中國網/中國發(fā)展門戶網訊 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。稀土元素電子結構和化學性質相近，但物理性質差異明顯，使得其在新材料領域的應用具有顯著差異。其中，鑭、鈰元素主要用于玻璃陶瓷、拋光、照明、儲氫、石油和汽車尾氣催化、冶金工業(yè)等領域；釔、銪元素多用于照明、高清顯示、核工業(yè)等領域；釹、鐠、鏑、鋱、釤主要用于永磁部門，是制造風機、電動汽車、節(jié)能家電、機器人等產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、光學、電學等特性，在國民經濟、國防工業(yè)中得到廣泛應用，涉及航空、信息、電子、能源、交通、醫(yī)療等10多個領域的40多個行業(yè)，是支撐戰(zhàn)略新興產業(yè)關鍵材料的基礎。

【資料圖】

當前，新能源汽車、風力發(fā)電、人工智能等相關產業(yè)快速發(fā)展，以及新材料技術革命和應用領域不斷拓展，帶動了全球稀土資源需求量的增長。稀土已經成為全球競爭最為熱點的關鍵礦產之一，近年稀土資源缺口都在10%以上。研究人員預測了未來多情景下全球稀土需求，發(fā)現(xiàn)汽車、風電等對需求將產生重要影響：汽車電動化將使鏑、釹等的需求迅速增長，預計2035年將分別增長7倍和26倍；風電、光伏等清潔電力對釹、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趨緩，未來對銪的需求將呈下降的態(tài)勢。以上研究均表明，未來全球稀土需求將維持增長的趨勢，但各元素將呈現(xiàn)分異態(tài)勢。

美國、歐盟、日本等已將稀土戰(zhàn)略從總體上考慮轉為基于元素視角，制定了精細化的安全政策：根據(jù)稀土元素供需差異性，調整關鍵礦產清單中的稀土元素品種，并要求相關部門評估這些材料的供應商和替代物，旨在確保能夠獲得充足的供應，以滿足國家安全和經濟發(fā)展的需求。面對發(fā)達國家稀土精細化管理的趨勢，中國現(xiàn)有稀土管理體系已不適應當前全球稀土競爭新格局，亟須調整管理措施與方案。如何基于全產業(yè)鏈視角，制定中國稀土元素管理和平衡利用策略，成為維持中國稀土產業(yè)全球競爭優(yōu)勢、保障國家稀土供需安全的關鍵性問題。

中國稀土供需格局演變

中國是全球最大稀土供應國，但當前地位已顯著下降

中國是全球稀土供應的絕對主體。2000—2020年，全球累計生產稀土272.7萬噸（稀土氧化物，下同）（圖1），其中，中國累計生產稀土227.0萬噸，占全球生產總量的83.3%。中國稀土累計產量分別是美國稀土累計產量的19.3倍，澳大利亞的18.4倍。

2020年，全球稀土產量24.5萬噸，其中，中國稀土產量14.0萬噸，約占全球的57.2%，較2000年下降了30個百分點。這主要是因為近年美國、澳大利亞等國正在快速恢復本土供應能力，緬甸等東南亞國家新增供應能力迅速增長。2020年，除中國外其他國家產量全球占比已上升至42.8%，其中美國、緬甸、澳大利亞產量占比分別達到15.9%、12.7%、8.6%。全球稀土供應已趨于多元化。但值得注意的是，由于沒有冶煉分離產能，美國、緬甸的稀土礦幾乎全部出口到中國進行加工，中國在全球供應鏈中依然保持很強的主導作用。未來全球稀土多元化供應的演變趨勢，取決于境外冶煉分離產能的建設。

近20年中國輕稀土供應翻番，重稀土供應不增反降

中國稀土供應主要來自內蒙古白云鄂博礦、四川和山東氟碳鈰礦、南方離子吸附型稀土礦。近年來，內蒙古白云鄂博礦、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7.4萬噸和4.7萬噸。當前，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或停產狀態(tài)，實際開采量未達到配額指標。2020年，中國輕稀土產量12.1萬噸，重稀土1.9萬噸，與2000年相比，輕稀土增加了78.2%，重稀土減少38.4%。

同時，中國稀土元素的供應能力也發(fā)生較大變化：輕稀土供應量翻番，重稀土供應量不增反降。2000—2020年，鑭、鈰、鐠、釹產量增長75.5%—118.9%，2020年分別達到3.5萬噸、5.9萬噸、0.9萬噸、2.5萬噸。而釓、鏑、釔產量較2005年峰值分別下降了34.8%—43.9%，2020年分別下降到0.2萬噸、0.1萬噸、0.5萬噸（圖2）。

稀土消費增長迅速，元素間消費趨勢差異明顯

中國是全球最大的稀土消費國，2020年消費量為15.2萬噸（稀土氧化物，下同），占全球消費的64.4%，與2000年相比增長了6.5倍。2000年以前，機械、冶金和石油化工領域是其主要消費部門；而進入21世紀后，稀土材料技術發(fā)展日新月異，永磁、拋光、發(fā)光、催化、儲氫材料開始涌現(xiàn)并迅猛發(fā)展，特別是應用于風機、電動汽車等新興產業(yè)的稀土永磁材料，消費占比從2000年的17%迅速攀升至2020年的45%。

2020年中國稀土消費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、鏑的消費量增長了3—19倍；銪、釔消費受照明產業(yè)技術轉變影響迅速下降，2020年消費量不足2010年的1/3（圖3）。2000—2020年，中國稀土累計消費159.1萬噸，其中絕大多數(shù)為輕稀土元素，重稀土元素占比不足7%。

未來鐠釹鏑等元素需求增長明顯，供需形勢緊張

依據(jù)稀土歷史消費數(shù)據(jù)、文獻資料、實地調研、專家咨詢等，設定在3種情景^④下預測2021—2040年我國稀土元素需求。研究顯示，預計到2040年，低、中、高3種情景下，我國稀土需求量將分別增長至46.6萬噸、85.8萬噸、119.0萬噸，較2020年分別增加到3.1倍、5.6倍、7.8倍（圖4a）。而以近5年中國稀土供應增長計算，2040年中國稀土的可供量為44.2萬噸（圖4a），均難以滿足上述情景下的稀土需求，中國稀土將出現(xiàn)供不應求的局面。從稀土元素來看（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的最主要領域。未來節(jié)能家電、電動汽車、風機、儲氫等低碳能源技術將成為驅動稀土元素快速增長的主要動力，鐠、釹、釓、鏑4種元素的未來需求量快速增長，2021—2040年累計需求量分別為101.6、301.5、8.5、21.0萬噸，是過去20年累積消費的7倍以上，這些元素將出現(xiàn)嚴重的資源短缺。而受照明技術變革的影響，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，中國稀土元素短缺的種類進一步增加，鑭、鈰也將出現(xiàn)供應不足，2040年其供給缺口分別為22.7%、62.9%。

中國稀土面臨的問題與挑戰(zhàn)

中國稀土元素供需形勢各異：供應不足和過剩并存

稀土作為多元素共/伴生礦產，共同生產但各為所用，因此各元素的供給和需求態(tài)勢不盡相同。受終端應用產業(yè)影響，鐠、釹、鏑、鋱等與永磁密切相關的元素消費增長迅猛，而主要應用到玻璃陶瓷、拋光、照明領域的鑭、銪等元素消費增長較慢。稀土供應端各元素同步增長，需求端消費增長各不相同，致使中國稀土各元素的生產和需求不匹配，具有較大差異性。2020年，鑭、鈰、釤、銪、釔過剩，其中鑭、鈰產量是消費量的1.5倍左右，銪產量是消費的10倍之多！而鐠、釹、鏑等國內產量不能滿足需求，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。中國供應不足的重稀土元素主要來自緬甸等東南亞國家，2020年從緬甸進口離子吸附型礦已超過國內離子型礦產量，成為主要的補充源。預計到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鏈和產業(yè)鏈，將減少對中國的依賴

目前，全球稀土已形成兩條供應鏈：一條是以中國為核心的稀土供應鏈，另一條是以美國、澳大利亞、日本為核心的稀土供應鏈。美西方國家為擺脫對中國稀土供應的依賴，通過上/下游整合，已形成Mountain Pass礦（美國）+Mount Weld礦（澳大利亞）+Lamp工廠（馬來西亞）年產量近6萬噸稀土礦和近2萬噸冶煉分離產品的采選分離供應鏈；再結合美國、日本原有的稀土功能材料研發(fā)、制造和應用能力，已初步建成獨立于中國的稀土供應鏈和產業(yè)鏈。未來，隨著全球稀土項目的開發(fā)，特別是美國本土冶煉分離項目的推進，該供應鏈供應能力將進一步加強。

另外，美西方還努力推進二次資源回收體系的構建，一些國家已開展了部分稀土產品的回收試驗與嘗試。在稀土二次回收領域，德國、比利時、丹麥、日本等國家的回收企業(yè)已走出實驗室階段。根據(jù)中國地質科學院全球礦產資源戰(zhàn)略研究中心評估結果，2020年全球稀土二次回收潛力約10.8萬噸，如果二次回收潛力按50%實現(xiàn)循環(huán)利用，可滿足全球約1/5的稀土需求。美國、日本、歐盟稀土二次回收潛力已接近或超過年消費。美西方國家稀土資源二次資源實現(xiàn)規(guī)模化回收后將大幅降低對一次資源的依賴。

中國擁有全球最完整稀土產業(yè)鏈，但中高端應用技術薄弱

中國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400多個品種、1000多個規(guī)格的稀土產品。中國稀土礦的加工量占全球85%以上；但從與美國、日本稀土產品貿易的種類中可以看出，中國在稀土產業(yè)鏈中，主要承擔了稀土精礦加工、冶煉與初級產品加工的角色。稀土產業(yè)鏈表現(xiàn)為前強后弱：采選、冶煉環(huán)節(jié)的關鍵技術具有相對優(yōu)勢，中端稀土功能材料接近世界水平，高端應用與國外先進水平還有不少差距。

中國是稀土生產大國，但不是稀土高科技強國，具有自主知識產權的高附加值稀土功能材料不多，產業(yè)鏈后端極易受到國外相關知識產權的限制。例如，日本在稀土磁粉及稀土磁性材料器件制備，美國在受激發(fā)射器件、波長轉換元件等下游高技術領域均擁有絕對技術優(yōu)勢。隨著中國轉變?yōu)橄⊥临Y源進口國，將進一步強化其稀土產業(yè)上游的屬性，而缺乏下游器件終端應用的拉動，將迫使中國亟須在新興稀土器件產業(yè)鏈進行布局，鞏固在全球的戰(zhàn)略地位。

中國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家的戰(zhàn)略方向。中國作為全球最大的稀土資源國、生產國、消費國和貿易國，是唯一能生產全部稀土元素的國家，也是產業(yè)鏈最齊全的經濟體。新形勢下，如何能保持資源及產業(yè)競爭優(yōu)勢，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，從元素消費與生產之間的差異性入手，提出中國稀土元素平衡利用的策略與建議。

加強元素視角的稀土戰(zhàn)略研究，提升精細化的決策能力。借鑒美國、歐盟經驗，由國家發(fā)展和改革委等部門牽頭，聯(lián)合科技、資源、工信、商務和外交等相關部門部署稀土宏觀戰(zhàn)略研究計劃，加強基于稀土元素視角的資源、生產、加工、消費、回收、貿易等全產業(yè)鏈的基礎科學研究，建立稀土元素全產業(yè)鏈和供應鏈大數(shù)據(jù)體系，摸清稀土元素的供需格局和競爭趨勢，監(jiān)測全球資源、產業(yè)、市場等重大事件和變化，研判產業(yè)鏈、供應鏈風險，提前謀劃布局和制定決策方案，為國家制定稀土精細化管理提供戰(zhàn)略支撐。

深化稀土全球化合作，鞏固中國全球供應鏈和產業(yè)鏈地位。美西方國家正在推動稀土全球供應鏈格局變化，以減少對中國的依賴。此背景下，我國應充分發(fā)揮全產業(yè)鏈優(yōu)勢，從勘查手段與規(guī)范、開發(fā)技術與設計、環(huán)境影響與評估、冶煉技術與裝備等制定中國標準，持續(xù)推動國際產業(yè)化合作，為全球稀土需求提供高效穩(wěn)定的中國方案。在勘查開發(fā)領域，以優(yōu)質資源為目標，從戰(zhàn)略引導、金融支持等方面鼓勵參與全球稀土資源項目的合作，特別是東南亞緬甸等國的重稀土（離子型稀土）項目。在應用端研發(fā)、二次回收等方面，加強與歐盟國家的科技合作與交流，發(fā)揮各自優(yōu)勢，深化產業(yè)融合，鞏固我國在全球供應鏈中的主導地位，不斷提升產業(yè)鏈競爭力。

建立產業(yè)鏈聯(lián)動機制，優(yōu)化中國稀土元素均衡利用方案。未來我國要避免元素供應不足和過剩并存的局面，應立足全產業(yè)鏈視角，建立“生產-消費-貿易-儲備”聯(lián)動機制。生產端，以中長期需求為導向確定總量指標，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；消費端，要穩(wěn)定短缺元素的進口，其中東南亞離子型稀土對我國短缺稀土元素的補充至關重要，同時要不斷加大對銪、釔等過剩元素的終端應用研發(fā)；貿易方面，設置短缺型、均衡型、過剩型3類稀土元素，實行精細化調控管理，通過關稅調整、國家調控等手段鼓勵短缺元素進口和過剩元素出口；儲備方面，要優(yōu)化“國家+企業(yè)”的儲備體系建設等，最大程度實現(xiàn)稀土各元素之間的均衡利用。

（作者：代濤、高天明、文博杰，中國地質科學院?！吨袊茖W院院刊》供稿）

關鍵詞： 稀土元素