夯实“双碳”目标的关键矿产资源基础

丛晓男，郭明君

（1.中国社会科学院大学应用经济学院；2.中国社会科学院生态文明研究所）

2020年9月，我国明确提出“双碳”目标。“双碳”代表一种新的发展模式，新的发展模式需要新的自然资源支撑。能源生产电力化、电力生产清洁化、交通运输电动化是实现“双碳”目标的关键领域，自然资源在这一转型过程中应发挥重要作用，特别是锂、钴、锰、稀土等战略性关键矿产，将在“双碳”实现和绿色发展过程中扮演重要角色。随着全球碳中和持续推进，矿产安全重心将逐步转至关键矿产，关键矿产的种类、供需格局等也会发生一系列变化。我国是全球可再生能源装备和新能源汽车产销大国，对关键矿产资源的需求持续加大。必须完整理解碳中和、能源转型与关键矿产相互作用关系，准确研判全球碳中和形势下关键矿产供需格局，维护中国关键矿产可持续供给、强化关键矿产全球配置能力，以推动“双碳”目标实现和经济发展绿色转型。

一、“能源—矿产关联机制”发生深刻转变

能源与矿产之间具有紧密的关联机制。矿产资源兼具“耗能”与“赋能”特性，在不同发展阶段和发展模式下，其关联机制的内涵也有所差异。以往大量研究多关注矿产的“耗能”特性，着重分析矿产开采加工的能源消耗及节能减排潜力。随着可再生能源技术与产业的快速发展，矿产尤其是关键矿产成为支撑可再生能源系统运转的物质基础，关键矿产“赋能”性质凸显。自Graedel、Voet（2010）的研究起，“能源—矿产关联机制”的研究重点快速转移到可再生能源转型对关键矿产的需求和依赖性上，并随着《巴黎协定》的签署和碳中和理念的推广而于近年成为研究热点领域。

全球碳中和将大幅增加对关键矿产的需求，由此引发的关键矿产资源可持续供给与全球治理问题备受关注。目前，全球已有140多个国家提出碳中和目标，而推进能源生产电力化、电力生产清洁化、交通运输电动化是实现“双碳”目标的关键领域。在“能源—关键矿产关联机制”作用下，清洁能源转型将推动现有碳基能源转向金属密集型能源，风电、光伏等发电装备和新能源汽车生产需要密集投入关键矿产。例如，光伏产业的快速发展，势必会大幅增加对银、锑、铟、镓等金属的消耗，稀土元素对于风力涡轮机和电动汽车发动机中的永磁体必不可少，而新能源汽车的快速发展则对锂、镍、钴、锰等形成旺盛需求。据国际能源署预测，光伏发电对金属资源的需求是燃气发电的5倍；海上风电是燃气发电对金属资源需求的13倍，电动车对金属矿物的需求是燃油车的6倍。

为实现碳中和目标，全球未来数十年对关键矿产的需求将猛增。国际能源署（IEA）预测，2040年全球关键矿产需求将在2020年基础上增长6倍，其中，锂的需求增加42倍，石墨需求增加25倍，钴的需求增加2倍，镍的需求增加19倍，稀土增加7倍。从关键矿产应用领域的比重看，能源部门将成为关键矿产投入的主要领域，按照现有的政策预计，2020—2040年，能源部门消耗的锂将从约30%提高到80%，钴将从约15%提高到40%，铌将从约10%提高到30%多，如果考虑完全实现《巴黎协定》的目标，上述比重可能还要提升至更高水平。目前，大部分学者认为关键矿产紧缺可能危及全球能源转型和低碳发展目标，关键矿产的需求激增将是不争事实。

二、我国关键矿产资源可持续供给面临严峻形势

尽管我国是公认的关键矿产储量大国、生产大国，在某些矿种上甚至占据主导地位，但碳中和长期趋势叠加其他短期不确定性因素，也使中国面临着某些关键矿产供给不可持续甚至中断的重大风险。

（一）我国对关键矿产资源需求巨大且将持续扩大

全球碳中和共识和行动与中国新发展阶段相交汇，关键矿产可持续供给对中国有序推进“双碳”目标、引领全球绿色低碳发展至关重要。作为全球最大的可再生能源装备制造国和电动汽车产销国，中国对关键矿产高度依赖。风力发电领域，我国风能资源的大规模开发，不仅有力推动了能源转型进程，也为我国培育了一个具有国际竞争优势的战略性新兴产业，为经济结构转型升级注入新动能。在经历数十年的蓬勃发展后，我国风电装机规模已突破4亿千瓦，成为全球风力发电领域的领导者。光伏发电领域，光伏发电在可再生能源发电中的地位不断上升，据欧洲光伏工业协会的估测，到2030年，太阳能光伏发电将占到可再生能源的10%以上，到2040年，则提升至20%以上。中国是全球最大的光伏组件生产国且拥有全球最大的光伏发电装机规模，2021年，我国新增光伏发电并网装机容量约5 488万千瓦、存量并网装机容量达到3.06亿千瓦，两个指标分别连续9年、7年居世界第一。在组件生产方面，我国光伏组件生产增势迅猛，已从2011年的21吉瓦提高到2021年的182吉瓦，用来制造太阳能板的材料多晶硅，中国在全球生产领域占比提高到九成以上，而美国作为原有的光伏产业优势国占比则下降到5%，可见我国光伏组件生产能力十分强大。新能源汽车领域，中国是全球最大的新能源（电动）汽车产销国。我国深入推进实施新能源汽车国家战略，强化顶层设计和创新驱动，产业发展从小到大、从弱到强，成为引领全球汽车产业转型升级的重要力量。从产销规模看，自2015年起，产销量连续8年位居全球第一。新能源汽车产业的发展对锂离子电池形成了巨大需求，在新能源汽车产销量高增长的背景下，动力电池装机量持续走高。2021年全国锂离子电池产量324GWh，同比增长106%，2022年产量达750GWh，同比增长超过130%。由此可见，随着清洁能源技术的快速推广，关键矿产资源的需求将大幅增长，而其供给却受到开采成本、生态环境、市场波动等因素的制约，导致供需缺口不断扩大，危及“双碳”目标实现和经济绿色转型。

（二）关键矿产供应链严重依赖于全球贸易网络且极具脆弱性

不同于煤炭和油气资源，关键矿产资源具有较高空间集中度和非均衡性，一些国家或地区拥有丰富的资源，而其他国家或地区则缺乏并依赖进口。目前，特定关键矿产资源的供应主要集中在少数几个国家或地区，导致供应链的脆弱性、不确定性和低效率。例如，全球锂资源的约80%集中在智利、澳大利亚和阿根廷，全球钴资源的约60%集中在刚果（金），而这两种金属是制造新能源汽车动力锂电池不可缺少的材料。尽管中国具有强大的金属冶炼和精炼产业，产量巨大，但大量关键矿产资源依赖进口，具有较大的风险性。例如，中国镍精炼份额约占全球的35%，锂和钴均占半数以上，但中国却并非上述金属资源的储量大国。为此，中国企业不得不在澳大利亚、智利、刚果和印度尼西亚对海外矿产进行大量投资。关键矿产资源的投资回报期长、风险高，资源开采、运输受政治不稳定、人权问题、当地环境保护政策、资源民族主义倾向等多种不利因素影响，加上全球贸易网络的脆弱性，我国关键矿产资源的可持续供给面临着巨大的风险。

（三）主要大国对关键矿产资源的争夺态势将进一步加剧

随着关键矿产资源的稀缺性和战略性的增强，关键矿产逐渐成为各国核心安全关切。一方面，关键矿产资源供应国为了保障自身的矿产安全和发展利益，可能通过切断供应链获得新的地缘政治筹码，或采取单边方式对其他国家或地区实施资源制裁或限制，凭借丰富的关键矿产资源禀赋提升其在区域或全球舞台的政治影响力。另一方面，关键矿产的主要需求大国，为避免因关键矿产供应不可持续而导致能源转型步伐放缓和地缘经济利益受损，必然加大对关键矿产资源的争夺力度，并在矿产治理体系上提出一系列有利于自身的治理方案，打压竞争对手以限制其低成本获取关键矿产资源的能力。近年来，欧盟、美国、澳大利亚和日本等发达国家或地区先后制定了关键矿产发展战略，除了强调在国内层面要查明关键矿产来源，减少因供应链中断带来的国家安全与经济发展隐患外，还从国际层面着手调整矿产治理体系。例如，2019年6月美国牵头成立了“能源资源治理倡议”（Energy Resources Governance Initiative，ERGI），旨在组织与矿产资源储量丰富的国家开展“负责任的交流”，“促进合乎道德的可持续实践”，帮助这些国家开发美国所需要的关键矿产资源。该倡议不仅包括加拿大、澳大利亚等美国西方盟友，也包括刚果（金）、秘鲁、巴西等关键矿产丰富的发展中国家。ERGI体现了美国获取矿产的短期利益与塑造产业规范的长期意图的结合。2021年6月7日，美国正式加入“采矿业、矿物和金属可持续发展政府间论坛”（IGF），意在通过各种途径拓展矿产资源的进口渠道及推广美式标准。随着“双碳”目标的持续推进和关键矿产需求的加大，中国将面临关键矿产禀赋国资源民族主义抬头威胁。此外，由于中国和美国等国家对关键矿产的需求有较大重叠部分，还将面临大国对关键矿产的战略性争夺等冲击。

三、强化我国关键矿产资源可持续供给的策略

我国应加强“双碳”目标对关键矿产供需影响的研究，将关键矿产供应纳入国家总体安全战略，加强新兴固体废弃物的回收和综合利用，建立完善的关键矿产战略储备体系，主导建立全球关键矿产治理体系，增强全球关键矿产资源整合能力，建立多元化供给渠道，打造具有韧性的全球关键矿产资源供应链。

一是从科学角度深刻认识“能源—矿产关联机制”的转变。科学认识“双碳”目标、清洁能源转型与关键矿产资源之间的关系，将“双碳”目标的实现与自然资源保障特别是关键矿产资源保障作为一个整体进行系统谋划。要进一步意识到，新能源的本质是“关键矿产密集型能源”，确保关键矿产投入是实现能源清洁转型的关键所在。为此，应建立能够反映能源转型与关键矿产资源双向、紧密耦合关系的评估模型，研判碳中和对关键矿产国际供求关系的影响，精细化评估“双碳”目标实现所需关键矿产类别及其需求量的动态变化，分析关键矿产资源短缺、价格上涨等不利因素对“双碳”目标实现的阻滞影响，为“双碳”目标实现提供有力的决策支持平台。

二是强化关键矿产在总体国家安全战略中的重要地位。高度关注资源领域国际竞争格局的变化及其影响，明确将关键矿产资源作为影响国家安全的重要因素。2021年11月，中共中央政治局会议在审议《国家安全战略（2021—2025年）》时已提出确保“能源矿产安全”，首次将矿产安全和能源安全并列，从而将矿产安全提升到前所未有的高度。在此基础上，应进一步凸显关键矿产的重要性。借鉴其他国家经验，结合我国未来碳中和需要，适时更新、调整战略性关键矿产目录。与此同时，在推进统计重点领域改革时，应重点考虑“双碳”等绿色发展统计改革。就初级产品供给保障统计而言，除了传统矿产外，应在各类经济统计指标中加入关键矿产或对某些传统矿产予以替代，在各类价格指数的核算中，增加关键矿产种类或加大其权重。应尽快建立关键矿产景气指数，加强对关键矿产供应风险的监测和风险预警能力。

三是建立完善的关键矿产战略储备体系。对关键矿产资源开发利用和战略储备做出长远规划。建立包含多主体的储备体系，即以国家储备为主、企业储备为辅的关键矿产储备体系。特别是，要借鉴发达国家战略性物资储备的政策和经验，采取“官民结合”的模式，通过立法要求矿产企业在正常的商业储备之外，承担必要的战略储备义务。要依据碳中和、清洁能源转型远景需求，确定合理、动态的关键矿产储备规模，制订全国资源储备计划，逐步完善关键矿产资源战略储备的管理体系。

四是推动构建全球关键矿产资源治理体系。坚持共商、共建、共赢理念，推动建立由中国主导的、全球主要矿产输出国广泛参与的治理体系，有效协调各国关键矿产供需，确保关键矿产资源可持续供给。其一，要利用好南南合作关系，加强与发展中国家的矿产合作。要利用好“一带一路”倡议、金砖国家合作机制等多边合作机制，将维护全球关键矿产资源安全和推进全球碳中和作为重要议题，创建关键矿产合作组织和合作机制，不断扩大维护全球矿产安全的共识。推进与资源国的双边货币互换协议签署，规避汇率波动对关键矿产价格的影响，减少我国关键矿产定价权弱势。应充分利用中国关键矿产的采冶技术优势，助力其他资源国的矿产开发，建立技术合作、市场开放、环境治理、金融服务等机制，更为深入地参与全球关键矿产的开发利用，增强中国在关键矿产资源配置方面的协调能力。其二，要密切关注美、欧、日等对关键矿产的治理新动向，警惕其将关键矿产资源作为“卡脖子”工具，针对特定关键矿产类别，及早建立应对预案，有效应对大国资源竞争态势，提高中国对关键矿产资源的全球配置能力。

五是积极探索新兴固体废弃物回收利用技术与方法。风电、光伏发电设备制造需要投入大量关键矿产和复合材料，对报废设备的处理可能产生大量新的环境污染难题，其中以新兴固体废弃物处理最为明显。不同于化石能源的易消耗性，可再生能源发电装备和锂电池中的关键矿产具有较高的回收价值，未来解决关键矿产的回收利用将是破解矿产稀缺性难题的重要方法，在这种情况下，尽快探索新兴固废高效回收利用方法，不仅能有效降低新能源产业发展带来的潜在环境危害，还能够促进关键矿产等材料的循环利用。目前，风电叶片、光伏组件、锂电池等的回收利用技术尚在探索之中，以现有的回收技术和能力尚不足以消纳未来的报废需求，经济性也欠佳，影响了相关技术的规模化推广和应用。应加大回收利用科技攻关力度，探索技术领先、经济可行、安全可靠的回收利用方法，尽快实现产业化运作，协同解决碳减排、固废治理和关键矿产资源循环利用问题。