導 讀

美國高度關注關鍵礦產資源的安全保障。近幾十年來，美國制定一系列政策法規保障資源安全，并根據經濟社會和產業發展需要對政策不斷加以完善，同時制定相關戰略和計劃、組建相關機構，逐步形成美國關鍵礦產資源供應鏈安全框架體系。我國可借鑒美國經驗，從加強科技創新支持、全方位拓展國際合作、拓展關鍵礦產上下游產業鏈、加強專業人才培養等方面著手，加強關鍵礦產供應鏈安全保障。

本文引用信息

張所續，周季鑫，美國關鍵礦產政策演變及戰略舉措[J].中國國土資源經濟,2022，35（2）:12-21.

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人口增長、經濟發展和科技進步使人類對自然資源的需求達到前所未有的水平，特別是隨著可再生能源、航空航天、國防、通信等一系列新興高科技的發展，各國對礦產品尤其是關鍵礦產的需求日益增加。據國際能源署2021年預測，在可持續發展情景中，到2040年清潔能源所需礦產資源量在總需求中所占份額將增加4倍，電池所需礦產總體需求增長33倍，鎳需求增長超過140倍，鈷需求增長70倍，錳需求增長58倍。2020年，受新冠肺炎疫情影響，許多制造業的供應鏈中斷，凸顯了建設強大、有彈性和安全的供應鏈的必要性。如何滿足戰略性新興產業對關鍵礦產的需求，成為各國面臨的重要挑戰。作為礦產品消費大國，美國一直依賴國外資源滿足國內大量、不斷增長的礦產品需求。在整個20世紀，美國一直被國內生產不足和對基本礦產原材料可用性的擔憂困擾，礦產品供給問題是美國經濟和國家安全潛在的關鍵弱點。為了保證在未來地緣政治緊張局勢加劇等情況下仍然能夠獲得所需的關鍵礦產，美國通過外交、政策和技術創新等方式,在確保關鍵礦產的安全、可靠供給和供應鏈的彈性等方面做了大量探索。

 

1 美國關鍵礦產

主要政策

過去20年，美國礦產進口量幾乎翻了一番。截至2020年，在美國內政部2018年制定的35種關鍵礦產清單中有31種依賴進口，其中14種的進口依賴度為100%。2021年，標普全球市場情報公司的一項分析顯示，2021年第二季度美國關鍵礦產進口同比增長7.9%，2021年上半年關鍵礦產進口量超過2020年同期的316108噸，增加了41209噸。關鍵礦產的安全、可靠供給和供應鏈的彈性對美國的經濟繁榮、制造業競爭力、技術創新和國防安全至關重要（表1）。美國政府高度關注關鍵礦產政策的制修訂工作，形成了較完善的制度體系，為關鍵礦產供應鏈安全提供政策保障。

1.1 關鍵礦產政策的制定情況

確保關鍵礦產的安全、可靠供給，是美國從羅斯福到拜登歷屆政府的首要任務。從1939年的《戰略和關鍵物資儲備法》到2021年的《關于美國供應鏈的行政命令》，美國建立了涵蓋生產、儲備、供應鏈安全的制度體系（表2）。2021年2月，美國總統拜登簽署《關于美國供應鏈的行政命令》第14017號行政命令，要求商務部、能源部、國防部、衛生與公共服務部對關鍵礦產、半導體制造、大容量電池等供應鏈開展百日全面審查，分析各供應鏈的現狀和潛在風險，提出如何確保美國供應鏈免受各種風險和漏洞影響的建議。同年6月，美國政府發布關鍵礦產品供應鏈百日審查報告，提出重建美國的生產和創新能力、減少全球供應鏈脆弱性等6項全面加強美國供應鏈彈性的措施。2021年，拜登政府發布電池、關鍵礦產、半導體供應計劃，呼吁美國政府機構與私營企業、勞工團體和非營利組織合作，努力建立強大的國內供應鏈，制定關鍵礦產的可持續性標準，要求美國地質調查局和能源部探索開展國家鋰礦儲備。

1.2 關鍵礦產相關政策擬定情況

2011年以來，美國還在頻繁地制定或調整稅收、生產、供應鏈、回收利用等方面的政策（表3）。在稅收方面，美國眾議院提議修訂1986年《國內稅收法》，對在美國境內開采、回收或循環利用關鍵礦產和金屬的企業給予減稅優惠。要求內政部建立1000萬美元的試點基金，并確保分配給關鍵礦產和金屬二次回收的資金不少于30%。

在保障關鍵礦產供應方面，美國眾議院提議制定《保障美國關鍵礦產供應法》，確保關鍵能源包括關鍵礦產和其他物資的供應鏈安全。要求能源部持續評估供應鏈的脆弱性，使供應來源多樣化，增加國內生產、分離和加工，開發替代品，改進回收再利用技術。2021年4月16日，為促進美國國內關鍵礦產的勘探、研究、開發和加工，確保經濟發展和國家安全，美國眾議院又提出制定《美國關鍵礦產獨立法》。

1.3 關鍵礦產評估

美國對原材料供應安全的調查已經進行了一個多世紀。在過去10年中，為最大限度地降低供應鏈安全風險，國家科學和技術委員會關鍵礦物小組委員會提供了相關政策和技術方法，并提出確定和審查關鍵礦產供應鏈及促進機構間合作和協調行動的有關計劃。2021年5月，美國地質調查局采取定量和定性分析方法對2018年關鍵礦產清單進行審查。定量分析側重于可能的國外供應中斷風險，主要聚焦在3個方面：國外供應中斷的可能性、美國制造業對國外供應的依賴、美國制造業在供應中斷時的脆弱性。定性分析主要針對美國國內供應鏈，以原材料供應鏈上是否只有一家國內生產商的礦產品為標準。在使用定量評價分析的54種礦產品中，有36種符合標準。根據對供應和需求的定性評估，建議不刪除清單中的銫、銣、鈧及其他稀土元素，并將鈹、鎳和鋯納入關鍵礦產清單。

2 美國關鍵礦產

相關戰略舉措

美國除了不斷完善政策法規之外，還通過制定相關戰略和計劃，不斷推進關鍵礦產的回收再利用、替代品研發等研究。

2.1 關鍵材料戰略

2010年12月，美國能源部制定關鍵材料戰略，包含研究和開發、數據收集、生產許可、財政援助、儲備、回收再利用、教育和外交等8大類項目和政策，應對整個供應鏈中的風險、約束和機遇（圖1）。戰略中還包括對相關項目進行資助和激勵，例如開展貸款擔保計劃和稅收減免計劃，對太陽能薄膜、LED照明、風力渦輪機和電動汽車制造等實行稅收減免。

圖1 政策選擇和關鍵材料供應鏈

2.2 國家鋰電池藍圖（2021—2030年）

據基準礦物情報2021年5月統計數據，中國電池生產能力全球最高，達567吉瓦時，其次是美國59吉瓦時、歐洲52吉瓦時、韓國37吉瓦時和日本30吉瓦時；在電池陰極、陽極、電解質溶液、分離器等制造占比中，中國最高。為減少美國對鈷、鋰、鎳等電池所需關鍵礦產的國外依賴，2021年6月，美國發布國家鋰電池藍圖（2021—2030年）。到2030年，美國及其合作伙伴將建立一個安全的電池材料和技術供應鏈，支持美國長期的經濟競爭力和公平的就業機會，實現脫碳，滿足國家安全需要。藍圖設定關鍵材料獲取、替代品研發、產業激勵、回收利用、人員培訓等5項目標，制定鼓勵美國國內礦業開發、加強合作、擴大技術創造、加強人員培訓等6項舉措（圖2）。

圖2 美國國家鋰電池藍圖（2021—2030年）

 

2.3 地球測繪資源倡議（Earth MRI）

美國只有不到18%的國土完成必要的測繪，只有不到5%的國土面積擁有所需分辨率的區域航磁數據集，完全符合現代標準和最佳實踐的航磁數據不到1%。為了最終改善美國對關鍵礦產的獲取，2019年，美國地質調查局、美國國家地質學家協會（AASG）和其他聯邦、州、私營部門組織合作啟動新的地球測繪資源倡議。其目標是利用先進的測繪、航空遙感和地形測量技術開展地質勘探工作，提高對地質格架的了解，獲取新的地質、地球物理和地形測繪數據，確定潛在的關鍵礦產資源區，確保國家關鍵礦產的供應[6]。美國海洋能源管理局（BOEM）將工作重點放在海上潛在關鍵礦產資源勘查和開發上，重點地區是北極和阿拉斯加。

2.4 關鍵礦產測繪倡議（CMMI）

2019年，美國、加拿大和澳大利亞的國家地質機構聯合啟動關鍵礦產測繪倡議，三個國家的地質調查機構圍繞關鍵礦產研究發揮各自優勢，加強合作，其中包括開發關鍵礦產樣本的全球數據庫、關鍵礦產系統分類，以及關鍵地質標準。關鍵礦產測繪倡議通過整合三個國家地質調查科研力量，推進關鍵礦產科學的發展，更好地了解已知的關鍵礦產資源、確定關鍵礦產分布、通過關鍵礦產潛力圖確定新的供應源，建立一個共享的礦產信息基礎平臺，在澳大利亞、加拿大和美國建立多樣化的關鍵礦產供應，減少意外短缺或中斷的風險，以保障關鍵礦產的安全和可靠供給。

2.5 海洋相關測繪戰略

美國的專屬經濟區存在大量未充分利用和可能尚未發現的礦產資源。自20世紀70年代以來，美國地質調查局一直在調查海洋礦產潛力，然而只有不到35%的專屬經濟區采用現代方法進行水深測繪。為此，2019年，美國制定海洋專屬經濟區測繪戰略、北極和亞北極及阿拉斯加近海測繪戰略，對專屬經濟區、北極、亞北極、阿拉斯加海岸線和近岸的海洋開展測繪、勘探，以促進海洋資源開發，拓展關鍵礦產、能源和其他資源的潛在來源。

2.6 關鍵礦產可持續發展計劃

2014年，美國能源部、化石能源辦公室（FE）和國家能源技術實驗室（NETL）制定DOE-NETL稀土回收可行性計劃。2020年，該計劃被重新命名為“關鍵礦產可持續發展計劃”，重點研究開發從煤炭、煤基資源、礦井廢水中提取、分離、回收稀土元素和關鍵材料的技術，驗證國內小型中試規模設施回收關鍵材料的技術和經濟可行性，實現每天生產1～3噸的高純度稀土氧化物的目標，致力于開發和測試工程規模的原型設施，建立國內供應鏈，減少對國外資源的依賴，增強關鍵礦產安全保障。2019年和2021年，該項目資金分別增加到1800萬美元和2300萬美元。

 

3 美國關鍵礦產

研究機構設置情況

2021年，美國能源部成立礦產可持續發展司，旨在從上游、中游到下游促進關鍵礦產形成環境、經濟和地緣政治可持續供應鏈，并投入大量資金支持相關技術的研發（表4）。同時，成立鋰電池回收研發中心、關鍵材料研究所等機構，促進關鍵材料技術的創新。

3.1 能源效率和可再生能源辦公室（EERE）

美國能源部下屬的能源效率和可再生能源辦公室,主要關注從關鍵礦產的資源評估到增值制造（包括金屬、合金和增值產品的分離和生產）,再到系統集成的整個關鍵礦產和材料供應鏈，解決磁體、儲能、電子和照明等關鍵材料的供應鏈問題（表5）。先進制造辦公室（AMO）以高效制造技術為目標，通過加強制造商、非營利實體、研究機構和高校之間的合作，確定挑戰目標,促進創新；開發高效、有競爭力的國內制造業所需的尖端材料、工藝和信息技術，推動提高美國制造業的能源生產率，高效利用國內豐富可用的能源資源，支持清潔能源產品的制造，通過獨立的先進制造應用研發項目、商業化先進制造研發聯盟和技術合作伙伴關系實現經濟增長和能源安全的目標。

3.2 鋰電池回收研發中心（ReCeLL）

2019年，美國能源部依托阿貢國家實驗室成立鋰電池回收研發中心，由國家可再生能源實驗室、橡樹嶺國家實驗室和密歇根理工大學等3所大學組成。該中心主要關注回收設計、其他材料回收、直接回收或陰極回收,以及建模和分析四個研究領域，目標是實現回收閉環，即直接回收廢舊電池中的材料，通過回收再利用，最大限度地減少能源的使用和浪費。鋰電池的回收材料在新電池中重復使用，可降低10%～30%生產成本，新的分離技術可以回收更多的材料，降低廢物處理成本，減少對鋰和鈷等關鍵電池材料供應的依賴。目前利用泡沫浮選分離電池陰極已取得重大突破，消除了阻礙鋰電池經濟可行回收的最大障礙之一。2021年10月，美國能源部為電動汽車、先進電池和互聯汽車等26個新項目提供2.09億美元的資金支持，以實現大幅降低下一代電池技術的成本和尺寸、極速充電（使電池在15分鐘內充滿）、積極推動固態電池技術的研發等目標。

3.3 關鍵材料研究所（CMI）

關鍵材料研究所由艾姆斯國家實驗室主導，由愛達荷州國家實驗室、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室，以及13家美國公司和6所大學組成，致力于關鍵材料的多元化供應、開發替代品、循環利用、交叉研究等，涵蓋從分離、加工到再利用和回收的供應鏈研發（表6）。最初，關鍵材料研究所專注于鏑、鋱、銪、釹、釔、鋰、碲等,從2019年開始，專注于稀土材料、電池材料（鋰、鈷、錳、石墨）、鈦和氦。關鍵材料研究所自2013年成立以來，已披露150項發明，提交56項專利申請，獲得26項專利，并向美國公司授權10項技術，包括用于3D打印稀土磁體以減少廢物技術、用于輕型汽車和飛機的鈰鋁合金技術，以及用于稀土分離的膜溶劑萃取技術等。

 

4 美國保障關鍵礦產

供應鏈安全的經驗啟示

隨著清潔能源技術應用和排放控制設施設備部署的增加，對關鍵礦產的需求將會繼續增長。總體來看，美國采取以政策保障、外交輔助為兩翼，戰略引領和研發攻關為核心，以供應鏈多樣化、增加儲備、開發替代品、改進回收再利用為主要手段，重建美國從采礦、加工、制造到回收各環節關鍵礦產和材料供應鏈上的競爭力，提高關鍵礦產和材料供應鏈彈性和安全性（圖3）。

圖3 美國保障關鍵礦產供應鏈安全框架體系

4.1 促進科學創新，提高核心競爭力

美國通過制定鼓勵政策、設計頂層戰略與計劃，依托愛達荷州、橡樹嶺、阿貢等國家實驗室，以及高校、研究機構和企業，資助基礎科學、技術開發、關鍵礦產和材料的試驗和小規模生產（如從煤和煤副產品等非常規來源生產稀土），拓展關鍵礦產的供應來源。推進回收技術研發，提高從廢物和廢料中回收材料的水平，促進關鍵礦產和材料的回收再利用。研發使用少量稀缺材料的替代材料和產品，開發具有較低供應風險的替代材料，緩解未來關鍵礦產和材料供應鏈的風險。

4.2 立足國內，積極布局上下游產業鏈

發展可持續的國內供應鏈的一個關鍵挑戰是如何成功地將創新技術從實驗室過渡到工業部署。美國政府一再呼吁加大對國內、國際關鍵礦產生產加工的投資，鼓勵私營企業投資關鍵礦產開采、加工、制造研發和商業化，完善上下游產業鏈，確保國內技術用于商業用途時的經濟可行性和成本效益。加大對國內資源企業的保護，增加國內初級和次級（即回收）生產，采用增強型制造技術減少廢物量和所需的礦物量、促進材料的有效利用等，完善國內關鍵礦產和材料供應鏈。

4.3 加強國際合作，打造關鍵礦產同盟

美國及其盟友已開始在全球范圍內布局關鍵礦產供應，通過能源資源治理倡議（ERGI）、關鍵礦產測繪倡議（CMMI）、關鍵礦產聯合行動計劃，聯合剛果（金）、贊比亞、納米比亞、博茨瓦納、澳大利亞、加拿大等礦產資源豐富的國家，打造“關鍵礦產共同體”，確保供應安全和供應鏈彈性。與澳大利亞、加拿大、芬蘭、意大利、荷蘭、挪威、西班牙、瑞典、英國等國家簽訂互惠國防采購協議（RDP）、供應安全雙邊協議（SOSA），彌補美國關鍵材料供應鏈的缺口，促進供應鏈多樣化,增強全球供應鏈韌性和彈性。通過美國—歐盟能源理事會、跨大西洋經濟理事會與歐盟就關鍵材料進行合作。推進美國和日本清潔能源政策對話，促進技術創新和關鍵材料進步。

4.4 維持戰略儲備，提高供應中斷風險應對能力

維持關鍵礦產的戰略儲備庫存具有地緣政治意義，在危機情況下降低壟斷供應商的影響力，有效保護美國免受供應中斷風險的影響。美國早在第二次世界大戰前夕就制定了關鍵礦產的儲備政策，是世界上第一個正式建立國家礦產資源戰略儲備的國家。通過實施新的戰略軍事儲備計劃（SMSP），為所有戰略材料提供特別監控和關注，鞏固和加強美國在戰時和緊急情況下快速響應的能力。

4.5 加強供應鏈風險評估，建立風險預警機制

識別供應鏈風險與化解供應鏈風險同等重要，美國通過構建大規模數據分析和可視化平臺，開發供應鏈風險預測工具，利用模型來檢查原材料的可用性和可持續性、國內材料供應的可行性和替代的影響、貿易政策和供應中斷風險，確定需要重點關注的優先關鍵材料。根據評估結果，動態調整關鍵礦產清單，最大限度地減少供應風險，為做好相關戰略儲備提供參考。

4.6 加強從業者培訓，確保關鍵礦產領域人才需求

美國國家鋰電池藍圖、確保關鍵礦產安全和可靠供應的聯邦戰略,都將加強與關鍵礦產和材料相關的勞動者培訓作為重要舉措，通過與高校、專業技術協會、國家實驗室、研究中心等合作，制定教育培訓計劃，培養下一代技術人員、熟練工人。例如借助本科科學實驗室實習計劃（SULI）和本科研究經驗計劃（REU），在實驗室工作人員、科學家和工程師的指導下培養相關人才，使之成為未來關鍵礦產和材料創新的中堅力量。

 

5 借鑒與建議

5.1 加強科技創新支持，提升研發能力

科學技術是第一生產力，創新是引領發展的第一動力。美國聚焦支撐戰略性新興產業的關鍵礦產，投入大量資金支持回收再利用、替代品研發等技術創新。中國應堅持目標導向和問題導向，依托高校、研究機構強化相關基礎性研究，發揮企業在科技創新中的主體作用和實踐推廣作用，構建關鍵核心技術創新中心，通過集中攻關，不斷強化資源勘查、生產技術創新，同時抓重點、補短板、強弱項，不斷推動資源回收利用技術創新、替代品研發技術創新，實現高水平科技自立自強。

5.2 全方位拓展國際合作，豐富關鍵礦產來源

美國憑借技術優勢和軍事優勢，開展廣泛的國際合作，打造“關鍵礦產聯盟”。中國也可依托部分優勢資源和技術積極參與國際合作，不斷提升國際話語權和資源配置能力。依托“一帶一路”倡議，堅持開放合作、互利共贏，進一步深化與沿線國家間的合作。通過與礦產資源豐富的國家建立穩定的、全面互利的雙邊關系，促進新技術、新工藝的互通，確保關鍵礦產來源多樣化。

5.3 拓展關鍵礦產上下游產業鏈，降低供應中斷風險

立足國內，構建科學、可用的地質數據集，發現潛在的資源區，確定關鍵礦產資源潛力的優先區，提高關鍵礦產保障能力。在確保生態安全前提下，縮減審批流程，加快關鍵礦產的開發、利用。加強關鍵礦產預警分析，提高研判的精準性、及時性，為關鍵礦產儲備提供決策支撐。通過技術創新、產業升級、價值提升，做精中游生產鏈，拓展下游價值鏈。

5.4 加強專業人才培養，打造高素質專業隊伍

國家發展靠人才，民族振興靠人才，行業發展同樣需要人才。圍繞國家關鍵礦產所需，通過開設專業課程和專業技能培訓，深度融合國家實驗室、科研機構、高校、企業等，促進產學研多方合作。同時，完善人才評價與激勵機制，努力建設一支具有突出技術創新能力、善于解決復雜問題的專業人才隊伍。

 

作者信息

張所續（1978—），男，山東省青島市人，中國自然資源經濟研究院副研究員，工學學士，主要從事自然資源經濟政策及能源政策研究工作。


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