刚果(金)Kisanfu铜钴矿区现场(资料照片)摄影/本刊
近年来,随着全球能源转型、新一轮科技革命和产业变革向纵深挺进,关键矿产或战略性矿产资源已成为全球主要大国战略博弈的新领域,呈现出大国竞争品类高度重叠、地缘布局角力明显、资本争夺加剧、资源保护主义抬头等新趋势。
在这场战略竞赛中,各国之所以全力整合内外部战略战术资源和能力,综合运用外交、经济、科技乃至军事等力量来确保自身的资源优势,是因为这些关键矿产已成为战略产业的发展命脉。
文|王杰锋
本文转载自微信公众号“瞭望”(ID:LiaoWang1981),原文首发于2023年3月28日,原标题为《系列①|这些关键矿产,呈现出博弈新趋势》,原文首刊于《瞭望》2023年第13期。
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战略产业“维生素”关键矿产,是指对新材料、新能源、新一代信息技术、人工智能、生物技术、高端装备制造、国防军工等先进产业具有不可替代重大用途的金属元素及其矿床,是支撑能源转型、技术进步和产业升级的关键物质基础。
自第三次工业革命中被广泛认识并普遍应用之后,关键矿产如今已大放异彩,被认为有望推动第四次工业革命发生质变。
如同高等级生命体的健康和功能离不开维生素,当今世界越是尖端技术广泛应用的行业,对关键矿产的依赖度就越高,因此关键矿产也被称为战略产业“维生素”。
以高端装备制造为例,具有高熔点、高密度和低电阻等特性的钨素有“工业牙齿”之称,它能极大提升合金的硬度、耐磨性、高温强度、密度、导电性和导热性等物理性能,因此成为先进高速切削工具、精密仪器金属触点、核反应堆辐射屏蔽和控制棒、X射线管靶材、CT扫描仪线束控制、先进传感器等重要部件不可或缺的元素。
被誉为“未来金属”的铼,以其高熔点、高强度、耐腐蚀性、耐磨性等优点广泛应用于高温、高应力、放射性环境中,如应用于航空航天工业中的发动机涡轮叶片和高效能喷射引擎加力喷嘴等高温合金部件、石化工业中的高辛烷值汽油催化剂、化学合成中的热电偶、医疗设备中的辐射核素成像伽马相机等的生产制造中。
作为永磁合金关键成分的钴,在航空航天、国防和能源等多种行业中发挥着至关重要的作用,通常用于强化火箭发动机和化学设备中的叶片、叶轮、管道和耐热部件。在化学工业中,钴也广泛用于生产高温合金、防腐合金、高效催化剂和干燥剂等。
号称“白色石油”的锂,更是凭借其在储能应用中极大提升电池能量密度和循环寿命的能力而一举将新能源汽车、高端电子消费产品带入锂离子电池时代,直接推动了能源变革。其高热稳定性、导电性乃至生物相容性也使得锂基陶瓷成为新一代无线通信微波介质、固体氧化物燃料电池、新型植入式起搏器和人工关节置换的新秀。
总体来看,未来各战略产业所依赖的关键矿产大致如下:
新一代信息技术产业需要稀土、锂、钴、金、银、铜、锡、硅、镓、铟、锗、碲、钇、镝、钕等;
新能源汽车产业需要锂、钴、镍、稀土、铝、铜、石墨、锰等;
可再生能源产业需要铜、稀土、钴、锂、铝、银、金、铅、锌、镍、碲、铟、镓、硅、铅等;
人工智能和机器人产业需要稀土、锂、钴、铜、铝、金、银、锡、硅、镓、铟、锗、碲、钇、镝等;
生物技术产业需要铁、锌、镁、钙、锰、铜、铬、钼、镍、硒和铂族金属如铂和钯等;
航天工业需要铝、钛、镁、钢、铜、镍、铬、钼、钴、钨、锆、稀土如铕和铽等。
中国矿业大学资源与地球科学学院副教授李伍指出,关键矿产是支撑新一代信息科技、生物、高端装备制造、新能源等战略性新兴产业发展的重要材料,是高质量发展的动力之源。
这些战略产业对关键矿产的需求种类广、应用程度深,决定了关键矿产必将成为大国竞争的焦点之一,并将成为牵一发而动全身的重大问题。
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分布不均的稀缺资源围绕关键矿产的竞争之所以在短短数年内迅速白热化,直接原因是快速增长的需求和缓慢增长的供应之间缺口日益扩大,其根本原因在于关键矿产资源的稀缺性和垄断性。
从需求层面看,推动关键矿产需求量快速攀升的主要原因有能源转型、产业革命和消费升级等,其中能源转型是最重要也是最迫切的需求推手。
根据估算,一辆新能源汽车所需矿产数量是传统汽车的6倍,一座太阳能发电厂所需矿产是同等规模火电厂的3倍,风能发电厂所需矿产更是达到同等规模天然气发电厂的13倍。
2021年5月国际能源署发布的《关键矿物在清洁能源转型中的作用》报告预测,如果要实现2050年全球碳中和目标,到2040年仅能源部门对关键矿产的总体需求就要比2020年增加6倍,其中生产新能源电池所需的矿产总体需求将增长33倍,而作为核心元素的锂、镍、钴、锰的需求将分别增长超33倍、140倍、70倍、58倍。
专家测算,按照《巴黎协定》制定的计划,来自清洁能源技术的需求在关键矿产总需求中的份额将大幅上升,预计要占铜和稀土元素总需求的40%以上、镍和钴的60%~70%、锂的近90%。
该报告指出到2030年现有和在建矿产项目预计只能满足能源部门对锂和钴需求的一半,届时诸如太阳能发电板、风力涡轮机、新能源汽车电池等能源革命重要基础设施的部署将受到影响。
从供给层面来看,近年来各国纷纷加大找矿和开发力度,但仍未能扭转供求趋势,其原因在于,关键矿产资源储量有限,分布极不均衡,其中的一些存在供应高度集中的情况。
根据中国地质调查局2021年10月首次发布的《全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量评估报告》,截至2020年底,这五种举足轻重的关键矿产储量和分布情况如下:
锂矿:全球锂矿项目在录376个,其中110个有资源量数据,分布在20个国家。全球锂矿资源量评估为34943万吨,主要分布在玻利维亚(占比31.98%)、阿根廷(占比22.71%)、美国(占比15.72%)和澳大利亚(占比5.90%),前四国加起来占了76.32%;
钴矿:全球钴矿项目在录1202个,其中268个有资源量数据,分布在38个国家。全球钴矿资源量评估为2344万吨,主要分布在刚果(金)(占比35.24%)、印度尼西亚(占比17.70%)、澳大利亚(占比7.30%)、汤加(占比6.48%),前四国加起来占了66.72%;
镍矿:全球镍矿项目在录1153个,其中391个有资源量数据,分布在37个国家。全球镍矿资源量评估为2.61亿吨,主要分布在印度尼西亚(占比23.28%)、澳大利亚(占比18.03%)、俄罗斯(占比9.84%)、加拿大(占比8.85%),前四国加起来占了60.00%;
锡矿:全球锡矿项目在录132个,其中52个有资源量数据,分布在18个国家。全球锡矿资源量评估为807万吨,主要分布在中国(占比41.88%)、玻利维亚(占比10.16%)、印度尼西亚(占比9.29%)、俄罗斯(占比6.69%),前四国加起来占了68.02%;
钾盐:全球钾盐项目在录306个,其中51个有资源量数据,分布在17个国家。全球钾盐资源量评估为430亿吨,主要分布在俄罗斯(占比48.79%)、加拿大(占比34.78%)、哈萨克斯坦(占比3.79%)、刚果(布)(占比3.14%),前四国加起来占了90.50%。
从上述代表性矿物的供给情况可以看出,作为稀缺资源的关键矿产具有分布高度不均衡、供给国发展阶段各异、各国优势品类不同等特点。这意味着,任何一个国家想要打造一套完整、稳定、动态适应的供应链都十分困难。
比利时布吕热莱特天堂动物园光伏停车场(2021年8月11日摄)张铖摄/本刊
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