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基于產業科技視角的全球稀土產業鏈格局研判與對策分析

2024-04-10 11:56方文龍吳一丁
科技管理研究 2024年3期
關鍵詞:稀土礦稀土永磁

方文龍,賴 丹,吳一丁,3

(1.江西理工大學經濟管理學院,江西贛州 341000;2.贛南科技學院經濟管理學院,江西贛州 341000;3.中國科學院贛江創新研究院,江西贛州 341000)

0 引言

在百年未有之大變局下,大國競爭全面升級,國際政治經濟格局新特征不斷涌現,外部環境不確定性因素增多。國際分工協作的一體化生產范式初露端倪,全球產業鏈供應鏈部分環節受阻中斷,產業鏈供應鏈安全形勢風云變幻[1]。中美貿易摩擦、俄烏沖突等爭端此起彼伏,以貿易摩擦為手段,以科技競爭為實質的大國關系愈演愈烈。中國面臨的國際環境波詭云譎,同時也為中國構建新發展格局、鞏固產業鏈優勢,增強產業鏈韌性帶來新機遇,提出新要求[2]。

稀土是不可再生的戰略資源,被世界各主要國家列為關鍵原材料。稀土包含17 種元素,具有極為豐富的磁、光、電、熱等特性,用量雖少,但擁有不可替代性,是改進產品結構、提高科技含量、促進行業技術進步的重要元素,既可廣泛應用于玻璃、冶金、陶瓷、石化等傳統領域,也可應用于永磁材料、儲氫材料、催化材料、高溫超導等各種高新技術領域,在新能源、新材料等戰略性新興產業領域發揮巨大作用[3]。隨著新一輪科技革命的蓬勃發展和“雙碳”目標的持續推進,稀土在清潔能源領域的產業化應用將推動稀土生產和貿易格局加快重構,全球稀土產業鏈本地化、區域化特征顯現。

中國是稀土資源、生產、消費、貿易大國,擁有著世界上最完整的稀土產業鏈體系。但隨著全球稀土資源勘探熱潮和西方稀土產業鏈布局多元化、本地化,稀土產業鏈格局發生巨變。因此,立足新發展階段,洞悉全球稀土格局演變現狀、科學研判稀土全產業鏈未來發展趨勢,這對實現稀土資源高值利用,鞏固中國在稀土國際貿易中的比較優勢,維護國家資源安全和實現稀土產業高質量可持續發展至關重要。

1 稀土產業鏈基本模式及最新進展

1.1 全球稀土開發應用已形成稀土產業鏈基本模式

全球對稀土的長期開發利用,形成了目前較為穩定的稀土產業鏈模式。按稀土元素獲取和加工利用的遞進生產關系,稀土產業鏈可以概括為稀土資源→礦產品→冶煉分離產品→功能材料→終端應用產品5 個上下游環節[4]。稀土資源的具體表現形式就是各種稀土礦物,稀土礦物是自然界形成的,對人類來說只是能否發現,而非能否生產。將稀土礦物中的稀土元素提取出來形成最為初級的稀土礦產品,這時的稀土礦產品是眾多稀土元素混合在一起的化合物狀態,并不能直接用于生產終端產品或生產功能性材料。將稀土礦產品進一步冶煉分離,形成純度更高的單一稀土元素或少數稀土元素混合物產品(冶煉分離產品)。其中,部分稀土冶煉分離產品必須繼續生產成含有稀土的功能材料才可用于終端產品生產,部分稀土冶煉分離產品可直接應用于終端產品的生產,而部分稀土冶煉分離產品既可以用于生產功能材料、也可以直接用于終端產品生產。稀土功能材料主要指包含稀土元素的功能各異的新材料,如稀土永磁、催化、儲氫、拋光和發光材料[5]。終端應用主要指將功能材料進一步加工或應用于電機等產品制造。稀土產業鏈上下游各環節的關系緊密,任何一個環節供需變動都會對整個產業鏈格局產生重大影響。

1.2 以我國為主體的全球稀土產業鏈最新格局

截止到2021 年各公開發表能獲取的稀土相關資料,判斷稀土產業鏈上下游各環節及稀土全產業鏈總體狀況的全球格局。

1.2.1 稀土資源環節仍具競爭優勢,但勘探技術趨于停滯

天然賦存的稀土資源儲量始終處于動態變化中,資源開采使儲量下降,資源勘探發現使儲量增加[6]。因美國地質調查局(USGS)采用稀土氧化物REO的儲量作全球稀土資源儲量[7],根據美國地質調查局(USGS)獲取的資料繪制2021 年全球稀土資源儲量占比情況如圖1 所示。由此可知,中國是全球稀土儲量最多的國家,為4 400 萬噸,占全球儲量的35%。近年隨著越南、緬甸等東南亞國家稀土資源的陸續發現,截至2021 年,越南稀土資源儲量為2 200 萬噸排名第2,占全球儲量的18%;俄羅斯、巴西稀土資源儲量都為2 100 萬噸并列第3,占全球儲量的17%;上述3 國稀土儲量合計占全球的52%,其余國家稀土資源儲量占比較小。

圖1 2021 年全球稀土資源儲量占比情況

自2009 年稀土探礦熱潮的出現,全球各地都陸續發現大量稀土資源,由以越南、巴西、緬甸、老撾、格陵蘭為盛[8-9]。隨著我國稀土資源的開采和其他國家新稀土資源的發現,中國稀土資源儲量占全球儲量的比例逐漸下降,結合圖1 和圖2 可知,由2005 年的59%下降為2021 年的35%。世界稀土資源儲量格局已經發生改變,我國稀土資源優勢逐漸減弱。但從稀土資源品位來看,我國總體上好于其他國家,稀土資源仍有競爭優勢。

圖2 2005 年全球稀土資源儲量占比情況

由于我國地質勘探業屬于國有性質單位,存在較高的市場準入壁壘,其中稀土作為高科技產業發展的關鍵金屬,其勘探開采還屬于《外商投資準入特別管理措施(負面清單)(2020 年版)》范圍。市場競爭機制的缺乏,使得現有勘探技術更新迭代較慢。因此科學地創新和開發地質礦產勘探技術,為今后稀土地質找礦工作提供有力的技術支持,具有重大的現實意義。

1.2.2 稀土礦生產環節多元化格局初顯,科學治理環保問題任重道遠

稀土礦產品來自于對稀土資源的直接開采,其混合稀土元素含量較高。從圖3 全球稀土資源產量看,2021 年中國稀土產量16.8 萬噸,占全球稀土資源產量的60%。美國稀土產量為4.3 萬噸排名第2,占全球產量的15%;緬甸和澳大利亞產量分別為2.6萬噸和2.2 萬噸,占全球的9%和8%。美國、緬甸和澳大利亞是中國以外稀土產量最大的3 個國家,合計占全球產量的32%。

圖3 2021 年全球稀土產量分布情況

因中國實施出口配額等稀土管制措施,以美國為首的西方發達國家從中國進口稀土受限,自2010年以來,西方國家陸續恢復對稀土礦的開采,且產量逐年增高[7-10]。據不完全統計,429 個稀土項目被國外37 個國家的261 家公司開發,新啟動了8 到10 萬噸稀土礦山產能[11]。受此影響,結合圖3 和圖4 可知,中國稀土產量占世界的比重由2012 年的91%下降到2021 年的60%,中國稀土資源的供給優勢逐漸減弱,全球稀土礦的產品格局逐漸走向多元化。

圖4 2012 年全球稀土產量分布情況

國內稀土開采環節因成礦類型不同表現出截然不同的環保問題。北方稀土礦開采過程中主要的環保問題是放射性元素釷的處理,而南方離子型稀土主要是地下水污染等隱性環保問題。雖然目前南方離子型稀土開采使用硫酸鎂萃取技術能夠解決地下水氨氮超標問題,但地下水鎂含量超標會帶來何種危害沒有明確的論證。

1.2.3 稀土冶煉分離環節串級萃取技術效率高,技術優勢大

從稀土產業鏈來看,冶煉分離是稀土礦到稀土元素應用的必經關鍵環節,我國在這一環節上具有巨大優勢。稀土冶煉分離產品是對稀土礦產品進行萃取分離、冶煉形成的稀土單一元素、混合元素、稀土金屬等。我國2004 年就禁止了稀土礦產品出口,其后所出口的稀土原料實際上是稀土冶煉分離產品[12]。

我國自主研發的稀土冶煉分離技術效率較高,打垮了國外的冶煉分離企業。2000—2010 年隨著國外稀土冶煉分離企業陸續關閉,我國稀土冶煉分離產品產量在全球比重不斷上升。2015 年以后美西方為擺脫對我國稀土冶煉分離產品過度依賴,開始重建稀土冶煉分離企業。2021 年,全球稀土冶煉分離產品產量約為16.2 萬噸的REO,我國占58%(根據稀土礦損耗3%計算得到)[4,13-14]。這意味著國外生產的稀土礦產品大部分無法自己冶煉分離,需要在我國進行冶煉分離。

1.2.4 稀土功能材料環節增速迅猛,關鍵核心技術受制于人

稀土功能材料是對稀土冶煉分離產品進一步加工制造,形成具有光、電、磁、熱、化學、生化等特定功能的新材料。稀土功能材料種類繁多、功能各異,是高科技創新的重要領域。目前對于制備技術能夠公開的各類稀土功能材料,我國的生產規模和生產能力都是世界最大的。2021 年,按稀土功能材料生產所消費的稀土原料計算,我國生產的稀土功能材料約占全球總量的87%。其中,稀土磁性材料占全球總產量的92%,稀土磁性材料是目前世界上應用價值最高、消耗稀土原料最多、最具發展前景的新材料,全球約35%的稀土原料用于生產磁性材料[15]。稀土功能材料中我國產量占比全球最低的稀土催化材料,也達到了全球產量的45%[16]。我國占據了全球稀土功能材料市場的最大份額,規模優勢突出。

以中國稀土永磁材料領域專利申請數為例,反映近年來稀土技術格局領域的大致變化[17]。1969—2020 年全球與中國稀土永磁材料領域專利申請數及中國占世界的比重如圖5 所示。由圖5 可知中國稀土永磁材料領域專利申請數走勢與世界趨同。世界專利申請大致經歷兩次高潮,分別是1989 年前后和2017年前后。第一次申請高潮主要得益于第三代稀土永磁材料的生產制造,全球相關專利申請數達435 件之多,而此時中國稀土永磁專利技術的申請剛剛起步,處于萌芽階段。此后很長一段時期,世界專利申請量處于均處于負增長狀態,這主要受日本專利申請數量下降的影響,而中國的專利申請數同樣增長緩慢。第二次專利申請高潮始于2001 年,并于2017 年達到峰值,中國則稍稍滯后,在2018 年達到峰值。從中國占世界專利申請的比重看,第二次申請高潮幾乎是由中國拉動,從2013 年開始,比重就超過50%,在2018 年之后該比重甚至超過80%。

圖5 1969—2020 年全球與中國稀土永磁材料領域專利申請數及中國占世界的比重

1.2.5 稀土終端應用環節技術革新大,低碳技術表現亮眼

稀土材料(冶煉分離產品和功能材料)可應用于傳統的冶金、石化、玻璃陶瓷、輕紡等領域,更應用于電子信息、通訊、新能源、汽車、航空航天、環保、醫療等諸多高科技領域[18]。從稀土各環節產品的市場價值看,稀土礦產品、材料到終端應用價值之比大約為1 ∶10 ∶100[3],稀土終端應用決定了稀土價值大小。但稀土傳統材料及其終端應用領域因市場增量有限,市場份額正逐漸萎縮,而稀土新技術、新材料、新產業發展迅猛,市場增量大,發展前景廣闊,是未來大國博弈的主戰場。

一個國家稀土研發應用水平,尤其是全球碳中和背景下在低碳技術領域的應用程度,與其產業技術發達程度高度正相關。按稀土元素在傳統和高科技領域的消費數據推算,2021 年全球稀土終端應用產品的絕大部分由我國生產。我國在高科技領域的稀土應用范圍和技術與美西方還有差距,但在碳中和領域中的稀土應用得到了飛速發展,比如風力發電、新能源汽車、變頻空調、軌道交通等。2021 年,我國新能源汽車產量354.5 萬輛,占全球比重超過50%[19];新增風電裝機47.7 GW,占全球比重達到了51%[20-21]。在稀土元素應用規模最大、增長速度最快的碳中和領域,我國總體上占據全球市場的一半份額,引領了全球碳中和相關產業大規模應用稀土。

1.2.6 稀土全產業鏈規模優勢突出,但科技創新能力不強

目前,全球稀土產品生產非常集中,在稀土產業鏈的每一個環節都只有少數國家具備生產能力。我國是全球唯一具備稀土全產業鏈各類產品生產能力的國家,其他國家的稀土產業鏈均不完整。比如,美國只有稀土礦產品、部分稀土功能材料、部分稀土應用產品的生產能力;日本只有部分稀土功能材料、部分稀土應用產品生產能力;馬來西亞只有稀土分離冶煉產品的生產能力,澳大利亞、緬甸、越南、巴西等國只有稀土礦產品生產能力[22]。2012 年以后,美國利用資本力量極力推動“去中國化”全球稀土供應鏈聯盟,試圖重構以美西方為主體的完整稀土產業鏈。到目前為止,全球稀土博弈基本形成了中國和美西方集團在稀土全產業鏈上的競爭,因此在評價全球稀土產業鏈格局時,將國外作為一個整體考慮更符合實際情況。

需要注意的是,稀土元素有17 種之多,從稀土所有元素的總量看,國外稀土產業鏈的最大短板——冶煉分離環節,其供應保障程度要低得多。不同的稀土終端應用領域所需要的稀土元素不同,國外大量稀土終端應用所需的鐠、釹、鏑、鋱等關鍵稀土元素,由于其稀土冶煉分離規模過小,供給嚴重不足。正是因為國外稀土冶煉分離產品和部分功能材料生產能力不足,限制了國外稀土終端應用產業的發展規模。

我國稀土全產業鏈的規模在全球具有較大優勢,從稀土礦開采到稀土終端應用,我國稀土產業鏈各環節的平均生產規模全球占比達到了80%[23],產業鏈完整且供應穩定。在目前稀土終端應用規模下,幾乎不會受到國外稀土相關產品供給的沖擊。國外如果作為一個整體,也擁有完整的稀土產業鏈,不存在稀土產業鏈某個環節的完全缺失,但國外稀土全產業鏈的規模遠遠低于我國。稀土分離冶煉是國外稀土產業鏈中最薄弱環節。目前我國主導了全球稀土產業鏈的發展,國外稀土產業鏈的正常運轉對我國有很大的依賴。

不可否認的是,我國雖在稀土功能材料及其高科技應用領域環節具備一定規模優勢,但產品技術含量低且主要集中在中低端。尤其在高純稀土材料方面,美國的西格瑪公司、英國的Alfa Aesar、日本的信越化學等已經實現產業化,并且對我國實施技術封鎖和產品禁售,我國完全處于跟跑階段,與發達國家存在實質性差距。如運用在國防軍工領域的海底聲納和空天武器靶向系統的磁致伸縮永磁材料,雷達探測和隱身技術的高性能稀土軟磁吸波材料,夜視成像儀和激光武器的光功能材料等,核心技術受制于人,被國外“卡脖子”,嚴重威脅國防安全。

2 全球稀土產業鏈發展格局的預判

通過對中國稀土行業協會公布的稀土價格指數分析可知,從2020 年5 月開始,稀土原料價格經過兩年多的持續、大幅上漲,目前價位已逼近2011 年6 月歷史最高點。2011 年初社會資本借助國家稀土原料限產政策進行大肆炒作,使稀土原料價格在短短半年時間上漲4 倍,其后在不到兩年的時間,稀土原料價格持續下跌到原有水平。此次價格上漲與2011 年截然不同,是由于“雙碳”目標的實施導致低碳產業發展對稀土原料需求增加,推動了稀土原料價格長期趨勢性上漲。稀土原料價格大幅度上漲,既反映了稀土產業鏈發展格局的重大變化,又會對稀土產業鏈未來發展產生重要影響。

2.1 低碳技術引領稀土終端應用需求高漲

在稀土產業鏈上,稀土終端應用決定了稀土價值大小和稀土產業鏈各環節的稀土產品需求量[24-25]。因此,稀土終端應用變化決定了整個稀土產業鏈的發展趨勢。

2020 年之前,全球稀土在高科技領域的應用規模相對于我國稀土原料的供給能力嚴重不足[26]。國外是有應用技術但稀土原料供應受限而應用規模不足,我國是缺乏應用技術而導致應用規模不足。我國的稀土管制政策,如稀土出口配額、稀土出口關稅、禁止稀土出口等政策,在限制了美西方稀土高科技應用規模的同時,自身也無法消耗過多的稀土原料,供給大于需求導致價格過低。當時我國稀土產業鏈需要解決的主要問題是在高科技領域尋找能夠大規模應用稀土的場景,盡可能增加稀土需求。2020 年開始,我國在新能源汽車、變頻空調、工業電機、軌道交通、風力發電等節能和新能源領域大量應用稀土永磁材料,稀土原料需求迅猛增長,拉動價格持續上漲。

從稀土終端應用技術發展的趨勢看,“雙碳”目標的實施會推動稀土終端應用規模持續擴大[27]。實現碳中和是人類社會達成的共識,由于化石能源的生產和消費在碳排放中占比過大,因而能夠大幅減排的新能源和高效節能產業有巨大且持續的發展空間。稀土在新能源的獲取、傳輸、存儲和使用中都可得到應用且有突出的比較優勢。目前在風力發電和高效電機領域,稀土應用技術相對成熟、產業規模較大、未來發展前景比較明確。

電機在國民經濟中應用極其廣泛,除發電需要電機外,將電能轉換為動能幾乎全部依靠各種電機,因此在自動化、電氣化社會中離不開電機。應用稀土元素的稀土永磁電機在節電方面優勢突出,廣泛應用可大幅度減排。據中國工程院干勇院士測算,如果稀土永磁電機替代傳統電機和家電的60%,每年可節約電量2 500 多億度電[28]。目前應用稀土永磁電機增長最快的領域是新能源汽車(稀土永磁電機在新能源汽車中的應用占比到達96.03%,交流異步電機僅占3.97%),2021 年全球新能源汽車產量達到約650 萬輛,較2020 年增長了108%[19]。雖然增長較快,但全球新能源汽車占全部汽車的比重卻不到10%。在碳中和的壓力下,新能源汽車替代燃油車已是全球的發展趨勢,因此稀土永磁電機在新能源汽車中的應用還有巨大的發展空間。

總的來看,“雙碳”目標驅使下,稀土作為新能源金屬,在新能源領域的應用規模會持續擴大。其中發展規模最大、速度最快、前景最為明確的就是各類稀土永磁電機。但在稀土終端產品的應用技術上,我國與美西方仍有一定差距。缺乏稀土冶煉分離的生產能力仍然是限制美西方稀土終端應用規模擴大的主要因素。

2.2 稀土產業鏈各材料生產環節發展趨勢

未來在稀土終端應用需求的強勁拉動下,稀土產業鏈各材料生產環節的供給規模也將快速增長,全球供給格局會發生很大變化。

2.2.1 永磁材料制備技術是稀土功能材料環節的關鍵

所有稀土功能材料中,永磁材料的生產規模最大,遠超其他稀土功能材料,全球稀土消費價值的絕大部分來自稀土永磁材料[29]。在新能源獲取和消費技術的推動下,未來稀土功能材料的發展重點仍是稀土永磁材料,其消費占比會不斷提高。以汽車為例,受疫情影響全球汽車年產量從9 700 多萬輛下降到2021 年的8 000 多萬輛,同時期新能源汽車卻大幅上漲到年產650 多萬輛,消耗稀土永磁材料約2.3 萬噸,占全部稀土永磁材料的10%[3]。根據全球各國新能源汽車發展規劃,到2030 年僅新能源汽車就需要消費稀土永磁材料15 萬噸[30]。

如果要達到減排預期目標,未來稀土永磁材料產能會有所增加,但受制于稀土冶煉分離能力限制,稀土永磁材料產能不會有大幅度增加,全球產能增加主要在我國,因此我國稀土永磁材料產量全球占比仍會提高。此外,除稀土永磁材料以外的其他稀土功能材料,如果沒有大的應用技術突破,未來發展規模和速度都會遠低于稀土永磁材料,在已公開技術的稀土功能材料領域,我國仍會保持巨大的產業規模優勢。未來全球在稀土功能材料環節的競爭主要在新材料的制備和應用技術方面,焦點會集中在永磁材料制備技術領域。由于技術研發的投入很大,出現創新性技術的可能性明顯增大,對此我國決不能掉以輕心。

2.2.2 環保技術的突破是稀土冶煉分離環節的核心

冶煉分離環節提供制備稀土功能材料所需的各種稀土元素,其中稀土鐠釹元素主要用于制備稀土永磁材料。隨著稀土永磁材料生產規模的不斷擴大,會拉動鐠釹元素需求快速增長。未來冶煉分離環節如果能夠滿足鐠釹元素的需求,其他稀土元素均可滿足需求,甚至有相當一部分稀土元素供過于求。因此,稀土冶煉分離產品的總量主要取決于鐠釹元素的需求量,而鐠釹元素的需求量又主要取決于稀土永磁材料的需求量。未來稀土冶煉分離產品的全球供給格局受美西方稀土冶煉分離能力建設進度的影響。以目前美西方稀土聯盟在建的稀土冶煉分離能力推算,到2030 年,我國稀土冶煉分離的全球市場份額不會低于90%[15,31]。但需要注意的是限制美西方稀土冶煉分離能力擴大的主要因素是環保問題,隨著環保技術的突破或環保法律的松動,都會推動美西方稀土冶煉分離規模的擴大。

2.2.3 稀土礦生產環節競爭激烈

稀土礦產品為稀土冶煉分離產品生產提供基本原料,從稀土礦產品中萃取稀土元素會有3%~5%的元素損耗。稀土礦產品種類很多,不同稀土礦產品中的稀土元素配分不同,輕稀土元素配分占比較高的為輕稀土礦,重稀土元素配分占比較高的為重稀土礦。隨著稀土在“雙碳”目標中的應用價值大幅提高,全球尋找新的稀土資源和開采稀土礦的熱情高漲,稀土礦的供應格局將發生劇烈變化。我國稀土礦供給量取決于稀土開采成本和國家對稀土礦開采控制指標等因素影響,總的趨勢是:我國稀土礦供給的全球占比會不斷下降。由于具有經濟開采價值的稀土資源相對有限,未來各國在全球范圍內對稀土資源的爭奪將日趨激烈。

3 稀土全產業鏈未來發展趨勢研判

目前我國稀土產業鏈各環節的生產規模,在全球都具有主導地位,稀土供應鏈保障程度高,對國外稀土產品的依賴度較低。美西方稀土產業鏈的整體規模遠低于我國,其稀土供應鏈中有明顯短板,抑制其稀土應用規模擴大,但其在稀土功能材料和終端應用產品的技術創新方面具有優勢。未來全球稀土產業鏈博弈主要表現為我國和美西方對稀土全產業鏈主導權的爭奪。

3.1 美西方重構稀土供應鏈的步伐會加快

美西方打造的稀土聯盟在稀土產業鏈各環節均具有生產能力,所以不存在重構稀土產業鏈問題。但因其產業鏈部分環節的稀土產品供應能力較低,因此要重構稀土供應鏈。美西方之所以急于重構稀土供應鏈是因為:(1)稀土在低碳領域高價值、大規模的應用趨勢,極大提升了稀土的應用價值。如果稀土應用價值沒有大幅度提高,美西方不可能對稀土原料供應安全如此關注。從美西方不惜成本重構稀土供應鏈,就可判斷稀土未來具有無可比擬的應用價值,且應用規模較大;(2)擺脫高科技領域對我國稀土的依賴。稀土在高科技領域的滲透率越來越高,稀土供給保障程度越來越成為高科技產業發展的主要制約因素;(3)阻止與稀土相關的高端技術向我國轉移,維持其高科技產業優勢。美西方一旦完成稀土供應鏈重構,會形成獨立于我國的稀土產業鏈、供應鏈體系,在高科技領域與我國“脫鉤”就有了現實保障。由此可以預見,在價值觀和地緣政治沖突的推波助瀾下,美西方會加快稀土供應鏈的重構步伐。事實上,從2016 年起美西方在稀土礦開采和稀土分離冶煉環節已進行了實質性建設。

3.2 美西方重構稀土供應鏈的關鍵點在稀土冶煉分離環節

按目前美西方終端應用所需稀土產業鏈各環節的稀土產品供應保障程度看,稀土礦產品有充足的保障能力,而稀土冶煉分離產品和稀土功能材料的供給能力不足。

美西方稀土功能材料的生產技術領先于我國,特別是日本的永磁材料和美國的催化材料生產具有明顯技術優勢。之所以其供給能力不足,一是受到稀土冶煉分離產品的供應能力限制;二是其中低端稀土功能材料的生產成本高于我國。因此,美西方主要生產高端稀土功能材料,中低端產品則從我國進口。如果稀土原料供應能夠保障,美西方在短時間內擴大稀土功能材料的生產規模并不存在明顯障礙。

在美西方稀土供應鏈中,稀土冶煉分離產品的保障能力最弱。由于這一環節的供給能力直接決定稀土功能材料的產業規模,進而決定稀土在高科技領域終端應用規模,因而美西方在稀土產業鏈博弈中的關鍵點就是要擴大冶煉分離環節的生產能力,并且未來產能需要有大幅度提升。如果完全不依靠我國的稀土冶煉分離能力,美西方就需要將其冶煉分離能力提高到2021 年水平的3 倍以上。美西方并不缺乏冶煉分離技術,我國早期技術保護意識和法律意識的不足導致技術外流,國外現有稀土分離工藝幾乎照搬了我國發明的串式萃取技術。事實上,影響美西方冶煉分離產能擴大的主要制約因素是環保成本過高。隨著稀土冶煉分離環保技術的提高,或者美西方環保法律的改變,美西方稀土冶煉分離產能會有較大程度提高,但仍難滿足其終端需求,因而對我國稀土冶煉分離產品仍會有較大依賴。

3.3 稀土永磁領域將成為全球稀土產業鏈博弈的核心戰場

目前全球稀土終端應用領域中,稀土永磁材料的應用范圍、應用規模和應用價值都遠遠超過了其他稀土功能材料,特別是在尖端軍事設備中,高性能稀土用永磁材料更是被廣泛應用,如高精度打擊武器的磁導航和無人機的電驅動都離不開稀土永磁材料。未來由“雙碳”目標引領、加之地緣沖突引起的軍備投入增加,對稀土永磁材料的需求不但會大幅度增加,而且會形成需求剛性??梢哉f,可預期的未來誰掌握了稀土永磁材料生產的主導權,誰就在一定程度上掌握了高科技產品供給的主動權。因此,全球在稀土永磁領域將展開激烈的博弈。

現階段我國雖然在稀土永磁材料的全球供給上具有絕對優勢,但美西方在稀土永磁材料制備和應用技術上具有優勢。比如:在稀土永磁材料制備中的良品率、一致性、減量使用高價稀土元素等方面;稀土永磁在傳感、導航、存儲等應用方面;稀土永磁電機在設計、控制和精密制造等方面,我國與美西方還存在巨大差距。未來美西方在補足稀土分離冶煉能力不足的短板后,會迅速擴大稀土永磁材料的生產規模,同時不但會進行技術封鎖,而且會利用技術優勢對我國稀土永磁生產和應用實體進行重點打擊。

3.4 全球范圍內的稀土資源爭奪將日趨激烈

“雙碳”目標引發對稀土終端應用產品的巨大需求,要滿足這種需求就必須大幅度增加稀土礦的開采量,而增加稀土礦開采量的前提是需要擁有更多的稀土資源。全球具有經濟開采價值的稀土資源相對有限,因此為保證稀土原料供給,尋找和控制更多稀土資源將成為全球稀土產業鏈博弈的常態,特別是對擁有高價值稀土資源地區的爭奪會日趨激烈。通常對稀土資源控制主要是通過資本間的博弈,未來不排除政治和軍事因素的介入。

4 應對大變局下我國稀土全產業鏈對策研究

我國在稀土終端應用的突破,形成了全產業鏈稀土產品供給的規模優勢;全球碳中和目標實施大幅提升了稀土應用價值,引發全球對各類稀土產品需求快速擴張;美西方急于重構稀土供應鏈,擺脫對我國稀土原料依賴,以實現其在稀土高技術領域與我國“脫鉤”,試圖通過技術優勢掌握稀土產業鏈控制權。多重因素影響下,全球稀土產業鏈格局將持續發生變化,國際稀土博弈趨于激烈。在此背景下,我國需要對稀土發展策略進行相應調整,在未來稀土博弈中掌握主動權。

4.1 加大重點領域研發投入,攻克產業鏈“卡脖子”技術瓶頸,塑造技術引領力

長遠看,稀土競爭歸根到底是技術創新競爭,技術創新程度決定稀土博弈中的地位。目前我國已在稀土全產業鏈的產品生產規模方面取得了優勢,今后通過加大研發投入,在技術創新方面取得優勢,就可以形成全球稀土產業鏈發展節奏由我國引領的局面。從稀土資源到稀土終端應用的產業鏈條長、實現路徑多、工藝技術復雜、涉及領域廣。針對稀土產業鏈博弈的重點領域,加大研發投入,實現技術創新突破,可達到事半功倍的效果。

(1)提高稀土永磁材料制備的良品率、一致性技術以及減量使用高價稀土元素技術等。

(2)加大對高豐度稀土永磁材料制備技術的開發利用。目前稀土17 種元素中已開發可用于制備稀土永磁材料的只有少數幾種元素,且在稀土所有元素中的配分占比較低,這是影響稀土永磁材料生產規模擴大的主要制約因素。如果我國在高豐度稀土永磁材料制備技術上取得優勢,不但可以大幅度降低稀土永磁材料的生產成本,有利于擴大應用規模,而且今后可以較為穩固地確立我國在全球的稀土永磁材料供給優勢。

(3)盡快確定稀土永磁電機主攻方向,集中力量優先發展。稀土永磁電機種類繁多,中國要發展所有類型的稀土永磁電機難度很大。建議組織電機工程技術和產業經濟領域專家共同論證我國稀土永磁電機主攻方向,綜合考慮我國電機產業發展基礎、技術積累情況,做好市場和競爭對手分析,在新能源汽車驅動電機、風力發電機、航空裝備(如飛機輪轂電機、飛機控制電機、無人機驅動電機)、白色家電(如變頻空調電機)等特種永磁電機中選擇最具經濟和技術可行性的突破方向,集中力量優先發展。

4.2 科學合理找礦探礦,加速稀土資源的全球布局,穩定供應鏈

雖然目前我國稀土資源在全球占比較高,但主要以我國稀土資源供給全球稀土需求是不可持續的。國內企業開發海外稀土資源的意義在于:減緩國內稀土儲量下降速度,保持我國稀土儲量在全球的優勢;減輕國內稀土開采量過大而造成的環境損害;從稀土產業鏈源頭上削弱美西方稀土供應鏈的穩定性。我國可以依托“一帶一路”倡議,加速稀土資源的全球布局。

(1)提高科技與勘探實踐的結合程度。地質、礦產勘探和找礦是一個技術密集型的行業,科學技術和找礦實踐的結合程度將直接影響到整個勘探和找礦過程。政府要加大對稀土勘查和找礦技術的科技研發、發展和創新,為我國稀土勘查和找礦技術提供有力的技術支持。在行業內部,要積極運用現代科技,把現代科技運用到實際的地質礦產勘探和找礦工作中并在實踐中加強對相關人員的培訓,不斷提高工作人員的技術能力。同時有關工作者也要注重提高自己的專業素質,方能使我國稀土礦勘探技術得到長期的發展。

(2)利用資本優勢控制海外稀土資源。開采海外稀土礦不用受限于國家配額指標,不僅有利于冶煉分離產能擴張,而且有利于我國的稀土資源和環境保護。建議充分發揮中國稀土集團的出海優勢,通過收購股權、簽訂長期合同等方式盡快參與緬甸、越南、老撾、哈薩克斯坦等國的稀土資源開發,搶占國際稀土資源市場,提高資源掌控力和保障力。

(3)鼓勵國內稀土企業承包海外稀土礦開采。經過長期稀土礦開采經驗積累,我國在稀土礦開采技術和人力資源方面具有了一定的優勢。特別是離子型稀土礦的開采,全球都采用我國的開采方式。東南亞地區的離子型稀土儲量較為豐富,目前幾乎完全依靠我國具有技術和經驗的勞動力進行開采。今后可以依托國內稀土企業對相關稀土開采專業人員進行有效組織,承包海外稀土礦開采。一方面可以增加海外稀土礦供給;另一方面可以避免國外擁有稀土礦開采技術和專業開采人員。

4.3 穩定原料價格,維持國際領先優勢

(1)以充分滿足國內稀土冶煉分離對稀土礦產品需求為目標,根據國內和國外稀土礦的供給情況,確定國內稀土礦開采總量控制指標。稀土礦供給需要依賴國內和國外兩個市場,為保護資源,應鼓勵稀土礦進口,降低國內稀土礦供給比例,國內稀土礦開采控制指標應以彌補國內需求和國外供給缺口為原則來確定。為避免國內稀土礦供給比例過低、對國外稀土礦過度依賴,可能造成國內稀土供應鏈安全問題,確定國內稀土礦供給量的最低比例是極為必要的。

(2)逐步取消國內對稀土冶煉分離的總量控制。我國稀土冶煉分離總量應以滿足全球對稀土冶煉分離產品的需求為目標,大幅增加產量,將稀土冶煉分離產品的市場價格穩定在略低于國外生產成本水平,利用市場力量打擊美西方重構稀土供應鏈的努力,使其難以擺脫對我國的依賴。

(3)借助大數據信息技術,建立稀土全產業鏈信息系統,嚴控套利資本進入稀土原料交易市場。建立稀土全產業鏈的生產、貿易和消費等信息系統,一方面可以為國內稀土礦開采總量控制指標的確定,提供準確的供求信息;另一方面可以嚴密監控套利資本,阻止其市場炒作。

(4)建立關鍵稀土元素儲備制度。通過對關鍵稀土元素鐠釹鋱鏑的收儲和釋放,防止供應鏈中斷對稀土產業鏈造成的危害,達到保障供應安全,穩定價格的目的。

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