不止稀土！美国《科学前沿》指出23种矿产品存在风险

近日，美国科学家在《科学前沿》上发表一个新的分析方案，利用指标建模方法系统分析了美国制造业2007-2016年间52种非燃料矿产品的供应风险，有助于判断哪些影响因素可能使依赖进口的矿物商品供应中断。

 美国地质调查局局长吉姆·赖利说：“为了实现特朗普战略的目标，采用这个方案旨在确保关键矿产的可靠供应。分析结果能用于制定美国制造商的计划和健全的供应链管理决策。”

该方案评估了2007年至2016年美国对全球52种矿产商品的供需情况。研究结果显示，美国制造业面临包括稀土元素、钴、铌和钨在内的23种矿产品的供应风险。这些商品对移动设备、可再生能源、航空航天和国防等应用至关重要。该方案的主要作者USGS科学家内达尔·纳萨尔表示：“目前新兴技术的制造商主要依赖来自其他国家的矿产品。重要的是要了解哪些商品对制造业中的哪些行业构成最大的风险。”

美国高度依赖许多矿物商品的进口，而这些商品的生产集中在少数几个国家。这对使用这些矿物商品的制造业部门构成重大风险。美国地质勘探局的最新报告《评估美国制造业的矿产品供应风险》确定了23种风险最大的矿产品，这些和其他矿物商品用于战略应用，包括部署在喷气发动机燃烧区附近的单晶涡轮叶片。

矿产资源是否关键往往取决于评价者的战略目的和资源的供应风险，供应风险往往不能简单地用进口量与消费量的比值来衡量，拉西特早在1984年就指出，矿产资源关键与否要满足四个基本条件和任一附加条件。

四个基本条件是指：

1.进口量与消费量的比值；

2.供给国是否集中；

3.供给国供货是否稳定；

4.供给国是否可靠。

附加条件包括：进口值占国民生产总值的比重，非弹性需求或矿产品对工业与国防的重要作用。同时，自然灾害、地缘政治、环境保护、可持续发展、市场动态、新兴产业与技术革新等因素，都对制定关键矿产资源清单起到重要作用。

在以下三种情况，矿产品对美国制造商的供应风险最大：

1.美国制造商主要依赖国外采购的矿产品；

2.有关国家无法或不愿继续向美国制造商提供矿产品；

3.美国制造商无法应对矿产品价格冲击或供应中断。

风险不是一成不变的，它会根据针对每种矿产品及其使用行业的全球市场状况而变化。分析表明，风险通常不会在短期内急剧变化，而是保持相对恒定或稳定变化。

例如，在2007年至2016年期间，中国与日本发生争端时停止了出口，稀土元素的风险在2011年至2012年达到顶峰。但是，在整个研究期间，稀土元素的供应始终是风险最高的商品之一。

美国超一半矿产消费依赖进口

矿产品作为国家制造业的重要原材料，供应风险直接决定了各类制造行业的发展前景，制定降低风险的对策至关重要。近日，Nassar et al. (2020) 在Science Advances上发表研究成果，他们利用指标建模方法系统分析了美国制造业2007-2016年间52种非燃料矿产品的供应风险。 

该研究利用传统风险分析方法框架建立了供应风险（Supply Risk，SR）模型，认为SR值由中断潜在风险（Disruption Potential，DP）、贸易风险（Trade Exposure，TE）和经济易损性（Economic Vulnerability，EV）三个要素组合而成，这三类要素由各自的关键经济指标进行衡量。 

美国2007-2016年间各类矿产品中断潜在风险、贸易风险、经济易损性和供应风险的评分情况（元素格内由0到1，阴影越大风险评分越高）

美国2007-2016年间52种矿产品供应风险热力图，根据聚类分析分为四类，每种矿产品以蓝色为低风险和红色为高风险展示10年间供应风险情况（第一列），其中每种矿产品对应的领先产出国（第二列）和2016年最易受损的制造行业已标出（第三列，浅绿为最主要易损产业贡献度，深绿为其余产业贡献度），可以看出大多数矿产品的易损性往往受控于单一用途，如永磁材料对于钐、钕、镝、镨等稀土元素；少部分矿产品如铝和锡可能受控于多个制造业使用

研究结果显示：

1）包括钴、铌、稀土元素和钨在内的23种矿产品对于美国制造业具有最高的供应风险；

2）若高供应风险矿产品获取难度加大，相关产业将无法承受价格冲击，进而供应中断；

3）供应风险随国际市场状态发生动态变化；

4）大多数矿产品的供应风险短期内鲜有重大变化。 

相对于以国家为单位的“清单式”关键矿产资源研究，该项研究已经细化到评估国家各个制造业对各类矿产品的供应风险，其指标建模过程和所选数据针对性强。如何将高供应风险矿产品降至可接受的水平，即如何降低中断潜在风险（DP）、贸易风险（TE）或经济易损性（EV）指标，该研究建议对于高供应风险的矿产品可扩展供给来源渠道、利用贸易伙伴保障供给、发展国内相关产品一次和二次资源的利用率、大力发展可再生-循环利用资源和替代资源、增加相关产品资源储备等一系列措施降低风险至可控范围。 

美国“风险”为中国带来启示

我国是矿产资源大国，也是矿业大国，已发现矿产172种，探明资源储量的有162种，品种较为齐全，勘查开发体系完整，主要矿产品产量和消费量居世界前列。

近年来，随着我国对矿产资源的科技投入不断加大，科技水平不断提升，部分技术已经处于世界先进水平不过，我国各地区在矿产资源利用管理方面还存在发展不均，与国际先进科学技术和管理方法也存在一定差距。通过对美国矿产资源开发现状和战略特征的整体研究，我们仍然可以得到启示。

早在2010年，能源部制定首份“关键材料战略”，主要目标是：（1）全球供应链多样化，以减轻供应风险；（2）开发材料和技术替代品；（3）促进回收、再利用和更有效的使用，以显着降低全球对关键材料的需求。

对于稀土金属和其他材料在清洁能源经济中的应用：

1.包括风轮机、电动汽车、光伏电池和荧光灯等多种清洁能源技术，短期内利用材料有供应中断的风险，这些风险通常会在中期和长期减少；

2.清洁能源技术目前约占全球关键材料消费量的20%。未来随着清洁能源技术的更广泛应用，这一份额会增长；

3.分析结论认为，在短期内镝、钕、铽、铕和钇这五种稀土金属以及铟最为关键；

4.从中长期来看，合理的政策和战略投资可以降低供应中断的风险。

加强矿产资源科学技术研究，注重科技对决策的支撑。从美国地质调查局、土地管理局以及能源部的矿产资源发展战略可以看出，美国在开发利用矿产资源的过程中十分重视科学技术的作用，在长期的战略规划中始终保持对相关科学和技术的稳定投入，并充分利用科学研究成果和先进技术工具为矿产资源的利用和管理服务。另外，在具体科学战略方面特别注重跨学科合作，包括探索学科交叉的方法、信息合成和空间分析技术，强调科技和信息对决策的支撑服务作用。

矿政机构管理体制明确，各机构间分工协作。美国矿产资源管理体制完善，联邦矿政管理机构和各州矿业管理部门根据土地权限和矿业权分类，各自分工有相互协作，矿业管理趋向集约化、科学化。美国矿产资源发展战略与举措持续，政府对地质调查局、土地管理局、能源部等联邦矿政管理机构提供持续的支持，开展矿产资源计划。此外，联邦矿政管理机构对未来矿业发展制定明确的技术发展路线图，包括矿业交叉领域、矿物工艺技术领域、勘探与开采技术领域以及矿业业专业人员培养领域等，以支撑产业部门和政府制定相关决策。

关注全球矿产资源，加强对全球矿产资源链的操控能力。美国不仅注重本国矿产资源的综合找矿、综合评价和综合开发利用，还关注全球矿产资源分布及综合利用状况的评价，并对全球矿产资源的产业链具有一定的操控能力。美国能源部从美国能源发展战略的未来需求角度出发，对全球范围内的矿产供应链进行风险分析，研究关键矿产的用途，并加强对矿床类型、提取技术、加工技术和其开发、加工过程中产生的废弃物等的研究。此外，美国地质调查局加强极地科学战略，最终目的是支撑国家资源管理政策和提高北极地区的管理水平。

阳光创译=国际矿业服务平台