關鍵礦產與能源資源安全

梅燕雄，裴榮富，魏 然，張金良，李 靜，鄒 斌，王浩琳

(1.中國地質科學院礦產資源研究所自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037；2.有色金屬礦產地質調查中心，北京 100012)

1 關鍵礦產是對經濟社會發展具有重大戰略意義和關鍵支撐作用的重要礦產

1.1 石英巖、砂巖等非金屬礦產的利用開啟了人類歷史的序幕

人類最早出現的時間距今約有300萬年，能夠制造和使用石器是古猿進化為猿人的劃時代標志。在漫長的原始社會，原始人類主要利用石英巖、砂巖、花崗巖、石灰巖、脈石英等非金屬礦產制作石器。即使到了現代社會，這些礦產仍然是廣泛用作建筑材料及冶金輔助原料、化工原料的非金屬礦產[1]。

原始人類主要使用石器的時代被稱為石器時代，可進一步分為舊石器時代和新石器時代。舊石器時代主要是打制石器，包括砍砸器、刮削器等。新石器時代的石器制作更加精細，出現了磨制石器，人們學會了在磨制石器上鉆孔、裝上木柄制成石斧、石鋤等工具和用黏土、陶瓷土制作陶器。

1.2 銅、錫、鐵等有色金屬、黑色金屬礦產的利用促使人類社會進入農業文明

銅是最早被人類利用的金屬礦產，人們最初發現并加工自然銅及孔雀石，進而用銅、錫煉成青銅，后來又發明了冶鐵技術。用青銅、鐵制作的禮器、樂器、兵器、食器、容器和農具、工具、生活用具廣泛應用于生產、生活的各個方面，大大促進了農業以及手工業、畜牧業的發展，標志著人類歷史從野蠻時期進入文明時期[2]。

古埃及在公元前6 000年已使用銅器，公元前2 900年已能夠鑄造比較堅硬的青銅器。古巴比倫王國公元前4 000年制造的鐵珠、匕首是迄今發現的最早隕鐵器，青銅馬車則是古印度文明成熟時期的產物。我國在夏代、春秋時期分別進入銅器時代和鐵器時代。

在銅器、鐵器時代，銀、金先后被用于制造貨幣和裝飾品，石鹽、汞(丹砂)、雄黃、鉛、高嶺土、玉石、寶石、水晶等礦產也先后被開采利用，陶器制造向瓷器制造發展并形成陶瓷業。

1.3 煤、石油、天然氣、鈾等能源礦產的利用推進了三次工業革命

18世紀60—80年代，英國率先發明了紡紗機、織布機、蒸汽機，19世紀初又發明了蒸汽機車(火車)，用機器生產代替手工勞動，用工廠代替手工工場，完成了對經濟社會發展具有巨大影響和深遠意義的第一次工業革命。稍后，法國、比利時、美國也進行了工業革命。第一次工業革命也是一次技術革命，它開創了人類社會的機器時代或蒸汽時代，煤、鐵等礦產的開發利用為其提供了關鍵支撐作用，銅、鉛鋅等礦產也得到開發利用。

19世紀70—90年代，德國、美國等國先后發明了發電機、內燃機(汽油機)、柴油機以及電燈、電話機、收音機、電車、汽車、汽船、拖拉機、飛機等，電力作為新的能源逐步取代蒸汽動力而占據統治地位，引起了第二次工業革命。對石油、天然氣、煤炭、鐵的開發利用不僅提供了強大的工業動力，而且導致了石油工業、煤炭工業、化學工業、電力工業、兵器工業等新的工業門類的興建和發展，冶金和鋼鐵工業也發展到一個新的水平。第二次工業革命是一次新技術革命，技術發明的科學含量高，開辟了人類社會的電氣化時代。這一時期，鋁、鎳、鎢、鉬、錳、磷等礦產也先后得到大規模開發利用。

20世紀40—60年代，美國、蘇聯等國先后發明和制造了原子彈、氫彈、核電站、運載火箭、人造地球衛星、宇宙飛船、電子計算機及互聯網，以原子能、空間航天、電子計算機為代表的科學技術突飛猛進，引起了第三次工業革命和高技術革命，開創了人類社會的信息化時代，鈾、鍺、硅、鋰、稀土等礦產為其提供了關鍵支撐作用，核工業、航天工業、電子工業等新興工業快速發展[3]。

18世紀中葉以來的三次工業革命，是由傳統的農業社會向現代工業社會轉變的工業化過程，是人類大量消耗礦產資源、快速積累社會財富、迅速提高生活水平的過程，同時也付出了巨大的生態環境代價，加劇了人與自然的矛盾。 英國、美國及蘇聯通過控制和開發利用對工業革命起關鍵支撐作用的礦產，形成強大的經濟和軍事實力，先后成為世界強國。

1.4 以稀有金屬、稀散金屬、稀土金屬礦產為主的關鍵礦產對新一輪科技革命和產業變革至關重要

進入21世紀，新一輪科技革命和產業變革深入發展，新一代信息技術、人工智能、生物技術、新能源、新材料、高端裝備、綠色環保等戰略性新興產業成為經濟增長的新引擎，人類正在逐步邁入后工業社會[4]。一方面，稀有金屬、稀散金屬、稀土金屬對戰略性新興產業的關鍵支撐作用日趨重要，一些重要的有色金屬礦產、黑色金屬礦產、貴金屬礦產、能源礦產、非金屬礦產對經濟社會發展仍然具有戰略意義。另一方面，世界多極化、經濟全球化在曲折中發展，百年未有之大變局加速演進，不確定難預料因素增多，全球礦產資源爭奪日趨激烈，一些具有戰略意義的關鍵礦產存在日益增加的供應風險。

早在兩次世界大戰期間，美國就意識到在戰爭或者國家緊急狀態下軍事、工業、民用所必需的原材料在美國可能沒有找到或者沒有足夠的產量而難以滿足需要，專門制訂了《戰略性和危機性原材料儲備法》。20世紀70—80年代，美國將影響到國家安全和經濟健康的礦產資源列為關鍵礦產或危機礦產，成立國家危機原材料委員會，制訂《戰略礦產和急缺礦產儲備法》并發布相關研究報告、建立關鍵礦產清單，預防供應中斷。2017年，時任美國總統特朗普簽署《保障關鍵礦產安全可靠供應的聯邦戰略》，強調要保障美國關鍵礦產的穩定供給[5-9]。歐盟在冷戰時期發布的原材料供應通告中曾將鎢、錳、鉻、鉑等礦產列為受關注的原材料。2008年，歐盟發起《原材料倡議》，將具有經濟重要性且有高度供應中斷風險的原材料視為關鍵材料，旨在保障歐盟關鍵礦產的安全、可持續、可獲得的供應。2010年發布的《對歐盟生死攸關的原料報告》，將對歐盟經濟有效運行較重要、有競爭力但供應處于不利地位的礦產列為關鍵原材料。英國、澳大利亞、日本、巴西等國也開展了相關研究。

新中國在成立后相當長的歷史時期，重點關注45種主要礦產的資源儲量、地質勘查、礦山建設及供需情況。從“十五”計劃到“十四五”規劃，國家先后提出發展高新技術產業和戰略性新興產業，實施找礦突破戰略行動，加強石油、天然氣、煤炭、煤層氣、頁巖氣、頁巖油、銅、鉛鋅、錳、稀土、鎢、錫、銻等重要礦產資源勘查開發、保護和合理利用，建立完善石油、天然氣、煤炭等戰略資源儲備制度，加強戰略性礦產資源規劃管控。

顯然，關鍵礦產與戰略性礦產資源的概念基本相當，有時也可以統稱為戰略性關鍵礦產。不同歷史時期，同一歷史時期的不同國家，對關鍵礦產的具體界定有所不同。2009年，日本將31種礦產列為優先考慮的戰略礦產，其中，鉑、鈀同屬于鉑族礦產。2015年，英國將41種礦產列為風險礦產。2017年，歐盟將27種礦產及原材料列為關鍵原材料，其中，煤主要指焦煤，硅主要指金屬硅或結晶硅，重稀土與輕稀土、磷酸鹽巖與磷可以合二為一，天然橡膠不屬于礦產，實際為24種。2018年，美國將35種礦產列為危機礦產[9-12]。2022年，美國經評估又增加了15種礦產，扣除將鉑族和稀土兩個礦產組分開計數的因素，實際增加鋅、鎳兩種礦產，同時刪除了鈾、鍶、鎵、鍺、錸、鉀、氦7種礦產，調整后的關鍵礦產清單保有30種礦產。2019年，澳大利亞將24種礦產列為關鍵礦產，2022年新增2種礦產。中國在《全國礦產資源規劃(2016—2020年)》中將24種礦產列為戰略性礦產，其中，煤層氣、頁巖氣均屬于天然氣。近年來，專家建議增加錳、鋅、鈮、鉭4種礦產(表1)。

從表1中可以看出，全球主要國家和歐盟確定的關鍵礦產共有57種。其中，被5～7個國家(含歐盟)共同確定的關鍵礦產有鈷、鎢、鈮、鉭、稀土、錳、鋰、銻、石墨、釩、鉑族、鋁、鎳、鉍、鋯、鉻、鈦、鈹、銦等19種；被3～4個國家(含歐盟)共同確定的關鍵礦產有錫、鉬、鎂、鉿、鎵、鍺、螢石、鋅、鈾、鐵、銅、金、磷、鈧、硅、錸等16種；被1～2個國家(含歐盟)共同確定的關鍵礦產有煤、鉀鹽、銣、銫、碲、硒、鍶、鉈、重晶石、硼、砷、氦、鋇、釷、鉛、汞、銀、鎘、金剛石、硫、石油、天然氣(煤層氣、頁巖氣)等22種。

表1 全球主要國家和歐盟關鍵礦產厘定情況Table 1 Critical minerals determination in major countries and the European Union

2 關鍵礦產的基本特征

2.1 關鍵礦產以稀有金屬、稀散金屬、稀土金屬、貴金屬礦產和黑色金屬、有色金屬礦產為主體

全球主要國家和歐盟確定的57種關鍵礦產中，稀有金屬、稀散金屬、稀土金屬、貴金屬礦產23種，黑色金屬、有色金屬礦產18種，約占關鍵礦產總數的71.9%，能源礦產、非金屬礦產、氣體礦產僅占28.1%(表2)。

表2 全球主要國家和歐盟關鍵礦產清單Table 2 Critical minerals list of major countries and the European Union

關鍵礦產對戰略性新興產業具有關鍵支撐作用，廣泛應用于高性能集成電路、新型平板顯示、通訊網絡、電子計算機、生物醫藥、核電、風能、太陽能(光伏)、電池、新能源汽車、新材料、高端裝備、環保、軍工兵器、航空航天等產業領域，同時對能源化工、鋼鐵冶金、有色金屬、機械電子、農業肥料等傳統產業的優化升級、發展先進制造業和現代農業具有重要戰略意義。

2.2 關鍵礦產的生產和消費主要涉及42個國家和地區

根據對《世界礦產資源年評2016》[13]相關數據的補充更新和整理分析以及對世界865個大型礦床數據的統計分析，全球57種關鍵礦產的生產和消費主要涉及42個國家和地區(表3)。

表3 全球主要國家和地區關鍵礦產的資源與消費需求情況Table 3 Resources and consumption demands of critical minerals in major countries and regions around the world

續表3

中國和美國是世界最強的經濟大國，既是資源儲量大國、生產大國和出口大國，資源豐富的礦產都超過30種，也是資源消費大國及進口大國，消費需求大的礦產均超過45種，在能源資源領域競爭激烈，合作潛力也很大。

俄羅斯、加拿大、澳大利亞的資源儲量大，消費需求相對較小。其他資源大國還有巴西、南非、墨西哥、印度、秘魯、土耳其、哈薩克斯坦、智利、印度尼西亞、剛果(金)、西班牙、津巴布韋、納米比亞、玻利維亞、阿根廷、伊朗、馬達加斯加、越南、泰國、沙特阿拉伯、摩洛哥、菲律賓、塔吉克斯坦、委內瑞拉、博茨瓦納、贊比亞、幾內亞等。

日本、德國、韓國的資源較貧乏，但消費需求及進口量較大。其他消費需求大國(地區)還有法國、英國、比利時、意大利、中國臺灣、荷蘭、新加坡等。

2.3 關鍵礦產的主要礦床類型和空間分布

全球關鍵礦產的礦床類型以沉積型、熱液型為主，其次是變質型、風化殼型、巖漿型、斑巖型。在空間上，關鍵礦產主要分布于勞亞成礦域，其次是岡瓦納成礦域、環太平洋成礦域、特提斯成礦域。在全球21個成礦區中，關鍵礦產主要分布在烏拉爾-蒙古成礦區、非洲-阿拉伯成礦區、東亞成礦區、中朝成礦區、西亞成礦區、北美成礦區等[14]。

沉積礦床是石油、天然氣、煤、鈾、鉀鹽、錳、磷、鋰、硼以及鐵、銅、鋁、銀、釩、鎂、重晶石、硫等礦產的主要礦床類型，包括產于沉積盆地中的油氣田、煤田、砂頁巖型鈾礦、海相沉積型錳礦及磷礦和產于鹽湖中的鉀鹽、鋰、硼等礦床。熱液礦床是螢石、鎢錫、稀土、金、銀、汞、銻及鉛鋅、鈮鉭、鎂等礦產的主要礦床類型，包括熱液蝕變巖型和石英脈型礦床。

斑巖銅鉬礦床、紅土型鎳和鋁土礦礦床、變質型石墨和鐵礦床、巖漿型鉻鉑和銅鎳礦床、巖漿型釩鈦磁鐵礦礦床、矽卡巖型鎢錫礦床、偉晶巖型鋰鈹和鈮鉭礦床、金伯利巖型金剛石礦床等都是關鍵礦產非常重要的礦床類型。釷的主要礦床類型是獨居石砂礦，經常與鈦鐵礦、金紅石、鋯石共生。鍶、砷的主要礦床類型是熱液型及矽卡巖型、陸相沉積型礦床，鋇主要從重晶石中提取。

稀散金屬、稀貴氣體和一些稀有金屬、有色金屬礦產很少形成單獨礦床，絕大部分均以伴生組分產于其他礦床中。鈷多產于層狀砂頁巖型銅礦床、矽卡巖型鐵銅礦床中，鉍多產于矽卡巖型鎢錫鉛鋅礦床及熱液型硫化物礦床中，鋯、鉿都從鋯石中提取，銣、銫、鉈主要賦存在與花崗巖有關的鋰云母、鐵鋰云母、白云母、銫沸石以及微斜長石、鉀長石、綠柱石、天河石和鉀鹽礦床中，鎵、銦、鍺、鎘、錸、硒、碲主要賦存在鉛鋅、銅鉬、錫硫化物礦床以及沉積鋁土礦和鐵礦床、煤層、油頁巖中，鈧主要賦存在熱液型鎢錫礦床及煤層中。硅主要來自石英巖、脈石英等，氦主要來自富氦的天然氣。

3 與關鍵礦產有關的動向及建議

3.1 俄烏沖突嚴重沖擊國際能源市場和礦產品市場

北約和歐盟長期推行東擴政策，不斷壓縮俄羅斯生存、發展的戰略空間。 2022年2月俄烏沖突爆發以來，美國聯合歐盟和英國、加拿大、日本、澳大利亞等國家一方面不斷增加對烏克蘭的軍事、經濟援助；另一方面不斷增強對俄羅斯的能源、金融、貿易、科技、體育、文化制裁，不僅使俄羅斯、烏克蘭蒙受巨大損失，也導致石油、天然氣、煤、鐵礦石、銅、鎳等礦產品價格飆升，嚴重沖擊國際能源市場和礦產品市場。

歐美國家在對俄羅斯進行極限施壓的同時，推進與俄羅斯的“硬脫鉤”進程，宣布禁止俄羅斯使用環球同業銀行金融電訊協會(SWIFT)國際結算系統，并對俄羅斯關閉領空、港口。美國頒布對俄羅斯的能源禁令。歐盟計劃在2027年前擺脫對俄羅斯的能源依賴，寧可購買美國的高價天然氣也不購買俄羅斯的廉價能源，即使引發能源危機并給經濟和民生帶來巨大損害也在所不惜。北溪天然氣管道被炸后，俄羅斯天然氣占據歐盟的市場份額已從2022年1月的40%降至11月的9%。

3.2 歐美國家推行脫鉤斷鏈的逆全球化措施，能源資源合作與競爭形勢復雜

當前，世界經濟的穩定和發展在一定程度上建立在歐美對俄羅斯的能源依賴、對中國的市場依賴和中俄對歐美國家的高科技依賴、高端設備依賴基礎上。以美國為首的西方國家頑固堅持冷戰思維、零和博弈思維，掀起逆全球化思潮，在能源資源和相關產業領域推行脫鉤斷鏈、筑墻設壘等霸道措施，大搞針對特定國家的陣營化和排他性小圈子[4]，增大了關鍵礦產安全穩定供應的風險性，增加了國際能源資源合作的復雜性和不確定性。

2022年10月，美國總統拜登頒布新版國家安全戰略，再次將美國的戰略目標定為遏制和超越中國，宣稱21世紀是美國的世紀、中國是比俄羅斯更大的威脅，主張建立只有美國及其盟國的經濟體系，將中國趕出高端產業鏈。同時，美國也表示將致力于降低核戰風險，不尋求沖突或新冷戰，不尋求阻止中國發展經濟，不尋求阻止中國發揮大國作用。

美國還與加拿大、澳大利亞、法國、德國、英國、瑞典、芬蘭、日本、韓國和歐盟建立礦產安全伙伴關系，與阿根廷、巴西、智利、剛果(金)、印度尼西亞、蒙古國、莫桑比克、納米比亞、菲律賓、坦桑尼亞、贊比亞等國家舉行部長級會議，旨在加強關鍵礦產供應鏈，保障對經濟、科技、軍事至關重要的關鍵礦產的供應，減少對中國產品的依賴。加拿大隨即要求中礦(香港)稀有、盛澤鋰業、藏格礦業必須分別出售其在動力金屬公司、智利鋰業公司、超級鋰業公司的股權，立即剝離其在加拿大三家關鍵礦產公司的權益，強調原則上將不會批準外國國有企業的重大交易。

3.3 聚焦關鍵礦產，確保國家能源資源安全

《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二○三五年遠景目標的建議》和中共二十大報告提出，實施國家安全戰略，保障能源和戰略性礦產資源安全，確保能源資源安全和重要產業鏈供應鏈安全。加快構建以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局，推進高水平對外開放，推動高質量發展，以中國式現代化全面推進中華民族偉大復興[4]。

我國已成為世界最大的能源資源生產國和消費國，但部分關鍵礦產的生產仍然不能完全滿足消費需求。必須從國家戰略高度出發，進一步改善投資環境，加強境內外能源和重要礦產資源的綠色勘查、高效開發、嚴格保護、合理利用和規劃管控，建立完善戰略資源儲備制度，保障能源和重要礦產資源的安全穩定可持續供應，維護國家經濟安全。

確保國家能源資源安全，首先要確保石油、天然氣、煤炭、鐵礦石、銅礦、鋁土礦、鉀鹽等大宗礦產品的安全穩定可持續供應。對鋰、稀土、鈷、鎢錫、鈮鉭等用量較少但對戰略性新興產業日益重要的稀有金屬、稀散金屬、稀土金屬、有色金屬及稀有氣體，應當在資源開發利用領域加強科技攻關，提高資源開發利用水平，實施必要的戰略儲備和規劃管控。

3.4 加快構建雙循環新發展格局，推動礦業高質量發展

礦業是國民經濟的基礎產業，經濟社會的發展離不開礦業的支撐，礦業高質量發展是經濟高質量發展的基礎和重要組成部分。增強國內、國際兩個市場、兩種資源的聯動效應，推進“一帶一路”建設，投資、貿易雙輪驅動，在立足國內保障戰略性礦產資源供應安全兜底與核心需求的同時，盡可能多地利用境外礦產資源[15]。持續推進綠色礦山建設，綜合考慮地質先行、技術可行、經濟合理、環境友好、法律允許、金融支持等多種因素[16]，在關鍵礦產的開采、選冶、加工、利用等全產業鏈實現高質量發展。

加強國際礦業合作是推動礦業高質量發展的重要環節。在關鍵礦產生產和消費領域的42個主要國家和地區中，首先要加強同俄羅斯、印度、巴西、南非、哈薩克斯坦、塔吉克斯坦、伊朗等金磚國家、上海合作組織國家的合作，在20國集團框架內加強同美國、加拿大、日本、德國、法國、英國、意大利、澳大利亞、印度尼西亞、沙特阿拉伯、土耳其、韓國、墨西哥、阿根廷的合作，同時加強同越南、泰國、菲律賓、剛果(金)、津巴布韋、納米比亞、馬達加斯加、摩洛哥、博茨瓦納、贊比亞、幾內亞、秘魯、智利、玻利維亞、委內瑞拉等發展中國家的合作，共同推動世界礦業的高質量發展。