本文作者 | 经韬纬略智库
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中东有石油,中国有稀土。
近年来,在中美贸易摩擦背景下,稀土大热。美国人担心,稀土可能成为中国的反击王牌。不少国人也认为,稀土是中国一台强大的“秘密武器”,假如中国禁止对美国的稀土出口,将实现贸易战中的“一击致命”。对此,国家发展改革委曾经的一次表态极受关注:稀土是否会成为中国反制美方无端打压的武器?我可以告诉你的是,如果有谁想利用我们出口的稀土制造产品,反用于遏制打压中国的发展,那么我想中国人民会不高兴的。这一表态意味深长。
“点石成金”的稀土然而,国人在寄希望于稀土的“威慑”作用的同时,不得不承认的一台骨感现实是:虽然当前中国在稀土产业占据领先地位,但中国并未将这一优势转化为稀土全球贸易的实际影响力,更遑论以此作为回击美国贸易打压的重要杠杆。其实,即便中国十几年来多次管制稀土出口,在复杂的利益纠纷及外部环境影响下,也一直没能对美国产生很好的遏制作用。因此,中国要想充分利用稀土这张王牌,关键在于突破高新技术附加值产业,以产业破局实现飞腾。
稀土是指什么?早在1794年,芬兰化学家约翰·加得林就分离出了不溶于水且具有特殊理化性质的化合物,并根据习惯将其归类为“土”,稀土之名由此而来。实际上,稀土属于稀有金属范畴。目前,自然界中已发现250种稀土矿,但具有工业价值的只有五六十种,而具有开采价值的只有10种左右。在元素周期表中,稀土
<爱尬聊_健康养生>元素共有17种,包括15个镧系元素以及钪元素和钇元素。根据元素原子电子层结构以及物理化学性质,这17种稀土元素可以分为两组,即轻稀土和重稀土。其中,相对原子质量单位较小的叫轻稀土,主要用于汽车等民用行业;较大的叫重稀土,主要用于军工领域。
在工业及制造应用上,稀土扮演的角色至关重要,以至于它被称为“工业维生素”“工业黄金”“新材料之母”等。具体而言,稀土在冶金、机械、化工、电子、生物等众多领域已获广泛应用。其中,在民用领域,稀土是许多尖端科技领域不可或缺的原材料,包括新能源、新材料、航空航天、汽车电子等。比如在核能领域,作为控制核电站裂变链式反应的抑制剂,稀土已成为核反应堆的安全“保护神”。另外,在军工领域,稀土几乎应用在坦克、导弹和飞机等所有现代高技术武器上,而且常常居于核心位置。美国著名的F22战斗机,为了强化机身和隐身功能,在机身结构和吸波材料中都应用了稀土元素。
无疑,稀土的应用可以为相关材料、设备带来性能跃升。例如在海湾战争中,美国的M1主战坦克大显身手,往往能做到先发制人,就是因为应用了含稀土元素部件的激光测距机。M1主战坦克白天观测距离可达近4 000米,而伊拉克T-72坦克的激光测距机观测距离只有2 000米左右。另外,M1坦克还装配了含稀土元素的夜视仪,具有比较优越的感光性能,可以在夜间更早发现目标,从而形成对伊拉克陆军的全天候压制。对此,一位前美军军官表示:“从一定意义上说,海湾战争中那些匪夷所思的军事奇迹,以及美国在冷战之后的几次局部战争中,所表现出的对战争进程非对称性控制能力,都是由稀土成就的。”
由于储量稀少、不可再生以及作用巨大,稀土显得异常珍贵。可喜的是,中国稀土矿藏丰富,是全球唯一可以供应全部稀土元素的国家。另外,中国稀土还长期占据着四个世界第一,即储量、产量、出口量和消费量第一。根据美国地质调查局数据,2019全球稀土总储量约1.2亿吨,中国储量为4 400万吨,约占全球36.67%。此外,2019中国稀土矿石产量为13.2万吨,约占全球63%;其后依次是美国、缅甸和澳大利亚,合计占33%。因此,也就不难理解为何邓小平总设计师曾说:“中东有石油,中国有稀土。”中国稀土大国的地位,一语道明。
中国“稀土霸权”如何炼成在国内分布上,中国稀土资源呈现明显的区域集中性:内蒙古包头白云鄂博、江西赣南、广东粤北、四川凉山为稀土资源集中分布区,其稀土资源量占中国稀土资源总量的98%。中国稀土资源分布总体上形成了北、南、东、西的分布格局,并具有“北轻南重”的分布特点。北方多为轻稀土资源,如氟碳铈矿主要分布在内蒙古包头的白云鄂博矿区,其稀土储量占全国稀土总储量的83%以上,居世界第一,该区域是我国轻稀土主要生产基地。南方则多为中重稀土资源,如离子型稀土矿主要分布在江西赣州、福建龙岩等地区。明晰了中重稀土的作用和地理分布,就能明白为啥国家发改委负责人会表态说:“……中国人民会不高兴的。”
值得重点关注的是,当前美国已持续多年近八成稀土供应来自中国。但要知道,作为全球科技最为发达的国家,美国曾是全球稀土产业最大的生产国与出口国。那么,它的稀土霸权是如何丢失的呢?
早在1945年第二次世界大战结束时,美国地质学家想要在加州寻找制造原子弹的铀元素,却意外发现巨大的稀土矿场——芒廷帕斯矿。此后,无数矿工怀着发财梦蜂拥而至。但在很长一段时间里,人们对稀土的认识和应用极为有限。直到20世纪60年代,科学家们偶然发现:彩电的红色荧光粉很暗淡,但掺入稀土元素铕后的荧光粉不仅亮度高而且饱和度高,进而促成了一场彩电行业革命。随后,由于被大量开采,芒廷帕斯矿迅速成为全世界最大的单体稀土矿,并使美国拥有了稀土霸权。
紧接着,在70年代,稀土在石油精炼中被广泛用作催化剂,同时被添加到越来越多的工业生产中。基于此,芒廷帕斯矿的行业地位进一步巩固,一度供应了全球一半以上的稀土,并使美国持续保持产业领导者的地位。与此同时,70年代的两次石油危机促使汽车厂商急于给汽车减重,以节省油耗,而减轻笨重的电机成为首要的目标。不久后,通用公司研制出了更轻、更强的钕磁铁。这是一种将铁、硼和稀土元素钕,按一定比例混合在一起形成的新型磁铁,磁力比常规磁铁强十倍,而且耐高温。几乎是在同一时间,日本人也研制出了这种超强磁铁。自此,美日两国主宰了当时的稀土永磁市场。
但盛极则衰,美国稀土发展的转折点很快来临。1980年,为遏制核走私,国际原子能机构(IAEA)和美国核管理委员会(NRC)联合颁布新规:将所有钍或铀浓度超过0.05%的尾矿,统统视为放射性材料并纳入管控。由于稀土作为伴生矿常与铀、钍等放射性元素裹挟在一起,芒廷帕斯矿很不幸“中选”。而为了规避监管,芒廷帕斯矿最大稀土企业MoIycorp通过各种工艺来稀释含钍稀土,并将实在没法处理的残留物倒入尾矿湖。隐患就此埋下。后来,清理水垢导致管道破裂,MoIycorp的数十万加仑放射性废物泄漏到附近的莫哈韦沙漠中。愤怒的民众纷纷起诉,最终导致MoIycorp遭巨额罚款。
与此同时,MoIycorp的其他成本居高不下。比如在稀土开采时,为了提取一吨有效精矿,公司需要开挖一两千吨矿土,而且开挖过的地方寸草不生,因此需要投入高额的污染防治费用。此外,提炼稀土需要大量使用氰化物等剧毒化学品,极易造成污染物泄漏、工作人员中毒等事故,因而还需支付更高的用工成本等。当然,并非只有MoIycorp在高昂的合规成本下艰难度日。在美国乃至全球其他地方,大量稀土矿因为钍或铀超标,被迫减产、出售甚至关闭。到了1998年,MoIycorp也步入绝境,不仅关停了加工设施,还在四年后完全关闭了矿山。至此,美国几乎失去了全部稀土生产能力。
那么,稀土生产能力去哪了?20世纪80年代,就在国际原子能机构和美国核管理委员会颁布新规时,中国幸运地“逃过一劫”。这是因为中国北方的稀土大多是铁矿石开采的副产品,而南方以离子型稀土为主,含钍量较低。而且中国当时只是国际原子能机构的观察员而非成员国,不受该机构法规的严格限制。此外,美国在忙于限制本国的稀土产能之际,还给予了中国贸易最惠国待遇,促使两国之间产业、知识和科技交流大门被打开。基于此,全世界的稀土产能开始迅速向中国转移。
中国能承接世界稀土产能转移,主要归功于稀土分离提取工艺取得重大突破。冷战初期,西方国家将稀土技术作为最高机密,对中国实施严格封锁。在那个技术落后的年代,由于17种稀土元素化学性质非常相似,分离和提纯异常困难,中国人只能守着金山挨饿。为了发展国防事业,中国又不得不低价出口最原始的稀土矿,在发达国家精加工后再用几十倍的价格买回高纯度产品。此外,中国曾指望从当时的稀土巨头——法国罗纳-普朗克公司手中购买技术,却被对方告知,要技术可以,但产品必须由它独家对外经销。类似这样的不公平条件和恶劣的国际环境,逼着中国人自个开发稀土分离技术。
1972年,时年52岁的北大化学系教授徐光宪接到一项国家紧急任务——分离稀土元素镨、钕。这是稀土中最难分离的两种元素,其分离曾被公认为世界难题。当时,国际主流的分离方法是离子交换法和分级结晶法。但这两种方法成本很高,提炼的稀土元素纯度低,不适合大规模生产。于是,徐光宪决定另辟蹊径,采用萃取法。为了攻克难关,他不断奔波于北京和包头的矿山间,饿了啃几口面包,困了就在实验室打个盹。经过两年艰苦攻关,研发团队在实验室成功实现了镨和钕分离。从量化指标看,业界基准的分离系数是1.4,但徐光宪团队的分离系数达到了4,同时在纯度上达到了创世界纪录的99.99%。
不过,打通产业闭环的掣肘依然存在。比如,国内原料产地过于分散,同类精矿的成分及其比例千差万别,国内的稀土分离通常只能通过俗称“摇漏斗”的原始人工模式操作。于是,徐光宪又带领团队潜心研究,开创了串级萃取理论,即颠覆传统分离操作中逐级放大试验到工业化应用的繁复流程,采用直接从计算机模拟到工厂生产。这一成果将原本至少一年多的过程缩短到了几个星期,同时实现了生产的全自动化。更重要的是,此方法适用于所有元素。综合看来,徐光宪的贡献相当于编写了中国稀土研究领域的底层代码,并成功推动中国后来实现从稀土资源大国向稀土生产、出口大国的转变。
在推广新技术方面,1978年,徐光宪开办了串级萃取讲习班,以通过向生产端人士无偿普及新理念,加速稀土分离技术广泛落地。此外,在当时国家快速实现现代化建设的朴素愿景下,他还毫无保留地将稀土“专利”无私地提供给厂家。随后,在串级萃取等技术的带动下,从中央到地方,从国企到私企,展开了激烈的竞赛,这使中国稀土产能迅速提升。1986年,中国稀土产量首超美国。到20世纪90年代末,中国高纯度稀土的产量已占到全球九成以上,并将稀土逐渐卖成“白菜价”。面对不断下跌的价格,过去曾垄断稀土市场的国外企业不得不减产、转产,甚至搬到中国来。西方人将这一段历史称为“中国冲击”(China Impact)。
稀土为何只卖出“土”价格但是,中国的过度开采问题很快开始凸显。由于市场化改革不断推进,大量私营企业纷纷入局,开矿建厂,不少村民甚至私自上山乱采滥挖,走私活动更是猖獗一时。在短期利益诱惑下,全国上百个稀土分离厂不断扩大产能,相互杀价,形成恶性竞争,导致稀土国际价格一落千丈。徐光宪痛心地发现,自个无偿推广的技术,竟在无意间成了中国稀土贱卖的“帮凶”。于是,他数次向中央建言,最终促使国家收紧了稀土配额制度。但这刺激美国开始评估并检讨对中国稀土的依赖。结果令美国绝望:自2002年以来,美国八成以上稀土化合物和金属来自中国,国防工业领域的稀土更是100%依赖中国。
数据显示,1990年至2005年间,中国稀土的出口量增长近10倍,出口总量占全球的80%。其中,在巅峰的2005年,全球超过97.54%的稀土供应来自中国。在这个过程中,稀土矿石价位从11 700美元/吨跌至7 430美元/吨,国际单一稀土价格下降了30%~40%。关于这一段稀土大出口的历史,一直有各种离奇的说法。比如,那时日本、韩国等国家从中国大量进口稀土,储备量足够满足20~40年的需求等。国外大量进口中国稀土的真实原因是:中国的稀土产品技术纯熟、成本低廉,而他国产品毫无竞争力。但是,采用稀土出口配额制度,就能制衡美国或应对美国的相关打压吗?从过去多年的实践历程看,效果并不尽如人意。
为应对国内无节制的开采以及制衡国际相关势力,自2006年起,中国开始加强对稀土的管理,规范开采流程,并采取出口配额制。即便如此,中国依然是世界最大的稀土供应国。但这没有得到美国、日本和欧盟应有的“理解和尊重”。它们联合将中国告到WTO,理由是中方限制稀土原材料出口,拉高国际市场价格,损害了西方企业的利益。后来,WTO裁定中国败诉,导致稀土出口配额制取消。2010年9月,东海撞船事件发生后,外媒便纷纷传言:日本遭到了中方的稀土“禁运”,已近60天没收到中国稀土。借助这一传言推波助澜,国际稀土价格应声飙涨,短短几个月涨幅超过15倍。
随后,在巨大的利益刺激下,华尔街迅速冒出400多家稀土创业公司。但戏剧性的一幕很快发生了。2012年,美日欧等又联手,向WTO起诉中国限制稀土出口。在起诉期间,美国公布的本国稀土储量,诡异地从1 300万吨骤降到180万吨。这分明是在向全世界博取“同情”:美国没有稀土,中国稀土储量巨大却故意限制出口贸易。随后,WTO裁定中国败诉,中国稀土出口再度实质性放宽,很快又回升到每年出口5万吨以上的规模,而国际价格也再次大幅下跌。杀敌一千,自损八百。在美国娴熟的国际商战操作中,除了中国,吃亏的还有美国的一众稀土产业创业公司——最终在价格崩盘下生存下来并实现稀土规模开采的仅剩两家。
稀土产业升级之路经历行业低谷后,中国通过多轮行业治理整顿、主动出击,乃至采取资源国家战备收储等措施,使得稀土价格再次稳步上涨,并在国际市场竞争中愈发占据主动。比如2017年,国内稀土企业盛和资源与美国芝加哥对冲基金JHL等机构联合收购了芒廷帕斯矿,开始发力开拓海外稀土资源。此外,2018中国进口4.14万吨稀土氧化物等,同比激增167%,进口量约为2015年前的十倍,其中缅甸、澳大利亚是重要进口来源。简而言之,中国大量进口稀土,主要有三方面考量:一是防止稀土过快开采导致储量大幅下降;二是防止大规模开采造成环境污染;三是加强稀土生产管控,维系国内产业发展。
然而,在贸易摩擦背景下,很难断定中资收购芒廷帕斯矿是不是一笔划算生意。盛和只占有10%的股份,并且没有投票权。但基于它的技术和销售渠道,以及美国的资本加持,芒廷帕斯矿在2018实现复产,当年即实现产量2万吨,2019产量达到2.6万吨,迅速攀升至世界第二。同时,为防止稀土进口被卡脖子,美国还竭力在澳大利亚及非洲寻找资源。2018,全球稀土总产量为19万吨,其中澳大利亚产量达2万吨,跃居全球第二大稀土供应国。对此,澳国防部长直白地表示:增加稀土开发生产就是为了确保美国盟友的国家安全,以防其被中国钳制。此外,澳大利亚最大稀土矿商莱纳斯也已计划在美国建立稀土分离厂。
显而易见,在稀土产业的国际博弈中,虽然中国占据一定的产业主动权,但通过限制稀土出口其实并不能实现卡住美国脖子的“神奇”效果,反而可能影响外界对中国外贸政策的观感和信心。相比这一缺乏现实可行性的“策论”,更重要的真切问题是中国稀土产业转型升级,实现高质量发展的路径何在?
毋庸置疑,向价值链更高层级攀登,发展高附加值、高技术产品是中国稀土产业转型的必由之路,而如今推动这一进程已经刻不容缓。具体而言,经过多年的超强度开采,中国部分稀土矿面临枯竭。有预测称,按照目前开采的速度,再过二三十年,中国稀土资源就有枯竭的危险。另外,长期以来,国家利益、地方利益和个人利益在稀土行业发展上始终无法统一形成合力,导致国内稀土企业既无法获得应有利润,又被西方国家随心所欲压价。而在稀土的高端应用领域,国内企业又难以实现关键技术突破,打破外资所把持的专利和商务壁垒,导致稀土终端应用大公司里几乎没有中国企业的身影。
因此,只有实现整个产业的升级,才能从根本上扭转中国稀土发展的多重困境。从某种意义上说,当今世界,单纯的稀土资源丰富已不再是国际博弈和竞争的核心。比如,日本虽然几乎没有稀土矿,但在高精尖的稀土应用技术上却一马当先,同时已积累大量相关专利,其中更有不少关键的“卡脖子”技术。这得益于日本产业界持续数十年的大力投入和布局,日本大量高质量专利及技术形成了严密的“交叉封锁火力网”。可以说,这种独特的“专利壁垒”,让日本在稀土高端产业拥有强大话语权。目前,尽管中国的稀土专利申请量也在迅速增长,2018总数已超过美国,直逼日本,但总体专利质量还有待提高。
另外,信息、生物、新材料、新能源、空间和海洋,已被当代科学家视为六大具有产业革命潜力的新兴技术方向。而科研机构之所以重视、研究和开发稀土,就是因为它能在这些高新科技领域大显神通。此外,当前几乎每隔三到五年,产业界就能够发现稀土的新用途,同时每六项发明中就有一项离不开稀土。这都说明稀土深刻影响着高新科技的发展,而且在各领域的应用前景无比广阔。因此,中国势必需要抓住稀土相关的高附加值、高技术产业发展机会。而一旦实现稀土产业升级,补上高端应用短板,那中国的科技、军事等国际竞争力会更上一层楼,同时稀土资源也将彻底终结廉价外流的历史。
除了中国稀土产业深化改革的“个人奋斗”,新能源产业的蓬勃发展也使稀土产业踏上了“历史的行程”。
近年来,比尔·盖茨、杰夫·贝索斯等美国巨富皆有投资的探矿公司KoBold Metals,已经开始践行其商业大计划,与美国人工智能研究重镇斯坦福大学深度合作,联合研究基于AI技术的大规模矿物筛选,特别是稀土和锂、镍、钴等战略小金属。在美国官产学界共同焦虑的背后,是新能源产业越来越明朗的未来前景,以及同样明朗化的对稀土的无尽需求。
电动汽车市场的爆发式发展,已经在越来越显著地改变着稀土供需格局,成为拉动全球稀土需求增长的最大发动机。根据最新数据,新能源汽车的稀土需求已经占到钕铁硼总需求的7%~8%、高性能产品需求的15%、需求增量的30%左右。
目前,平均每台电动汽车需要使用3千克高性能钕铁硼材料制品。按照电动汽车全球市场复合增长率推算,高性能钕铁硼材料仅仅在电动汽车领域,年需求量就可能在2025年前达到3万到5万吨规模,相当于其目前的全行业供应能力。在稀土原料供给较为稳足的情况下,风电等其他永磁电机应用市场的需求,无疑将产生巨大缺口。未来基于新能源和物联网的这场产业革命谁能掌握主动权,很可能取决于支撑相关产业的战略性金属材料由谁来主导。
如果将时间尺度进一步拉大,2025年后,动力性能更为优越的氢动力燃料电池在汽车、航空乃至航天领域的大规模应用,将进一步刺激在储氢性能上有独特优势的稀土材料需求量,到那时相关产业链较当前的锂电池产业链会有数量级的提高。
正因如此,中国更需要抓住稀土相关的高附加值、高技术产业发展机会,避免在可能的颠覆性技术突破乃至产业革命中被抛在快车道之外。
从宏观视野来看,发达国家经济崛起的重要特征,就是将生产所必需的重要原材料投入当时的高端经济活动之中。也就是说,好钢一定要用在刀刃上。在近现代史上,重要的自然资源在工业化变革飞跃阶段,几乎都起到过巨大推动作用。比如,煤炭推动了第一次工业革命,石油推动了第二次工业革命。目前,无论在国防军工、尖端科技领域,或是工农业生产等方面,稀土都发挥着不可或缺的作用。而未来,在没有出现替代材料的很长时间内,将稀土应用在高端生产活动中,仍会是各科技、军事强国的较量舞台。而在这场围绕稀土产业的国际博弈中,中国与其一直为他人做嫁衣,不如鼓足干劲、自我强大!