稀土元素的地缘经济学

2019/04/24 17:36
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由于几乎没有立即可行的替代品,全球稀土供应链在短期内仍将脆弱不堪,未来潜在的供应不足,甚至威胁到稀土最大的生产国中国。

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在元素周期表上,15种镧系元素通常被塞在表末的第六行,一个个用方块标注出来,像脚注一样向右延展。与钇和钪一起,这些材料有一个更为人所知的统称——稀土元素。尽管稀土的使用量非常小,但它们对美国国防部门新兴技术潜在颠覆性技术十分重要,再加上中国控制着市场的多数份额,令稀土元素在地缘政治上具有“四两拨千斤”的重要性。

稀土元素对美国国防部门已经至关重要,但随着全球能源转型和交通运输发展处于萌芽阶段,未来几年稀土开采、加工和制造能力将对地缘政治动态产生更大的影响。短期内,中国将从近乎垄断的市场地位中获益,但不断增长的国内需求最终将令其对该行业的控制难以为继,并最终迫使生产多样化。

相同但不同

虽然稀土元素常常被作为一个整体来讨论,但是它们具有各自的特性,这些特性将它们引导到特定的用例和市场中。从照明和光学到电子显示器,再到永磁体和制导系统,每一种应用都需要不同的元素或不同的元素组合。此外,并非所有稀土元素都存在于同一类型的矿床中;它们储藏在不同的地方和不同的浓聚物 (concentrations) 中。这些不同类型的矿物通常根据重量分为两大亚类:轻稀土元素 (LREE) 和重稀土元素 (HREE)。中国的稀土政策又增加了一个亚类,即中稀土元素(MREE)。

来源:Stratfor

稀土之王

中国的稀土储量约占全球的三分之一,而且直到最近才开始主导稀土行业。中国在上世纪60年代发现新的稀土储量后,直到上世纪90年代初才超过美国,成为全球最大的稀土生产国。中国稀土元素的生产既按地理类型划分,又高度集中在少数几个矿山。内蒙古占中国LREE产量的近70%,包头巴彦敖包矿占中国稀土总产量的50%以上。中国南方是上世纪60年代HREE首次被发现的地方,在中国HREE产量中占大头。仅江西省就生产了中国约50%的MREE和HREE,其中赣州市占了绝大部分。

尽管中国拥有丰富资源和大型矿山,但在掌握从矿石中提取稀土元素的加工步骤之后,中国才在全球稀土元素供应方面获得了近乎垄断的地位。这种行业地位构成全球供应风险,2010年中国突然停止向主要客户日本出口稀土矿石、稀土盐和稀土金属时,这种风险已经发展到了不可忽视的地步。美国作为日本稀土制品的主要进口国和终端消费国,受到了间接影响。尽管出口禁令只是暂时的,但它在国际社会引发巨大反响,促使各国和生产商争相寻找、开发或重新开放替代稀土元素的资源。

美国在世界贸易组织 (WTO) 发起并打赢了一场针对中国的诉讼,到2015年中国政府取消了稀土元素的出口配额。但自对日本实施出口禁令以来,世界其它地区在寻找中国以外的货源方面只取得了微不足道的成功。澳大利亚在马来西亚新建了一个有环境争议的稀土加工设施,从而提高了LREE的产量。2012年,美国莫利矿业公司重新开放了加州的芒廷帕斯 (Mountain Pass) 矿山,但仅仅三年后就宣布破产并关闭了该矿山。中国仍然控制着绝大多数的稀土生产,以及一些关键的中、重稀土,例如镝和铽等元素,这是在生产电动汽车和风力涡轮机中永磁体必要的元素,中国几乎完全垄断,控制超过98%的全球供应。

稀土元素矿产

过去30年,中国巩固了在全球稀土行业的主导地位。随着国内电动汽车和可再生能源消费的增加,中国国内稀土消费只会进一步增长。这可能会减少中国的总出口,但也可能使中国与全球市场更加紧密地联系在一起,因为中国正在寻求更多的进口,从而使市场逐渐多元化。

毕竟,自2015年以来,许多稀土元素的价格一直相对稳定(中国稀土生产政策的变化使2017年稀土价格持续小幅上涨),这意味着新项目很少具有经济可行性或吸引力。此外,精炼过程会产生对环境有害的副产品控制其泄露的成本极高,可能招致环保组织和当地居民的批评

稀土元素矿石的价格

2010年,中国暂停了对日本的稀土出口,使稀土元素市场价格骤升。各国和生产商争相寻找、开发或重新开放替代资源。自那以后,由于矿价稳定下来,威胁也不再紧迫,继续开放某些矿场或开发其他新项目的经济可行性不复存在。

作为中国遏制环境破坏、整合低效产业的整体举措的一部分,中国政府收紧了对稀土精炼行业的控制。例如,它严厉打击了国内的非法开采活动;根据Adamas Intelligence,从2013年到2017年,氧化镝的非法生产下降了34%。作为与“十二五”规划相关的整合工作的一部分,中国政府计划最迟在2020年将所有稀土元素的产量限制在14万吨。这仍然意味着比目前的水平增加2万吨。2018年的最终生产配额是12万吨,2019年上半年产量已经出现增长。继续打击非法开采的关键节点,在于中国政府是否继续允许从缅甸进口稀土元素;长期以来一直怀疑该国存在“洗白”中国境内非法开采镝、铽和钆矿的地下产业链。

新的平衡

为了推动创新、减少对中国的依赖,最新的国防授权法案 (NDAA )禁止美国国防机构从中国购买永磁体。但仅占美国稀土总需求约5%的美国国防部门,不足以单独推动市场优先考虑替代生产来源。

然而,在全球范围内,对稀土元素的需求正在增加。铈和镧需求量最高,但钕、镝和铽在前文所述的永磁体中都要用到(也称为钕铁硼磁铁),未来几年随着电动汽车和风力涡轮机需求增加,将受到更多关注。欧洲、中国和美国一些州制定了雄心勃勃的计划,禁止销售化石燃料汽车,并达到可再生能源目标,这进一步支持了需求的增长。

中国不仅开采和生产世界上大部分的稀土元素,而且还生产世界上近90%的永磁合金,而且中国永磁体制造业本身也在日益成熟。随着磁铁需求的增长,中国的国内消费也会增长(由于中国自身对电动汽车的需求,及其增值产品的出口)。事实上,在控制了全球稀土元素供应长达三十载之后,如今的中国已成为全球最大的稀土进口国之一。2018年,中国出口稀土5.3万吨,进口4.14万吨。事实上,马来西亚的Lynas设施和澳大利亚Mount Weld矿山的扩建计划,至少将部分得到中国需求的支持。

替代资源的解决方案

从逻辑上讲,对稀土元素日益增长的全球需求,以及国内需求上升可能导致的中国出口减少,应促使各国优先努力寻找替代资源,并将其投入使用。但目前,许多稀土元素的价格令这方面的进展举步维艰。

新稀土元素的生产作业往往难以取得成功,因为从矿石中去除稀土金属所需的腐蚀性和污染性材料,含有很高的环境成本。日本敏锐地意识到其高端制造业的脆弱性,继续在海底搜寻领海内的稀土供应(取得了有限的成功),但要开采这些储备具有经济可行性仍需数年时间

最有可能取得成功的几项新的潜在采矿作业是在澳大利亚和格陵兰,但这些作业并没有充分解决开设加工设施的民意问题和环境成本,包括对某些国家更严格的环境规章和控制泄露要求的遵守。事实上,澳大利亚的Lynas公司作为为数不多的几家能够实现全球多样化、自2010年起不再依赖中国LREE生产的公司之一,目前仍在与马来西亚政府就在当地的加工设施做斗争。

为减少稀土元素用量的回收利用与技术调整,或转向可以提供完全替代的技术,其他可供考量的选项。大量的材料在净化过程中丢失,而在净化或制造过程中加入额外步骤可能从现在的废物中回收额外的材料。此外,由于稀土元素在其产品的使用寿命内不会大幅降解,所以使用过的产品也可以提供可回收材料。由于大多数应用都仅需极少量的稀土元素,企业可能开始探索通过回收来增加供应的方法。但目前,任何回收作业的规模都太小,或需要太长的时间来开发,无法在不久的将来提供现实的供应链保障。

如果稀土元素供应面临的威胁过大,或者金属或磁铁价格过高,电动汽车制造商可能会转向其他类型的发动机。然而,尽管市场上并非所有电动汽车都使用永磁电机,但很大一部分是在使用的。更换生产线是一个耗时耗力代价高昂的决定,并不是所有公司都愿意做出这样的决定,这意味着永磁电机不太可能在短期内寿终正寝。

由于几乎没有立即可行的替代品,全球稀土供应链在短期内仍将脆弱不堪,未来潜在的供应不足,甚至威胁到稀土最大的生产国中国。现在,中国通过进口,并作为增值产品制造商,与稀土资源供应链密切相关。它不太可能出于政治目的发布资源禁令,但这并不意味着它的垄断威胁不到美国和日本等国家。最终,全球能源优先次序的转变将增加足够的需求,使市场必须在开发新资源方面取得真正的、协调一致的进展。但美国和日本在逐步多元化的过程中仍将特别脆弱,除非它们的政府在国防部门的要求下直接补贴替代资源的开发。


编译:郑瑞华

参考资料:The Geopolitics of Rare Earth Elements, Stratfor - Worldview, Apr. 8th 2019

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