(lái)對(duì)銪的需求將呈下降的態(tài)勢(shì)。以上研究均表明，未來(lái)全球稀土需求將維持增長(zhǎng)的趨勢(shì)，但各元素將呈現(xiàn)分異態(tài)勢(shì)。

美國(guó)、歐盟、日本等已將稀土戰(zhàn)略從總體上考慮轉(zhuǎn)為基于元素視角，制定了精細(xì)化的安全政策：根據(jù)稀土元素供需差異性，調(diào)整關(guān)鍵礦產(chǎn)清單中的稀土元素品種，并要求相關(guān)部門評(píng)估這些材料的供應(yīng)商和替代物，旨在確保能夠獲得充足的供應(yīng)，以滿足國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。面對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家稀土精細(xì)化管理的趨勢(shì)，中國(guó)現(xiàn)有稀土管理體系已不適應(yīng)當(dāng)前全球稀土競(jìng)爭(zhēng)新格局，亟須調(diào)整管理措施與方案。如何基于全產(chǎn)業(yè)鏈視角，制定中國(guó)稀土元素管理和平衡利用策略，成為維持中國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、保障國(guó)家稀土供需安全的關(guān)鍵性問題。

中國(guó)稀土供需格局演變

中國(guó)是全球最大稀土供應(yīng)國(guó)，但當(dāng)前地位已顯著下降

中國(guó)是全球稀土供應(yīng)的絕對(duì)主體。2000—2020年，全球累計(jì)生產(chǎn)稀土272.7萬(wàn)噸（稀土氧化物，下同）（圖1），其中，中國(guó)累計(jì)生產(chǎn)稀土227.0萬(wàn)噸，占全球生產(chǎn)總量的83.3%。中國(guó)稀土累計(jì)產(chǎn)量分別是美國(guó)稀土累計(jì)產(chǎn)量的19.3倍，澳大利亞的18.4倍。

2020年，全球稀土產(chǎn)量24.5萬(wàn)噸，其中，中國(guó)稀土產(chǎn)量14.0萬(wàn)噸，約占全球的57.2%，較2000年下降了30個(gè)百分點(diǎn)。這主要是因?yàn)榻昝绹?guó)、澳大利亞等國(guó)正在快速恢復(fù)本土供應(yīng)能力，緬甸等東南亞國(guó)家新增供應(yīng)能力迅速增長(zhǎng)。2020年，除中國(guó)外其他國(guó)家產(chǎn)量全球占比已上升至42.8%，其中美國(guó)、緬甸、澳大利亞產(chǎn)量占比分別達(dá)到15.9%、12.7%、8.6%。全球稀土供應(yīng)已趨于多元化。但值得注意的是，由于沒有冶煉分離產(chǎn)能，美國(guó)、緬甸的稀土礦幾乎全部出口到中國(guó)進(jìn)行加工，中國(guó)在全球供應(yīng)鏈中依然保持很強(qiáng)的主導(dǎo)作用。未來(lái)全球稀土多元化供應(yīng)的演變趨勢(shì)，取決于境外冶煉分離產(chǎn)能的建設(shè)。

近20年中國(guó)輕稀土供應(yīng)翻番，重稀土供應(yīng)不增反降

中國(guó)稀土供應(yīng)主要來(lái)自內(nèi)蒙古白云鄂博礦、四川和山東氟碳鈰礦、南方離子吸附型稀土礦。近年來(lái)，內(nèi)蒙古白云鄂博礦、四川和山東氟碳鈰礦的開采配額逐步提升，2020年開采配額分別為7.4萬(wàn)噸和4.7萬(wàn)噸。當(dāng)前，南方離子吸附型稀土礦受制于環(huán)保約束，大部分礦山處于半停產(chǎn)或停產(chǎn)狀態(tài)，實(shí)際開采量未達(dá)到配額指標(biāo)。2020年，中國(guó)輕稀土產(chǎn)量12.1萬(wàn)噸，重稀土1.9萬(wàn)噸，與2000年相比，輕稀土增加了78.2%，重稀土減少38.4%。

同時(shí)，中國(guó)稀土元素的供應(yīng)能力也發(fā)生較大變化：輕稀土供應(yīng)量翻番，重稀土供應(yīng)量不增反降。2000—2020年，鑭、鈰、鐠、釹產(chǎn)量增長(zhǎng)75.5%—118.9%，2020年分別達(dá)到3.5萬(wàn)噸、5.9萬(wàn)噸、0.9萬(wàn)噸、2.5萬(wàn)噸。而釓、鏑、釔產(chǎn)量較2005年峰值分別下降了34.8%—43.9%，2020年分別下降到0.2萬(wàn)噸、0.1萬(wàn)噸、0.5萬(wàn)噸（圖2）。

稀土消費(fèi)增長(zhǎng)迅速，元素間消費(fèi)趨勢(shì)差異明顯

中國(guó)是全球最大的稀土消費(fèi)國(guó)，2020年消費(fèi)量為15.2萬(wàn)噸（稀土氧化物，下同），占全球消費(fèi)的64.4%，與2000年相比增長(zhǎng)了6.5倍。2000年以前，機(jī)械、冶金和石油化工領(lǐng)域是其主要消費(fèi)部門；而進(jìn)入21世紀(jì)后，稀土材料技術(shù)發(fā)展日新月異，永磁、拋光、發(fā)光、催化、儲(chǔ)氫材料開始涌現(xiàn)并迅猛發(fā)展，特別是應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、電動(dòng)汽車等新興產(chǎn)業(yè)的稀土永磁材料，消費(fèi)占比從2000年的17%迅速攀升至2020年的45%。

2020年中國(guó)稀土消費(fèi)中輕稀土元素和重稀土元素分別約占95.3%和4.7%。與2000年相比，鑭、鈰、鐠、釹、釤、釓、鋱、鏑的消費(fèi)量增長(zhǎng)了3—19倍；銪、釔消費(fèi)受照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)變影響迅速下降，2020年消費(fèi)量不足2010年的1/3（圖3）。2000—2020年，中國(guó)稀土累計(jì)消費(fèi)159.1萬(wàn)噸，其中絕大多數(shù)為輕稀土元素，重稀土元素占比不足7%。

未來(lái)鐠釹鏑等元素需求增長(zhǎng)明顯，供需形勢(shì)緊張

依據(jù)稀土歷史消費(fèi)數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)資料、實(shí)地調(diào)研、專家咨詢等，設(shè)定在3種情景^④下預(yù)測(cè)2021—2040年我國(guó)稀土元素需求。研究顯示，預(yù)計(jì)到2040年，低、中、高3種情景下，我國(guó)稀土需求量將分別增長(zhǎng)至46.6萬(wàn)噸、85.8萬(wàn)噸、119.0萬(wàn)噸，較2020年分別增加到3.1倍、5.6倍、7.8倍（圖4a）。而以近5年中國(guó)稀土供應(yīng)增長(zhǎng)計(jì)算，2040年中國(guó)稀土的可供量為44.2萬(wàn)噸（圖4a），均難以滿足上述情景下的稀土需求，中國(guó)稀土將出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。從稀土元素來(lái)看（圖4b），鑭、鈰、釤和鋱僅能滿足低、中情景下的需求；鐠、釹和鏑在3種情景下將出現(xiàn)資源短缺，而銪和釔過剩。

低情景下，2040年中國(guó)稀土元素僅鐠、釹和鏑出現(xiàn)供給缺口，短缺38.5%—67.5%。中情景下，永磁將成為稀土消費(fèi)的最主要領(lǐng)域。未來(lái)節(jié)能家電、電動(dòng)汽車、風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)氫等低碳能源技術(shù)將成為驅(qū)動(dòng)稀土元素快速增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?，鐠、釹、釓、鏑4種元素的未來(lái)需求量快速增長(zhǎng)，2021—2040年累計(jì)需求量分別為101.6、301.5、8.5、21.0萬(wàn)噸，是過去20年累積消費(fèi)的7倍以上，這些元素將出現(xiàn)嚴(yán)重的資源短缺。而受照明技術(shù)變革的影響，銪、釔需求將持續(xù)低迷，2040年需求不足供給量的20%。高情景下，中國(guó)稀土元素短缺的種類進(jìn)一步增加，鑭、鈰也將出現(xiàn)供應(yīng)不足，2040年其供給缺口分別為22.7%、62.9%。

中國(guó)稀土面臨的問題與挑戰(zhàn)

中國(guó)稀土元素供需形勢(shì)各異：供應(yīng)不足和過剩并存

稀土作為多元素共/伴生礦產(chǎn)，共同生產(chǎn)但各為所用，因此各元素的供給和需求態(tài)勢(shì)不盡相同。受終端應(yīng)用產(chǎn)業(yè)影響，鐠、釹、鏑、鋱等與永磁密切相關(guān)的元素消費(fèi)增長(zhǎng)迅猛，而主要應(yīng)用到玻璃陶瓷、拋光、照明領(lǐng)域的鑭、銪等元素消費(fèi)增長(zhǎng)較慢。稀土供應(yīng)端各元素同步增長(zhǎng)，需求端消費(fèi)增長(zhǎng)各不相同，致使中國(guó)稀土各元素的生產(chǎn)和需求不匹配，具有較大差異性。2020年，鑭、鈰、釤、銪、釔過剩，其中鑭、鈰產(chǎn)量是消費(fèi)量的1.5倍左右，銪產(chǎn)量是消費(fèi)的10倍之多！而鐠、釹、鏑等國(guó)內(nèi)產(chǎn)量不能滿足需求，其中重稀土元素鏑供需缺口近80%，輕稀土元素鐠、釹供需缺口在40%以上。中國(guó)供應(yīng)不足的重稀土元素主要來(lái)自緬甸等東南亞國(guó)家，2020年從緬甸進(jìn)口離子吸附型礦已超過國(guó)內(nèi)離子型礦產(chǎn)量，成為主要的補(bǔ)充源。預(yù)計(jì)到2040年，除銪和釔過剩、鑭和鈰供需幾乎平衡外，而其他元素將全面出現(xiàn)供應(yīng)不足的情形，特別是鐠、釹、鏑等缺口均在80%以上。

美西方積極自建稀土供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，將減少對(duì)中國(guó)的依賴

目前，全球稀土已形成兩條供應(yīng)鏈：一條是以中國(guó)為核心的稀土供應(yīng)鏈，另一條是以美國(guó)、澳大利亞、日本為核心的稀土供應(yīng)鏈。美西方國(guó)家為擺脫對(duì)中國(guó)稀土供應(yīng)的依賴，通過上/下游整合，已形成Mountain Pass礦（美國(guó)）+Mount Weld礦（澳大利亞）+Lamp工廠（馬來(lái)西亞）年產(chǎn)量近6萬(wàn)噸稀土礦和近2萬(wàn)噸冶煉分離產(chǎn)品的采選分離供應(yīng)鏈；再結(jié)合美國(guó)、日本原有的稀土功能材料研發(fā)、制造和應(yīng)用能力，已初步建成獨(dú)立于中國(guó)的稀土供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈。未來(lái)，隨著全球稀土項(xiàng)目的開發(fā)，特別是美國(guó)本土冶煉分離項(xiàng)目的推進(jìn)，該供應(yīng)鏈供應(yīng)能力將進(jìn)一步加強(qiáng)。

另外，美西方還努力推進(jìn)二次資源回收體系的構(gòu)建，一些國(guó)家已開展了部分稀土產(chǎn)品的回收試驗(yàn)與嘗試。在稀土二次回收領(lǐng)域，德國(guó)、比利時(shí)、丹麥、日本等國(guó)家的回收企業(yè)已走出實(shí)驗(yàn)室階段。根據(jù)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心評(píng)估結(jié)果，2020年全球稀土二次回收潛力約10.8萬(wàn)噸，如果二次回收潛力按50%實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，可滿足全球約1/5的稀土需求。美國(guó)、日本、歐盟稀土二次回收潛力已接近或超過年消費(fèi)。美西方國(guó)家稀土資源二次資源實(shí)現(xiàn)規(guī)?；厥蘸髮⒋蠓档蛯?duì)一次資源的依賴。

中國(guó)擁有全球最完整稀土產(chǎn)業(yè)鏈，但中高端應(yīng)用技術(shù)薄弱

中國(guó)已建立了完整的稀土資源分離與提取、冶金與加工、高附加值器件的工業(yè)體系，可以生產(chǎn)400多個(gè)品種、1000多個(gè)規(guī)格的稀土產(chǎn)品。中國(guó)稀土礦的加工量占全球85%以上；但從與美國(guó)、日本稀土產(chǎn)品貿(mào)易的種類中可以看出，中國(guó)在稀土產(chǎn)業(yè)鏈中，主要承擔(dān)了稀土精礦加工、冶煉與初級(jí)產(chǎn)品加工的角色。稀土產(chǎn)業(yè)鏈表現(xiàn)為前強(qiáng)后弱：采選、冶煉環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，中端稀土功能材料接近世界水平，高端應(yīng)用與國(guó)外先進(jìn)水平還有不少差距。

中國(guó)是稀土生產(chǎn)大國(guó)，但不是稀土高科技強(qiáng)國(guó)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高附加值稀土功能材料不多，產(chǎn)業(yè)鏈后端極易受到國(guó)外相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的限制。例如，日本在稀土磁粉及稀土磁性材料器件制備，美國(guó)在受激發(fā)射器件、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件等下游高技術(shù)領(lǐng)域均擁有絕對(duì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。隨著中國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)橄⊥临Y源進(jìn)口國(guó)，將進(jìn)一步強(qiáng)化其稀土產(chǎn)業(yè)上游的屬性，而缺乏下游器件終端應(yīng)用的拉動(dòng)，將迫使中國(guó)亟須在新興稀土器件產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行布局，鞏固在全球的戰(zhàn)略地位。

中國(guó)稀土元素平衡利用的策略與建議

全球稀土資源供需格局正在重塑，基于元素視角的管理策略已成為美西方國(guó)家的戰(zhàn)略方向。中國(guó)作為全球最大的稀土資源國(guó)、生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)和貿(mào)易國(guó)，是唯一能生產(chǎn)全部稀土元素的國(guó)家，也是產(chǎn)業(yè)鏈最齊全的經(jīng)濟(jì)體。新形勢(shì)下，如何能保持資源及產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，并合理利用各種稀土元素，是亟須回答的戰(zhàn)略性問題。本文以稀土元素供需格局為視角，從元素消費(fèi)與生產(chǎn)之間的差異性入手，提出中國(guó)稀土元素平衡利用的策略與建議。

加強(qiáng)元素視角的稀土戰(zhàn)略研究，提升精細(xì)化的決策能力。借鑒美國(guó)、歐盟經(jīng)驗(yàn)，由國(guó)家發(fā)展和改革委等部門牽頭，聯(lián)合科技、資源、工信、商務(wù)和外交等相關(guān)部門部署稀土宏觀戰(zhàn)略研究計(jì)劃，加強(qiáng)基于稀土元素視角的資源、生產(chǎn)、加工、消費(fèi)、回收、貿(mào)易等全產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)科學(xué)研究，建立稀土元素全產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈大數(shù)據(jù)體系，摸清稀土元素的供需格局和競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)，監(jiān)測(cè)全球資源、產(chǎn)業(yè)、市場(chǎng)等重大事件和變化，研判產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)，提前謀劃布局和制定決策方案，為國(guó)家制定稀土精細(xì)化管理提供戰(zhàn)略支撐。

深化稀土全球化合作，鞏固中國(guó)全球供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈地位。美西方國(guó)家正在推動(dòng)稀土全球供應(yīng)鏈格局變化，以減少對(duì)中國(guó)的依賴。此背景下，我國(guó)應(yīng)充分發(fā)揮全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，從勘查手段與規(guī)范、開發(fā)技術(shù)與設(shè)計(jì)、環(huán)境影響與評(píng)估、冶煉技術(shù)與裝備等制定中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，持續(xù)推動(dòng)國(guó)際產(chǎn)業(yè)化合作，為全球稀土需求提供高效穩(wěn)定的中國(guó)方案。在勘查開發(fā)領(lǐng)域，以優(yōu)質(zhì)資源為目標(biāo)，從戰(zhàn)略引導(dǎo)、金融支持等方面鼓勵(lì)參與全球稀土資源項(xiàng)目的合作，特別是東南亞緬甸等國(guó)的重稀土（離子型稀土）項(xiàng)目。在應(yīng)用端研發(fā)、二次回收等方面，加強(qiáng)與歐盟國(guó)家的科技合作與交流，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，深化產(chǎn)業(yè)融合，鞏固我國(guó)在全球供應(yīng)鏈中的主導(dǎo)地位，不斷提升產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)力。

建立產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動(dòng)機(jī)制，優(yōu)化中國(guó)稀土元素均衡利用方案。未來(lái)我國(guó)要避免元素供應(yīng)不足和過剩并存的局面，應(yīng)立足全產(chǎn)業(yè)鏈視角，建立“生產(chǎn)-消費(fèi)-貿(mào)易-儲(chǔ)備”聯(lián)動(dòng)機(jī)制。生產(chǎn)端，以中長(zhǎng)期需求為導(dǎo)向確定總量指標(biāo)，以供需最緊迫的釹、鐠、鏑、釓等元素制定開采總量，既保障稀土需求，又最大可能避免過度開采；消費(fèi)端，要穩(wěn)定短缺元素的進(jìn)口，其中東南亞離子型稀土對(duì)我國(guó)短缺稀土元素的補(bǔ)充至關(guān)重要，同時(shí)要不斷加大對(duì)銪、釔等過剩元素的終端應(yīng)用研發(fā)；貿(mào)易方面，設(shè)置短缺型、均衡型、過剩型3類稀土元素，實(shí)行精細(xì)化調(diào)控管理，通過關(guān)稅調(diào)整、國(guó)家調(diào)控等手段鼓勵(lì)短缺元素進(jìn)口和過剩元素出口；儲(chǔ)備方面，要優(yōu)化“國(guó)家+企業(yè)”的儲(chǔ)備體系建設(shè)等，最大程度實(shí)現(xiàn)稀土各元素之間的均衡利用。

（作者：代濤、高天明、文博杰，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院?！吨袊?guó)科學(xué)院院刊》供稿）

關(guān)鍵詞： 稀土元素