7月3日，商務部、海關總署發布了《關于對鎵、鍺相關物項實施出口管制的公告》，宣布自8月1日起對鎵、鍺相關物項實施出口管制，引起全球的高度關注。
據路透社7月6日報道，在當天被問及鍺與鎵兩種關鍵金屬的戰略儲備情況時，美國國防部發言人表示，美國擁有鍺的戰略儲備，但目前沒有鎵的庫存儲備。這一消息再度觸動了美國國內對于關鍵礦物儲備的焦慮。
事實上，除了鎵和鍺，向凈零排放經濟的綠色轉型，帶來了全球對于關鍵礦物的巨大需求，也造成了新的焦慮。在圍繞石油開采的地緣政治緊張局勢持續了近一個世紀之后，專家們擔心，全球向清潔能源的轉型，正在對太陽能電池板、風力渦輪機和電動汽車電池所需的關鍵礦物產生新的依賴。
7月5日，全球咨詢巨頭麥肯錫在最新發布的報告《凈零材料轉型對全球供應鏈的影響》中警告稱，被視為清潔能源轉型的關鍵礦物未來幾年將面臨短缺，這可能會抑制電動汽車、風力渦輪機和太陽能電池板的普及。這些金屬的短缺可能會提高供應鏈成本，從而提高低碳產品的價格，進而減緩全球脫碳努力。
麥肯錫估計，到2030年，因金屬材料短缺將導致額外的4億至6億噸溫室氣體排放。這將使巴黎氣候協議中設定的限制全球氣溫的國際計劃難以實現。同時，麥肯錫建議到2030年，對采礦、精煉和冶煉的投資增加到3萬億至4萬億美元之間，與前十年相比，每年增長50%。為了滿足電池需求，目前運營的約500個鈷、銅、鋰和鎳礦的數量則將需要增加76%，達到近900個。
圖說：清潔能源轉型需要開采更多的礦
來源：Bloomberg，McKinsey & Co.
01
關鍵礦物的關鍵作用
隨著我們在向清潔能源轉型的過程中減少對化石燃料的依賴，我們也越來越依賴地球上其他較稀少和有限的資源，即所謂的“關鍵礦物”，這些礦物對于生產能源轉型所依賴的大部分技術至關重要。
圖說：清潔能源技術中所需的礦物
來源：IEA，Abdul Latif Jameel
其中，鋰、鎳、鈷、錳和石墨對于電池技術至關重要，稀土元素對于風力渦輪機和電動汽車發動機中的永磁體必不可少，銅是所有電力相關技術的“基石”，而氫電解槽和燃料電池根據技術類型需要鎳或鉑族金屬。而此次備受關注的鎵和鍺在清潔能源技術中也占有一席之地，其中，氮化鎵已廣泛用于5G網絡基站供電芯片，也被軍方應用于雷達系統中，并且越來越多地應用于電動汽車充電器中；鍺的用途則包括光纖電纜通訊、太陽能電池板、LED及軍方的熱成像錄像機和夜視系統。
圖說：隨著技術的進步，人類需要更多不同的關鍵礦物
來源：BP，Abdul Latif Jameel
在 2000 年之前，能源部門僅消耗關鍵礦物總供應量的一小部分。現在，隨著向可再生能源的轉型加速，綠色能源所占比例要大得多。風能和太陽能發電需要更多礦物才能產生與化石燃料技術相同的電量。與燃氣發電廠相比，太陽能和風能發電 1 太瓦時所消耗的金屬量分別高出 300% 和 200%。
02
綠色轉型面臨關鍵礦物缺口
隨著世界加速部署氣候技術以支持凈零轉型，關鍵礦物的缺口越發明顯。2021年，國際能源署在《關鍵礦物在清潔能源轉型中的作用》報告中預測，共同努力實現《巴黎協定》的目標將意味著到 2040 年對清潔能源技術的礦物需求翻兩番。如果希望到 2050 年實現全球凈零排放的過渡，到2040 年將需要比現在多六倍的關鍵礦物。
圖說：清潔能源的迅速崛起支撐了關鍵礦物需求的大幅增長
來源：IEA
今年7月11日，國際能源署發表《關鍵礦產市場評論》的創刊版，對2022年關鍵礦產行業的投資、市場、技術和政策趨勢進行評估。評論指出，近年來，清潔能源裝機的持續增加導致對關鍵礦產的需求大幅增加。從2017年到2022年，鋰的需求增加了兩倍，鎳和鈷的需求分別增長了40%和70%。再加上價格上漲，關鍵能源轉型礦物（即銅、鋰、鎳、鈷和石墨）的市場規模翻了一番，2022年達到3200億美元。能源轉型所需礦產過去只是礦產市場的一小部分，現在正轉向采礦和金屬行業的中心舞臺。2022年，清潔能源應用在總需求中的份額大幅增長，鋰、鈷和鎳分別為56%、40%和16%，其份額高于五年前的份額（30%、17%和6%）。
此次，麥肯錫基于供需平衡的評估也顯示，即使當前脫碳軌跡趨于 2.4°C，到 2030 年，關鍵清潔能源技術所需的許多礦物和金屬的供應仍將面臨短缺。
圖說：關鍵礦物的需求將不斷增長
來源：McKinsey
報告指出，盡管電池化學成分不斷發生變化，包括鈷強度的降低以及從鎳錳鈷（NMC）部分轉向鋰鐵磷酸鹽（LFP），但大多數電池材料，尤其是鋰和鈷將繼續受到限制，而鎳可能會出現適度短缺（約10%至20%）。
圖說：三種情景下（當前軌跡、進一步加速、已實現的承諾）主要終端用途的關鍵礦物供需平衡
來源：McKinsey
同時，預計所有磁體材料都將出現短缺，其中鏑和鋱等稀土元素的短缺最為嚴重，可能會出現高達70%的需求短缺。這將限制用于大多數BEV電動馬達和風力渦輪機傳動系統的永磁體的生產（目前約20%的陸上風力渦輪機和70%的海上風力渦輪機使用永磁傳動系統）。隨著未來幾年對電解槽（尤其是用于生產低碳氫的質子交換膜）的需求可能成倍增長，預計銥的短缺也將日益嚴重。
此外，在大多數情況下，預計銅也將短缺，這將影響連接可再生能源和電網的輸配電線路的建設速度，從而影響可再生能源項目的風險狀況。而未來錫的適度短缺，將使半導體供應鏈可能受到限制，從而影響大多數低碳技術的供應鏈。
03
歐美綠色轉型離不開中國
關鍵礦物的供應對于世界能源轉型至關重要，而中國在全球關鍵礦物市場上占據主導地位。據歐盟委員會統計，中國在全球關鍵原材料總產量中占據45%的份額，而中國以外的10大供應商加起來僅占35%。
圖說：中國主導全球關鍵礦物市場
來源：DW
隨著對清潔能源關鍵礦物需求的增長，全球清潔能源產業的發展將會引發新一輪關鍵礦物的國際競爭，其供需形勢正在發生顯著變化并成為大國資源博弈的焦點。美國于2022年8月通過了《通脹消減法案》，旨在通過投資可再生能源和電動汽車來實現其氣候目標，遏制轉型所需的原材料價格，并減輕對不可靠或海外供應商的依賴。歐盟于今年3月推出的《關鍵原材料法案》旨在確保歐盟能夠獲得安全的、多樣化的、負擔得起的和可持續的關鍵原材料供應，并建立貿易聯盟，以減少歐盟對單一供應商的依賴。
圖說：《關鍵原材料法案》
來源：歐盟委員會
此外，去年6月，美國宣布其與加拿大等主要伙伴國家已建立“礦產安全伙伴關系”(MSP)，旨在保障對清潔能源和其他技術至關重要的關鍵礦產的供應。此后，美國和歐洲也在尋求建立一個“買家俱樂部”，與產礦國達成供應協議和投資伙伴關系，并在今年4月份的七國集團會議上，承諾130億美元用于資助新的采礦項目。
圖說：美國國務院關于礦產安全伙伴關系的說明
來源：美國國務院
雖然歐美都在致力于重構自身關鍵礦物供應鏈，以實現關鍵礦物的多元化供給，但現實情況中，從綠色轉型的整體情況看，歐美對中國原材料和科技的高度需求短期內很難減少。礦物和金屬歷來是一個全球性產業，材料從世界各地礦產資源豐富的國家流向少數幾個國家進行提煉，并在工業化國家進行最終消費和加工。在關鍵礦物供應方面，世界上90%的鎵、78%的稀土和79%的硅來自中國。中國是世界上最大的鋰生產國和提煉國，這對支持電動汽車產業的歐盟和美國來說意義重大。
圖說：向清潔能源體系的過渡帶來了新的能源貿易模式、國家和地緣政治考量
來源：IEA，Abdul Latif Jameel
與此同時，關鍵礦物供應鏈的建立并非一朝一夕之事。在關鍵礦物本土化供應的過程中，交付周期長、資源質量下降、漫長的審批程序和ESG關切是歐美各國不得不共同面對的難題。科羅拉多礦業學院佩恩公共政策研究所(Payne Institute for Public Policy)的項目經理喬迪·李(Jordy Lee) 就指出，美國國內政策對于采礦業的創業、創新存在諸多限制，多年前廢除了礦物局（Bureau of Mines）并且基本上放棄了采礦業，以致于開一個礦山有時甚至需要等待20年。
荷蘭外貿與發展合作大臣施賴納馬赫爾近日在接受英國《金融時報》采訪時則坦言：“中國在（綠色相關）研發方面做了很多工作，如果我們與中國完全‘脫鉤’，那將真的是一件憾事。”此前她在接受英國媒體采訪時也曾表示，如果與中國完全“脫鉤”，那將意味著歐洲不可能實現綠色轉型。德國柏林再生能源政策學者弗洛里揚·迪克曼則對《環球時報》記者表示，中國作為眾多綠色技術領域的全球參與者，對于歐盟的綠色轉型至關重要。
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綠色轉型面臨關鍵礦物缺口
隨著人類向清潔能源體系的轉型帶來了新的能源貿易模式、國家和地緣政治考量，關鍵礦物在進入第三次工業革命尤其是第四次工業革命以來，其技術屬性更加凸顯，已經成為世界各國搶占戰略制高點的重要戰略資源。如何構建安全的、多樣化的、負擔得起的和可持續的關鍵原材料供應鏈對于各國政府和企業都是至關重要的課題。
