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稀土元素、国防军工和资源战略的重要意义

2016/3/22 16:58:00本站原创 【字体:

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  稀土元素于新能源、新材料等高科技发展不可或缺,在航天航空、国防军工等领域尤其具有广泛的应用价值。现代战争结果表明,稀土武器主导战局,稀土技术优势代表着军事技术优势,拥有资源则有保障。

  因此,稀土也成为世界各大经济体争夺的战略资源,稀土等关键原材料战略往往上升至国家战略。欧日美等国家地区针对稀土等关键材料更为重视,2008年,稀土材料被美国能源部列为“关键材料战略”;2010年初,欧盟宣布建立稀土战略储备;2007年日本文部科学省、经产省就已经提出了“元素战略计划”,“稀有金属替代材料”计划,他们在资源储备、技术进步、资源获取、替代材料寻求等方面采取了持续的措施和政策。

  欧盟

  2008年

  欧盟出台一项综合政策《欧盟原材料计划》(RMI),力求保证在第三国家(与资源大国如中国以及资源进口依赖程度大的国家如美国和日本进行合作,逐步消除贸易壁垒出口壁垒)以及欧盟国家(建立良好的沟通机制,开展合作调研)的原材料供应,提高资源利用率和循环使用

  2009年

  欧盟就中国原材料出口限制措施向WTO上诉

  2009年5月,欧盟工业部长力挺RMI,呼吁欧盟开展原材料“外交”,并请求欧盟委员会拟定紧缺原材料名单。

  2009年11月,欧盟开始测试原材料的紧缺性。应欧盟工业部长的邀请,欧盟委员会成立了专家组来圈定原材料紧缺框架名单。

  2009年12月,初步圈定出19种物质,使得紧缺矿种增加到39种。专家确定了3种风险:1)进口风险:原材料进口主要来自政治上不稳定的地区或来自市场经济不起作用的国家;2)生产风险;3)环境风险

  2010年
  
  2010年初,欧盟宣布建立稀土战略储备。根据欧盟委员会2008年11月出台的“原材料整合战略”,欧盟将在全球市场上寻求建立更好、更不容易遭受破坏的原材料获取渠道,加大欧洲内部原材料勘探、开采力度,同时欧盟也将提高原材料利用效率、缩短循环利用周期,以减少欧盟的原材料需求量。

  2010年3月,欧盟欧洲委员会企业和工业总司与日本就稀土稳定供应达成协议,表明欧盟愿与日本就稀土新技术开发、稀土调配的国际交涉采取一致步调。欧盟表示,为有效解决稀土供给不足,除在外交上应步调一致寻求中国改善稀土出口外,日欧还应加强在稀土回收新技术研发、及加快稀土代替元素开发领域的合作。

  2010年6月17日,欧盟主管原材料政策的官员表示,欧洲需要进口约40种稀有原料才能保障高技术产品的生产,其中14种原料很快面临供应短缺,这14种原料(包括锑、钴、铟、钨、镓、铂金家族以及稀土等)只在中国等少数几个国家开采,特别是稀土材料几乎100%来自中国。

  2010年6月,欧盟发布一项报告称,由于像稀土这样的原材料“对欧盟经济发展意义重大”,相关产业因中国稀土出口锐减,承受的压力将不断加大。有欧洲经济学家说,可以拿提高对中国产品进口的限制来威胁中国。

  2010年7月12日-13日,欧盟环境部长们讨论比利时欧盟轮值主席关于“可持续的材料管理”的倡议。

  2010年11月9日,欧盟委员会出台名为“贸易、增长和世界事务”新的贸易战略文件,特别强调知识产权保护、原材料供应、能源供给等问题,主张采取更加强硬的策略为欧盟企业打开外部市场。

  发布《欧盟关键原材料》报告,提出每五年更新欧盟关键原材料列表,并扩大危险程度评估范围;制定政策获取更多的主要资源,提高原材料及含原材料产品的循环使用效率;鼓励替代特定原材料,特别是推动关键原材料的替代研究;提高关键原材料的整体材料效率。

  2010年11月,欧盟公布长期确保原材料进口战略文件,以更好的保障高技术产品所需的原材料供应。

  2011年

  欧盟研讨解决商品市场和原材料的挑战,提出确定关键的原材料,并确定综合措施,以确保原材料从国内以及全球市场可持续供应到欧盟,还强调了贸易政策在这一领域的作用。它将促进欧盟内部开采、回收、研究、创新和替代,最后,将改善欧盟原料与外部政策的一致性。

  2011年6月22日,欧盟贸易总司一行来访中国,与原材料工业司(稀土办公室)就稀土相关情况进行交流。双方对中国针对稀土行业存在的问题以及专项整治的方案进行了了解和交流。中方表示将依据WTO规则对稀土出口实行有效管理,同时,希望世界上拥有稀土资源的其他国家也积极开发稀土资源,共同承担全球稀土供应责任。

  2012年

  2012年3月,美国商务部高级官员透露由于中国限制稀土出口,美国、欧盟和日本已经着手向WTO起诉中国。

  2012年3月13日,美日欧将中国稀土、钨、钼相关产品的出口关税、出口配额及出口配额管理和分配措施诉诸WTO争端解决机制,双方磋商无果,同年7月23日,WTO成立专家组作为该案裁决机构。

  欧盟委员会启动“原材料创新型伙伴关系”议题,提出要通过加强整个原材料价值链的创新来保证欧洲原材料的持续供给。

  2012年9月,欧盟贸易总司司长就其对中国太阳能电池反倾销案与中国政府代表进行磋商。欧方表示欧方了解此案案值巨大,有其特殊性,避免贸易冲突符合双方的利益。在立案调查的过程中,欧方愿意在世贸组织规则和欧盟法律框架下,同时就此案与中方进行磋商和讨论,共同探讨解决问题的办法。双方业界也可自主决定开展磋商。

  2013年

  欧盟发表《原材料计划的实施》,作为2008和2011年报告的延伸。

  2013年12月2日,欧盟与美国、日本就关键原材料开展对话,对关键原材料列表进行回顾,并讨论建立联合数据库

  2013年12月,欧盟委员会联合研究中心发布了一份题为《欧盟能源行业低碳经济中的关键金属》的研究报告,对低碳能源技术制造中的原材料供应问题开展了调查。研究发现,有八种稀有金属处于短缺高风险状态。这些风险来自于欧盟对进口的依赖、全球范围不断增长的需求、地缘政治等原因。在这八种被认定为“关键”的原材料中,有六种是稀土金属(镝、铕、铽、钇、镨、钕),其他两种为稀有金属镓和碲。三种稀有金属(铼、铟、铂)和石墨具有中高风险,这表明,这些金属的行情需加以监控,以防情况变坏引起供应链瓶颈风险。

  2014年

  欧盟委员会联合研究中心发布了一份题为《欧盟能源行业低碳经济中的关键金属》的研究报告,对低碳能源技术制造中的原材料供应问题开展了调查。研究发现,有8中金属处于短缺高风险状态,包括六中稀土(镝、铕、铽、钇、镨、钕)以及镓和碲。镝被认为处于高风险,预计2020-2030年间,欧盟对镝的需求占到全球供应量的25%,以满足其在混合及电动汽车、风力涡轮机等的应用。

  2014年3月10日-11日,欧盟与拉丁美洲就原材料开展对话,交换成功经验,讨论如何增强区域以及双边合作。

  2014年4月,欧亚经济委员会理事会决定,对纯形式,及混合形式的钪和钇稀土金属,临时实行进口零关税。这些金属被用于获取超硬度材料。这项措施旨在减轻关税同盟成员国市场上钪和钇的短缺现象,因为在俄罗斯,白俄罗斯和哈萨克斯坦几乎是不产这些稀土金属,对进口这些稀土金属实行零关税将有助于关税同盟成员国发展高新技术产业。此外,欧亚经济委员会理事会决定,将某些类型轧钢机的轧辊进口关税从0%提高到8.3%。此举是为了提高关税同盟成员国企业的投资力,并有助于扩大生产设备的利用率。

  2014年4月26日,美国、日本、欧盟针对中国的稀土贸易诉讼案初步裁决中国败诉,商务部26日晚间确认了这一消息。商务部条法司副司长杨国华对此回应称,目前商务部正在评估WTO专家组裁决报告,其强调中国政府仍有权向WTO上诉,此案尚未“盖棺定论”。按照WTO上诉流程,中国政府尚有最多90天时间决定是否上诉。

  2014年5月发表《关键性原材料报告》,指出原材料是欧盟2020战略的重要组成部分,对全球化时代的行业政策以及提高欧洲资源使用效率方面有着重要的影响。欧盟2020战略旨在提高原材料的可持续性发展,这也是未来有色金属行业的发展趋势。该战略倡导有色金属行业提高透明度,加深对金属及其风险的认识,增强创新度和参与度,提高金属的循环利用。

  2014年5月26日,欧委会发布了最新一期关键原材料清单,将该清单所涉的种类范围从14种扩大到20种,分别为:锑、铍、硼酸盐、铬、钴、焦炭、氟石、镓、锗、铟、菱镁矿、镁、天然石墨、铌、铂族金属、磷矿石、重稀土、轻稀土、金属硅、钨。报告称,欧盟选择关键原材料种类的主要考虑因素有两项:经济重要性和供应风险。新一期清单与原清单相比的主要变化有:一是将稀土分为两类:轻稀土和重稀土;二是将钽移出清单;三是新增了6种关键原材料:铍、硼酸盐、焦炭、菱镁矿、磷矿石和金属硅。报告称,在全球供应体系中,被监测评估的54类原材料中约90%原产于非欧盟地区,中国是多项原材料的重要供应国。

  2014年6月,欧盟发起采矿政策研讨会,参加方包括加拿大、澳大利亚、智利、南非和美国,主要议题涉及采矿技术、土地使用规划以及减少采矿过程中的污染和浪费等内容

  2014年6月20日,开展“原材料高级会议”,提出要减少对关键原材料的依赖程度,改善欧盟内外的原材料供应条件,促使欧盟在原材料行业中处于先锋位置,选择可替代品,减少对环境和社会的负面影响。

  2014年9月,欧盟发起格陵兰岛研讨会,讨论欧盟与格陵兰岛之间的原材料合作,涉及格陵兰政府、采矿公司、欧盟终端用户和供应商、以及格陵兰的采矿支持服务提供商。

  2014年11月,据欧洲防务局说,欧洲需要共同确定哪些原材料对其国防领域至关重要,并确保这些材料的供应不会中断。欧洲防务局正计划针对这一问题展开新的研究,其表示这一行动的主旨应该是“缓解、减少甚至消除”对提供这些关键材料的非欧盟供应方的依赖。欧洲防务局在为定于2015年展开的这项研究而发布的招标文件序言中说:“用于国防技术领域的原材料如果出现供应中断的情况,有可能危及国防实力,其中包括可能影响到国防业研发并支持国防技术和设备的能力。”

  2014年12月9日,欧盟宣布成立原材料创新与技术研究院(原材料-EIT),旨在整合全欧洲原材料领域的研发创新资源,提高创新能力,应对原材料供应挑战,转变欧盟对进口原材料的依赖,促进经济增长和提高全球竞争力。

  2015年

  2015年3月17日,欧盟体针对“有责任地采购冲突矿产(金、锡、钽和钨-简称3TGs)”提出三个原则:1.不锁定特定矿源:企业不应只是针对所规范之区域停止采购,也应了解其他地区是否有冲突情形发生,如南美洲、东南亚、东欧等地。2.采购3TGs之外的矿物:除了禁止采购3TGs等矿物,仍可以采购其他矿物,唯企业必须体认到其他矿物也可能来自其他有冲突之矿源,故后续进行调查时须将范围扩大。3.先不建立强制性规范:企业应自愿性根据OECD纲领进行自我宣告并经第三方查证后成为“责任进口商”。

  2015年4月14日,欧洲议会国际贸易委员会(INTA)讨论冲突矿产立法,并经投票决定建议对自刚果等冲突地区的钽、钨、锡和金等采取强制认证管理制度。欧盟拟对冲突矿产进行规制管理的缘由是防止资金落入冲突地区的非法武装手中。欧盟是钽、钨、锡和金等金属全球最大的进口者,在全球贸易中所占份额达35%。

  2015年11月18日,英国《简氏防务周刊》发表题为《欧洲防务局开展原材料研究》的报道称,据欧洲防务局说,欧洲需要共同确定哪些原材料对其国防领域至关重要,并确保这些材料的供应不会中断。欧洲防务局在为定于2015年展开的这项研究而发布的招标文件序言中说:“用于国防技术领域的原材料如果出现供应中断的情况,有可能危及国防实力,其中包括可能影响到国防业研发并支持国防技术和设备的能力。”进入国防工业的稀土元素包括镝、铒、铕、钆、钕、钇和镨。欧洲防务局说,这些元素是“军需品、航天、军事监控系统以及军用发动机催化转化器、永磁体、电池、同位素电池、激光以及X射线管所不可或缺的”。

  美国

  2008年

  2008年,美国国家研究委员会发布《21世纪军用材料管理》和《矿物、危急矿物与美国经济》两份报告,列出的36种战略关键材料中,其中包括铈、铕、镧、钕等8种稀土元素,并指出美国处于最大风险的矿物有铟、锰、铌、铂族金属和稀土元素。

  2009年

  2009年4月,国防部向国会提交了《国家战略安全储备重新配置报告》,分析了美国战略安全领域的关键材料及其国内外供应情况,按照这一报告,美国53种战略材料中有22种存在供应不足、接近不足或存在问题,其中就包括稀土钇元素;引起生产延误的原材料有19种,其中包括铈、铕、镧等4种稀土元素。

  2010年

  2010年3月,能源部表示制定部署稀土供应的战略计划,分三个层面:一是多样化稀土的供应链;二是致力于替代产品的开发,鼓励美国的稀土消费企业研发使用较低战略性的资源;三是提高稀土资源的利用效率以及回收再利用水平以减少对进口的过度依赖。这是能源部多年以来首次将稀土作为重大战略计划进行部署。

  美国众议员提出一项法案,要求国防部和其他联邦部门振兴美国稀土工业,并呼吁建立国家的稀土储备。法案要求国防部长开始购买对国家安全至关重要的稀土矿产品,并将之纳入国家储备。新法案将要求在法律生效后,国防储备中心从中国直接购买供5年使用的稀土。

  2010年4月,政府问责办公室向国会提交《国防供应链中的稀土原料》报告,全面阐述了当前国际稀土资源状况及供应形势、国防体系对稀土资源的依赖、对稀土资源依赖导致的国家安全风险、重整美国稀土产业面临的问题如成本、技术和环保,以及对应策略等。

  2010年5月修订后的《2011财政年度国防授权法案》要求国防部在半年内对稀土供应链进行评价以确定对国家经济和军事安全起着战略性作用的稀土原材料,一旦被认定为战略性资源,国防部必须制定计划确保在2015年以前获取稳定的资源供应。

  2010年9月30日,美国政府宣布在1个月内制定出紧急计划,建立美国稀土供应多元化体系,摆脱对中国的依赖,恢复并扩大国内的稀土生产,同时向中国以外的国家提供资金与技术援助并取得这些国家稀土矿产的稳定供应。

  2010年12月15日,美国能源部(DOE)发布《关键材料战略》,提出的举措包括增加研发力度、做好情报搜集工作、允许国内生产、解决国内生产加工所需资金问题、战略储备、回收利用以及灵活的外交政策。该战略的主要结论包括:1)清洁能源技术的一些组成部件如永磁体、电池、光伏薄膜和荧光粉等,对短期内(0-5年)具有供应风险的材料依赖性较大,在中期(5-15年)和长期内这些风险可能会降低;2)清洁能源技术所消耗的关键材料目前约占全球总消费量的20%。由于在未来几十年,清洁能源技术的应用将更广泛,其占全球关键材料消费量的份额也将会增加;3)在所分析的材料中,5中稀土元素(镝、钕、铽、铕、钇)和铟被评定为最关键的材料。在这份战略报告中,“关键性(Criticality)”是一个结合清洁能源经济重要性的测度指标,反映了供应中断的风险性;4)稀土元素实际上并不稀少。在许多国家都发现有稀土矿,包括美国、加拿大和澳大利亚,目前,中国的稀土产量占全世界的95%。但是,稀土新矿上线生产需要很长时间和大量资本支出;5)关键材料通常只占清洁能源技术总成本的一小部分。因此,这些材料的价格上涨可能不会对最终产品价格或技术需求产生重要影响。对价格响应信号的缺乏,暗示了供应短缺的可能性;6)特别是在中长期内,良好的政策和战略投资可以减少供应中断的风险。

  2013年

  2013年7月,国国会共和党人正在推动一项法案,谋求加快开采本国的战略矿物资源,以减少对中国的依赖。民主党人批评该法案会削弱环保。美国国会众议院来自内华达州的共和党议员马克•阿莫迪今年2月提出这项名为《2013年国家战略与关键矿物生产法》的议案。议案说,中国正在“限制”稀土出口,而美国目前有19种非燃料矿物完全依赖外国进口,需求量50%以上依赖进口的非燃料矿物达到24种,包括各种稀土元素。与此同时,在25个主要矿产国家中,美国主管机构审批矿场开采许可证的时间最长。

  2013年9月,美国国会众议院通过一项法案,谋求加快开采本国的战略矿物资源,以减少对进口稀土的依赖。议案说,美国目前有19种非燃料矿物完全依赖外国进口,需求量50%以上依赖进口的非燃料矿物达到24种,包括各种稀土元素。与此同时,在25个主要矿产国家中,美国主管机构审批矿场开采许可证的时间最长。

  2014年

  美国、日本和欧盟联合上诉WTO,对中国稀土、钨、钼相关产品出口管理措施提出违规。

  2014年8月,专门从事设计、制造和部署铜铟镓硒(CIGS)柔性薄膜太阳能电池技术的美国SoloPower系统公司把美国光伏制造联盟(PVMC)作为战略技术伙伴进行通力合作。PVMC是总部位于纽约州立大学(SUNY)纳米科学和工程学院(CNSE)的一个产业领导联盟。依据协议,PVMC将向SoloPower系统公司提供专业技术服务以开发薄膜太阳能电池。

  2014年10月,根据2014年合并拨款法案,美国国会要求其能源部(DOE)开展“从煤和煤的副产品流(如粉煤灰、煤矸石和废水)中经济回收稀土元素”的可行性评估和分析,同时报告其调查结果,如果确定可行,将规划从煤炭和煤炭副产品流中回收稀土元素的多年研发计划,以获得国会拨款。其目的是寻找关于从煤炭和煤炭副产品中回收稀土元素的最有发展前景的技术信息。候选技术必须高性能、经济上可行且对环境无害,适用于目前大规模的测试或当前的研发阶段,预计能够在2020年开展大规模测试、到2025年开展部署。

  日本

  1974年

  日本通产省就已出台相关政策,选定部分有条件储备的矿产资源作为战略资源进行储备。

  1976年

  日本通过设立“特殊金属储备协会”这一社团法人,采取“政府出资、民间管理”的形式进行矿产资源的民间储备。

  1983年

  日本《国家稀有金属储备制度总规划》发布,日本国内开始矿产资源的国家储备。

  2001年以来

  出台有关环境、资源综合利用、废弃物处理等一系列法律。

  2006年

  日本政府发布《国家能源资源战略新规划》,将稀土、铂、铟3种稀有金属列入储备对象,即将稀有金属储备种类扩展至10种。至此,稀土被正式列入储备体系中。日本对于稀土储备起步较晚的原因在于,来自中国的稀土供给风险在2000年以后日益凸显,加之国内需求的快速增长,使其不得不关注稀土长期供给的风险。同时,建立矿产储备是日本对于稀土较为初期的管理政策,并将长期作为其稀土政策的重要内容。

  2007年

  实施分散资源供给地的战略,在维系于中国的资源外交关系稳定发展的同时,还重点加强与稀有金属资源丰富的非洲、南美国家及地区的合作关系。日本经济产业省和大型商社计划于9月份共同组团前往南非,就共同勘探稀有金属达成协议,使开发得以具体化。还考虑访问镍和钴资源丰富的马达加斯加。日本希望利用技术和资金获得这些国家的合作。

  日本经产省制定新战略,目的在中长期内确保稀有金属稳定供应,特别是钨、钴、钒、钼、铂和稀土金属。该战略号召日本企业支持在海外开发矿产,包括注入公共基金以帮助国内私营公司获取海外采矿权益。该战略还要求利用外交政策手段签订自由贸易协议,加强与稀有金属生产国的关系。

  2008年

  2008年9月经日本内阁决议后出台《新经济成长战略》,指出日本要以世界领先的节能、环保技术为基础,实现“以‘资源大国’为目标的资源能源供给革命”,这样就必须保障稀有金属的稳定供应。

  2009年

  日本制定并发布了《海洋能源及矿物资源开发计划》草案,该草案明确提出要鼓励国内对于周边海域海底矿床资源的调查与开采。

  2009年7月,日本经济产业省(METI)发布了“确保稀有金属稳定供应战略”(StrategyforEntrustingStableSuppliesofRareMetals),提出的举措包括通过日本石油天然气金属矿产资源机构(JOGMEC)对重要战略资源稀土进行收储,合作投资海外矿产,确保日本的稀土资源供应,以及稀土回收、高效利用以及替代材料方面的研究,核心就是通过各种方式保障日本的稀土供应,降低对中国资源的依赖程度,保护日本核心利益。在2007年启动的稀有金属替代材料开发计划基础上进一步增加元素种类,现包括镝、铈、铽3种稀土元素在内的6种稀有金属。

  2010年

  发布科学技术白皮书中,提到要开发稀土高效回收系统、稀土替代材料,还通过设立环境废物管理研究基金优先资助稀土回收提炼研究。

  通过3369亿日元的临时追加预算,专项用于鼓励国内企业与第三国对稀土资源的合作开发。

  2010年以来,日本政府先后与蒙古、哈萨克斯坦、印度、越南、南非等国政府达成稀土开发协议,并正加紧与美国、加拿大、格陵兰岛等协商稀土开发问题。

  2011年

  2011年3月25日,日本产业省出台总额331亿日元的政府补助政策,旨在鼓励日本企业减少稀土用量。这项补助政策面向110个公司的160个项目,包括稀土回收利用、稀土用量削减和进口渠道拓宽等。

  2012年

  日本经济产业省进一步推动“脱稀土”事业的发展,使用稀土的项目提供50亿日元补贴计划,主要为鼓励和支持降低镝、钕磁材料的使用及提高稀土回收利用等各类技术开发项目的实施。

  2013年

  日本资源能源厅矿物资源科在2013年度补充修正案和2014年度“15个月预算”案中,向海外陆地资源投入115亿日元,向日本领海海底资源投入78亿日元。在海外陆地资源方面,日本将与资金雄厚的中国国有企业及国际资源大公司抗衡,出台支援资源国经济发展的一揽子计划,用以确立并巩固作为共同开发的合作伙伴地位。在日本海底资源方面,在深海进行商业规模的采矿在世界尚属首次,计划在确立了采掘技术后继续让民间企业作为开发主体。

  日本将重点关注供应不稳定的中重稀土、钨、钛、锂等金属。矿物资源科通过援助此前在澳大利亚及印度等的新开发及再开发项目,在减少轻稀土对中国的依赖及供应渠道多元化方面收到一定成效。在越南的轻稀土DongPao项目从2008年着手以来进展不大,但2012年开始了萃取分离工艺的共同开发。虽然业内有观点认为已没有必要进行轻稀土的资源开发,但矿物资源科认为应通过DongPao项目,增进两国关系的发展,达到参与中重稀土、钨、钛、锑等新资源开发的目的。

  2013年5月,TDK及东海贸易与广东稀土产业集团母公司的广晟有色金属共同出资,在广东省梅州市设立稀土磁性材料生产企业,于2015年开始供应。

  2014年

  2014年3月,村田制作所与五矿稀土公司母公司的五矿集团公司旗下企业共同出资,在广东省佛山市成立陶瓷加工企业,于同年6月开始生产。

  2014年4月8日,日本已联合欧美多国通过WTO争端解决机制对中国的出口限制政策提出上诉,以期迫使中国放弃稀土出口限制,保持现有供应渠道畅通;,日本政府积极开展稀土资源外交,陆续越南、哈萨克斯坦、印度和澳大利亚等国家投资稀土资源,拓展新的稀土供应渠道。再次,鼓励对本土稀土资源进行勘探与开发,尤其以海底资源为重点。

  2014年9月,日印对与稀土出口的问题已经达成共识,日本为了摆脱对中国稀土的依赖,日本首相安倍晋决定每年从印尼进口稀土2000吨或者更多。同时9月1日莫总统拜访日本首都东京,预计商讨向日本出口稀土的决议。

  2014年11月,东京大学和三井海洋开发等参加的“稀土泥开发推进财团”于最近成立,将开发从水深5600~5800米处挖掘稀土泥进行生产的技术,并寻求实现商业化的可能性。

  2015年

  日本经济产业省提出“强化金属材料竞争力计划”,提出跨行业、针对各种金属材料共性课题的、并能提高未来竞争力的战略。

  事实上,日本政府并不完全满足于现有稀土储备体系及“脱稀土”事业对于降低长期稀土供给风险的作用,寻求多元化的资源供给成为其避免稀土供应危机的另一重要保障。

  产业前沿认为,欧盟、美国、日本等国家和地区的系列政策有序并持续出台,表明了稀土资源和元素应用的重要意义,尤其于国防军工发展建设。

  “爱国者”导弹打败“飞毛腿”,得益于其制导系统中使用了大约4公斤的钐钴磁体和钕铁硼磁体,用于电子束聚焦;“猛禽”战斗机超音速巡航功能,依托的是使用特种稀土材料制造的强大发动机;“艾布拉姆斯”坦克导航系统、“宙斯盾”系统的SPY-1雷达用了钐钴磁铁;DDG-51驱逐舰的混合电驱动系统用了钕磁铁......M1A1完胜T72的坦克之战,从一定意义上讲已经成为稀土之战。

  陆军

  稀土元素可用于装甲用钢,中国早在上个世纪60年代,就设计出了稀土碳钢,由其制成的装甲钢抗击力提高了70%左右。而包含稀土元素的可延展性球磨铸铁制造的迫击炮炮弹杀伤力大大提高。

  稀土元素还可以用在火控瞄准系统中,美国M1A2坦克装的激光测距仪,用到稀土金属钇元素,做到先发制敌。

  稀土金属镧元素的夜视仪,增加晚上的作战能力。

  空军

  17种稀土元素在航空维修领域都有用途,其中,镝、钕、铽、铕、钇是飞机上最重要的5种稀土金属元素,它们可用于飞机的热障涂层、有色荧光材料和电机永磁材料。

  稀土金属的高强度和高耐用性,不仅实现了超音速飞行,还大大减轻了飞机的自重;含有钐、钴稀土元素的永磁发动机则在武器的操控中起着至关重要的作用。

  战斗机用多电发动机是在传统的航空燃气涡轮发动机上,用主动磁浮轴承系统代替传统的机械轴承系统,用安装在主轴上的大功率内置式整体起动/发电机为飞机提供所需电力,用全电气化传动附件取代机械液压式传动附件,实现发动机和飞机的全电气化传动,同时,发动机的控制系统改为分布式控制系统,发动机的燃油泵和作动器也改为电力驱动。高温磁体是新型多电发动机的核心部件大功率内置式整体起动/发动机、主动磁浮轴承系统、电力作动器等的关键材料。

  海军

  电驱动于船舰,能提供更强劲动力、节约燃料、供电等优点。在潜艇方面,具有静音、体积小等突出优势。西方国家的多个型号已装备了电驱动动力系统,如美国的DDG-51驱逐舰的先进混合电驱动系统使用两吨以上钕铁硼磁体,德国U212和U214级静音潜艇的永磁推进电机使用一吨多的钐钻。

  航空

  在卫星、飞船的姿态控制、轨道控制系统中,稀土永磁材料主要用于各类闭锁阀门。在这类阀门中,靠永磁材料产生的磁力锁闭在一定的位置,靠地面控制的脉冲磁场改变锁闭位置,主要用于控制空间飞行器推进剂的供给,从而进行姿态控制和轨道控制。永磁闭锁阀门具有重量轻、可靠性高节约燃料等突出优势,是载人航天、空间探测以及各类卫星的微动力推进系统的关键器件。

  对于空间探测来说,离子推进具有比冲高、能重复启动、质量轻、体积小、消耗工质少和寿命长等特点,因此受到各航天大国的高度重视。据计算,一颗2000kg的卫星,若采用离子推进器将它从350km高度的轨道提高到500km,并进行5年的轨道保持,仅需工质25kg。离子推进器中,稀土永磁体在电离室中产生轴向磁场,使氙离子在高压静电场的作用下加速,产生推力推动航天器前进。1998年10月发射的空间探测器“深空-1”号率先实现了以离子推进系统为主推进。休斯公司也首次在泛美卫星一商业通信卫星上使用此技术。欧洲空间局已经将离子推进作为未来十大尖端技术之一。俄罗斯和日本也在加紧离子推进技术的研究。

  精确制导

  永磁材料主要用于惯导系统的各类陀螺仪、加速度计,力矩电机等核心惯性测量元件,这些测量元件的量程、精度很大程度上是由永磁材料的性能和稳定性决定的。世界上先进的作战飞机、潜·艇、中远程弹道导弹、巡肮导弹以及精确制导炸弹等武器大多数采用惯性导肮。

  电子控制

  永磁材料主要应用于行波管、磁控管、调速管等器件。脉冲行波管用于地面固定和移动式雷达、机载火控雷达、电子对抗设备等;小型行波管体积小、重量轻,适合于用量大的场合,如相空阵雷达;空间行波管是空间应用的专用管型,特点是可靠性高、寿命长和效率高。

  永磁材料主要应用于行波管的电子聚焦系统,产生均匀磁场或周期磁场。磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。脉冲磁控管广泛用于引导、火控、测高、机载、舰载、气象等各种雷达中;连续波磁控管主要用于电子对抗。稀土永磁材料为磁控管提供很强的恒定磁场。高性能永磁材料可使器件的性能和稳定性显著提高,器件实现小型化。

  稀土永磁材料还有高轨预警卫星的高压自锁阀、扫雷艇的遥控扫雷具,声学武器的声波发生器,各类武器的引爆系统等等。

  显然,稀土于国防军工应用,广泛而关键。各国对稀土资源的政策,尤其是在供给侧倍加重视,主要表现为实现稀土资源供给渠道多元化、也包含想摆脱对中国稀土依赖的因素。
地上没有去海里找,海里没有上天上找。各国对海洋稀土的发掘和其他星球稀土元素的探索,更加表明了稀土元素的重要意义。

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