■ 左 更
(中國(guó)五礦集團(tuán)有限公司,北京 100010)
稀缺性戰(zhàn)略金屬(以下簡(jiǎn)稱稀缺金屬)并非傳統(tǒng)學(xué)術(shù)定義上的“三稀”(稀有、稀少、稀散)金屬,而是指雖然在我國(guó)自然稟賦極低,但對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防軍事、高新科技等領(lǐng)域十分重要的金屬品種。所謂稀缺性,正是相對(duì)于我國(guó)綜合國(guó)力的發(fā)展需要而言,我國(guó)資源自身稟賦是有限的,其中鉭、鈮、鉻、鈷四個(gè)品種最具代表性。稀缺金屬資源的共同特點(diǎn)是這些金屬在我國(guó)國(guó)內(nèi)的探明可采儲(chǔ)量乃至查明具有內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的資源量極低,伴生品種復(fù)雜,提煉分離難度極大,進(jìn)而導(dǎo)致這些金屬必須完全依賴進(jìn)口支撐國(guó)內(nèi)需求。同時(shí)海外資源富集于少數(shù)一兩個(gè)國(guó)家(地區(qū)),導(dǎo)致我國(guó)進(jìn)口來源單一問題突出。在資源對(duì)外依存度極高的情況下,進(jìn)口來源單一可能導(dǎo)致的突發(fā)性短供斷供風(fēng)險(xiǎn)急劇攀升[1]。黨的二十大正式開啟中國(guó)式現(xiàn)代化的新征程,提出實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的百年奮斗目標(biāo)。中國(guó)式現(xiàn)代化對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提出了更高的要求。在此形勢(shì)下必須對(duì)支撐我國(guó)高質(zhì)量發(fā)展的稀缺金屬資源的整體保供穩(wěn)供格局進(jìn)行充分、全面、審慎和周密的思考。
鉭(Tantalum)在地殼中的含量為2ppm,屬于稀有金屬品種之一。在自然界中,鉭常與鈮共生形成共生礦,如果礦物中鉭的含量相對(duì)較高,則稱為鉭礦,反之稱為鈮礦。目前自然界已發(fā)現(xiàn)的含鉭元素礦物很多,但能夠被判定為鉭礦物(Ta/Nb≥ 1)的卻很少,具有工業(yè)價(jià)值的含鉭礦物主要以鉭鐵礦、重鉭鐵礦、細(xì)晶石和黑稀金礦四種礦物為主。在對(duì)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局歷年數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后發(fā)現(xiàn),截至2022年末,全球鉭的已探明可采儲(chǔ)量?jī)H約14萬噸[2],其中澳大利亞為9.9萬噸、巴西為4萬噸,兩國(guó)已探明可采儲(chǔ)量之和占全球總量的99%以上(圖1)。
圖1 全球鉭已探明可采儲(chǔ)量分布情況(截至2022年末)
鈮(Niobium)作為稀有高熔點(diǎn)金屬,常溫下不與空氣發(fā)生反應(yīng),高溫條件下能與硫、氮、碳直接化合。鈮不與無機(jī)酸或堿發(fā)生反應(yīng),也不溶于王水,但可溶于氫氟酸。鈮在地殼中的含量為20ppm,在所有元素中排第22位。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)2023年的數(shù)據(jù)顯示,鈮的已探明可采儲(chǔ)量在全球范圍的分布比較集中。截至2022年底,全球鈮的已探明可采儲(chǔ)量超過1700萬噸[2],其中巴西的儲(chǔ)量就達(dá)到1600萬噸,而排名第二位的加拿大只有160萬噸,排名第三位的美國(guó)為21萬噸,其他國(guó)家儲(chǔ)量更少甚至沒有可供工業(yè)開采的鈮礦資源(圖2)。
圖2 全球鈮已探明可采儲(chǔ)量主要分布情況(截至2022年末)
鉻(Chromium)屬于不活潑金屬,常溫下對(duì)氧和濕氣都是穩(wěn)定的,被廣泛應(yīng)用于冶金、化工、鑄鐵、耐火及高精端科技等領(lǐng)域。鉻在地殼中的含量為100ppm,在所有元素中排第17位。自然界不存在游離狀態(tài)的鉻,主要含鉻元素的礦石是鉻鐵礦。自然界含鉻元素的礦物約有30種,但具有工業(yè)價(jià)值的只有鉻鐵礦,是尖晶石的一種。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)2023年的最新數(shù)據(jù),全球鉻的已探明可采儲(chǔ)量(可商用礦石,45%的Cr2O3)約5.6億噸[2],全球查明具有內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的資源量超過120億噸,但資源分布十分不均勻,南非、哈薩克斯坦、印度、土耳其和芬蘭五國(guó)幾乎占據(jù)了全球全部資源(圖3)。中國(guó)的鉻資源極其匱乏且資源開發(fā)條件總體不佳,對(duì)外依存度接近100%;進(jìn)口來源非常集中。
圖3 全球鉻的已探明可采儲(chǔ)量(可商用礦石,45%的Cr2O3)主要分布情況(截至2022年末)
鈷(Cobalt)因具有很好的耐高溫、耐腐蝕、磁性性能而被廣泛用于航空航天、機(jī)械制造、電氣電子、化學(xué)、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域,素有“工業(yè)味精”和“工業(yè)牙齒”之稱。地球上鈷資源豐度為25ppm,分布十分分散,絕大部分都是以伴生礦的形式存在,多伴生于銅鈷礦、鎳鈷礦、砷鈷礦和黃鐵礦中,獨(dú)立存在鈷礦物極少。全球的鈷礦資源中,大約41%為銅鈷礦,36%為鎳銅鈷硫化礦,15%為紅土鎳鈷礦,純鈷礦床(砷化鈷、硫化鈷、鈷土礦)不足8%。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù),截至2022年末,全球鈷已探明可采儲(chǔ)量約830萬噸,查明具有內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的資源量2500萬噸,剛果(金)一個(gè)國(guó)家占比接近50%[2](圖4)。
圖4 全球鈷已探明可采儲(chǔ)量主要分布情況(截至2022年末)
就鉭、鈮礦而言,我國(guó)資源與富集地澳大利亞和巴西相比,資源品位低,共生礦物復(fù)雜,選冶困難,開發(fā)利用難度極高,具有經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值的礦產(chǎn)資源不多,可采儲(chǔ)量則更少。我國(guó)鉭資源較缺乏且成礦分散、礦物成分復(fù)雜、原礦中鉭品位低,鉭礦物嵌布粒度細(xì),開發(fā)利用難度極高,具有經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值的礦產(chǎn)資源不多,可采儲(chǔ)量則更少。我國(guó)的鉭資源主要分布在江西、內(nèi)蒙古和廣東這三個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)),合計(jì)儲(chǔ)量占全國(guó)的近73%。根據(jù)有關(guān)資料推算,目前我國(guó)的鉭查明具有內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的資源量(Ta2O5含量)約為5萬噸左右,折合鉭金屬資源量不足4.1萬噸。位于江西省的宜春鉭鈮礦是我國(guó)極少數(shù)可供工業(yè)用途開發(fā)的礦床之一,其查明具有內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的資源量?jī)H為1.4萬噸左右,但已占到全國(guó)鉭礦資源總量的28%以上。
我國(guó)具有工業(yè)價(jià)值的鈮資源僅在少數(shù)地區(qū)有少量分布,且可采儲(chǔ)量極低,絕大多數(shù)資源品位低,共生礦物復(fù)雜,采選冶難度大。我國(guó)可供利用鈮礦的Nb2O5品位僅為83~437ppm,與國(guó)外鈮礦石品位相比明顯偏低。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算,我國(guó)國(guó)內(nèi)鈮查明具有內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的資源量(金屬量)僅為140萬噸左右,可采儲(chǔ)量?jī)H有30萬噸左右,占全球總量不足2%[3]。
鉻在全球范圍內(nèi)并不稀缺,但因?yàn)槲覈?guó)不銹鋼產(chǎn)業(yè)對(duì)鉻需求的絕對(duì)數(shù)量巨大,加上國(guó)內(nèi)鉻資源貧乏,使得鉻成為我國(guó)極度稀缺的關(guān)鍵性戰(zhàn)略金屬資源。我國(guó)鉻資源已探明可采儲(chǔ)量世界排名第12位,全球占比不到0.1%,潛在資源量?jī)H為1142萬噸,相當(dāng)于嘉能可位于南非的全球排名第51位的De Grooteboom礦山的勘探量。我國(guó)鉻資源已探明可采儲(chǔ)量主要集中在西藏、新疆等地區(qū),這些地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施差,礦的開采難度大,年產(chǎn)量為5萬噸左右,全球占比略高于0.1%[4]。
鈷是我國(guó)極其稀缺金屬,根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)計(jì)算,截至2022年末,我國(guó)鈷資源已探明可采儲(chǔ)量?jī)H為14萬噸,全球占比低于1.7%,且多為鐵、銅、鎳伴生礦,分離難度極大。我國(guó)已探明可采鈷資源主要集中在甘肅省,2022年全國(guó)產(chǎn)量?jī)H為2200噸左右,約占全球產(chǎn)量的1.1%。
鉭具有非常出色的化學(xué)性質(zhì),特別是具有極高的抗腐蝕性,具體表現(xiàn)為鉭硬度適中,富有延展性,熱膨脹系數(shù)很小,無論在冷和熱的條件下都不與鹽酸、濃硝酸及王水反應(yīng)。金屬鉭在常溫的空氣中物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,加熱到高于500℃則加速氧化生成Ta2O5,金屬表面會(huì)形成致密穩(wěn)定、介電強(qiáng)度高的無定形氧化膜,易于準(zhǔn)確、方便地控制電容器的陽極氧化工藝。高端電容器是鉭在工業(yè)用途中的最重要的組成部分,用鉭制成的電解電容器具有容量大、體積小和可靠性好等優(yōu)點(diǎn),自20世紀(jì)70年代末,鉭在電容中的用量始終占鉭總用量的2/3以上。鉭的其他應(yīng)用領(lǐng)域集中在電子、航空航天及軍工發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭、導(dǎo)彈等耐熱高強(qiáng)材料領(lǐng)域,是電子工業(yè)和空間技術(shù)發(fā)展不可缺少的戰(zhàn)略原料。
近年來,隨著我國(guó)航空航天領(lǐng)域技術(shù)的不斷進(jìn)步,國(guó)內(nèi)對(duì)鉭的消費(fèi)量逐年增加。2022年,我國(guó)鉭礦產(chǎn)量約為75噸,鉭相關(guān)產(chǎn)品及原料進(jìn)口量為8645.9噸(實(shí)物噸),出口量為805.9噸(實(shí)物噸),經(jīng)計(jì)算折合鉭金屬量?jī)暨M(jìn)口量約為152噸。2015—2022年,我國(guó)年均凈進(jìn)口各種鉭資源折合鉭金屬量約233噸,年均表觀消費(fèi)量為308噸,凈進(jìn)口量約占全球總產(chǎn)量的13%,年均表觀消費(fèi)量約占全球產(chǎn)量的17%(圖5)。
圖5 2015—2022年中國(guó)鉭(金屬)凈進(jìn)口量及國(guó)內(nèi)表觀消費(fèi)量走勢(shì)
從對(duì)外依存度的角度看,如果按凈進(jìn)口口徑計(jì)算,2022年我國(guó)鉭的對(duì)外依存度超過80%,但如果僅考慮資源的進(jìn)口,2022年我國(guó)鉭資源的對(duì)外依存度則接近93%。
鈮因具有良好的超導(dǎo)性、熔點(diǎn)高、耐腐蝕、耐磨等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用到鋼鐵、超導(dǎo)材料、航空航天、原子能等領(lǐng)域,其中在鋼鐵及相關(guān)合金中的應(yīng)用占比超過鈮總量的90%。鈮可以有效增加鋼的韌性和強(qiáng)度,含鈮鋼材在我國(guó)鋼鐵工業(yè)向高質(zhì)量發(fā)展邁進(jìn)過程中的作用十分重要。
近年來,伴隨著中國(guó)鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展和中國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展對(duì)優(yōu)質(zhì)鋼材需求的增長(zhǎng),中國(guó)對(duì)鈮的需求量逐年增加,自2017年起,中國(guó)進(jìn)口鈮制品數(shù)量(實(shí)物噸)逐年上升。根據(jù)中國(guó)海關(guān)總署的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2022年,中國(guó)共進(jìn)口鈮及相關(guān)金屬折合鈮金屬42312.4噸,扣除出口后鈮金屬凈進(jìn)口量為40792.9噸(圖6)。
圖6 2015—2022年中國(guó)鈮(金屬)進(jìn)口量、表觀消費(fèi)量示意
從對(duì)外依存度的角度看,根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)推算,2015—2022年,中國(guó)鈮的對(duì)外依存度始終高于99%。
鉻具有良好的耐腐蝕性和耐磨性,迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)能夠替代鉻的其他材料,90%以上的鉻被用于不銹鋼生產(chǎn)。2000年后,伴隨著我國(guó)不銹鋼產(chǎn)量的逐年增長(zhǎng),我國(guó)對(duì)鉻金屬的需求量逐年增加。2022年我國(guó)不銹鋼產(chǎn)量達(dá)到3197.5萬噸,全球占比超過58%,對(duì)應(yīng)的鉻金屬需求量達(dá)到604萬噸,折合商業(yè)級(jí)鉻礦(45%Cr2O3)量約為1962萬噸,相當(dāng)于2022年全球鉻產(chǎn)量的48%(圖7)。
圖7 2001—2022年中國(guó)不銹鋼產(chǎn)量及折合鉻礦需求量增長(zhǎng)趨勢(shì)
從對(duì)外依存度的角度看,結(jié)合中國(guó)鉻礦的生產(chǎn)情況計(jì)算,至少?gòu)?015年開始,中國(guó)鉻金屬的對(duì)外依存度就已經(jīng)高于99%。
鈷主要用于電池領(lǐng)域,僅在這一領(lǐng)域的用量占比就超過70%。近年來,我國(guó)以三元電池為代表的新能源電池領(lǐng)域發(fā)展快速,帶動(dòng)了鈷需求增長(zhǎng),刺激了全球鈷礦產(chǎn)量不斷增加。國(guó)際鈷業(yè)協(xié)會(huì)最新發(fā)布數(shù)據(jù)顯示,2022年全球鈷產(chǎn)量達(dá)19.8萬噸,同期全球鈷的需求量達(dá)到18.7萬噸,同比增長(zhǎng)13%。其中電動(dòng)汽車行業(yè)的鈷需求表現(xiàn)最為突出,累計(jì)鈷消費(fèi)量達(dá)到7.4萬噸,連續(xù)第二年超越傳統(tǒng)電池領(lǐng)域。2022年,以三元電池為代表的動(dòng)力電池鈷需求量在電池領(lǐng)域鈷需求量中的占比達(dá)到55%,占全球鈷總需求的近40%(圖8)。
從對(duì)外依存度的角度看,結(jié)合我國(guó)鈷礦的生產(chǎn)和進(jìn)口情況計(jì)算,2016年后,伴隨著我國(guó)新能源材料領(lǐng)域的迅猛發(fā)展帶來對(duì)鈷資源的強(qiáng)烈需求,我國(guó)鈷金屬的對(duì)外依存度已由2016年的83%上升至2022年的98.5%。
從資源角度來看,鉭、鈮、鉻、鈷四種金屬的對(duì)外依存度均高于90%,而且由于自然地質(zhì)條件的約束,這些資源均富集于某一兩個(gè)國(guó)家(地區(qū))。超高的對(duì)外依存度疊加超高且不可替代的單一進(jìn)口來源,構(gòu)成我國(guó)稀缺戰(zhàn)略金屬資源在穩(wěn)供保供中的最大威脅。一旦供應(yīng)鏈條中出現(xiàn)任何不利因素或不可抗力,均有可能造成我國(guó)相關(guān)資源的臨時(shí)性短供斷供,這里還未把可能出現(xiàn)的地緣政治重大事件造成的劇烈影響考慮進(jìn)來。
根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)2023年的統(tǒng)計(jì),2022年全球每年生產(chǎn)鉭礦約2000噸,產(chǎn)量主要集中于非洲的剛果(金)、盧旺達(dá)、尼日利亞和南美洲的巴西,這四國(guó)鉭礦產(chǎn)量合計(jì)約占全球鉭礦總產(chǎn)量的85%,非洲三國(guó)產(chǎn)量合計(jì)占全球的66%,其中僅剛果(金)一國(guó)的產(chǎn)量就占據(jù)了全球鉭礦產(chǎn)量的43%。
根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)2023年的統(tǒng)計(jì),2022年全球約產(chǎn)鈮79000噸,其中巴西一國(guó)獨(dú)大,其產(chǎn)量約為71000噸,全球占比近9 0%,其他主要鈮礦生產(chǎn)國(guó)和產(chǎn)量分別為加拿大8000噸、剛果(金)600噸、俄羅斯450噸、盧旺達(dá)210噸。
根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)2023年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析,2022年全球鉻礦(商業(yè)級(jí),45%的Cr2O3)產(chǎn)量約為4100萬噸,其中南非一個(gè)國(guó)家的產(chǎn)量約為1800萬噸,全球占比近44%,其他鉻礦生產(chǎn)國(guó)和產(chǎn)量分別為土耳其690萬噸、哈薩克斯坦650萬噸、印度420萬噸、芬蘭200萬噸。
根據(jù)國(guó)際鈷業(yè)協(xié)會(huì)(Cobalt Institute)發(fā)布的2022年鈷市場(chǎng)行業(yè)報(bào)告,2022年全球鈷產(chǎn)量達(dá)19.8萬噸,其中剛果(金)產(chǎn)量為14.5萬噸,市場(chǎng)份額占比達(dá)73%,印尼產(chǎn)量達(dá)9000噸,躍居第二大鈷供應(yīng)國(guó),俄羅斯、澳大利亞、菲律賓緊隨其后。
通過以上數(shù)據(jù)可以清晰看出,除鈮和鉻分別由巴西和南非供給外,剛果(金)是我國(guó)稀缺金屬的重要來源地,其戰(zhàn)略性資源重要來源地的地位必須得到足夠的重視、加強(qiáng)和維護(hù)。
鉭在高端電容領(lǐng)域的大量應(yīng)用及美國(guó)在航空航天領(lǐng)域的全球絕對(duì)領(lǐng)先地位,決定了全球鉭的消費(fèi)主要集中于美國(guó)[5]。2007—2022年,美國(guó)平均每年進(jìn)口的鉭礦及鉭相關(guān)產(chǎn)品折合鉭金屬量約1350噸,相當(dāng)于2022年全球鉭產(chǎn)量的三分之二以上,同期美國(guó)鉭金屬的國(guó)內(nèi)平均年表觀消費(fèi)量約為750噸,相當(dāng)于全球總產(chǎn)量的近38%(圖9)。
圖9 2007—2022年(E)美國(guó)鉭(金屬)進(jìn)口量及表觀消費(fèi)量走勢(shì)
根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)2023年的數(shù)據(jù)和中國(guó)鉭資源進(jìn)口數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn):2015—2022年美國(guó)年均鉭金屬進(jìn)口量約為1388噸,中國(guó)約為1180噸,兩者之和遠(yuǎn)超全球總產(chǎn)量,而同期美國(guó)年均出口鉭金屬量為555噸,中國(guó)則為949噸。由以上數(shù)據(jù)計(jì)算得出2015—2022年美國(guó)年均表觀消費(fèi)量約為829噸,而同期中國(guó)的年均數(shù)值只有233噸,僅相當(dāng)于美國(guó)鉭消費(fèi)總量的28%(圖10)。
圖10 2015—2022年中國(guó)和美國(guó)年均鉭資源表觀消費(fèi)量、進(jìn)出口量對(duì)比
對(duì)中國(guó)鉭資源進(jìn)出口數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),多年來我國(guó)始終在鉭礦、鉭電容商品中處于凈進(jìn)口狀態(tài),而在鉭粉或未鍛軋鉭的商品方面則保持著凈出口。以2022年為例,我國(guó)全年凈進(jìn)口鉭礦7706.853噸(實(shí)物噸),凈進(jìn)口鉭電容器375.682噸(實(shí)物噸),凈出口鉭粉237.545噸(實(shí)物噸),凈進(jìn)口其他鉭料4.997噸(實(shí)物噸)。這些數(shù)據(jù)充分說明了目前我國(guó)鉭行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的“尷尬”現(xiàn)狀:一是因自然稟賦較差,必須大量進(jìn)口礦產(chǎn)品原料;二是產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)水平相對(duì)較低,只能加工出口低附加值的初級(jí)工業(yè)品;三是為滿足國(guó)家對(duì)高端電容的需求,每年不得不大量進(jìn)口高端鉭電容產(chǎn)品。
數(shù)據(jù)對(duì)比說明,美國(guó)是在進(jìn)口鉭資源后通過技術(shù)加工,壟斷性地向全球相關(guān)國(guó)家提供高端技術(shù)領(lǐng)域關(guān)鍵電子部件(鉭電容);而中國(guó)則是在進(jìn)口鉭資源后經(jīng)過簡(jiǎn)單加工出口鉭初級(jí)產(chǎn)品,同時(shí)在關(guān)鍵部件上大量進(jìn)口以供國(guó)內(nèi)需求。鉭是目前我國(guó)極少數(shù)年表觀消費(fèi)數(shù)據(jù)依然小于美國(guó)的金屬品種之一。中國(guó)和美國(guó)的鉭資源表觀消費(fèi)量數(shù)據(jù)對(duì)比充分說明了我國(guó)在航空航天等高科技高端應(yīng)用方面與美國(guó)還有較大差距(圖11)。
圖11 2015—2022年(E)中國(guó)和美國(guó)鉭資源表觀消費(fèi)量對(duì)比
從消費(fèi)領(lǐng)域上看,鈮主要用于鋼鐵工業(yè),而我國(guó)粗鋼產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的半數(shù)以上,這就決定了中國(guó)是全球最大的鈮消費(fèi)國(guó)。隨著近年來中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型和中國(guó)鋼鐵工業(yè)逐步走向高質(zhì)量發(fā)展,主要用鋼行業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)鋼材的需求逐年增長(zhǎng),我國(guó)鈮鋼產(chǎn)量逐年增加。據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì),我國(guó)1993年鈮鋼產(chǎn)量只有150噸,2010年鈮微合金化汽車鋼板的產(chǎn)量不足500萬噸,而2021年我國(guó)鈮微合金化汽車鋼板的產(chǎn)量接近2000萬噸,約占全國(guó)汽車用鋼總量的40%。截至2022年,我國(guó)含鈮高性能鋼覆蓋板、帶、管、型、線等各種產(chǎn)品的品種達(dá)到300多個(gè),含鈮鋼年產(chǎn)量接近9500萬噸。按微合金化鋼中鈮的加入量為0.02%~0.15%的均值推算,1噸微合金化鋼需添加鈮0.2~1.5千克,2022年當(dāng)年中國(guó)產(chǎn)鈮鋼產(chǎn)量為9500萬噸,折合鈮的需求量是42200噸左右,約占當(dāng)年鈮全球產(chǎn)量的53%,與中國(guó)粗鋼產(chǎn)量全球占比基本一致。
從噸粗鋼鈮鐵用量上看,目前我國(guó)噸粗鋼鈮鐵鈮用量?jī)H為40克/噸粗鋼,與發(fā)達(dá)國(guó)家80~120克/噸粗鋼(折合鈮金屬量52~78千克)和世界平均水平的80克/噸粗鋼(折合鈮金屬量52千克)的鈮消費(fèi)強(qiáng)度相比差距較大。
美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)2023年的數(shù)據(jù)顯示,2022年美國(guó)鈮(金屬)表觀消費(fèi)量約為7600噸,粗鋼產(chǎn)量為8070萬噸,每噸粗鋼鈮含量約為94千克,遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家每噸粗鋼78千克鈮(金屬)用量的水平。數(shù)據(jù)對(duì)比充分說明:一是美國(guó)含鈮鋼非常普遍,甚至所有粗鋼中均含一定比例的鈮,鋼材質(zhì)量高;二是除鋼鐵外,美國(guó)航空航天領(lǐng)域?qū)Ω哜壓辖鸬男枨蟾?,增加了鈮的消費(fèi)量。反觀我國(guó),雖然2022年的鈮鋼產(chǎn)量達(dá)到9500萬噸,但相比我國(guó)總計(jì)10.13億噸的粗鋼產(chǎn)量,鈮鋼占比僅為9.4%,高質(zhì)量鋼材比例較低(圖12)。未來在實(shí)現(xiàn)中國(guó)式現(xiàn)代化征程中,對(duì)鈮的需求還將持續(xù)增長(zhǎng)。
圖12 2022年中國(guó)和美國(guó)含鈮鋼及鈮消費(fèi)情況對(duì)比
伴隨著我國(guó)在不銹鋼和電池材料領(lǐng)域的快速發(fā)展,目前在全球鉻、鈷領(lǐng)域已經(jīng)形成了“南非鉻資源-中國(guó)鉻冶煉”和“剛果(金)鈷資源-中國(guó)鈷冶煉”的啞鈴型產(chǎn)業(yè)布局。2022年我國(guó)鉻鐵產(chǎn)量約為695萬噸,精煉鈷約為14.5萬噸,分別占全球鉻鐵(1554萬噸)和精煉鈷(19.8萬噸)冶煉總量的45%和74%。資源的稀缺疊加巨大的冶煉加工產(chǎn)能迫使我國(guó)在鉻、鈷金屬方面不僅對(duì)外依存度居高不下[6],而且完全失去了在商品市場(chǎng)上的話語權(quán)。2022年第四季度,在鉻原料成本高企的情況下,我國(guó)鉻鐵生產(chǎn)企業(yè)陷入全面虧損狀態(tài)。而鈷市場(chǎng)方面,中國(guó)巨大的冶煉產(chǎn)能也只能任由嘉能可和鈷27公司在市場(chǎng)定價(jià)方面“翻云覆雨”。
隨著我國(guó)航空航天和信息領(lǐng)域的快速發(fā)展,5G和云計(jì)算、高速計(jì)算對(duì)鉭電容的需求逐年增長(zhǎng),我國(guó)鉭電容器市場(chǎng)規(guī)模有望持續(xù)擴(kuò)大。市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,2023年我國(guó)鉭市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到72億元以上,按2023年5月份鉭礦石(T a2O530% min)133萬元/噸的均價(jià)推算,折合鉭金屬交易量將達(dá)到1350噸左右,國(guó)內(nèi)鉭金屬表觀需求量或?qū)⑸仙?00噸以上,全球占比將由目前的17%左右增長(zhǎng)至20%左右。伴隨著中國(guó)式現(xiàn)代化征程中對(duì)科技發(fā)展的要求越來越高,以及今后我國(guó)航空航天領(lǐng)域的快速發(fā)展,未來我國(guó)對(duì)鉭的需求量還將逐年增加(圖13)。
圖13 2007—2022年(E)中國(guó)鉭(金屬)表觀消費(fèi)量趨勢(shì)
由于美國(guó)在鉭市場(chǎng)中的需求占比極高,具有較強(qiáng)的穩(wěn)定價(jià)格的能力,因此近年來全球鉭市場(chǎng)價(jià)格相對(duì)平穩(wěn)[5]。我國(guó)在航空航天領(lǐng)域的強(qiáng)勢(shì)崛起使得中美兩國(guó)在鉭資源市場(chǎng)的博弈與爭(zhēng)奪越來越激烈,這將刺激鉭市場(chǎng)長(zhǎng)期呈現(xiàn)穩(wěn)中有升的態(tài)勢(shì)。
目前,我國(guó)雖然具備了鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的良好基礎(chǔ),但也面臨環(huán)境、資源、能源、品種、質(zhì)量、成本等多方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和一些亟待解決的問題。從2020年以來,我國(guó)每年生產(chǎn)超過10億噸粗鋼,但每年仍需進(jìn)口1200萬噸左右的鋼材以滿足國(guó)內(nèi)需求,其中20%的鋼材因其對(duì)重大項(xiàng)目、關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵部件、關(guān)鍵材料的重要支撐作用而存在被“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)[7],重要領(lǐng)域用高質(zhì)量鋼材仍需大力突破。我國(guó)對(duì)鉻、鈮等鋼材優(yōu)質(zhì)添加劑原料的需求還將持續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。由于鉻、鈮市場(chǎng)的供給相對(duì)充足且分別高度集中于巴西和南非,下游需求半數(shù)以上集中于中國(guó),這種啞鈴型供需結(jié)構(gòu)決定了未來全球鈮市場(chǎng)供需格局仍將保持平穩(wěn),中國(guó)絕對(duì)的需求數(shù)量將支撐鉻、鈮市場(chǎng)整體相對(duì)平穩(wěn)運(yùn)行。但是啞鈴型結(jié)構(gòu)最大的風(fēng)險(xiǎn)在于易發(fā)生兩端不平衡的現(xiàn)象。目前來看,來源國(guó)單一、運(yùn)輸通道的種種不可預(yù)見及不可抗力風(fēng)險(xiǎn),成為我國(guó)鉻、鈮穩(wěn)定供應(yīng)的最大干擾因素。
在我國(guó)鈷資源極度稀缺的背景下,由于鈷價(jià)較高對(duì)三元電池成本構(gòu)成壓力,作為全球三元電池的集中生產(chǎn)地,我國(guó)在三元電池領(lǐng)域推進(jìn)“去鈷化”進(jìn)程,鈷的用量受到限制。同時(shí),2021年后磷酸鐵鋰的異軍突起也使得鈷在電池領(lǐng)域的應(yīng)用略有收縮。但是從能源領(lǐng)域的發(fā)展來看,伴隨著我國(guó)“雙碳”政策實(shí)施力度的不斷加強(qiáng),能源的轉(zhuǎn)型發(fā)展將帶來電池領(lǐng)域新的“革命”,而鈷因具有良好的磁性性能將繼續(xù)在電池領(lǐng)域發(fā)揮不可替代的作用。同時(shí),傳統(tǒng)電池的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)在消費(fèi)轉(zhuǎn)好的刺激下持續(xù)旺盛,這也將帶動(dòng)鈷的需求持續(xù)保持高位。從供應(yīng)方面來看,鈷的供給高度集中于剛果(金)一國(guó)。印度尼西亞作為新興的鈷供應(yīng)來源,其鈷資源主要為紅土鎳礦中的伴生鈷,更多地與鎳共用于三元電池材料,而其他領(lǐng)域的用鈷需求還將極度依賴從剛果(金)進(jìn)口,因此單一來源國(guó)問題還將長(zhǎng)期困擾我國(guó)稀缺鈷資源的穩(wěn)定供應(yīng)。
鉭是現(xiàn)代尖端電子、航空航天、軍事裝備等工業(yè)中不可缺少的重要金屬原料,至今尚未發(fā)現(xiàn)性價(jià)比更優(yōu)的替代品。作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵元素,鉭日益受到世界各國(guó)的青睞,美國(guó)、歐盟和日本都把鉭列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)。鉻、鈮是不銹鋼和優(yōu)質(zhì)合金鋼的重要原料,在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼材過程中所起的作用至今無可替代。鈷是重要的電池材料。鉭、鈮、鉻、鈷這四種金屬在我國(guó)極度稀缺,是我國(guó)稀缺金屬資源的突出代表。一個(gè)國(guó)家對(duì)于維護(hù)和確保其稀缺金屬資源的穩(wěn)定供應(yīng),通常采用的辦法就是通過各種途徑加以商業(yè)、戰(zhàn)略收儲(chǔ),穩(wěn)定國(guó)內(nèi)生產(chǎn)。例如:美國(guó)就曾經(jīng)出于冷戰(zhàn)對(duì)本國(guó)經(jīng)濟(jì)的威脅,在20世紀(jì)五六十年代至九十年代末對(duì)鉭金屬實(shí)施連續(xù)收儲(chǔ),年收儲(chǔ)量曾經(jīng)一度達(dá)到全球鉭金屬年產(chǎn)量的三分之二[8]。鈷也是被美國(guó)列入常規(guī)收儲(chǔ)的重要小金屬之一。因此,針對(duì)我國(guó)稀缺金屬資源保供穩(wěn)供所面臨的困難,必須周密制定國(guó)家收儲(chǔ)策略,加大收儲(chǔ)力度,力保國(guó)家發(fā)展所需稀缺金屬資源國(guó)內(nèi)穩(wěn)定供應(yīng)。
以鈮為例,目前全球在產(chǎn)鈮礦山主要有巴西CBMM公司旗下的Araxa礦山、加拿大Magris Resources公司旗下的Niobec礦和洛陽鉬業(yè)旗下的Catalao礦,十余年來這三座礦山幾乎供應(yīng)了全球95%以上的鈮資源。基于以上數(shù)據(jù),對(duì)洛陽鉬業(yè)的支持和保護(hù),即相當(dāng)于對(duì)中國(guó)稀缺鈮資源的保護(hù)。同時(shí),洛陽鉬業(yè)也是全球第二大鈷生產(chǎn)商,該公司位于剛果(金)的TFM(Tenke Fungurume)年產(chǎn)鈷金屬量約為2萬噸。原中鋼集團(tuán)(現(xiàn)并入中國(guó)寶武)控制的南非薩曼可鉻業(yè)是全球最大的鉻鐵生產(chǎn)商和第二大鉻礦生產(chǎn)商,該公司控制的東方鉭業(yè)是全球最大的鉭制品加工和生產(chǎn)商。綜合以上分析,建議加大對(duì)我國(guó)稀缺金屬資源相關(guān)海外投資、開發(fā)企業(yè)的全方位支持力度,通過強(qiáng)化、推動(dòng)企業(yè)改革,充分給予財(cái)政、金融優(yōu)惠幫助[9],注入優(yōu)質(zhì)資本和提供充分的外交協(xié)助,增強(qiáng)企業(yè)內(nèi)生動(dòng)力,切實(shí)保障海外稀缺金屬資源的穩(wěn)定供給和安全運(yùn)回。
我國(guó)是全球金屬礦業(yè)的冶煉和加工中心,每年消耗全球近半數(shù)的金屬礦產(chǎn)品,除滿足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)外,還大量出口至全球各地。巨大的加工冶煉能力不僅造成我國(guó)金屬冶煉及加工延展行業(yè)產(chǎn)能過剩嚴(yán)重,產(chǎn)能利用率較低,行業(yè)利潤(rùn)水平低,更造成我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源對(duì)外依存度的不斷上升。這種現(xiàn)象不僅在鋼鐵、有色金屬行業(yè)中普遍存在,在中國(guó)稀缺金屬領(lǐng)域也十分明顯。以鈷為例,2022年我國(guó)精煉鈷產(chǎn)量為14.5萬噸,占全球鈷礦總產(chǎn)量的75%,占全球表觀消費(fèi)總量的近80%,而我國(guó)國(guó)內(nèi)鈷的消費(fèi)量卻只有6.8萬噸,僅占當(dāng)年精煉鈷產(chǎn)量的不足47%。也就是說,2022年我國(guó)大量進(jìn)口鈷礦資源冶煉后,將超半數(shù)的精煉鈷再以其他形式出口至其他國(guó)家。鈷作為我國(guó)極度稀缺的金屬品種,只在我國(guó)進(jìn)行了形式轉(zhuǎn)化的短暫停留,并未對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源保供穩(wěn)供提供任何幫助。類似的現(xiàn)象在我國(guó)優(yōu)質(zhì)合金鋼、不銹鋼等行業(yè)中比比皆是。基于以上分析,建議大力推進(jìn)我國(guó)稀缺性金屬資源行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的供給側(cè)改革[9],通過市場(chǎng)手段,擠出產(chǎn)業(yè)鏈中的無效、低效資產(chǎn),做到“好鋼用在刀刃上”,同時(shí)還要減少不必要的出口,充分將本已十分稀缺的相關(guān)金屬礦產(chǎn)資源用在滿足國(guó)內(nèi)大市場(chǎng)的實(shí)際有效乃至高效需求上,以供給側(cè)改革推動(dòng)我國(guó)稀缺金屬行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
提高科技水平和技術(shù)研發(fā)能力,對(duì)我國(guó)金屬礦業(yè)、金屬材料領(lǐng)域十分必要。尤其對(duì)于稀缺金屬,由于資源獲取難度大,國(guó)內(nèi)資源保障力度不足,更顯得非常重要。只有大力提高技術(shù)能力,提高金屬提純相關(guān)應(yīng)用的技術(shù)水平[8],才能不斷縮短我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈整體布局由初級(jí)加工、普通加工向終端生產(chǎn)、高端制造邁進(jìn),推動(dòng)稀缺金屬產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展,進(jìn)而提升整體產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)水平,最終實(shí)現(xiàn)憑借我國(guó)巨大的金屬礦業(yè)產(chǎn)業(yè)加工能力參與相關(guān)礦產(chǎn)資源全球治理,并在金屬礦產(chǎn)資源全球治理體系中不斷提高市場(chǎng)話語權(quán)和國(guó)際影響力。