稀土

是什麼「土」,能讓美國「喫土」麼?

原創: yikoni 賽先生 今天

中美貿易摩擦升級以後,社會輿論和資本市場颳起了以金力永磁為風眼的「稀土永磁」反制旋風。五一之後,特朗普頻繁出手,相繼祭出關於3000億美元商品的加徵關稅、將華為列入實體清單、要求包括Google在內的高科技公司切斷與華為在產品及技術服務方面的合作等等手段。在中美兩國交鋒的過程中,美國咄咄逼人,但也露出了他們的破綻——獨獨將中國的稀土遺漏在徵稅名單之外。

5月20日,習總書記來到江西考察調研,首站就調研了金力永磁,並就推動稀土產業綠色可持續發展做出重要指示。其次工信部調研稀土,發改委喊出「如果有誰想利用我們出口稀土所製造的產品,反用於遏制打壓中國的發展,中國人民都會不高興」的強硬論調。稀土這張「王牌」 (trump card)正式亮相。

撰文 | yikoni編輯 | 李研稀土孰 「輕「孰」重」?稀土(Rare Earth)是化學週期表中鑭系元素和鈧、釔共十七種金屬元素的總稱。最早發現稀土的是芬蘭化學家加多林(John Gadolin),於1794 年從一塊形似瀝青的重質礦石中分離出第一種稀土「元素」(釔土,即Y2O3),因為18 世紀發現的稀土礦物較少,當時只能用化學法製得少量不溶於水的氧化物,歷史上習慣地把這種氧化物稱為「土」,因而得名稀土。所以,以後不要把稀土理解成珍稀的「土」啦,稀土是一些金屬氧化物的統稱。

17種稀土元素的發現時間(圖源:Faculty of Chemistry and Technology in University of Split)根據稀土元素原子電子層結構和物理化學性質,以及它們在礦物中共生情況,十七種稀土元素可以分為輕稀土及重稀土兩組:輕稀土包括:鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪。

重稀土包括:釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、鈧、釔。

稀土在元素週期表中的位置稀土-磁鋼產品:高端製造的命門稀土主要應用於石油、化工、冶金、紡織、陶瓷玻璃、永磁材料等領域,被譽為「工業味精」「工業維生素」和「新材料之母」,是珍貴的戰略金屬資源。稀土具有無法取代的優異磁、光、電性能,其用量少、作用大,已成為改進產品結構、提高科技含量和促進行業技術進步的重要元素。尤其是因為稀土在軍事工業、航空航天等高科技甚至未來科技領域的不可或缺的作用,得到了世界各國重視。美國為了保護本國稀土資源,甚至一度停止本國的稀土開採,由此可見稀土的長期戰略價值。而也正是因此,美國目前稀土材料完全依賴進口,使得其高端製造的命門暴露無疑。具體說來,在稀土材料的下游消費中,永磁材料佔下游消費的比重最大,為48%。尤其是釹鐵硼永磁材料,具有高剩磁、高矯頑力和高磁能積等特性,被廣泛用於電子及航天工業和驅動風力發電機。佔比其次為石油化工,為12%,用來製成分子篩催化劑,具有活性高、選擇性好、抗重金屬中毒能力強等優點,因而取代了硅酸鋁催化劑用於石油催化裂化過程。再其次為玻璃陶瓷和液晶拋光,分別佔比11%和8%。

(資料來源:《稀土信息》)

我國抓住全球稀土供應的水龍頭

我國稀土具有儲量大、產量高、礦種齊全、開採與冶煉技術先進等特點。首先,從儲量上看,根據美國地質勘探局最新發布數據顯示,全球稀土礦儲量約為1.2億噸,中國稀土礦儲量約為4400萬噸,佔比36.7%。之後巴西和越南並列儲量第二,都佔18.3%,而美國稀土礦儲量則只佔1.2%。再從年產量上看,2018年世界稀土礦產量約為17萬噸,中國產量為12萬噸,佔比70.6%,緊隨之後的是澳大利亞和美國,佔比11.8%和8.8%。中國以37%的儲量,貢獻了世界70%的產能,可見中國稀土在世界稀土產業中的地位。

(數據來源:美國地質勘探局)

(數據來源:美國地質勘探局)

我國不光稀土儲量豐富,年產量大,且還具有礦種和稀土元素齊全、稀土品位高及礦點分佈合理等優勢。我國輕稀土主要分佈在內蒙古包頭的白雲鄂博礦區,其稀土儲量佔全國稀土總儲量的83%以上,居世界第一,是我國輕稀土主要生產基地。而離子型中重稀土則主要分佈在江西贛州、福建龍巖等南方地區,尤其是在南嶺地區分佈可觀的離子吸附型中稀土、重稀土礦,易採、易提取,已成為我國重要的中、重稀土生產基地。

全國主要稀土產業園區分佈特徵(藍色代表國家級產業區)特別值得一提的是,我國是不光是世界上第一大稀土儲量國、開採國,也是第一大稀土冶煉分離國。由於這17種稀土元素化學性質相近,在礦物中又容易共生,所以他們的分離就成了一個難題。上世紀70年代,北京大學徐光憲先生率領團隊對此課題開展研究。在徐光憲、李標國和嚴純華等幾代科學家的共同努力下,適用於各類稀土礦分離的串聯萃取工藝被開發出來,並一直佔據著世界領先地位。這一技術也帶動了中國的稀土生產獨霸全球。2018年,據安泰科數據,我國稀土分離產品產量佔世界85.8%,是全球最大的稀土加工廠和全球最大的冶煉分離國家。

世界主要稀土生產和消費國家世界磁鋼的半壁江山在中國

我國在稀土領域的下游應用上也積累了獨有的優勢。在稀土應用最多的永磁材料上,目前我國的釹鐵硼產量已接近全球的90%,高端釹鐵硼產量已接近全球總量的60%。經過多年的產業規劃以及發展,我國已經深度參與世界稀土產業鏈中的每個環節,在上游開採與冶煉分離、下游材料加工都積累了技術優勢。

釹鐵硼(NdFeB)磁鋼作為在稀土下游材料中應用最多的材料,值得單獨拿出來好好講一講。釹鐵硼是迄今為止磁性最強的永磁材料,磁力是鐵氧體的3-5倍,同時穩定性與可控性更好。釹鐵硼因其優異的性能廣泛應用於新能源車、變頻空調、節能電梯、磁懸浮列車、智能機器人、風力發電等領域,能大大縮小應用產品的體積,減輕產品的質量,並能提供更高的使用效率。尤其是隨著新能源車和智能機器人的快速發展,釹鐵硼將是未來磁材的主要發展方向。

釹鐵硼磁鐵(圖源:chmagnet.com

磁鋼下游需求佔比(資料來源:marketline)我國釹鐵硼磁鋼產業在世界範圍內也是首屈一指,釹鐵硼產量約佔世界總產量的90%,高性能釹鐵硼產量也佔世界總產量的50%以上,而且在逐步攀升。由此可見,我國釹鐵硼產量決定了全球供給趨勢,有著舉足輕重的地位。

我國與世界釹鐵硼產量及佔比(資料來源:賽瑞研究)

我國與世界高性能釹鐵硼產量及佔比(資料來源:賽瑞研究)從世界主要高性能磁材生產企業來看,主要分佈於中國、日本與德國。我國主要高性能釹鐵硼磁材生產企業為中科三環、寧波韻升、英洛華、正海磁材、金力永磁等。這些企業的產能佔據了世界產能的61%。可見我國不光在釹鐵硼總產量上佔據著優勢,在高端釹鐵硼領域也是穩佔鰲頭。

(資料來源:wind )

產業發展的路上,「黑稀土」是那顆硌腳的沙子我國雖然稀土資源豐富,但由於過去多年的大量出口,及猖獗的非法開採,稀土資源儲量已經明顯下降,尤其是中重稀土儲量下降尤為驚人。因此,國家打擊非法稀土的行動一直在進行中。據工信部《稀土行業發展規劃(2016-2020年)》,在2011到2015年間,累計查處違法違規案件113起,搗毀非法採礦點14個,關閉生產企業28家,處罰貿易企業19家,查扣非法及走私稀土礦產品3.6萬多噸,罰款2.3億元。

而未來,國家也將持續加強稀土資源管理,加強國家對稀土資源勘查、開發、利用的統一規劃,根據資源形勢和市場需求,合理調控開採、生產總量,保障國家經濟安全和長遠發展需要。到2020年稀土年度開採量將控制在14萬噸以內。嚴厲打擊稀土生產違法違規行為,在開發中保護,在保護中開發。嚴格市場准入制度,除六家大型稀土企業集團外不再新增採礦權。

(數據來源:《2018年第二批稀土開採、冶煉分離總量控制計劃表(折稀土氧化物,噸) 》)稀土能否用於反制美國呢?

5月28日,國家發改委在被問到中國的稀土資源出口會不會成為反制美國無端打壓中國和中國企業的武器時,有關負責人發出了「如果誰想利用我們出口稀土所製造的產品,反用於遏制打壓中國的發展,那麼中國人民都會不高興」的強硬信號。這一表態被視為中國可能會通過稀土對美國採取措施。

我們先看看外媒怎麼看待這次中國的表態吧。外媒普遍認為美國很難承受中國的稀土反制。彭博社頭條標題《中國稀土壟斷,美國面對「摧毀性」打擊風險》。其在文章寫道,中國威脅在貿易戰中使用其「佔支配地位的稀土」,將可能給美國工業帶來嚴重擾亂,美國從汽車到洗碗機到工業設備,很多製造商都會「挨餓」。

BBC也發布文章對此評論,其標題一語雙關:《稀土是中國與美國貿易戰的「王牌」嗎》,trump是特朗普,trump card又指王牌。其在文章中指出,中國如果執行對稀土的出口限制,將對美國價值幾萬億的產業產生重大影響。

那麼如果中國通過稀土對美國進行制裁,究竟會對美國產生什麼樣的影響呢?根據美國地質勘探局2018年的數據,美國稀土儲量為140萬噸,佔世界1.2%,似乎美國是一個缺乏稀土資源的國家。可是實際上,這是美國在2015年更新了礦產披露準則,變換了口徑,使得儲量數據銳減。按照之前口徑,美國的稀土儲量為1300萬噸,佔世界11.8%,也已經是世界稀土資源大國了。美國雖然稀土儲量豐富,但內部發展極不平衡,重開採而輕冶煉分離,美國稀土產業鏈重建遙遙無期,雖然美國國內的芒廷帕斯礦已經復產,但其冶煉廠至今仍未啟動,大量稀土金屬礦目前主要是出口,冶煉分離產品要全部依賴國外,特別是中國的供給。

根據安泰科數據,2018年1-11 月,美國從中國進口稀土冶煉分離產品共計 11951.7 噸,佔中國出口的全部稀土冶煉產品的29.3%,從 2015 年 至 2017 年,美國對稀土冶煉分離產品年度平均需求為 12702 噸,可見美國從中國進口的冶煉分離產品佔了全國需求的 90%以上。

如果中國對美國採取稀土產品出口限額,將在很大程度上影響美國下游製造企業,從電子產品到飛機製造等眾多需要稀土的經濟領域都將受到極大衝擊。雖然美國也從愛沙尼亞、法國和日本進口稀土產品,但這三個國家的稀土礦石也來自中國;美國本國的稀土礦產,也需要將礦石運到中國加工; 美國還可以從馬來西亞進口稀土,但其產量不夠。即使美國開始重新建立自己的稀土加工企業,但是重建產業鏈卻需要很長的時間。因此,如果中國對美國採取稀土管制,即使沒法讓整個美國「喫土」,也至少會讓其核心工業「挨餓」一陣子了。

主要參考資料[1] 亞洲金屬網-金屬百科 baike.asianmetal.cn/met[2] 百度百科 baike.baidu.com/item/稀土[3] Are rare earth minerals Chinas trump card in its trade war with US? bbc.com/news/world-asia[4] U.S. Risks 『Devastating』 Blow From China』s Rare Earths Monopoly bloomberg.com/news/arti[5] 儲量一年下降9成,美國的稀土去哪了? finance.ifeng.com/c/7n2[6] 工信部《稀土行業發展規劃(2016-2020年)》[7] 20190522-招商證券-稀土行業點評:我國稀土的戰略地位幾何?[8] 20170718-長城證券-釹鐵硼:磁材明日之星,稀土彈性標的
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