中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門(mén)戶網(wǎng)訊 戰(zhàn)略性金屬資源對(duì)保障國(guó)家的國(guó)防安全及經(jīng)濟(jì)安全具有至關(guān)重要的作用，對(duì)國(guó)家的工業(yè)化、現(xiàn)代化水平有決定性作用且其逐漸成為大國(guó)發(fā)展和博弈中的聚焦點(diǎn)。伴隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)革新的浪潮，全球主要國(guó)家為增強(qiáng)國(guó)際經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，保障國(guó)防安全，紛紛將開(kāi)展金屬關(guān)鍵性（或危機(jī)性）研究提上日程。美國(guó)、日本及歐盟發(fā)布了關(guān)鍵性（或戰(zhàn)略性）資源目錄清單，并隨時(shí)間進(jìn)行動(dòng)態(tài)性的更新調(diào)整，英國(guó)、印度、澳大利亞與加拿大近年來(lái)也相繼公布了戰(zhàn)略性金屬資源的目錄清單。

在全球碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，以低碳能源技術(shù)為核心的低碳產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。該類型產(chǎn)業(yè)會(huì)消耗鋰、鈷、鎳、鎵、銦、稀土等大量戰(zhàn)略性金屬，但金屬的開(kāi)采、利用、消費(fèi)和循環(huán)全過(guò)程帶來(lái)的碳排放，約占全球碳排放的10%。因而，建立減碳背景下戰(zhàn)略性金屬可持續(xù)供給途徑迫在眉睫。作為全世界范圍最大的金屬礦產(chǎn)生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，我國(guó)目前的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄主要是從國(guó)家國(guó)防安全、經(jīng)濟(jì)安全和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求角度入手制定的，其涵蓋了主要的傳統(tǒng)能源礦產(chǎn)、金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)。但是，在追求可持續(xù)發(fā)展的今天，以稀有、稀散和稀土元素為主體的戰(zhàn)略性金屬的重要地位與不可替代性日益顯著。

黨的二十大報(bào)告提出，“鞏固優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先地位，在關(guān)系安全發(fā)展的領(lǐng)域加快補(bǔ)齊短板，提升戰(zhàn)略性資源供應(yīng)保障能力”。戰(zhàn)略性金屬的供給路徑包括4個(gè)方面：國(guó)內(nèi)一次資源開(kāi)采、國(guó)外一次資源進(jìn)口、國(guó)內(nèi)二次資源循環(huán)、國(guó)外二次資源進(jìn)口。2017年8月以來(lái)，受“洋垃圾”進(jìn)口禁令實(shí)施的影響，國(guó)外二次資源進(jìn)口量大幅度減少，因而未來(lái)我國(guó)戰(zhàn)略性金屬的供給路徑以前3個(gè)方面為主。

資源短缺及廢物激增正在困擾著產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈的安全，針對(duì)產(chǎn)品類廢物（又稱“城市礦產(chǎn)”）二次資源中典型的23種有價(jià)材料的研究發(fā)現(xiàn)，有20種二次資源的總量會(huì)在2050年前超過(guò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求量，基本有望實(shí)現(xiàn)資源自給自足。同時(shí)，資源在開(kāi)采、消耗、利用及循環(huán)過(guò)程中，會(huì)有一部分進(jìn)入水體、土壤等環(huán)境中進(jìn)而造成材料損失。在當(dāng)前技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下，每一次生命周期過(guò)程，大約5%—10%的物質(zhì)會(huì)因進(jìn)入環(huán)境中而散失。本文運(yùn)用物質(zhì)流分析方法，根據(jù)對(duì)外依存度的差異，選取5種典型戰(zhàn)略性金屬：鋰、鈷、銦、鈮和鍺，挖掘其二次資源潛力，并識(shí)別其未來(lái)可持續(xù)供給路徑。

物質(zhì)流分析方法及結(jié)果

分析方法及概況

物質(zhì)流分析是在一個(gè)國(guó)家或一個(gè)地區(qū)范圍內(nèi)，對(duì)特定的某種物質(zhì)（如金屬等）進(jìn)行物質(zhì)代謝研究的有效手段。該方法基于生命周期分析視角探究某種物質(zhì)在生命周期各個(gè)不同階段的流動(dòng)特征，為可持續(xù)的資源環(huán)境管理提供重要信息，其宗旨是對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的物質(zhì)流動(dòng)和儲(chǔ)存進(jìn)行定向及定量分析，對(duì)資源產(chǎn)物和廢棄排放物開(kāi)展綜合調(diào)控，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化系統(tǒng)資源和能源的目標(biāo)。

圖1 典型戰(zhàn)略性金屬物質(zhì)流分析框架

Figure 1　Basic framework of substance flow analysis for strategic metals

一般情況下，金屬資源的物質(zhì)流動(dòng)過(guò)程如下：選礦、冶煉、加工，生產(chǎn)半成品進(jìn)行利用、生產(chǎn)不同產(chǎn)品進(jìn)行利用，消費(fèi)過(guò)程完成后形成產(chǎn)品類廢物，部分廢物被填埋處置進(jìn)而進(jìn)入土壤圈，部分被作為二次金屬循環(huán)利用，被補(bǔ)充到生產(chǎn)加工過(guò)程；在金屬流動(dòng)過(guò)程中，不僅伴隨著資源、產(chǎn)品的產(chǎn)生，而且也伴隨著物質(zhì)的釋放及廢物的產(chǎn)生，即幾乎所有階段都會(huì)釋放物質(zhì)到環(huán)境介質(zhì)中，且都會(huì)產(chǎn)生如尾礦、冶煉廢渣的固體廢物或殘次品（圖1a）。對(duì)我國(guó)而言，金屬經(jīng)過(guò)開(kāi)采或國(guó)外進(jìn)口，加工應(yīng)用到不同產(chǎn)品中以滿足國(guó)內(nèi)需求，產(chǎn)品在消費(fèi)之后形成產(chǎn)品類廢物，廢物循環(huán)利用之后成為資源供給的重要部分（圖1b）。

全球典型戰(zhàn)略性金屬物質(zhì)流數(shù)據(jù)

基于全球物質(zhì)流分析的框架和目前可得到的數(shù)據(jù)，本文分析得到了鈷、銦、鈮等金屬的全球物質(zhì)流數(shù)據(jù)信息，此數(shù)據(jù)涵蓋了從巖石圈資源開(kāi)采、加工利用、產(chǎn)品生產(chǎn)、消費(fèi)使用，到廢物產(chǎn)生以及處理處置的全過(guò)程信息，也包含了過(guò)程中物質(zhì)的釋放信息（圖2）。

典型戰(zhàn)略性金屬供應(yīng)特征

典型戰(zhàn)略性金屬開(kāi)采情況

20世紀(jì)以來(lái)，快速的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度和人口城鎮(zhèn)化率導(dǎo)致全球金屬礦產(chǎn)開(kāi)采利用量大幅度增長(zhǎng)。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）發(fā)布的35種金屬的數(shù)據(jù)，開(kāi)采冶煉量的總和從1922年的0.73億噸增加到2022年的14.78億噸，增幅約20倍；1922年起開(kāi)采利用量增加5億噸用時(shí)約60年，但近幾年開(kāi)采利用量增加5億噸只需16年。顯然，人類過(guò)去100余年對(duì)地球資源的開(kāi)采利用呈加速趨勢(shì)（圖3）。同時(shí)，2020年全球人類生產(chǎn)的各類產(chǎn)品重量超過(guò)了地球上的自然生物量總和，這也佐證了典型戰(zhàn)略性金屬正在被快速消耗的事實(shí)。

圖3 全球1900—2022年典型戰(zhàn)略性金屬開(kāi)采冶煉產(chǎn)量

Figure 3　Global mining and smelting amounts of typical strategic metals from 1900 to 2022

典型戰(zhàn)略性金屬產(chǎn)量及進(jìn)出口情況

鋰。鋰金屬是促進(jìn)能源低碳轉(zhuǎn)型、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)所必需的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)。我國(guó)鋰金屬開(kāi)采量已經(jīng)從2019年1萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2021年的2.6萬(wàn)噸。2015—2021年，由于電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)鋰金屬需求量顯著增加，這導(dǎo)致2021年進(jìn)入精煉階段的鋰金屬總量達(dá)到10萬(wàn)噸，其中約86%的鋰原材料依賴進(jìn)口。鋰原材料的大量進(jìn)口不僅是為了滿足本土需求，也是為了滿足出口需求。鋰金屬的進(jìn)口量保持波動(dòng)增長(zhǎng)狀態(tài)，其進(jìn)口量從2015年的1.4萬(wàn)噸增加到2021年的7.9萬(wàn)噸，鋰金屬的出口量穩(wěn)定增長(zhǎng)，從2015年的1.1萬(wàn)噸增加到2021年的4.8萬(wàn)噸。

鈷。在過(guò)去20年中，鈷的產(chǎn)量也呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。鈷礦產(chǎn)量在1995—2021年的年均增長(zhǎng)率為8%，2021年鈷金屬供應(yīng)量達(dá)到了17萬(wàn)噸，其中大部分來(lái)自礦石開(kāi)采。1995—2021年，全球二次生產(chǎn)的鈷金屬占全球鈷金屬供應(yīng)總量的8.3%。在過(guò)去幾十年里，全球鈷供應(yīng)鏈發(fā)生了重大變化。我國(guó)初級(jí)精煉鈷的產(chǎn)量保持高速增長(zhǎng)，從1995年的0.02萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2021年的13萬(wàn)噸，自2004年起我國(guó)超過(guò)芬蘭成為世界上最大的鈷生產(chǎn)國(guó)。此外，中國(guó)與韓國(guó)的鈷產(chǎn)品雙邊貿(mào)易流量在全球鈷產(chǎn)品貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)突出（2萬(wàn)噸），這很大程度上反映了中韓兩國(guó)的地緣政治鄰近性。

圖2 全球典型戰(zhàn)略性金屬物質(zhì)流分析（萬(wàn)噸）

Figure 2　Global substance flow of typical strategic metals (104 t)

（a）鈷金屬（2015年數(shù)據(jù)），（b）銦金屬（2010—2020年總數(shù)據(jù)），（c）鈮金屬（2019年數(shù)據(jù)）；箭頭粗細(xì)代表數(shù)據(jù)的大小

(a) cobalt in 2015, (b) indium in 2010–2020, (c) niobium in 2019. The thickness of the arrow indicates the size of data.

銦。銦廣泛應(yīng)用于高科技和可再生能源行業(yè)，其產(chǎn)量從1990年的118噸增加到2021年的926噸。自2000年以來(lái)，我國(guó)一直主導(dǎo)著全球銦金屬的初級(jí)生產(chǎn)，在2021年我國(guó)銦產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的57%。預(yù)計(jì)未來(lái)我國(guó)仍將是銦金屬的主要供應(yīng)國(guó)。銦通常為礦產(chǎn)開(kāi)采的副產(chǎn)礦物，目前銦金屬主要礦產(chǎn)來(lái)源為鋅礦（95%）、錫礦（4%）和銅礦（1%）。此外，銦金屬還可以從煙塵、粉塵、熔渣、鉛鋅合金殘?jiān)豌U錫鋅冶煉中回收（<1%全球銦產(chǎn)量）得到。在初級(jí)生產(chǎn)階段（根據(jù)張偉波等文獻(xiàn)中的年產(chǎn)量數(shù)據(jù)），從生產(chǎn)向后估算冶煉過(guò)程、選礦和采礦的平均回收率和損失，數(shù)據(jù)顯示，2011—2020年的10年期間內(nèi)全世界從11.3萬(wàn)噸的礦石材料產(chǎn)出了9 340噸銦金屬。

（4）鈮。鈮金屬是信息技術(shù)、新能源技術(shù)、空間技術(shù)、生物技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等高新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵材料之一。全球已探明的鈮儲(chǔ)量超過(guò)1 700萬(wàn)噸，巴西是世界上最大的鈮生產(chǎn)國(guó)，其產(chǎn)量在2021年占世界總產(chǎn)量的94%。我國(guó)的鈮礦床普遍屬于多金屬共生礦床，鈮礦開(kāi)發(fā)利用程度低，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)整體開(kāi)采成本高于進(jìn)口價(jià)格，因此在商業(yè)上不具備開(kāi)發(fā)性；此外，鈮金屬可以作為其他金屬的副產(chǎn)物生產(chǎn)，該生產(chǎn)方法可以有效降低成本。目前，我國(guó)每年約生產(chǎn)鈮鉭精礦300噸。

（5）鍺。鍺金屬被廣泛應(yīng)用于電子、光學(xué)等高新科技領(lǐng)域，我國(guó)鍺的保有儲(chǔ)量約3 500噸，占全球的41%。我國(guó)含鍺礦床主要分布在內(nèi)蒙古和云南等地，其主要分布于鉛鋅礦床和煤礦中。鍺生產(chǎn)國(guó)以中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯和加拿大為主，我國(guó)是全球最大的鍺生產(chǎn)國(guó)，其年產(chǎn)量約占全球總年產(chǎn)量的67%。2015年，受環(huán)保政策和資源保護(hù)措施的影響，中國(guó)鍺產(chǎn)量逐年下降，全球年產(chǎn)量也從2015年的146噸下降到2017年的124噸。但在2018年，隨著全球鍺需求量的增加，我國(guó)年產(chǎn)量有所上升，達(dá)到了95噸，全球年產(chǎn)量也增加到130噸。

典型戰(zhàn)略性金屬消費(fèi)及其產(chǎn)品報(bào)廢代謝特征

在全球物質(zhì)流分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)典型戰(zhàn)略性金屬鋰、鈷、銦、鈮、鍺等進(jìn)一步開(kāi)展消費(fèi)特征分析，根據(jù)最新收集的數(shù)據(jù)，2021年我國(guó)鋰、鈷、銦、鈮、鍺這5種戰(zhàn)略金屬的消費(fèi)及其產(chǎn)品報(bào)廢代謝的物質(zhì)流分析圖（圖4）。

圖4 中國(guó)典型戰(zhàn)略性金屬物質(zhì)流分析

Figure 4　Substance flow analysis for strategic metals in China

（a）鋰金屬（2021年數(shù)據(jù)，單位：萬(wàn)噸），（b）鈷金屬（2016年數(shù)據(jù)，單位：萬(wàn)噸），（c）銦金屬（2014年數(shù)據(jù)，單位：噸），（d）鈮金屬（2020年數(shù)據(jù)，單位：萬(wàn)噸），（e）鍺金屬（2019年數(shù)據(jù)，單位：噸）；箭頭粗細(xì)代表數(shù)據(jù)的大小

(a) lithium in 2021 (104t), (b) cobalt in 2016 (104t), (c) indium in 2014 (t), (d) niobium in 2020 (104t), and (e) germanium in 2019 (t). The thickness of the arrow indicates the size of data.

鋰

1996年以來(lái)，我國(guó)一直是全球最大的鋰金屬消費(fèi)國(guó)，占全球總消費(fèi)量的25%。從消費(fèi)部門(mén)來(lái)看，2015年以前，全球鋰金屬的主要消費(fèi)領(lǐng)域?yàn)椴Ａ沾深I(lǐng)域、鋰基潤(rùn)滑脂制備領(lǐng)域和原鋁冶煉等傳統(tǒng)工業(yè)部門(mén)；2015年以后，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展極大地促進(jìn)了鋰金屬的消費(fèi)需求，這使得鋰金屬在電池行業(yè)的消費(fèi)量從2015年的1.3萬(wàn)噸增長(zhǎng)至2021年的6.2萬(wàn)噸，消費(fèi)量年均增長(zhǎng)率高達(dá)30%。2021年，鋰金屬在電池部門(mén)的消費(fèi)占比已經(jīng)增長(zhǎng)至71%，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的生產(chǎn)制造行業(yè)成為鋰金屬需求增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。

2021年，我國(guó)鋰金屬的社會(huì)存量為19.5萬(wàn)噸，達(dá)到全國(guó)天然鋰儲(chǔ)量的13%，2015—2021年的年均增長(zhǎng)率為8%。2015年以前，我國(guó)鋰金屬的主要消費(fèi)領(lǐng)域?yàn)樘沾伞⒉ＡШ凸P記本電腦等行業(yè)。由于陶瓷和玻璃使用壽命長(zhǎng)達(dá)20年，因此雖然其在我國(guó)鋰社會(huì)存量的份額已經(jīng)在2021年降至75%，但陶瓷和玻璃行業(yè)仍然是鋰金屬社會(huì)存量最大的消費(fèi)行業(yè)。純電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)的鋰金屬社會(huì)存量增長(zhǎng)最快，在2021年分別占總社會(huì)存量的17%和3%。2021年消費(fèi)后進(jìn)入廢物中的鋰為1.2萬(wàn)噸，非鋰電池產(chǎn)品的廢物在2019年之前一直占據(jù)的鋰廢棄物的主要地位，但其比例從2015年的87%降到2021年的51%。自2020年以來(lái)，電動(dòng)汽車的快速增長(zhǎng)使鋰電池成為鋰廢物的最大來(lái)源，2021年產(chǎn)生的廢鋰電池占所有鋰廢物的35%。與鋰需求量的變化趨勢(shì)相似，鋰報(bào)廢量也將在未來(lái)幾十年內(nèi)快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)在2030年、2050年、2080年分別達(dá)到11萬(wàn)噸、40萬(wàn)噸、115萬(wàn)噸，其在未來(lái)將成為“城市礦產(chǎn)”并提供寶貴的再生資源。

鈷

2021年，全球鈷的總消費(fèi)量達(dá)到17.5萬(wàn)噸，電動(dòng)汽車是鈷的主要消費(fèi)領(lǐng)域，占比達(dá)34%，其次是筆記本電腦產(chǎn)品（12%）和手機(jī)產(chǎn)品（11%）。自2006年開(kāi)始，鋰電池行業(yè)超過(guò)了高溫合金行業(yè)成為鈷消費(fèi)的主要應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。分析鋰電池的細(xì)分應(yīng)用可知，1995—2008年鈷主要用于手機(jī)制造領(lǐng)域，2009年鈷金屬在筆記本電腦上的使用量超過(guò)了其在手機(jī)上的使用量，2018年電動(dòng)汽車成為鈷最主要的消費(fèi)領(lǐng)域。與所有類型的最終產(chǎn)品相比，電動(dòng)汽車是鈷消耗量增長(zhǎng)最快的應(yīng)用領(lǐng)域，2010—2021年的年均增長(zhǎng)率為30%。從最終消費(fèi)量和使用庫(kù)存量來(lái)看，1995—2021年這26年間，美國(guó)、歐盟和中國(guó)一直是鈷的主要消費(fèi)地區(qū)，2021年中國(guó)和美國(guó)鈷金屬消費(fèi)量分別占全球鈷消費(fèi)量的35%和12%。

全球鈷的使用庫(kù)存量在2021年達(dá)到45萬(wàn)噸，年均增長(zhǎng)率為11%。1996年應(yīng)用于高溫合金領(lǐng)域的鈷占社會(huì)庫(kù)存量的份額最大（26%），但在2015年，應(yīng)用于筆記本電腦領(lǐng)域中的鈷占比最高（29%），2021年的鈷報(bào)廢產(chǎn)品流量中筆記本電腦領(lǐng)域的占比最大（19%），其次是高溫合金領(lǐng)域（16%）。1995—2021年，含鈷廢品回收總量與報(bào)廢產(chǎn)品量之比為0.14，且從鋰電池中回收的鈷金屬占回收廢料的比例最大（46%）。

銦

銦廣泛應(yīng)用于電子和可再生能源等行業(yè)，主要用于生產(chǎn)氧化銦錫（ITO），2010—2020年全球精煉銦產(chǎn)量的73.0%用于生產(chǎn)ITO靶材，10.9%用于生產(chǎn)電子元件和半導(dǎo)體，12.7%用于生產(chǎn)焊料和合金，3.5%用于生產(chǎn)其他產(chǎn)品。在ITO制造過(guò)程中，只有30%的銦能夠成功沉積在襯底上，剩余的70%可以回收（回收效率>95%）。2010—2020年，有839噸、156噸、154噸、139噸和111噸銦分別流入液晶電視、筆記本電腦、移動(dòng)電話、液晶顯示器（LCD）和平板電腦行業(yè)中。在電子元件和半導(dǎo)體行業(yè)，約434噸銦用于生產(chǎn)硒化銅銦鎵面板（CIGS），373噸銦用于生產(chǎn)發(fā)光二極管（LED）。

綜合來(lái)看，目前只有1%的含銦廢料得到了正規(guī)的回收利用，如此低的回收率主要是由于銦濃度相對(duì)較低，資源化技術(shù)缺乏且回收的激勵(lì)措施較少，尚未建立含銦報(bào)廢產(chǎn)品的回收體系。另外，2010—2020年，液晶電視、手機(jī)、筆記本電腦、LCD、平板電腦、LED和CIGS的銦損失量分別為201噸、94噸、68噸、53噸、43噸、50噸和0.1噸，電子廢物中的銦尚未回收利用，其銦金屬的損失量約1 773噸。

鈮

鈮金屬的主要產(chǎn)品是鈮鐵，全球約90%的鈮金屬以鈮鐵的狀態(tài)用于生產(chǎn)鋼鐵。除鋼鐵以外，鈮金屬還應(yīng)用于許多前沿技術(shù)領(lǐng)域，如超導(dǎo)磁體和醫(yī)療等。其加工產(chǎn)品分為以下4種類型：2020年，標(biāo)準(zhǔn)級(jí)鈮鐵，占鈮總產(chǎn)量的90%；真空鈮合金（如鎳—鈮），占鈮總產(chǎn)量的3%；鈮金屬及其合金和化學(xué)品各自占鈮總產(chǎn)量的3%。這4種產(chǎn)品的市場(chǎng)份額占比分別為22%、24%、44%、10%，分別用于石氣管道、汽車、鋼結(jié)構(gòu)、不銹鋼等領(lǐng)域中。真空鈮合金用于生產(chǎn)超級(jí)合金，鈮金屬及合金用于生產(chǎn)超導(dǎo)體。鈮化學(xué)品用于生產(chǎn)功能陶瓷和催化劑，其市場(chǎng)份額分別為60%和40%，這些產(chǎn)品隨后被用于重型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域和工程領(lǐng)域。當(dāng)產(chǎn)品結(jié)束服務(wù)后，絕大部分被填埋處置，僅3%的報(bào)廢產(chǎn)品被回收利用，且其主要來(lái)自超鈮合金的報(bào)廢產(chǎn)品。

鍺

鍺主要應(yīng)用在紅外光學(xué)、光導(dǎo)纖維、催化劑、電子和太陽(yáng)能等領(lǐng)域。2019年全球消費(fèi)鍺136噸，其中29%用于制造光纖，其次是紅外領(lǐng)域（20%）、催化劑制造（17%）、電子和太陽(yáng)能領(lǐng)域（16%），其他領(lǐng)域（如醫(yī)藥、熒光粉制備等）的占比為18%。光纖和紅外產(chǎn)品一直是鍺的主要消費(fèi)領(lǐng)域。鍺金屬在太陽(yáng)能的應(yīng)用方向?yàn)榭臻g太陽(yáng)能，地面光伏也有所涉及，但由于成本居高不下，鍺在地面光伏的應(yīng)用受到限制。我國(guó)是鍺金屬的凈出口國(guó)，2007年鍺凈出口量達(dá)37噸。但受國(guó)家相關(guān)政策調(diào)整影響，2007—2015年我國(guó)出口量逐年下降（從37噸減至6噸），2016年后出口量回升，并在2019年凈出口量達(dá)到17噸；我國(guó)主要出口鍺的中間產(chǎn)品，如高純度鍺錠、鍺單晶、紅外鍺透鏡等。鍺產(chǎn)品的報(bào)廢年限較高，如光纖產(chǎn)品和紅外產(chǎn)品都在10年以上，太陽(yáng)能電池約25年；2019年鍺的社會(huì)利用存量達(dá)到450噸，年報(bào)廢量9噸。

典型戰(zhàn)略性金屬可持續(xù)供給路徑評(píng)估

當(dāng)前，我國(guó)社會(huì)正處于深刻變革時(shí)期，戰(zhàn)略性金屬供應(yīng)安全戰(zhàn)略必須與“共同、綜合、合作、可持續(xù)”的新安全觀和構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的治國(guó)理政方針相結(jié)合，單一礦產(chǎn)資源的供給能力也會(huì)對(duì)其他礦產(chǎn)資源的供給狀況產(chǎn)生重要影響。因此，需要從全局出發(fā)，綜合考慮各種因素，尋求戰(zhàn)略性金屬供應(yīng)安全問(wèn)題的最優(yōu)解決方案。

鋰。電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)已提升了鋰金屬的需求，鋰的總需求預(yù)計(jì)到2100年可達(dá)到131萬(wàn)噸；但由于回收和循環(huán)利用能力的加強(qiáng)，凈需求量的增長(zhǎng)趨勢(shì)將會(huì)在2100年前出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。盡管如此，回收不會(huì)在短期內(nèi)扭轉(zhuǎn)這一趨勢(shì)，凈需求量將長(zhǎng)期保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。到2100年，鋰的全球累計(jì)總需求為5 260萬(wàn)噸，回收在降低一次資源需求方面發(fā)揮了重要作用，其減少了2 650萬(wàn)噸的需求。在保持現(xiàn)有技術(shù)組合的情況下，鋰的凈累計(jì)需求量為2 610萬(wàn)噸。在鋰的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量保持在現(xiàn)有水平，且回收利用率達(dá)到100%的情景下，鋰的二次資源儲(chǔ)量將在2050年超過(guò)一次資源儲(chǔ)量成為全球鋰的主要供給來(lái)源。然而，受到電動(dòng)汽車產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)、動(dòng)力電池報(bào)廢滯后、回收率低等的影響，中長(zhǎng)期來(lái)看鋰金屬仍主要依賴一次資源供給。

鈷。與鋰相似，鈷金屬的增長(zhǎng)需求將給可持續(xù)性供給帶來(lái)挑戰(zhàn)。在保持現(xiàn)有技術(shù)組合的情況下，鈷的總需求量到2100年可能達(dá)到100萬(wàn)噸；金屬回收也不會(huì)在短期內(nèi)扭轉(zhuǎn)這一趨勢(shì)，凈需求量將長(zhǎng)期保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，到2100年將達(dá)到26萬(wàn)噸。需要說(shuō)明的是，電池化學(xué)體系正處在快速發(fā)展變革之中，存在“無(wú)鈷”化學(xué)體系快速發(fā)展的可能性。在鎳鈷鋁三元鋰電池迅速發(fā)展的情況下，鈷的累積需求與儲(chǔ)量的比率將達(dá)到112%，這預(yù)示著資源可持續(xù)供應(yīng)的前景嚴(yán)峻。

銦。盡管目前的銦產(chǎn)量滿足需求，但中長(zhǎng)期的可用性存在嚴(yán)重挑戰(zhàn)。電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造所需的銦預(yù)計(jì)2010—2050年的累積量達(dá)5 643噸，而2050年電子廢物中銦金屬累積量為4 068噸，2035年在理想化條件下達(dá)到平衡，所有銦金屬都可以回收。可再生能源行業(yè)方面，即使是最保守的方案，光伏組件對(duì)銦需求量也比其他所有電子產(chǎn)品需求量多。與其他含銦產(chǎn)品不同，光伏組件的壽命較長(zhǎng)（約25年）。因此，未來(lái)含銦報(bào)廢產(chǎn)品將成為再生銦金屬的主要來(lái)源，產(chǎn)業(yè)界急需通過(guò)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)回收含銦報(bào)廢產(chǎn)品。其中，LCD屏幕和光伏組件將推動(dòng)未來(lái)的銦需求，也將產(chǎn)生最多的含銦報(bào)廢產(chǎn)品。

鈮。鈮金屬的需求將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，主要受3個(gè)因素驅(qū)動(dòng)：①橋梁、建筑和大型建筑項(xiàng)目對(duì)結(jié)構(gòu)鋼中的鈮金屬消費(fèi)有較高需求；②鈮合金在汽車制造中的廣泛使用；③新技術(shù)和軍事應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。當(dāng)前，鈮市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率為2.5%—3.0%。據(jù)估計(jì)，如果鈮金屬的回收率為0，到2090年會(huì)損失約16.8萬(wàn)噸含鈮廢料，當(dāng)回收率超過(guò)90%時(shí)，則只有約1.6萬(wàn)噸或更少的鈮損失。為提高鈮金屬的可持續(xù)利用率，政府應(yīng)優(yōu)化鈮金屬的消費(fèi)方式，通過(guò)實(shí)施全行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)行動(dòng)計(jì)劃，控制鈮金屬的流動(dòng)。

鍺。紅外光學(xué)產(chǎn)業(yè)和光纖產(chǎn)業(yè)促進(jìn)了鍺金屬的消費(fèi)，同時(shí)帶來(lái)了供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。過(guò)去10年中，鍺的消費(fèi)量增長(zhǎng)迅猛，預(yù)計(jì)到2050年將達(dá)到150噸，而從2030年起我國(guó)可能出現(xiàn)鍺供應(yīng)危機(jī)。即使鍺產(chǎn)量保持在每年100噸的現(xiàn)有水平，目前的儲(chǔ)備也僅能維持到2035年。同時(shí)，我國(guó)鍺報(bào)廢產(chǎn)品的回收產(chǎn)業(yè)鏈尚未成熟且規(guī)模較小。如果能實(shí)現(xiàn)鍺報(bào)廢產(chǎn)品的全部回收，預(yù)計(jì)2050年能回收1 000噸。盡管如此，末端回收無(wú)法解決鍺的短缺問(wèn)題，政府企業(yè)必須從健全二次金屬回收產(chǎn)業(yè)鏈、尋找鍺的替代品、加大鍺勘測(cè)力度三方面齊頭并進(jìn)，解決其可持續(xù)供給問(wèn)題。

結(jié)論與建議

國(guó)內(nèi)戰(zhàn)略性金屬供應(yīng)仍依賴于一次資源的開(kāi)采冶煉，而二次資源的循環(huán)利用有助于減輕對(duì)地下資源的開(kāi)采，以及對(duì)國(guó)外進(jìn)口的依賴度。因此，必須統(tǒng)籌布局一次資源和二次資源，盤(pán)活二次資源，形成具有可持續(xù)性的供給路徑。針對(duì)不同類型戰(zhàn)略性金屬，具體政策建議如下。

開(kāi)源節(jié)流，有序有度開(kāi)采利用一次金屬資源。考慮到鋰、銦、鈮3種礦產(chǎn)的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)和供給路徑，和我國(guó)短缺、對(duì)外依賴度較高的戰(zhàn)略性金屬（如鋰、鈷），在一次金屬短缺的背景下，需要繼續(xù)勘測(cè)探查新的礦藏，增加更多的探明金屬資源量，提高開(kāi)采冶煉技術(shù)，減少金屬的損失；針對(duì)我國(guó)極度短缺的鈮金屬，一方面需要尋找國(guó)際進(jìn)口來(lái)源，另一方面迫切需要通過(guò)產(chǎn)品技術(shù)革命，開(kāi)發(fā)解放“卡金屬脖子”的新技術(shù)，降低我國(guó)短缺及對(duì)外依存度高的戰(zhàn)略性金屬的使用量，改變產(chǎn)業(yè)對(duì)金屬需求的格局；針對(duì)我國(guó)儲(chǔ)量豐富的鍺、銦等戰(zhàn)略性金屬，應(yīng)建立保護(hù)政策，有序、有度開(kāi)采利用。

建立二次資源的資源量、儲(chǔ)量精細(xì)分類分級(jí)體系，促進(jìn)金屬高效利用制度及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂。建議由國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、生態(tài)環(huán)境部與自然資源部聯(lián)合牽頭，推進(jìn)制訂分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)調(diào)治理資源，精確核算我國(guó)各類二次金屬產(chǎn)量，明晰各類二次金屬的區(qū)域分布狀況，形成儲(chǔ)量及資源量的分類分級(jí)圖譜，由開(kāi)發(fā)一次資源為主轉(zhuǎn)為協(xié)同開(kāi)發(fā)一次和二次資源為核心，實(shí)現(xiàn)有序有度地使用各類資源，確保我國(guó)金屬供給安全。

全方位健全二次金屬的區(qū)域化收集體系，促進(jìn)國(guó)內(nèi)資源的高效內(nèi)循環(huán)。針對(duì)我國(guó)短缺、對(duì)外依賴度高的鋰、鈷、銦、鈮戰(zhàn)略性金屬，未來(lái)我國(guó)二次資源可以逐步滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，應(yīng)對(duì)二次金屬收集率低的問(wèn)題，政府應(yīng)繼續(xù)深化生產(chǎn)者延伸責(zé)任制度，并將其覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈體系；通過(guò)科學(xué)劃分利益相關(guān)者的責(zé)任，制定相關(guān)激勵(lì)性“以舊換新3.0”政策，在法律法規(guī)保障下充分收集各類廢棄物，確保二次金屬全部進(jìn)入回收鏈條；升級(jí)二次金屬的資源化裝備技術(shù)，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)閉路循環(huán)的形成。

（作者：曾現(xiàn)來(lái)、李金惠、黃薇潤(rùn)，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院；耿涌，上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院；郝瀚、孫鑫，清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院；編審：楊柳春；《中國(guó)科學(xué)院院刊》供稿）