1、综合评述中国关键矿产清单、应用与全球格局张生辉1，王振涛2，李永胜3，莫宣学4，董庆吉1，陈丛林1，耿林1，王利1，张海啟5，谭秀民5，薛迎喜6，周尚国7，田郁溟7，姚超美8，焦森8，陈正国9，陈军元9，王寿成10，张浩钰10，付水兴11，王春连2，王永121.中国地质调查局,北京 100037；2.中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037；3.自然资源部矿产勘查技术指导中心,北京 100037；4.中国地质大学(北京),北京 100083；5.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,河南 郑州 450006；6.中国地质图书馆,北京 100083；7.中国冶金地质总局,北京 10002
2、5；8.中化地质矿山总局,北京 100013；9.中国建筑材料工业地质勘查中心,北京 100035；10.有色金属矿产地质调查中心,北京 100012；11.北京矿产地质研究院有限责任公司,北京 100012；12.中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081中图分类号：TD98;F205文献标识码：A文章编号：10010076（2022）05013831DOI：10.13779/ki.issn10010076.2022.07.016摘要关键矿产是指对经济社会发展和国家安全至关重要，由于供应短缺存在较大风险或者具有一定优势对全球供应具有较强影响力的矿产资源。当前国际贸易争端由经济领域、技术
3、领域扩展到矿产资源领域，世界局势变化对中国矿产资源安全保障提出了新的挑战，也带来了新的机遇。简要介绍了具有代表性的美国、欧盟和日本关键矿产/原材料清单，并分析了当前关键矿产的竞争态势：一是美欧日关键矿产清单重合度高，二是美欧日均出台并实施供应链安全战略，三是关键矿产对碳中和进程至关重要。在此基础上提出了一份 37 种中国关键矿产建议清单，包括大宗矿产、三稀金属矿产、关键黑色有色贵金属矿产、战略非金属矿产和特种气体矿产。在这份清单中 31 种矿产与美国、欧盟、日本清单重合。文章还对 37 种关键矿产的应用领域，全球分布、生产和贸易格局等进行了概略研究。研究表明，这些关键矿产既是当今世界经济社会发
4、展不可或缺的重要物质基础，也是战略性新兴产业、清洁能源、国防军工技术发展不可替代的重要物质保障。37 种关键矿产中我国需要净进口的22 种，净进口超过 50%的 19 种，超过 90%的 10 种；我国净出口的 11 种，净出口超过 50%的 5 种，其中镓超过了 90%。文章最后对中国关键矿产安全战略提出了建议：一是制订、公布并适时更新关键矿产清单；二是基于全产业链进行系统布局，掌握一批关键核心技术；三是统筹紧缺矿产和优势矿产，提高话语权和控制力；四是加强国内资源调查、勘查和选冶等技术攻关；五是建立关键矿产储备制度；六是加强海外资源勘查开发合作；七是完善相关法律制度。其中，基于全产业链布局、
5、统筹紧缺与优势矿产和加大调查勘查力度等尤为重要。关键词关键矿产；清单研究；应用概要；全球格局；安全战略 1引言随着现代社会经济发展、技术进步和人们生活水平提高，矿产资源使用量越来越大。据经合组织数据1，全球原材料使用总量从 1970 年的 270 亿 t 增长到2017 年的 890 亿 t，增长了 2.3 倍；预计到 2060 年将进一步增长到 1 670 亿 t，其中金属矿产使用量将从2017 年的 90 亿 t 增长到 2060 年的 200 亿 t，非金属矿产从 440 亿 t 增长到 860 亿 t，化石燃料矿产从 150 亿 t增长到 240 亿 t。矿产资源应用范围越来越广，从现
6、代通信到可再生能源发电，从健康医疗到绿色交通方式。制造现代计算机芯片需要元素周期表中超过一半的元素，尽管许多元素用量很少，但每个元素对于芯片的功能和性能都至关重要2。智能手机要用到约 75 种元素，手机构件中的化合物、金属和复合材料都来自于矿产，芯片、显示器、电池和扬声器等都由矿产品制成。经济增长、生活质量提高、国家防卫和现代社会的整体运行对更多样化矿产品的需求不断增加，人们再次认识到关于矿产资源的竞争和冲突可能对依赖这些矿 收稿日期：2022 10 08作者简介：张生辉（1962），男，博士，正高级工程师，从事矿产资源调查评价研究与管理工作，Email：zhang_。第 5 期矿产保护与利用
7、No.52022 年 10 月Conservation and Utilization of Mineral ResourcesOct.2022产品的制造业构成重大风险；虽然大多数矿产品还能为未来许多年提供足够的供应，但随着近地表高品位矿床的枯竭，满足矿产资源需求变得更加具有挑战性2。当今世界正经历百年未有之大变局，新一轮科技革命和产业变革加速演进，全球治理体系和国际秩序深度调整。当前，国际贸易争端跌宕起伏，逐渐由经济领域扩展到高科技领域，并蔓延至矿产资源领域。世界各主要国家对矿产资源，尤其是战略性新兴产业所需关键矿产的争夺日益加剧，纷纷发布战略报告，抢占新一轮矿产资源争夺的制高点3。美国、欧
8、盟、日本、英国、加拿大、澳大利亚等均发布了关键矿产/原材料清单，并围绕清单制订相关政策措施（其中美、欧、日、英着眼于确保供应链安全，加、澳则更多考虑获取经济利益）。中国作为世界最大发展中国家和第二大经济体，正在朝向第二个百年目标迈进，世界局势变化对中国矿产资源安全保障提出了新的挑战，也带来了新的机遇。本文对关键矿产清单、应用与全球格局进行讨论。首先介绍具有代表性的美欧日关键矿产/原材料清单，分析关键矿产的竞争态势，提出中国关键矿产建议清单。然后对本文建议的 37 种中国关键矿产，分别梳理每种矿产的应用领域，全球资源、生产和贸易格局。文章最后对中国关键矿产安全战略进行讨论。2美欧日关键矿产/原材
9、料清单简介2.1美国国家安全关键矿产美国国家科学技术委员会将关键矿产定义为“供应链容易中断，在产品制造中至关重要，而缺少这些产品会造成重大经济或安全后果的矿产”，将战略性矿产定义为“关键矿产的子集，国家安全应用不可缺少”2。2018 年美国地质调查局制订了关键矿产清单，按照航空航天（非国防军用）、国防军用、能源、通信和电子、运输（非航空航天）、其他等六大领域详细分析了每种矿产的重要技术应用，同时分析了每种矿产的最大生产国和（美国的）最大供应国，将 35 种非化石燃料矿产确定为美国国家安全关键矿产4。2022年更新为 50 种，包括：铝/铝土矿、锑、砷、重晶石、铍、铋、铯、铬、钴、萤石、镓、锗、
10、天然石墨、铪、铟、锂、镁、锰、铌、镍、铂族金属 5 种（铂、钯、铱、钌、铑）、稀土元素 16 种（镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇）、铷、钽、碲、锡、钛、钨、钒、锆、锌5。2.2欧盟委员会关键原材料欧盟委员会 2018 年发布关键原材料和循环经济研究报告6认为，关键原材料对于高科技产品和新兴创新尤为重要，技术进步和生活质量依赖于获得越来越多的原材料。例如，关键原材料在太阳能电池板、风力涡轮机、电动汽车和节能照明中是不可替代的，对于应对气候变化和改善环境也非常重要，到 2030年欧盟实现其气候和能源目标所必需的低碳技术的发展预计将使对某些原材料的需求量增加 20 倍
11、。报告对电气和电子设备，便携式、工业和汽车电池，燃油、混合和电动汽车，风电和光伏发电，国防工业，化工和化肥等领域关键原材料的应用及其循环利用前景进行了详细分析，将原材料对应到相关的最终用途和相应的制造部门，而不只是对应大的行业。早在 2011年，欧盟委员会就将 14 种达到或超过经济重要性和供应风险阈值的原材料确定为关键原材料，2014 年调整为 20 种，2017 年调整为 27 种，2020 年第 3 次调整为 30 种，包括：锑、铍、铝土矿、锂、锶、硼酸盐、钴、焦煤、萤石、镓、锗、铟、镁、天然石墨、铌、磷矿石、金属硅、钨、铂族金属、轻稀土、重稀土、重晶石、铋、铪、天然橡胶、磷、钪、钽、钛
12、、钒7。2.3日本稀有金属日本从 20 世纪 60 年代就开始对工业生产所需矿产资源进行分析，并对海外资源进行调查以应对国家资源匮乏状况。1974 年将铜、镍、铬、钨等作为储备矿种，1983 年进一步明确将镍、铬、钼、锰、钨、钴等金属作为国家储备矿种，之后根据日本经济发展需要不断对国家储备矿种进行调整修订。2009 年日本制订稀有金属保障战略8，将稀有金属定义为地球上存量稀少、因技术和经济因素提取困难、现代工业以及未来伴随着技术革命所形成的新型工业所必需的金属。日本认为，稀有金属是汽车和 IT 等高附加值、高性能产品制造产业不可缺少的原材料，尤其是在今后将要普及的混合动力马达、蓄电池、太阳能电
13、池板等新能源领域，高效照明等节能领域以及燃料电池触媒等领域对稀有金属的需求都将扩大。2009 年日本列出 31 种重点关注的稀有金属，此后又更新为 34 种，包括：锂、铍、硼、钛、钒、铬、锰、钴、镍、镓、锗、硒、铷、锶、锆、铌、钼、钯、铟、锑、碲、铯、钡、铪、钽、钨、铼、铂、铊、铋、稀土元素、碳（天然石墨）、金属硅、氟（萤石）。3关键矿产竞争态势3.1美欧日关键矿产/原材料清单重合度高目前，美、欧、日公布的清单共涉及 44 种关键矿产/原材料1，其中，三家均列入清单的有 18 种，两家列1 为便于比较，这里（及后文表 1）对美欧日关键矿产/原材料清单进行了归并处理。美国 2022 年发布的关键
14、矿产清单包括 50 种，将稀土按元素分列为16 种，将铂族按元素分列为 5 种；欧盟 2020 年关键原材料清单将稀土分列为 3 种；日本稀有金属清单将铂族分列了 2 种。此处归并为“稀土”“铂族”两类。另，欧盟清单中“天然橡胶”不属于矿产品。第 5 期张生辉，等：中国关键矿产清单、应用与全球格局 139 入的有 14 种，只有一家列入的仅 12 种（图 1）。重合度最高的矿产包括稀土，主要稀有金属、稀散金属，部分有色金属，以及铂族、天然石墨和萤石。图 1美欧日关键矿产/原材料清单比较示意图Fig.1 Schematic comparison of list of the key minera
15、ls/raw materials between the USA,Europe and Japan 3.2美欧日均出台并实施供应链安全战略关键矿产供应链的安全已经成为一个战略问题，其涵义不仅仅在于能否获得这些矿产，还在于能否在战略性新兴产业特别是清洁能源产业等先进制造业中保持或提高竞争力。关键矿产供应链的脆弱性会影响先进制造业的部署速度，对关键矿产的供应以及将其转化为先进制造产品的技术能力的竞争正在加剧。美欧日等主要经济体纷纷制订相关战略，运用政策工具，或者推出行动计划，以改善或维护关键矿产供应链的安全。2019 年美国商务部发布确保关键矿产安全可靠供应的联邦战略9指出，关键矿产供应的所有阶段
16、都很重要，仅靠某一阶段的措施是不能解决问题的。例如加大开采力度而不增加相应的加工制造能力，只会将经济和国家安全风险进一步转移到供应链下端，导致加工制造能力依赖国外。提出推进关键矿产供应链的转型研究、开发和部署，加强美国关键矿产供应链和国防工业基础，加强与关键矿产有关的国际贸易和合作，提高对国内关键矿产资源的认识，改善联邦土地上关键矿产资源的准入并缩短联邦许可审批时限，增加美国关键矿产劳动力等 6 项措施。除了将关键矿产研究和创新焦点集中于国内资源调查、分离加工、替代、回收技术等方面，在国际上大搞结盟。2022 年 6 月，美国国务院宣布美国和加拿大等已建立“矿产安全伙伴关系”（MSP），这些伙伴还包括澳大利亚、芬兰、法国、德国、日本、韩国、瑞典、英国和欧盟委员会。欧盟委员会认为，精炼和冶金领域的技术和能力是关键原材料价值链的关键环节，影响整个产业生态系统。欧盟关键原材料清单提供了支撑欧盟委员会政策研发的实用工具。这份清单帮助识别投资需求，指导欧盟及其成员国规划研究和创新，尤其是在新的采矿技术、替代和回收方面。这份清单也与循环经济、原材料可持续供应以及产业政策相关。欧盟委员会指出，欧盟应