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全球矿产资源形势分析(全球金矿地质特征与战略分析)

全球矿产资源形势分析(全球金矿地质特征与战略分析) 全球危机矿产研究进展初探

在梳理世界特别是美国、欧盟和澳大利亚危机矿产研究动态和相关政策措施的基础上,初步探讨了危机矿产与战略矿产的联系与区别、危机矿产的基本内涵和主要特征以及对我国危机矿产研究的主要启示。认为有必要借鉴国际上的成功经验和做法,积极探索符合我国实际的危机矿产评估方法和模式,从替代矿产的角度对我国当前的危机矿产进行评估,以促进矿产资源的合理开发、有效利用和科学保护,为国土资源部门加强矿业管理提供决策参考,为矿业公司特别是勘探公司优化生产经营提供指导。

本文引用信息:陈佳宾余云。危机矿产全球研究进展初探,2017(11):15-21。

近年来,随着矿产资源开发利用数量和种类的快速增长,各国政府、相关国际组织和全球学术界对矿产资源的危机性、重要性、战略性和稀缺性进行了研究。其中,对危机矿物的研究成为热点。本研究在梳理世界特别是美国、欧盟和澳大利亚危机矿产研究动态的基础上,初步探讨了危机矿产与战略矿产的联系与区别、危机矿产的基本内涵和主要特征以及对我国危机矿产研究的主要启示。

1.国外危机矿产的研究动态及相关政策

1.1研究趋势

国际上对危机矿产的基本内涵已有一些研究。比如,早在1939年,美国就颁布了《战略与危机原料储备法》(1939),正式提出了矿产资源的战略性和危机性。本研究认为,矿产资源的危机性、重要性、战略性和稀缺性既有联系又有区别。一方面,危机性、重要性、战略性、稀缺性都涉及到矿产资源在一个国家或地区乃至全球经济社会发展中的地位、作用和保有程度。另一方面,危机、重要性、战略性和稀缺性从不同维度和侧面说明了矿产资源的地位和作用。危机矿产的基本内涵与此密切相关。从目前全球的研究进展来看,美国、欧盟、澳大利亚在危机矿产的研究上具有一定的代表性。

美国

美国对危机矿物的研究由来已久。20世纪80年代,美国成立了危机原料国家委员会,专注于危机矿物的研究。Promisel,Gray(1982)和Norman(1985)先后发表文章,呼吁美国政府关注危机矿产。Gordon等人(2007)提出了危机矿产供给的可持续性,认为不仅要考虑危机矿产供给的内在限制,还要考虑危机矿产的回收和再利用。美国国家科学研究委员会(2008)认为,关键原料有一个重要特点,就是没有令人满意的替代原料,或者只有少量替代原料。所以危机矿产涉及到原材料的供应,显示了一些高科技领域的稀缺性。美国国防部(2013)认为,战略矿产和危机矿产是指在紧急状态下,军事、工业和民用都需要,但国内无法提供足够数量以满足需求的矿产。2010年,美国国家科学技术委员会(NSTC)成立了危机矿产和战略矿产供应链委员会(CSMSC),明确规定了矿产资源的危机和战略。NSTC和白宫科技政策局(OSTP,2016)发布了一份研究报告,认为危机矿产是一些为制造业提供最基本服务的矿产产业链。这个产业链一旦脆弱甚至中断,就会对国民经济造成冲击,对国家安全造成严重后果。NSTC和OSTP(2016)认为,战略矿产是一系列危机矿产,是国防安全的重要支柱。

1.1.2欧盟

在欧盟原材料倡议下促进危机矿物的研究。根据欧盟委员会(2010)的定义,危机矿产是指具有地缘经济可利用性,其资源量、储量和服务年限可以评估,其勘探和开发将在大规模上由技术进步推动的矿产资源。2008年制定的《欧盟原材料倡议》从三个方面阐述了危机矿产战略:一是优化通过第三国公平竞争获取相关矿产资源的环境;二是促进欧洲原材料的可持续供应;三是不断提高矿产资源利用效率,重点是大力推进矿产资源循环利用。2010年,欧盟建立了危机矿产的初始评估方法,随后对其进行了进一步的更新和修订。2011年,欧盟发布了《应对商品市场和原材料市场挑战报告》,并公布了14种危机矿产的目录。2013年,欧盟发布了《原材料倡议执行情况报告》。2014年5月26日,欧盟更新了危机原材料清单,以支持原材料倡议的实施。欧盟的《全球化时代的产业政策》、《欧洲能源效率》等政策文件都把危机矿产视为& ldquo020发展战略& rdquo的重要部分。

澳大利亚

澳大利亚国内对矿产品的消费相对较少,其矿产资源开发的主要目的是从事国际贸易。根据澳大利亚资源与能源经济局2012年的数据,澳大利亚的矿产资源出口占该国出口总额的60.5%,占澳大利亚国内生产总值的10%。危机矿物是澳大利亚采矿和勘探行业潜在的额外勘探目标。所以对其他国家至关重要的矿产资源,目前对澳大利亚来说可能并不重要。除了与农业部门有关的少数矿产品,如磷酸盐和钾肥。但是,澳大利亚非常关注危机矿物的供应和研究。澳大利亚危机矿产研究的主要内容是:评价和分析金属和非金属矿产资源的潜力;提供有关危机矿产地质发生的技术信息,以及澳大利亚的技术信息资源和发现新资源的潜力;引导矿产勘查公司认识到澳大利亚地质环境资源中的危机矿产是已知的,可能存在的,或者具有一流的资源潜力。

1.2相关政策举措

首先是立法。美国于1970年颁布的国家采矿和矿物政策法案(30 u . s . c . & Sect;21a)”强调要提振美国矿产资源产业,大力推动国内矿业发展,积极开展资源循环利用。美国在1980年颁布的国家原材料和矿物政策研究和发展法案(30 u . s . c . & Sect;601)”提出:要持续发展美国的资源产业,在保持资源生产、能源使用、环境安全、自然资源保护和社会需求长期平衡的基础上,确保涉及国家安全和经济发展的危机矿产的稳定供应。这两部法律都鼓励美国的私营企业生产和开发危机矿产,扩大危机矿产的国内供应。然而,一些原材料在美国生产是不经济的。比如,美国的矿业生产或下游产业与其他国家或地区相比,没有竞争优势。公共政策就是采取措施抵消非优势。民营企业可以通过技术突破解决生产成本高的问题。美国非常重视进口依存度高的危机矿产,支持一系列潜在联邦政府投资发展危机矿产的国内生产,特别是对外依存度高的危机矿产的国内制造商。从而形成并长期坚持一系列保障美国国家安全、促进美国经济发展的危机矿产产业政策。

第二是投资。2006年& mdash2015年美国矿产资源勘探投资约占全球勘探总投资的7% ~ 8%,极大地促进了危机矿产储量的增加和潜在生产能力的增强。待勘探的主要矿产是金和铜资源。2006年& mdash2015年,美国矿业生产增加值翻了一番多,矿产资源勘探开发利用发展迅速。然而,各种矿产的发展并不平衡,如铜和锌,产量有所增加但规模较小;银金矿产量减少,规模不大。根据美国地质调查局的数据,2014年,美国的铝矿产量减少了25%,但钼矿的产量几乎翻了一番。在美国主要进口矿产清单中,有19种100%依赖国外进口;砷、石棉、铝矾土、萤石等9种矿产在美国的储量和生产规模都非常小。美国政府问责局2008年发布报告,认为美国内政部没有完全掌握这些矿产资源在联邦范围内的储量,有必要在涉及固体矿产的矿业勘探和开发方面进一步加大危机矿产资源的勘探力度。美国国会(2015年)提议支持和鼓励在美国、澳大利亚、非洲和加拿大进行更大规模的危机矿产资源勘探。

三是联动。白宫成立了危机原材料工作小组,主要职能是:推动危机矿产的基础研发,促进危机矿产供应的多元化,提供危机矿产市场的风险信息。工作组成员来自许多联邦政府机构和部门,包括国家经济委员会、美国贸易代表办公室、国家安全委员会和能源部。原材料危机研究工作组还负责建立联邦基金、评估市场风险和提供决策支持。以稀土资源为例,以美国国防部为主体,负责评估国防工业对稀土资源的需求;以美国地质调查局为主体,负责评估稀土资源的供应风险。在此基础上,危机原材料工作组通过国际组织和各国之间的谈判,建立了全球供应产业链,包括WTO、G20、OECD等。

第四是研发。美国非常重视危机矿产的基础研发和清洁能源经济的发展。通过基础技术的研发,探讨危机矿种多元化供应的途径和方法。开展危机矿产替代和提高危机矿产回收利用率研究,探索降低危机矿产供应风险的途径和方法,促进危机矿产高效利用和循环利用。欧洲联盟也是如此。欧盟积极支持危机矿物的研究,已通过& ldquo第七个R&D框架计划& rdquo并全面实施。早在2009年,欧盟就投入1700万欧元大规模开展危机矿产的基础研发,建立了欧洲国家共享的危机矿产数据库,开发了首个泛欧卫星矿产资源数据库,形成了技术先进的4D计算机模拟系统。

2.危机矿产与战略矿产的联系与区别。

危机矿和战略矿是什么关系?这是学术界关注的一个突出问题。相对而言,战略矿产的研究成果丰硕,而危机矿产的研究相对滞后。在中国,战略矿产已经从理论研究转化为实际操作。2016年11月,国务院批准《全国矿产资源规划(2016 & mdash2022年),首次将24种矿产资源列入战略矿产目录,包括:能源矿物油、天然气、页岩气、煤炭、煤层气、铀;金属矿产铁、铬、铜、铝、金、镍、钨、锡、钼、锑、钴、锂、稀土和锆;非金属矿物磷、钾盐、结晶石墨和萤石。战略矿产目录作为矿产资源宏观调控和监督管理的重点对象,需要在资源配置、财政投入、重大项目、开采用地等方面加强引导和差异化管理,提高资源安全供给能力和开发利用水平。然而,在我国,对危机矿产的深入研究以及对危机矿产目录的评价和界定尚未开展,对危机矿产的研究成为一个需要攻克的关键课题和一个很有前景的研究领域。

根据这项研究,危机矿物和战略矿物既密切相关又有所不同。可以肯定的是,战略矿产不能等同于危机矿产,更不能替代危机矿产。战略矿产研究是危机矿产研究的基础,是对矿产资源重要性、战略性和稀缺性认识的深化和新发展。危机矿产的研究必将超越和深化战略矿产的研究,从而从不同维度和侧面更加深刻地阐述矿产资源的地位和作用,有利于矿产资源的合理开发、有效利用和科学保护,具有重大的理论和实践意义。

2.1从经济角度来看,危机矿产的重要性远远超过战略矿产。

从理论上讲,危机矿产比战略矿产覆盖的范围更广。实际上,危机矿物比战略矿物更复杂。一般来说,危机矿可以是也可以不是战略矿,但是战略矿一定是危机矿。也就是说,危机矿完全包含战略矿,但战略矿不能等同和替代危机矿。Robinson(1986)认为,危机矿产是指影响国民经济健康和安全的矿产资源。从各国衡量和评价危机矿产的二级指标也可以看出,与战略矿产相比,对危机矿产的研究更侧重于国家经济安全的角度。DeYoung(2006)认为,从国外供应的可能危及国内经济健康和安全的矿产资源都是危机导向的。美国国家科学研究委员会(2008年)、美国能源部(2011年)和欧盟委员会(2010年)评估危机矿物的二级指标,这些指标都涉及经济重要性[8]。

2.2从军事角度来说,一般来说,战略矿的使用暂时多于危机矿。

Bradfish(1987)将战略矿产资源定义为:军民两用、有必要数量、不可替代、超过合理安全程度、有国内外供应来源的矿产资源。Evans(1993)和DeYoung(2006)都认为,从学术文献来看,用于军事的矿产资源是战略性的;DeYoung(2006年)认为,战略矿物与国家紧急状态或战争中材料的可用性有关。当然,危机矿产具有战略特性,体现在维护国家安全的至关重要性,以及这些矿产的高科技特性。根据美国地质调查局的说法,如果一个重要的经济部门需要某种矿产,并且从国家的角度来看,这种矿产对国家经济发展至关重要,尤其是涉及国家安全问题,并且没有更多的替代品,而且主要来自国外,那么这种矿产就是战略矿产。美国国防部(2013)和《战略和关键原材料储备法》(2005)对战略矿产的定义是:在美国国家紧急状态下,需要为军事、工业和民用需求提供,但美国无法提供足够数量满足需求的矿产资源。

2.3从资源角度看,危机矿产和战略矿产都与加强能源安全有关。

能源供应的来源、链条和安全是危机矿产和战略矿产共同关注和研究的重点。根据烷烃资源(2014),危机矿产是指那些对工业生产和/或国家能源供应有重大影响的矿产资源或金属制品。美国国家科学研究委员会(2008)和美国能源部(2010)都将资源供应中断风险作为重要指标,主要反映能源供应的安全程度,是否有可靠的来源,是否能保证持续供应。因此,无论是研究战略矿产还是危机矿产,都应该首先加强对能源安全的研究。

2.4从生态学的观点来看,危机矿物已经变得比战略矿物研究更重要。

与战略矿产相比,目前国际上对危机矿产的评估指标中增加了可替代性、可回收性、回收率等指标,都是与生态安全相关的指标。2010年,欧盟更新危机矿物目录时,将环境因素作为一项重要指标纳入框架体系。但后来由于数据收集困难,2014年更新目录时删除了这个指标,现在开始重新考虑这个问题。Graedel等人(2012)认为危机矿物不仅是必需品,而且对环境有影响。目前,Graedel等学者的危机矿产三维评价模型是危机矿产评价模型中直接设置环境指标的主要模型。该模型以环境影响指标为核心,明确指出环境影响指标的内涵包括人类健康和生态影响。

2.5从技术角度看,危机矿产比战略矿产在技术创新中的作用更突出。

现有的研究已经达成共识,危机矿产是高科技矿产资源。高技术矿产资源是指地球上存量稀缺的矿产资源,目前受技术水平和经济因素限制难以开采的矿产资源,以及未来随着技术革命而形成的现代产业和新兴产业所必需的矿产资源。危机矿产主要用于生产低碳经济条件下的高精尖高科技产品和环境友好型产品,具有特殊的意义。它可以使一个经济体保持其经济竞争力,从而走在科技创新的前列。一般来说,高科技矿物有以下四个特点:第一,高科技矿物在地球上是稀缺的。大多数高科技矿产与主要矿产伴生,缺乏独立矿床。大多数& ldquo三& rdquo所有金属都符合这一特性。第二,高科技矿产主要用于高科技领域。包括电力电子设备技术、光伏技术、电池技术、催化技术等领域。主要可分为:新能源产业使用的危机矿产,如发展电动混合动力汽车所必需的锂资源;生态友好型产业使用的危机矿物,包括用于碳捕获和碳减排的矿物;战略性新兴产业使用的危机矿产。第三,高科技矿产的市场容量相对较小但增长迅速。大多数高科技矿物的世界总需求在数百吨至数万吨之间,但每年的需求增长率可高达两位数。在高科技矿产供应方面,欧盟、日本和美国资源匮乏,处于相对脆弱的地位,这可能成为其经济运行的瓶颈因素;然而,在发展中资源国家,由于科学技术不发达,对高科技矿产的需求较少。第四,回收高科技矿产的潜力比较小。目前,发达国家钢铁、铜等大宗矿产资源的二次回收率已经达到50% ~ 80%。然而,高技术矿产由于终端应用分散,消耗量小,回收难度大。一般二次回收率只有10% ~ 20%。

3.危机矿产的基本内涵和主要特征。

对危机矿产基本内涵的研究已经遍布全球,并逐渐形成了一些共识。在国外研究成果的基础上,本研究认为危机矿产应具有重要性、战略性、稀缺性和动态性的特征。它们是促进社会进步、经济发展和保障人类生存的重要矿产,是维护国家安全和主要用于军事目的的战略矿产,是具有高科技特征或逐渐枯竭的稀缺矿产。当然,危机矿产是动态的、相对的,其重要性、战略性、稀缺性特征都是不断变化的。危机矿产的战略特征在上一篇文章中已经具体分析过了。这里仅对危机矿产的重要性、稀缺性和动态特征进行初步分析。需要说明的是,危机矿产已经表现出了重要性、战略性、稀缺性和动态性的特征,这些特征是系统性、综合性和整体性的,也是相互联系、相互影响、相互作用的。

3.1重要性特征

毫无疑问,危机矿产一定是非常重要的矿产资源。本研究认为,危机矿产是推动社会进步、经济发展、保障人类生存的重要矿产。美国国家科学委员会(2008)曾指出,危机矿产不仅仅被狭义地视为战略矿产,还可以用其重要性和可获得性来衡量。Coulomb等人(2015)认为危机矿产有两个特点:一是在经济上极其重要,二是在供应上风险极大。因此,尽管危机矿产是重要的矿产资源,但它们并不完全等同于广泛、重要和大宗的贸易矿产资源。比如铜、锌、铁矿石、铝在全球市场的贸易份额很大,但贸易份额并不能决定铜、锌、铁矿石、铝是否属于危机矿产。从全球范围来看,危机矿产的重要特征越来越明显。特别是由金属、非金属和矿物原材料供应支持的高科技企业,对许多行业的可持续发展至关重要。美国和欧盟对危机矿物进行了评估研究,以评估哪些矿物是危机矿物。通常用量很少的各种金属、非金属元素和矿物也是必不可少的,但它们有很大的供应风险。主要交易的矿产品,如铁矿石、煤炭、铝和铜,在广泛的行业中非常重要,但供应多样,资源丰富。以及当前对主要工业金属矿产品的需求未来,低产量的高新技术产品的主要用途是:包括美国、欧盟、日本在内的工业经济体的制造业;过去支持中国、印度、巴西、俄罗斯、印度尼西亚等快速工业化和城市化的国家。在许多情况下继续保持高增长率;在能源生产和减少温室气体排放的新政策和技术方面,解决对环境问题的关切,并将其用于能源的最终使用阶段;开发电信和娱乐的新技术;解决食品和水安全问题;用于满足消费者提高燃油效率和车辆性能的需求。这些都涉及到危机矿物。

3.2稀缺性特征

危机矿物的稀缺性表现为这些矿物的逐渐枯竭和危机矿物的高科技特征。一般来说,危机矿产没有令人满意的替代原料,或者只有少量的替代原料。所以危机矿涉及的是原材料的供给,显示的是一些高科技领域的稀缺性,而不是所有领域的总需求。如果危机矿产的基本功能不能体现出来,就会影响到经济、社会等各个方面。此外,危机矿产的供应限制表现在高科技领域的危机,或者国内供应不足,或者价格过高。在讨论危机矿产的定义时,澳大利亚工业创新部认为经济重要性和供应的巨大风险是并列的。本质上,经济的至关重要性必然导致供应中断的巨大风险。危机矿产的供应风险来自四个方面:一是产品的稀缺性;第二,供给的多样性和稳定性;第三,仅作为副产品生产的其他商品;第四,由国家或特定公司集中生产和加工危机矿物。需要注意的是,危机矿物的稀缺性是由多种因素决定的,包括:地球的地质丰度、商品经济学、一种物质可以被另一种物质替代的程度、回收程度等。如前所述,危机矿产是一些矿产产业链,为制造业提供最基本的服务。一旦产业链脆弱甚至中断,将给经济安全带来严重后果。因此,我们必须注意危机矿产供应的危机程度:一是一些矿产在中国的储量很少,或者在中国很难开发利用;二是部分矿产进口来源不稳定、不安全,从国外获得的渠道不畅通、不连续,事关国家能源安全;第三,一些矿产的开发利用会对生态环境产生严重影响。因此,危机矿产的危机程度关系到国家经济安全、能源安全和生态安全。

3.3动态特性

危机矿产是动态的、相对的,其重要性、临界性、战略性、稀缺性特征也是变化的。当然,有些矿产在很长一段时间内是危机矿产,而有些矿产的重要性、战略性、稀缺性特征是随着时间轴的变化而变化的。Park等人(2013)认为危机矿物重要性的含义是动态的,与具体情况相关。例如,1803年,当路易斯安那州向刘易斯和克拉克征求购买土地测量的意见时,托马斯& middot杰斐逊总统指示刘易斯& ldquo注意各种矿物的生产,但要特别注意金属、石灰石和煤矿& rdquo。两个世纪过去了,随着时间的推移,整个事情发生了很大的变化,这份当时值得特别关注的矿产产量清单变得越来越复杂。比如早期的电脑需要的矿物质成分不到10种,而现在的智能手机和平板电脑需要的矿物质成分超过50种;稀土元素(REE)被认为是目前最关键的矿物,仅在大约10年前被列入危机矿物名单。危机矿物的动力学特征还表现出地理空差异。危机矿产的评估和界定需要根据各国或地区的实际情况,采用标准化、可计量的方法和模型进行详细研究。一些大宗矿产品的生产包括采矿和冶炼。由于矿石品位的不确定性,世界范围内对其资源量的评估存在很大的不确定性。有些矿产资源储量和资源数据无法取得(如碲、汞、砷、镓、铟、锗、镉、萤石、硒),有些矿产资源(如砷、锑、铋、镉、汞、硒、碲)与镍、铜等金属伴生,需要仔细评价其动态。

4.关于推进我国危机矿物研究的几点思考?

在我国经济发展进入新常态、生态文明建设提出新要求、矿产资源开发面临新形势、矿业改革需要新动力的新时期新阶段,开展危机矿产研究是一项十分重要的工作。在研究过程中必须坚持以下原则。

4.1组织原则

危机矿产资源是全球矿产资源政策研究的热点。一般来说,国际上对危机矿产的研究多由政府机构主导,专业学术团队支持。比如2008年美国国家科学研究委员会(NRC)的报告和目录,就出自哈佛大学的Greadal研究团队。近年来发表了大量的学术论文,在研究方法的改进、环境因子三维模型的构建和统一研究方法的推广等方面做了大量的工作。因此,开展我国危机矿产的研究工作,国土资源部门必须组织领导,加大人力、物力、财力的投入,积极有序地开展。

4.2科学原则

在危机矿产研究中,应根据国家或地区的实际情况,采用规范、可计量的方法和模型,研究国民经济和社会发展基本情况、矿产资源供需、进出口贸易等。,兼顾全球形势和其他国家的数据,在分析当前数据的同时借鉴历史数据。目前国际上发表危机矿产研究报告的主要学术期刊有《资源政策》、《能源供应》和《环境科技》。翻看近年来一些关于危机矿物的研究报告,按照作者国籍来看,美国有120篇,德国、英国、荷兰有10篇,中国有10篇。从基金支持来看,美国能源部基金有10个,中国自费基金有2个。这些研究得出了一些科学结论。

4.3有效性原则

危机矿物研究是以实际应用为基础的科学研究。矿产危机研究的成果必须与矿产资源开发利用的现实紧密结合。开展我国危机矿产的研究不仅具有重要的理论意义,而且具有重要的现实意义。本研究认为,有必要借鉴国际上的成功经验和做法,积极探索符合我国实际的危机矿产评估方法和模式,从替代矿产的角度对我国当前的危机矿产进行评估,为国土资源部门加强矿业管理提供决策参考,为矿业公司特别是勘探公司优化生产经营提供指导。

4.4政策原则

受美国和欧盟实践的启示,危机矿产研究的一个重要成果是促进了危机矿产产业政策的制定和完善。开展我国危机矿产研究,还需要客观、全面、科学地评价我国危机矿产的种类和名录,重点研究矿产资源的危机性、重要性、战略性和稀缺性,并在此基础上制定和完善相应的危机矿产产业政策,促进我国危机矿产产业的可持续发展。

 
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