基于产业科技视角的全球稀土产业链格局研判与对策分析

2024-04-10 11:56方文龙吴一丁
科技管理研究 2024年3期
关键词:稀土矿稀土永磁

方文龙,赖 丹,吴一丁,3

(1.江西理工大学经济管理学院,江西赣州 341000;2.赣南科技学院经济管理学院,江西赣州 341000;3.中国科学院赣江创新研究院,江西赣州 341000)

0 引言

在百年未有之大变局下,大国竞争全面升级,国际政治经济格局新特征不断涌现,外部环境不确定性因素增多。国际分工协作的一体化生产范式初露端倪,全球产业链供应链部分环节受阻中断,产业链供应链安全形势风云变幻[1]。中美贸易摩擦、俄乌冲突等争端此起彼伏,以贸易摩擦为手段,以科技竞争为实质的大国关系愈演愈烈。中国面临的国际环境波诡云谲,同时也为中国构建新发展格局、巩固产业链优势,增强产业链韧性带来新机遇,提出新要求[2]。

稀土是不可再生的战略资源,被世界各主要国家列为关键原材料。稀土包含17 种元素,具有极为丰富的磁、光、电、热等特性,用量虽少,但拥有不可替代性,是改进产品结构、提高科技含量、促进行业技术进步的重要元素,既可广泛应用于玻璃、冶金、陶瓷、石化等传统领域,也可应用于永磁材料、储氢材料、催化材料、高温超导等各种高新技术领域,在新能源、新材料等战略性新兴产业领域发挥巨大作用[3]。随着新一轮科技革命的蓬勃发展和“双碳”目标的持续推进,稀土在清洁能源领域的产业化应用将推动稀土生产和贸易格局加快重构,全球稀土产业链本地化、区域化特征显现。

中国是稀土资源、生产、消费、贸易大国,拥有着世界上最完整的稀土产业链体系。但随着全球稀土资源勘探热潮和西方稀土产业链布局多元化、本地化,稀土产业链格局发生巨变。因此,立足新发展阶段,洞悉全球稀土格局演变现状、科学研判稀土全产业链未来发展趋势,这对实现稀土资源高值利用,巩固中国在稀土国际贸易中的比较优势,维护国家资源安全和实现稀土产业高质量可持续发展至关重要。

1 稀土产业链基本模式及最新进展

1.1 全球稀土开发应用已形成稀土产业链基本模式

全球对稀土的长期开发利用,形成了目前较为稳定的稀土产业链模式。按稀土元素获取和加工利用的递进生产关系,稀土产业链可以概括为稀土资源→矿产品→冶炼分离产品→功能材料→终端应用产品5 个上下游环节[4]。稀土资源的具体表现形式就是各种稀土矿物,稀土矿物是自然界形成的,对人类来说只是能否发现,而非能否生产。将稀土矿物中的稀土元素提取出来形成最为初级的稀土矿产品,这时的稀土矿产品是众多稀土元素混合在一起的化合物状态,并不能直接用于生产终端产品或生产功能性材料。将稀土矿产品进一步冶炼分离,形成纯度更高的单一稀土元素或少数稀土元素混合物产品(冶炼分离产品)。其中,部分稀土冶炼分离产品必须继续生产成含有稀土的功能材料才可用于终端产品生产,部分稀土冶炼分离产品可直接应用于终端产品的生产,而部分稀土冶炼分离产品既可以用于生产功能材料、也可以直接用于终端产品生产。稀土功能材料主要指包含稀土元素的功能各异的新材料,如稀土永磁、催化、储氢、抛光和发光材料[5]。终端应用主要指将功能材料进一步加工或应用于电机等产品制造。稀土产业链上下游各环节的关系紧密,任何一个环节供需变动都会对整个产业链格局产生重大影响。

1.2 以我国为主体的全球稀土产业链最新格局

截止到2021 年各公开发表能获取的稀土相关资料,判断稀土产业链上下游各环节及稀土全产业链总体状况的全球格局。

1.2.1 稀土资源环节仍具竞争优势,但勘探技术趋于停滞

天然赋存的稀土资源储量始终处于动态变化中,资源开采使储量下降,资源勘探发现使储量增加[6]。因美国地质调查局(USGS)采用稀土氧化物REO的储量作全球稀土资源储量[7],根据美国地质调查局(USGS)获取的资料绘制2021 年全球稀土资源储量占比情况如图1 所示。由此可知,中国是全球稀土储量最多的国家,为4 400 万吨,占全球储量的35%。近年随着越南、缅甸等东南亚国家稀土资源的陆续发现,截至2021 年,越南稀土资源储量为2 200 万吨排名第2,占全球储量的18%;俄罗斯、巴西稀土资源储量都为2 100 万吨并列第3,占全球储量的17%;上述3 国稀土储量合计占全球的52%,其余国家稀土资源储量占比较小。

图1 2021 年全球稀土资源储量占比情况

自2009 年稀土探矿热潮的出现,全球各地都陆续发现大量稀土资源,由以越南、巴西、缅甸、老挝、格陵兰为盛[8-9]。随着我国稀土资源的开采和其他国家新稀土资源的发现,中国稀土资源储量占全球储量的比例逐渐下降,结合图1 和图2 可知,由2005 年的59%下降为2021 年的35%。世界稀土资源储量格局已经发生改变,我国稀土资源优势逐渐减弱。但从稀土资源品位来看,我国总体上好于其他国家,稀土资源仍有竞争优势。

图2 2005 年全球稀土资源储量占比情况

由于我国地质勘探业属于国有性质单位,存在较高的市场准入壁垒,其中稀土作为高科技产业发展的关键金属,其勘探开采还属于《外商投资准入特别管理措施(负面清单)(2020 年版)》范围。市场竞争机制的缺乏,使得现有勘探技术更新迭代较慢。因此科学地创新和开发地质矿产勘探技术,为今后稀土地质找矿工作提供有力的技术支持,具有重大的现实意义。

1.2.2 稀土矿生产环节多元化格局初显,科学治理环保问题任重道远

稀土矿产品来自于对稀土资源的直接开采,其混合稀土元素含量较高。从图3 全球稀土资源产量看,2021 年中国稀土产量16.8 万吨,占全球稀土资源产量的60%。美国稀土产量为4.3 万吨排名第2,占全球产量的15%;缅甸和澳大利亚产量分别为2.6万吨和2.2 万吨,占全球的9%和8%。美国、缅甸和澳大利亚是中国以外稀土产量最大的3 个国家,合计占全球产量的32%。

图3 2021 年全球稀土产量分布情况

因中国实施出口配额等稀土管制措施,以美国为首的西方发达国家从中国进口稀土受限,自2010年以来,西方国家陆续恢复对稀土矿的开采,且产量逐年增高[7-10]。据不完全统计,429 个稀土项目被国外37 个国家的261 家公司开发,新启动了8 到10 万吨稀土矿山产能[11]。受此影响,结合图3 和图4 可知,中国稀土产量占世界的比重由2012 年的91%下降到2021 年的60%,中国稀土资源的供给优势逐渐减弱,全球稀土矿的产品格局逐渐走向多元化。

图4 2012 年全球稀土产量分布情况

国内稀土开采环节因成矿类型不同表现出截然不同的环保问题。北方稀土矿开采过程中主要的环保问题是放射性元素钍的处理,而南方离子型稀土主要是地下水污染等隐性环保问题。虽然目前南方离子型稀土开采使用硫酸镁萃取技术能够解决地下水氨氮超标问题,但地下水镁含量超标会带来何种危害没有明确的论证。

1.2.3 稀土冶炼分离环节串级萃取技术效率高,技术优势大

从稀土产业链来看,冶炼分离是稀土矿到稀土元素应用的必经关键环节,我国在这一环节上具有巨大优势。稀土冶炼分离产品是对稀土矿产品进行萃取分离、冶炼形成的稀土单一元素、混合元素、稀土金属等。我国2004 年就禁止了稀土矿产品出口,其后所出口的稀土原料实际上是稀土冶炼分离产品[12]。

我国自主研发的稀土冶炼分离技术效率较高,打垮了国外的冶炼分离企业。2000—2010 年随着国外稀土冶炼分离企业陆续关闭,我国稀土冶炼分离产品产量在全球比重不断上升。2015 年以后美西方为摆脱对我国稀土冶炼分离产品过度依赖,开始重建稀土冶炼分离企业。2021 年,全球稀土冶炼分离产品产量约为16.2 万吨的REO,我国占58%(根据稀土矿损耗3%计算得到)[4,13-14]。这意味着国外生产的稀土矿产品大部分无法自己冶炼分离,需要在我国进行冶炼分离。

1.2.4 稀土功能材料环节增速迅猛,关键核心技术受制于人

稀土功能材料是对稀土冶炼分离产品进一步加工制造,形成具有光、电、磁、热、化学、生化等特定功能的新材料。稀土功能材料种类繁多、功能各异,是高科技创新的重要领域。目前对于制备技术能够公开的各类稀土功能材料,我国的生产规模和生产能力都是世界最大的。2021 年,按稀土功能材料生产所消费的稀土原料计算,我国生产的稀土功能材料约占全球总量的87%。其中,稀土磁性材料占全球总产量的92%,稀土磁性材料是目前世界上应用价值最高、消耗稀土原料最多、最具发展前景的新材料,全球约35%的稀土原料用于生产磁性材料[15]。稀土功能材料中我国产量占比全球最低的稀土催化材料,也达到了全球产量的45%[16]。我国占据了全球稀土功能材料市场的最大份额,规模优势突出。

以中国稀土永磁材料领域专利申请数为例,反映近年来稀土技术格局领域的大致变化[17]。1969—2020 年全球与中国稀土永磁材料领域专利申请数及中国占世界的比重如图5 所示。由图5 可知中国稀土永磁材料领域专利申请数走势与世界趋同。世界专利申请大致经历两次高潮,分别是1989 年前后和2017年前后。第一次申请高潮主要得益于第三代稀土永磁材料的生产制造,全球相关专利申请数达435 件之多,而此时中国稀土永磁专利技术的申请刚刚起步,处于萌芽阶段。此后很长一段时期,世界专利申请量处于均处于负增长状态,这主要受日本专利申请数量下降的影响,而中国的专利申请数同样增长缓慢。第二次专利申请高潮始于2001 年,并于2017 年达到峰值,中国则稍稍滞后,在2018 年达到峰值。从中国占世界专利申请的比重看,第二次申请高潮几乎是由中国拉动,从2013 年开始,比重就超过50%,在2018 年之后该比重甚至超过80%。

图5 1969—2020 年全球与中国稀土永磁材料领域专利申请数及中国占世界的比重

1.2.5 稀土终端应用环节技术革新大,低碳技术表现亮眼

稀土材料(冶炼分离产品和功能材料)可应用于传统的冶金、石化、玻璃陶瓷、轻纺等领域,更应用于电子信息、通讯、新能源、汽车、航空航天、环保、医疗等诸多高科技领域[18]。从稀土各环节产品的市场价值看,稀土矿产品、材料到终端应用价值之比大约为1 ∶10 ∶100[3],稀土终端应用决定了稀土价值大小。但稀土传统材料及其终端应用领域因市场增量有限,市场份额正逐渐萎缩,而稀土新技术、新材料、新产业发展迅猛,市场增量大,发展前景广阔,是未来大国博弈的主战场。

一个国家稀土研发应用水平,尤其是全球碳中和背景下在低碳技术领域的应用程度,与其产业技术发达程度高度正相关。按稀土元素在传统和高科技领域的消费数据推算,2021 年全球稀土终端应用产品的绝大部分由我国生产。我国在高科技领域的稀土应用范围和技术与美西方还有差距,但在碳中和领域中的稀土应用得到了飞速发展,比如风力发电、新能源汽车、变频空调、轨道交通等。2021 年,我国新能源汽车产量354.5 万辆,占全球比重超过50%[19];新增风电装机47.7 GW,占全球比重达到了51%[20-21]。在稀土元素应用规模最大、增长速度最快的碳中和领域,我国总体上占据全球市场的一半份额,引领了全球碳中和相关产业大规模应用稀土。

1.2.6 稀土全产业链规模优势突出,但科技创新能力不强

目前,全球稀土产品生产非常集中,在稀土产业链的每一个环节都只有少数国家具备生产能力。我国是全球唯一具备稀土全产业链各类产品生产能力的国家,其他国家的稀土产业链均不完整。比如,美国只有稀土矿产品、部分稀土功能材料、部分稀土应用产品的生产能力;日本只有部分稀土功能材料、部分稀土应用产品生产能力;马来西亚只有稀土分离冶炼产品的生产能力,澳大利亚、缅甸、越南、巴西等国只有稀土矿产品生产能力[22]。2012 年以后,美国利用资本力量极力推动“去中国化”全球稀土供应链联盟,试图重构以美西方为主体的完整稀土产业链。到目前为止,全球稀土博弈基本形成了中国和美西方集团在稀土全产业链上的竞争,因此在评价全球稀土产业链格局时,将国外作为一个整体考虑更符合实际情况。

需要注意的是,稀土元素有17 种之多,从稀土所有元素的总量看,国外稀土产业链的最大短板——冶炼分离环节,其供应保障程度要低得多。不同的稀土终端应用领域所需要的稀土元素不同,国外大量稀土终端应用所需的镨、钕、镝、铽等关键稀土元素,由于其稀土冶炼分离规模过小,供给严重不足。正是因为国外稀土冶炼分离产品和部分功能材料生产能力不足,限制了国外稀土终端应用产业的发展规模。

我国稀土全产业链的规模在全球具有较大优势,从稀土矿开采到稀土终端应用,我国稀土产业链各环节的平均生产规模全球占比达到了80%[23],产业链完整且供应稳定。在目前稀土终端应用规模下,几乎不会受到国外稀土相关产品供给的冲击。国外如果作为一个整体,也拥有完整的稀土产业链,不存在稀土产业链某个环节的完全缺失,但国外稀土全产业链的规模远远低于我国。稀土分离冶炼是国外稀土产业链中最薄弱环节。目前我国主导了全球稀土产业链的发展,国外稀土产业链的正常运转对我国有很大的依赖。

不可否认的是,我国虽在稀土功能材料及其高科技应用领域环节具备一定规模优势,但产品技术含量低且主要集中在中低端。尤其在高纯稀土材料方面,美国的西格玛公司、英国的Alfa Aesar、日本的信越化学等已经实现产业化,并且对我国实施技术封锁和产品禁售,我国完全处于跟跑阶段,与发达国家存在实质性差距。如运用在国防军工领域的海底声纳和空天武器靶向系统的磁致伸缩永磁材料,雷达探测和隐身技术的高性能稀土软磁吸波材料,夜视成像仪和激光武器的光功能材料等,核心技术受制于人,被国外“卡脖子”,严重威胁国防安全。

2 全球稀土产业链发展格局的预判

通过对中国稀土行业协会公布的稀土价格指数分析可知,从2020 年5 月开始,稀土原料价格经过两年多的持续、大幅上涨,目前价位已逼近2011 年6 月历史最高点。2011 年初社会资本借助国家稀土原料限产政策进行大肆炒作,使稀土原料价格在短短半年时间上涨4 倍,其后在不到两年的时间,稀土原料价格持续下跌到原有水平。此次价格上涨与2011 年截然不同,是由于“双碳”目标的实施导致低碳产业发展对稀土原料需求增加,推动了稀土原料价格长期趋势性上涨。稀土原料价格大幅度上涨,既反映了稀土产业链发展格局的重大变化,又会对稀土产业链未来发展产生重要影响。

2.1 低碳技术引领稀土终端应用需求高涨

在稀土产业链上,稀土终端应用决定了稀土价值大小和稀土产业链各环节的稀土产品需求量[24-25]。因此,稀土终端应用变化决定了整个稀土产业链的发展趋势。

2020 年之前,全球稀土在高科技领域的应用规模相对于我国稀土原料的供给能力严重不足[26]。国外是有应用技术但稀土原料供应受限而应用规模不足,我国是缺乏应用技术而导致应用规模不足。我国的稀土管制政策,如稀土出口配额、稀土出口关税、禁止稀土出口等政策,在限制了美西方稀土高科技应用规模的同时,自身也无法消耗过多的稀土原料,供给大于需求导致价格过低。当时我国稀土产业链需要解决的主要问题是在高科技领域寻找能够大规模应用稀土的场景,尽可能增加稀土需求。2020 年开始,我国在新能源汽车、变频空调、工业电机、轨道交通、风力发电等节能和新能源领域大量应用稀土永磁材料,稀土原料需求迅猛增长,拉动价格持续上涨。

从稀土终端应用技术发展的趋势看,“双碳”目标的实施会推动稀土终端应用规模持续扩大[27]。实现碳中和是人类社会达成的共识,由于化石能源的生产和消费在碳排放中占比过大,因而能够大幅减排的新能源和高效节能产业有巨大且持续的发展空间。稀土在新能源的获取、传输、存储和使用中都可得到应用且有突出的比较优势。目前在风力发电和高效电机领域,稀土应用技术相对成熟、产业规模较大、未来发展前景比较明确。

电机在国民经济中应用极其广泛,除发电需要电机外,将电能转换为动能几乎全部依靠各种电机,因此在自动化、电气化社会中离不开电机。应用稀土元素的稀土永磁电机在节电方面优势突出,广泛应用可大幅度减排。据中国工程院干勇院士测算,如果稀土永磁电机替代传统电机和家电的60%,每年可节约电量2 500 多亿度电[28]。目前应用稀土永磁电机增长最快的领域是新能源汽车(稀土永磁电机在新能源汽车中的应用占比到达96.03%,交流异步电机仅占3.97%),2021 年全球新能源汽车产量达到约650 万辆,较2020 年增长了108%[19]。虽然增长较快,但全球新能源汽车占全部汽车的比重却不到10%。在碳中和的压力下,新能源汽车替代燃油车已是全球的发展趋势,因此稀土永磁电机在新能源汽车中的应用还有巨大的发展空间。

总的来看,“双碳”目标驱使下,稀土作为新能源金属,在新能源领域的应用规模会持续扩大。其中发展规模最大、速度最快、前景最为明确的就是各类稀土永磁电机。但在稀土终端产品的应用技术上,我国与美西方仍有一定差距。缺乏稀土冶炼分离的生产能力仍然是限制美西方稀土终端应用规模扩大的主要因素。

2.2 稀土产业链各材料生产环节发展趋势

未来在稀土终端应用需求的强劲拉动下,稀土产业链各材料生产环节的供给规模也将快速增长,全球供给格局会发生很大变化。

2.2.1 永磁材料制备技术是稀土功能材料环节的关键

所有稀土功能材料中,永磁材料的生产规模最大,远超其他稀土功能材料,全球稀土消费价值的绝大部分来自稀土永磁材料[29]。在新能源获取和消费技术的推动下,未来稀土功能材料的发展重点仍是稀土永磁材料,其消费占比会不断提高。以汽车为例,受疫情影响全球汽车年产量从9 700 多万辆下降到2021 年的8 000 多万辆,同时期新能源汽车却大幅上涨到年产650 多万辆,消耗稀土永磁材料约2.3 万吨,占全部稀土永磁材料的10%[3]。根据全球各国新能源汽车发展规划,到2030 年仅新能源汽车就需要消费稀土永磁材料15 万吨[30]。

如果要达到减排预期目标,未来稀土永磁材料产能会有所增加,但受制于稀土冶炼分离能力限制,稀土永磁材料产能不会有大幅度增加,全球产能增加主要在我国,因此我国稀土永磁材料产量全球占比仍会提高。此外,除稀土永磁材料以外的其他稀土功能材料,如果没有大的应用技术突破,未来发展规模和速度都会远低于稀土永磁材料,在已公开技术的稀土功能材料领域,我国仍会保持巨大的产业规模优势。未来全球在稀土功能材料环节的竞争主要在新材料的制备和应用技术方面,焦点会集中在永磁材料制备技术领域。由于技术研发的投入很大,出现创新性技术的可能性明显增大,对此我国决不能掉以轻心。

2.2.2 环保技术的突破是稀土冶炼分离环节的核心

冶炼分离环节提供制备稀土功能材料所需的各种稀土元素,其中稀土镨钕元素主要用于制备稀土永磁材料。随着稀土永磁材料生产规模的不断扩大,会拉动镨钕元素需求快速增长。未来冶炼分离环节如果能够满足镨钕元素的需求,其他稀土元素均可满足需求,甚至有相当一部分稀土元素供过于求。因此,稀土冶炼分离产品的总量主要取决于镨钕元素的需求量,而镨钕元素的需求量又主要取决于稀土永磁材料的需求量。未来稀土冶炼分离产品的全球供给格局受美西方稀土冶炼分离能力建设进度的影响。以目前美西方稀土联盟在建的稀土冶炼分离能力推算,到2030 年,我国稀土冶炼分离的全球市场份额不会低于90%[15,31]。但需要注意的是限制美西方稀土冶炼分离能力扩大的主要因素是环保问题,随着环保技术的突破或环保法律的松动,都会推动美西方稀土冶炼分离规模的扩大。

2.2.3 稀土矿生产环节竞争激烈

稀土矿产品为稀土冶炼分离产品生产提供基本原料,从稀土矿产品中萃取稀土元素会有3%~5%的元素损耗。稀土矿产品种类很多,不同稀土矿产品中的稀土元素配分不同,轻稀土元素配分占比较高的为轻稀土矿,重稀土元素配分占比较高的为重稀土矿。随着稀土在“双碳”目标中的应用价值大幅提高,全球寻找新的稀土资源和开采稀土矿的热情高涨,稀土矿的供应格局将发生剧烈变化。我国稀土矿供给量取决于稀土开采成本和国家对稀土矿开采控制指标等因素影响,总的趋势是:我国稀土矿供给的全球占比会不断下降。由于具有经济开采价值的稀土资源相对有限,未来各国在全球范围内对稀土资源的争夺将日趋激烈。

3 稀土全产业链未来发展趋势研判

目前我国稀土产业链各环节的生产规模,在全球都具有主导地位,稀土供应链保障程度高,对国外稀土产品的依赖度较低。美西方稀土产业链的整体规模远低于我国,其稀土供应链中有明显短板,抑制其稀土应用规模扩大,但其在稀土功能材料和终端应用产品的技术创新方面具有优势。未来全球稀土产业链博弈主要表现为我国和美西方对稀土全产业链主导权的争夺。

3.1 美西方重构稀土供应链的步伐会加快

美西方打造的稀土联盟在稀土产业链各环节均具有生产能力,所以不存在重构稀土产业链问题。但因其产业链部分环节的稀土产品供应能力较低,因此要重构稀土供应链。美西方之所以急于重构稀土供应链是因为:(1)稀土在低碳领域高价值、大规模的应用趋势,极大提升了稀土的应用价值。如果稀土应用价值没有大幅度提高,美西方不可能对稀土原料供应安全如此关注。从美西方不惜成本重构稀土供应链,就可判断稀土未来具有无可比拟的应用价值,且应用规模较大;(2)摆脱高科技领域对我国稀土的依赖。稀土在高科技领域的渗透率越来越高,稀土供给保障程度越来越成为高科技产业发展的主要制约因素;(3)阻止与稀土相关的高端技术向我国转移,维持其高科技产业优势。美西方一旦完成稀土供应链重构,会形成独立于我国的稀土产业链、供应链体系,在高科技领域与我国“脱钩”就有了现实保障。由此可以预见,在价值观和地缘政治冲突的推波助澜下,美西方会加快稀土供应链的重构步伐。事实上,从2016 年起美西方在稀土矿开采和稀土分离冶炼环节已进行了实质性建设。

3.2 美西方重构稀土供应链的关键点在稀土冶炼分离环节

按目前美西方终端应用所需稀土产业链各环节的稀土产品供应保障程度看,稀土矿产品有充足的保障能力,而稀土冶炼分离产品和稀土功能材料的供给能力不足。

美西方稀土功能材料的生产技术领先于我国,特别是日本的永磁材料和美国的催化材料生产具有明显技术优势。之所以其供给能力不足,一是受到稀土冶炼分离产品的供应能力限制;二是其中低端稀土功能材料的生产成本高于我国。因此,美西方主要生产高端稀土功能材料,中低端产品则从我国进口。如果稀土原料供应能够保障,美西方在短时间内扩大稀土功能材料的生产规模并不存在明显障碍。

在美西方稀土供应链中,稀土冶炼分离产品的保障能力最弱。由于这一环节的供给能力直接决定稀土功能材料的产业规模,进而决定稀土在高科技领域终端应用规模,因而美西方在稀土产业链博弈中的关键点就是要扩大冶炼分离环节的生产能力,并且未来产能需要有大幅度提升。如果完全不依靠我国的稀土冶炼分离能力,美西方就需要将其冶炼分离能力提高到2021 年水平的3 倍以上。美西方并不缺乏冶炼分离技术,我国早期技术保护意识和法律意识的不足导致技术外流,国外现有稀土分离工艺几乎照搬了我国发明的串式萃取技术。事实上,影响美西方冶炼分离产能扩大的主要制约因素是环保成本过高。随着稀土冶炼分离环保技术的提高,或者美西方环保法律的改变,美西方稀土冶炼分离产能会有较大程度提高,但仍难满足其终端需求,因而对我国稀土冶炼分离产品仍会有较大依赖。

3.3 稀土永磁领域将成为全球稀土产业链博弈的核心战场

目前全球稀土终端应用领域中,稀土永磁材料的应用范围、应用规模和应用价值都远远超过了其他稀土功能材料,特别是在尖端军事设备中,高性能稀土用永磁材料更是被广泛应用,如高精度打击武器的磁导航和无人机的电驱动都离不开稀土永磁材料。未来由“双碳”目标引领、加之地缘冲突引起的军备投入增加,对稀土永磁材料的需求不但会大幅度增加,而且会形成需求刚性。可以说,可预期的未来谁掌握了稀土永磁材料生产的主导权,谁就在一定程度上掌握了高科技产品供给的主动权。因此,全球在稀土永磁领域将展开激烈的博弈。

现阶段我国虽然在稀土永磁材料的全球供给上具有绝对优势,但美西方在稀土永磁材料制备和应用技术上具有优势。比如:在稀土永磁材料制备中的良品率、一致性、减量使用高价稀土元素等方面;稀土永磁在传感、导航、存储等应用方面;稀土永磁电机在设计、控制和精密制造等方面,我国与美西方还存在巨大差距。未来美西方在补足稀土分离冶炼能力不足的短板后,会迅速扩大稀土永磁材料的生产规模,同时不但会进行技术封锁,而且会利用技术优势对我国稀土永磁生产和应用实体进行重点打击。

3.4 全球范围内的稀土资源争夺将日趋激烈

“双碳”目标引发对稀土终端应用产品的巨大需求,要满足这种需求就必须大幅度增加稀土矿的开采量,而增加稀土矿开采量的前提是需要拥有更多的稀土资源。全球具有经济开采价值的稀土资源相对有限,因此为保证稀土原料供给,寻找和控制更多稀土资源将成为全球稀土产业链博弈的常态,特别是对拥有高价值稀土资源地区的争夺会日趋激烈。通常对稀土资源控制主要是通过资本间的博弈,未来不排除政治和军事因素的介入。

4 应对大变局下我国稀土全产业链对策研究

我国在稀土终端应用的突破,形成了全产业链稀土产品供给的规模优势;全球碳中和目标实施大幅提升了稀土应用价值,引发全球对各类稀土产品需求快速扩张;美西方急于重构稀土供应链,摆脱对我国稀土原料依赖,以实现其在稀土高技术领域与我国“脱钩”,试图通过技术优势掌握稀土产业链控制权。多重因素影响下,全球稀土产业链格局将持续发生变化,国际稀土博弈趋于激烈。在此背景下,我国需要对稀土发展策略进行相应调整,在未来稀土博弈中掌握主动权。

4.1 加大重点领域研发投入,攻克产业链“卡脖子”技术瓶颈,塑造技术引领力

长远看,稀土竞争归根到底是技术创新竞争,技术创新程度决定稀土博弈中的地位。目前我国已在稀土全产业链的产品生产规模方面取得了优势,今后通过加大研发投入,在技术创新方面取得优势,就可以形成全球稀土产业链发展节奏由我国引领的局面。从稀土资源到稀土终端应用的产业链条长、实现路径多、工艺技术复杂、涉及领域广。针对稀土产业链博弈的重点领域,加大研发投入,实现技术创新突破,可达到事半功倍的效果。

(1)提高稀土永磁材料制备的良品率、一致性技术以及减量使用高价稀土元素技术等。

(2)加大对高丰度稀土永磁材料制备技术的开发利用。目前稀土17 种元素中已开发可用于制备稀土永磁材料的只有少数几种元素,且在稀土所有元素中的配分占比较低,这是影响稀土永磁材料生产规模扩大的主要制约因素。如果我国在高丰度稀土永磁材料制备技术上取得优势,不但可以大幅度降低稀土永磁材料的生产成本,有利于扩大应用规模,而且今后可以较为稳固地确立我国在全球的稀土永磁材料供给优势。

(3)尽快确定稀土永磁电机主攻方向,集中力量优先发展。稀土永磁电机种类繁多,中国要发展所有类型的稀土永磁电机难度很大。建议组织电机工程技术和产业经济领域专家共同论证我国稀土永磁电机主攻方向,综合考虑我国电机产业发展基础、技术积累情况,做好市场和竞争对手分析,在新能源汽车驱动电机、风力发电机、航空装备(如飞机轮毂电机、飞机控制电机、无人机驱动电机)、白色家电(如变频空调电机)等特种永磁电机中选择最具经济和技术可行性的突破方向,集中力量优先发展。

4.2 科学合理找矿探矿,加速稀土资源的全球布局,稳定供应链

虽然目前我国稀土资源在全球占比较高,但主要以我国稀土资源供给全球稀土需求是不可持续的。国内企业开发海外稀土资源的意义在于:减缓国内稀土储量下降速度,保持我国稀土储量在全球的优势;减轻国内稀土开采量过大而造成的环境损害;从稀土产业链源头上削弱美西方稀土供应链的稳定性。我国可以依托“一带一路”倡议,加速稀土资源的全球布局。

(1)提高科技与勘探实践的结合程度。地质、矿产勘探和找矿是一个技术密集型的行业,科学技术和找矿实践的结合程度将直接影响到整个勘探和找矿过程。政府要加大对稀土勘查和找矿技术的科技研发、发展和创新,为我国稀土勘查和找矿技术提供有力的技术支持。在行业内部,要积极运用现代科技,把现代科技运用到实际的地质矿产勘探和找矿工作中并在实践中加强对相关人员的培训,不断提高工作人员的技术能力。同时有关工作者也要注重提高自己的专业素质,方能使我国稀土矿勘探技术得到长期的发展。

(2)利用资本优势控制海外稀土资源。开采海外稀土矿不用受限于国家配额指标,不仅有利于冶炼分离产能扩张,而且有利于我国的稀土资源和环境保护。建议充分发挥中国稀土集团的出海优势,通过收购股权、签订长期合同等方式尽快参与缅甸、越南、老挝、哈萨克斯坦等国的稀土资源开发,抢占国际稀土资源市场,提高资源掌控力和保障力。

(3)鼓励国内稀土企业承包海外稀土矿开采。经过长期稀土矿开采经验积累,我国在稀土矿开采技术和人力资源方面具有了一定的优势。特别是离子型稀土矿的开采,全球都采用我国的开采方式。东南亚地区的离子型稀土储量较为丰富,目前几乎完全依靠我国具有技术和经验的劳动力进行开采。今后可以依托国内稀土企业对相关稀土开采专业人员进行有效组织,承包海外稀土矿开采。一方面可以增加海外稀土矿供给;另一方面可以避免国外拥有稀土矿开采技术和专业开采人员。

4.3 稳定原料价格,维持国际领先优势

(1)以充分满足国内稀土冶炼分离对稀土矿产品需求为目标,根据国内和国外稀土矿的供给情况,确定国内稀土矿开采总量控制指标。稀土矿供给需要依赖国内和国外两个市场,为保护资源,应鼓励稀土矿进口,降低国内稀土矿供给比例,国内稀土矿开采控制指标应以弥补国内需求和国外供给缺口为原则来确定。为避免国内稀土矿供给比例过低、对国外稀土矿过度依赖,可能造成国内稀土供应链安全问题,确定国内稀土矿供给量的最低比例是极为必要的。

(2)逐步取消国内对稀土冶炼分离的总量控制。我国稀土冶炼分离总量应以满足全球对稀土冶炼分离产品的需求为目标,大幅增加产量,将稀土冶炼分离产品的市场价格稳定在略低于国外生产成本水平,利用市场力量打击美西方重构稀土供应链的努力,使其难以摆脱对我国的依赖。

(3)借助大数据信息技术,建立稀土全产业链信息系统,严控套利资本进入稀土原料交易市场。建立稀土全产业链的生产、贸易和消费等信息系统,一方面可以为国内稀土矿开采总量控制指标的确定,提供准确的供求信息;另一方面可以严密监控套利资本,阻止其市场炒作。

(4)建立关键稀土元素储备制度。通过对关键稀土元素镨钕铽镝的收储和释放,防止供应链中断对稀土产业链造成的危害,达到保障供应安全,稳定价格的目的。

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