新质生产力与矿产资源新格局

百科   2024-06-06 15:25   北京  


浅析新质生产力与矿产资源新格局

陈其慎,张艳飞,邢佳韵,龙涛,郑国栋,王琨,任鑫
(中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037)


摘要‍‍


据矿产资源安全巨系统理论,科技子系统是原始动力,驱动经济子系统变化,经济子系统变化又会驱动地缘政治子系统变化,同时,自然子系统的变化也会引起其他子系统变化,各子系统变化均会对矿产资源供需子系统产生重大影响。本文以矿产资源巨系统理论为指导,分析了新质生产力、气候变化、地缘政治等对全球矿产资源格局的影响,认为:新质生产力发展正改变工业化发展模式,后发国家承接产业转移的难度加大,现有矿产资源消费中心地位或将巩固,新的消费中心出现难度加大;新质生产力将改变人类矿产资源使用的终极形态,化石能源不再作为能源而是作为材料利用,金属成为能源之母;人工智能对能源的需求将大幅增长,各国对能源的争夺会愈演愈烈;美国脱钩断链正在破坏全球矿产资源安全,现有矿产资源储量难以满足未来需求,资源问题将成为制约各国生产力发展约束之一。建议世界各国采取措施保障供应:一是加强国际间资源合作,二是加大勘查力度,三是加强矿产资源循环利用,四是加大低品位、共伴生资源的开发利用,五是大力加强资源节约利用。
关键词:新质生产力;矿产资源;能源;新型工业化;供需
According to the theory of giant system of mineral resources security, the scientific and technological subsystem is the original driving force, which drives the change of the economic subsystem, and the change of the economic subsystem will drive the change of the geopolitical subsystem, and at the same time, the change of the natural subsystem will also cause the change of other subsystems, and the change of each subsystem will have a significant impact on the mineral resources subsystem. Guided by the theory of megasystem of mineral resources, this paper analyzes the impact of new productivity, climate change, and geopolitics on the global mineral resources pattern.: the development of new quality productivity is changing the industrialization development model, and it is more difficult for late-developing countries to undertake industrial transfer, the status of existing mineral resources consumption centers may be consolidated, and the emergence of new consumption centers is more difficult; The new quality productivity will change the ultimate form of human mineral resource use, fossil energy is no longer used as energy but as a material, and metals become the mother of energy; The demand for energy from artificial intelligence will increase significantly, and the competition for energy will intensify; The decoupling and disconnection of the chain in the United States is undermining the security of global mineral resources, and the existing mineral resource reserves are difficult to meet future demand. It is suggested that all countries in the world should take measures to ensure supply: first, strengthen international cooperation, second, increase exploration efforts, third, strengthen the recycling of mineral resources, fourth, increase the development and utilization of low-grade and co-associated resources, and fifth, increase the economical utilization of resources.

Keywords: new quality productivity; Mineral resources; energyNew industrialization; Supply and demand



引用格式: 陈其慎,张艳飞,邢佳韵,等. 新质生产力与矿产资源新格局[J]. 中国矿业,2024,33(5):1-8. 


0 引 言

根据矿产资源安全巨系统理论,矿产资源安全巨系统的运行驱动机理是,科学技术子系统是原始动力,驱动经济子系统变化,经济子系统变化又会驱动地缘政治子系统变化,同时,自然子系统的变化也会引起科技子系统、经济子系统和地缘政治子系统的变化,无论是科技、经济、政治还是自然子系统,均会对矿产资源子系统产生重大影响[1]。当今世界,新质生产力时代到来,以量子技术、人工智能、低空经济、新能源、数字技术等为代表的新一轮科技革命,正在推动人类生产方式、生活方式重大变革,导致历经数百年的传统工业化发展模式发生根本性变化,世界产业分工和经济版图正加快重塑,必将对矿产资源格局产生重大影响。而气候变化已成为人类最大威胁之一,世界各国必须采取果断措施,彻底改变以化石能源为主的能源利用方式,这对科技进步和经济增长也提出了新的要求。人工智能快速发展,是新质生产力中的“黑马”,其对世界格局必将产生重大影响,进而影响矿产资源格局。新一轮科技革命快速发展,正在推动世界经济版图重构,经济版图重构进一步引发地缘格局变化,叠加气候变化影响,必将对全球矿产资源格局产生重大影响。传统的矿产资源供需形势研究理论方法已难以适应新的发展形势,必须采用矿产资源安全巨系统理论,统筹分析全球矿产资源格局演化趋势,提前做出战略调整。


1.新形势下矿产资源供需格局研究的理论基础

矿产资源格局研究,主要是研究未来一定时期内矿产资源需求格局、供应格局和市场格局的变化趋势,一般按照“经济社会发展趋势分析-矿产资源需求趋势分析-供应能力分析-供需市场格局分析”的思路开展,其中矿产资源需求趋势分析是核心。关于需求分析,国内外开展了大量研究。国际能源署(International Energy Agency,简称IEA)、英国石油公司(BP p.l.c.,简称BP)等能源研究机构往往采用“宏观经济预测总能源需求+碳减排约束预测能源供应结构+能源供应结构预测新能源产业规模+新能源产业规模预测新能源矿产需求+矿产资源禀赋条件进一步约束需求”的思路来分析新能源矿产的供需格局[2],[3]。世界钢铁协会(worldsteel )主要采用“宏观经济趋势分析+房地产行业、基础设施行业、机械制造行业等各消费部分趋势分析等”的宏观经济研究加部门需求预测的思路分析钢铁需求趋势[4],并根据钢铁需求预测结果推算锰、钒等矿产需求,因为锰、钒主要用于钢铁冶炼。对于磷矿、钾盐等化肥矿产的需求预测主要根据耕地面积、轮作周期、农作物种类、肥料价格等综合判断[5]。再如,对重晶石需求的预测,主要是考虑石油、天然气勘查开发趋势,因为重晶石常用作泥浆加重剂,通过增加泥浆的比重防止井喷事故[5]。综合来看,大部分预测,主要还是基于部门需求预测法,因为一代产业带动一类矿产资源需求,如新能源产业带动新能源矿产的需求,房地产、基础设施建设带动黑色金属需求,农业带动化肥矿产需求,总体符合“资源 ‒ 产业‘雁行式’演进规律”[5]。

如前文所述,无论是部门需求预测法,还是“资源 ‒ 产业‘雁行式’演进规律”,主要是基于产业子系统对资源需求子系统的拉动机理,解决的是中观层面的资源需求预测问题。当今世界,新质生产力时代到来,世界产业分工和经济版图正加快重塑,气候变化威胁人类生存,地缘格局加快重构,必将对矿产资源格局产生重大影响。因此,必须采用矿产资源安全巨系统理论,运用矿产资源安全巨系统的运行驱动机理,分析新质生产力、全球经济格局、气候变化、地缘格局等对全球矿产资源格局的影响[1]。


2.新质生产力对全球经济格局和资源需求格局的影响

新质生产力加快发展,正在悄然改变全球工业化发展模式。传统工业化发展格局正在发生变化,新型工业化加快发展,后工业化发展阶段将不再是必经之路,美国、德国、日本等发达国家以及新兴经济体现代化产业体系加快构建,后发国家承接产业转移的难度加大,基于新质生产力的现代化产业体系或将迟滞产业向后发国家转移,现有矿产资源消费中心地位或将巩固,新的消费中心出现难度加大。

2.1全球产业转移的序曲会击鼓传花持续下去吗

根据矿产资源安全巨系统理论,科技子系统变化会引发经济子系统变化,经济子系统变化会引起矿产资源子系统变化,因此,全球性产业转移,均对矿产资源需求产生了重大影响,随着产业中心的转移,矿产资源需求中心也在相应转移[6]。历史上,世界工业中心经历了从西欧转移至北美、从北美转移至东亚的过程,矿产资源消费中心也相应转移。传统产业转移的机理是,传统工业化往往具有人力资源密集、资源密集、生态环境扰动大的特点,随着一国工业化的完成和人民生活水平的提高,必然失去人口红利、资源红利、环境红利优势,因此需要将工业转移到其他后发国家[7],重点发展金融、科技、商贸、物流等第三产业,进入后工业化发展阶段。历史上,英国、美国、法国等国家都经历了农业发展阶段、工业化发展阶段,目前处于后工业化发展阶段,2022年英国、美国、法国制造业占GDP的比例分别为8%、11%和10%[8]。目前,我国正处于工业化发展阶段,未来发展趋势如何?其他后发国家能否承接先期工业化国家工业化转移呢?这是一个世纪问题,也是所必须要做的选择题。

2.2新质生产力正在悄然改变工业化发展模式,后工业化发展阶段不是必经之路

从实际情况看,虽然德国、日本、韩国等国家经济水平已经超过或接近英国、法国等后工业化国家,但仍具有巨大的制造业规模,2022年其工业占GDP的比例分别为18%、19%和26%[8],不应将其归于后工业化发展阶段。随着先进技术不断迭代,传统产业的高端化、智能化、绿色化转型已成为推动全球经济发展新动能的关键,新型工业化发展模式正在悄然改变传统工业化模式,人类已进入基于新质生产力的新型工业化时代:一是5G、大数据等关键使能技术支撑工业互联网+智能制造产业加速发展,产业应用模式正在向智能化生产、网络化协同、规模化定制、服务化延伸、数字化管理等方向持续转变,实现生产过程的自动化、信息化和智能化,破除人力成本制约;二是大幅提升生产效率和产品质量,降低生产成本,提高资源利用和循环效率,最大限度降低资源制约;三是通过绿色转型减少对生态环境的扰动,破除生态环境扰动制约。

综上,基于新质生产力的新型工业化,以智能、信息、自动、绿色为特点,克服了传统工业化的弊端,成为发达国家以及正在工业化的发展中国家共同的选择,也成为全球产业竞争的核心。美国、英国、法国等发达国家推动再工业化,重新建现代化产业体系。德国、日本等制造业强国,继续升级现有产业体系。那么,将一个国家的发展不再必然地从农业发展到工业化发展阶段再到后工业化发展阶段,或者可以说,所谓的“后工业化发展阶段”只是一种现象,而非一种必然。那么如何定义德国、日本的发展阶段,本文认为,或可以重新定义为“现代工业化发展阶段”或“高级工业化发展阶段”等。

2.3我国加快发展新质生产力,打造现代化工业体系

2024年政府工作报告指出,大力推进现代化产业体系建设,加快发展新质生产力,充分发挥创新主导作用,以科技创新推动产业创新,加快推进新型工业化,提高全要素生产率,不断塑造发展新动能新优势,促进社会生产力实现新的跃升[9]。且明确从三个方面提出了促进社会生产力跃升的途径[9],一是推动产业链供应链优化升级,保持工业经济平稳运行,尤其是提到要推动传统产业高端化、智能化、绿色化转型。二是积极培育新兴产业和未来产业,巩固智能网联、新能源汽车等产业领先优势,加快新兴氢能、新材料等产业发展,开辟量子技术、生命科学等新赛道,创建一批未来产业先导区。三是推进数字创新发展,促进数字技术与实体经济深度融合,开展“人工智能+”行动,加快形成全国一体化算力体系,培育算力产业生态。据报道,京津冀经济圈正在逐步形成工业互联网产业体系,聚集了一批工业互联网平台,长三角经济带已开始推进工业互联网一体化示范,打造工业互联网产业高地。2022年,我国制造业占GDP比例为28%,未来我国制造在全球的地位将不断得到巩固和提升[8]。

2.4先发国家现代化产业体系建设或将迟滞产业向其他发展中国家转移

随着美国、德国、日本等发达国家以及正处于工业化发展阶段的国家现代化产业体系的加快构建,关键使能技术将使先发国家制造业优势地位得到不断巩固,后发国家承接产业转移的难度将不断加大(图1)。发达国家现代化产业向其他发展中国家转移的规模将大大减小,基于新质生产力的现代化产业体系或将迟滞产业向其他发展中国家转移。部分后发国家容易卡在劳动力成本上涨和成本竞争力下降中间,无法与具有现代化产业体系的先进经济体相竞争,导致经济发展徘徊不前,落入中等国家收入陷阱。不能排除,部分具有一定人口规模、资源丰富的后发国家仍有发展的机会,可以通过“资源”换“产业”的方式,将矿业开发和中低端加工制造产业留到国内,不断升级制造业水平,晋升现代化产业体系国家行列,但难度在不断加大。


图1 典型国家工业化发展趋势

数据来源:世界银行[8]

2.5现有矿产资源消费中心地位或将巩固,新的消费中心出现难度加大

根据矿产资源巨系统理论,经济子系统的变化将引发资源子系统的变化。由于新质生产力正在悄然改变工业化发展模式,先发国家正在加快建设现代化产业体系,后发国家工业化难度加大,世界产业转移的历史车轮将迟滞甚至有可能停止,带动矿产资源消费中心转移的迟滞甚至是停止。初步判断,美国、德国、日本等西方国家矿产资源消费缓慢的局面或将扭转,矿产资源需求量或将出现增长。工业规模或占比较高的国家,随着现代化产业体系的构建,矿产资源消费量短期不会出现下降,且有一定的上升空间。而后发国家,由于承接先发国家工业化的进程被迟滞,其矿产资源消费量或难以快速增长,而处于一种低缓增长的态势,新的矿产资源消费中心出现的难度加大。


3.气候变化对全球产业发展和矿产资源需求格局的影响。

根据矿产资源安全巨系统理论,自然环境子系统会反作用于其他子系统,进而对矿产资源子系统产生影响。据IEA《2023年二氧化碳排放量》报告,2023年全球化石能源二氧化碳排放量达到了374亿吨,为有史以来最高值[10]。巨大的温室气体排放量,造成地球温度持续上升、冰川和冰盖融化、海平面上升、极端天气频发等一系列灾难性问题,威胁人类安全。2015年12月12日,《联合国气候变化框架公约》近200个缔约方在巴黎气候变化大会上达成《巴黎协定》,协定指出,各方将加强对气候变化威胁的全球应对,把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内,并为把升温控制在1.5摄氏度之内努力。只有全球尽快实现温室气体排放达到峰值,本世纪下半叶实现温室气体净零排放,才能降低气候变化给地球带来的生态风险以及给人类带来的生存危机。世界各国纷纷出台战略目标和措施,总体方向是通过加大可再生能源供应、提高能源利用效率、降低化石能源消费、加大碳捕获碳封存研发和应用等,于本世纪下半叶实现温室气体净零排放。在此背景下,新能源、新能源汽车、新材料等产业加速发展,正在深刻影响全球矿产资源需求形势,改变人类矿产资源使用的终极形态:未来,煤炭、石油、天然气等化石能源矿产将不再作为能源而是作为材料利用,能源来自风、光、水和原子能,而使用这些能源将耗费大量金属材料,金属或将成为能源之母。

3.1新能源终会将化石能源驱逐出历史舞台,以电和氢为终端能源的时代将到来。

大量使用化石能源是造成温室气体排放量大幅度增长的主要因素。为了实现碳达峰、碳中和的目标,人类将逐步降低化石能源的消费量,大力发展太阳能、风电、新一代核能、现代生物质能等新能源,直到最终放弃使用化石能源作为能源。新能源产业将得到快速发展,大幅度替代化石能源。据世界可再生能源署(International Renewable Energy Agency,简称IRENA),2020年至2050年,全球化石能源占终端能源的比例将从63%下降至12%,电力占终端能源的比例将从22%上升至51%,可再生能源发电量比例将从28%上升至91%,氢能将从微不足道上升至14%[11]。总体来看,能源结构将从以化石能源为主向可再生能源为主转变;终端能源消费载体将从以化石能源为主向电力、氢燃料为主转变;化石能源将不再以能源方式使用,而主要以材料的方式使用;新能源产业的快速发展必然以消费巨量的金属矿产为代价。能源是经济社会发展的动力,年消费总价值超过10万亿美元,占全球GDP总量的10%以上,这场能源革命必将推动技术革命、产业革命和消费革命,渗透到人类生产生活的方方面面。

3.2新能源汽车产业终会将燃油车驱逐出历史舞台,石油时代终将结束。

限于碳排放压力以及新能源汽车/电动汽车技术的快速发展,世界各国纷纷出台禁售燃油车时间表,英国、德国、爱尔兰等国2030年,欧盟、日本等2035年,法国2040年将禁售燃油车。2023年,全球新能源汽车销量约1400万辆,市场渗透率18%,比 2022 年增加 350 万辆,同比增长 35%[12]。自2019年以来,全球石油消费量出现了明显下降,一改20世纪80年代以来的长期保持增长的态势,一方面受新冠病毒造成的全球性经济下行影响,另一方面也与新能源汽车的大量投入使用有关。随着新能源汽车市场渗透率的不断提高,预计几年内,全球石油消费顶点将会到来,之后石油消费量会快速下降,石油作为第一能源的时代将结束。新能源汽车产量的快速增长,也将带动铜、铝、锂、钴、镍等矿产资源消费量的快速增长。

3.3新材料产业快速发展,战略新兴矿产需求总价值将超过传统化石能源。

新材料主要分为先进基础材料、关键战略材料、前沿新材料三大类。先进基础材料包括基础零部件用钢、高性能海工用钢等先进钢铁材料,高强铝合金、高强韧钛合金、镁合金等先进有色金属材料等。关键战略材料包括耐高温及耐蚀合金、高强轻型合金等高端装备用特种合金,反渗透膜、全氟离子交换膜等高性能分离膜材料,高性能永磁、高效发光、高端催化等稀土功能材料,宽禁带半导体材料和新型显示材料,以及新型能源材料等。前沿新材料包括石墨烯、金属及高分子增材制造材料,形状记忆合金、自修复材料、智能仿生与超材料,液态金属、新型低温超导及低成本高温超导材料等。传统产业的高端化、智能化、绿色化发展和战略新兴产业的加快发展,不但会使铁、铜、铝等大宗矿产老树开新花,或消费量长期居于高位,或需求量呈现持续增长态势,更会大大增加钛、镁、稀土、萤石、高纯石英、镓、锗、铟等战略性新兴矿产资源需求的大幅增长[14]。

4. 人工智能对能源需求的影响

由于人工智能的发展,地球或将进入“无人驾驶时代”,人类现有生产生活方式将被彻底颠覆。按照目前的发展趋势,未来,人工智能成为地球的大脑,通过对地球客观世界大数据的智能运算,智能指挥客观世界生产活动。人类社会的生产力或将得到极大的发展,而生产关系也会因此出现意想不到的变化。对于人工智能未来对人类的影响的话题太大,本文不做过多论述,仅对近年来由于人工智能发展,数据中心对能源需求的趋势做些判断。

4.1全球人工智能、数据中心、加密货币电力消费已超电力消费总量的2%

随着人工智能、数据中心、加密货币的发展,其对能源的需求快速上升,已成为能源消费增长最快的行业,或将对全球能源需求趋势产生重大影响。据IEA,目前全球有超过8000个数据中心,其中约33%位于美国,16%位于欧洲,接近10%位于中国[15]。2022 年全球数据中心、加密货币和人工智能消耗的电力约为460太瓦时,占全球总电力需求的近2%[15]。数据中心的电力需求主要来自三个方面,一是40%用于运算过程消耗,二是40%用于制冷以保持一定的温度,三是20%来用于其他相关IT设备[15]。预计2026年数据中心、加密货币和人工智能的全球电力消耗将在620-1050太瓦时之间,比2022年增加160-590太瓦时,大致相当于增加至少一个瑞典或最多一个德国的电力消费量[15]。预计到2030年,数据中心、加密货币和人工智能的全球电力消耗将超过2500太瓦时(图2)。


图2 全球数据中心、人工智能、加密货币电力消费及占电力总消费的比例

数据来源:IEA和本文[15]

4.2世界各国数据中心电力消费量正快速增长,爱尔兰数据中心消费占比已高达17%

据IEA[15],美国数据中心用电量预计在未来几年快速增长,从2022年的约200太瓦时(约占美国电力需求的4%)增加到2026年的近260太瓦时,占其电力总消费的6%。据有关部门研究,2020年中国数据中心用电量约200太瓦时,到2026年超过400太瓦时,到2030年接近1000太瓦时,2035年超过1700太瓦时。2022年欧盟数据中心电力消耗量达100太瓦时,占其电力总消费的4%,预计到2026年达到150太瓦时,占其电力总消费的5.3%。2022年爱尔兰数据中心电力消费量占其电力总消费的17%,预计到2026年将增长至32%。

4.3全球人工智能、数据中心、加密货币或将颠覆全球能源消费格局

未来,人工智能的发展将远远超出我们的预期,使得世界对能源的争夺更加激烈。有人大胆预测,由于人工智能的快速发展,未来人脑运算量占比将不足1%。也就是说,未来世界的生产、生活的运算将主要依靠人工智能。一般情况下,人的大脑耗氧量占全身耗氧量的25%~50%,如果人工智能成为全球生产、生活的指挥系统,我们大胆预测,其能源消费量占全球的比例是否意味着也将达到25%~50%。如果是这样,人工智能对能源的需求还将大幅增长,对能源的争夺会愈演愈烈。若是如此,发达国家长达数十年的能源消费缓慢下降态势或结束,能源需求或出现新的增长。


5.地缘格局对全球矿产资源格局的影响

科学技术子系统是生产力发展的原始动力,驱动经济子系统变化,经济子系统变化又会驱动地缘政治子系统变化,而地缘政治子系统是影响矿产资源格局的最直接因素,直接关系到矿产资源安全。

5.1百年未有之大变局推动美国回归制造业

长期以来,美国、英国、法国等发达国家经济脱实向虚,制造业大量往发展中国家转移,制造业生产能力逐步衰退。进入21世纪以来,世界面临百年未有之大变局,美国等发达国家感觉到自身制造业能力已经严重不足,难以满足其安全需求,开始推进再工业化和制造业回归。美国主要采取了三大战略措施,一是强化美国本土制造业发展,二是联合西方发达国家形成制造业联盟作为补充,三是推进与非盟友国家的脱钩断链。意图通过三种措施来巩固、增强以美国为首的产业链供应链体系。全球经济一体化发展面临挑战,世界产业分工格局正在分化,产业链供应链体系正在被撕裂。

5.2美国推动矿产资源“脱钩断链”

历史上,由于美国制造业规模长期下降,其矿产资源消费量也呈下降趋势。近期以来,随着美国开始重视制造业,实施脱钩断链战略,矿产资源的需求量出现回升的势头。由于其矿产品加工、冶炼、制造能力严重不足,现有产业链供应链已无法支撑制造业回归。因此,频繁出台一系列措施,保障矿产资源安全。其措施主要有三个方面:一是通过完善财税、土地、环保、科技、人才等政策,加大国内地质调查、矿产勘查、矿山开发、冶炼加工、二次回收、储备、替代等矿产资源全产业链投入力度,大幅提升国内保障能力;二是联合部分其他国家建立“矿产安全伙伴关系”,在政策、外交、资金、技术、装备、人才、贸易等领域打造统一行动的“联盟”,推动产业链供应链重建;三是以通过外交、财税、环保等手段,与部分矿产资源供应国建立稳固关系,形成独立的矿产资源供应链体系。

5.3美国“脱钩断链”对全球矿产资源供应安全的影响

美国推动的矿产资源“脱钩断链”行动,正在打破原有的世界经济一体化格局,矿产资源供需格局正在重塑,全球矿产资源配置方式出现调整。一是矿产资源需求大国重新审视矿产资源安全,采取各种措施提高本土供应能力,推动资源勘查、开发、冶炼、循环利用、替代、储备等工作,加快构建本土产业链供应链。二是矿产资源供应国开始重视本国产业链的建设,致力于矿产资源勘查、开发、冶炼、加工全产业链能力建设。三是全球矿产资源产业链供应链出现“区域化”趋势,各自建立独立的区域供应链体系。


6.全球矿产资源供需新格局

6.1全球能源格局将发生重大调整,能源供需角色或将出现转换

受新质生产力发展、气候变化影响,全球正经历一场能源革命:一是全球一次能源供应格局会发生重大变化,逐步从以石油、煤炭、天然气为主,逐步过渡到以太阳能、风能、原子能和核电为主,能源生产系统、运输系统、储备系统和使用系统均将发生系统变革。二是全球能源终端消费格局会发生重大变化,由目前以化石能源为主,转为以电力为主、氢能为辅的能源终端消费结构,人类将迎来“全电社会”。三是全球能源供需版图会发生重大调整,当前全球能源出口中心是美国、中东、俄罗斯等,进口中心是东亚、欧洲、北美等,未来,随着太阳能、风能时代的到来,能源出口中心或会发生变化,东亚、欧洲等可再生能源供应能力会快速增长,成为全球新的能源供应中心。

当前全球能源配置以煤炭、石油、天然气的国际贸易为主,运输方式包括海运、铁路、管道等方式,随着全电社会的到来,电力互联网将成为能源运输的主要方式。通过特高压技术用统一电网,将洲际太阳能、风能、核能等有效连接起来,实现洲际或者全球电力互联,解决全球能源供需不平衡问题。随着全球电力互联网时代的到来,大规模石油贸易将逐步退出历史舞台,石油金融属性将逐步淡化,电力金融化时代或将到来。国际能源贸易格局、经济格局或将相应发生调整,抢占能源革命的科技制高点、产业制高点、规则制高点意义重大,许多国家都在加紧布局。

6.2新能源、新材料矿产需求会大幅增长,金属将成为能源之母

新质生产力背景下,工业化发展模式、能源生产利用方式都在发生重大调整,发达国家再工业化,对铁、铜、铝等大宗矿产资源的需求量将减缓下降速度或出现一定程度的增长,对锂、钴、镍、镓、锗、铟、铌等战略性新兴矿产的需求会不断增长。处于工业化发展阶段的发展中国家大宗矿产的需求量或将保持高位,战略性新兴矿产的需求会持续增长。印度、东盟等新兴经济体对铁、铝等大宗矿产的需求会保持较高速度增长。总体来看,全球大宗矿产需求会呈小幅增长趋势,战略新兴矿产需求会保持较快增长态势。据IEA预测,可持续发展情景下,2020~2040年,能源革命对铜的需求量将增长1.7倍、天然石墨24倍、锂41倍、钴20倍、镍18倍、铌19倍、稀土6倍[16]。显然,金属将替代化石能源,成为能源之母。新材料产业、人工智能、数字化产业的发展,将带动铝、镁、稀土、镓、锗、铟、砷、铊等矿产需求快速增长,有些矿产的增长幅度或超过百倍。传统产业需求加之新质生产力需求,未来全球非能源矿产需求价值将超过化石能源,近百年来,各国致力于油气的争夺,现在争夺已经逐步转移到了非能源矿产,谁掌握了非能源矿产,谁就掌握了新质生产力发展的主动权。

6.3巨量矿产资源需求对资源供应产生巨大压力,资源行业将成为制约各国生产力发展重要约束

2023年全球铜消费量2763万吨[17],据预测, 2040年消费量将超过4000万吨,到2060年累计消费量约16亿吨。2023年,全球原铝消费量6905万吨[17],预计到2040年会超过1.5亿吨,到2060年累计消费量约60亿吨,折合铝土矿超过300亿吨。2023年全球锌消费量1415万吨[17],预计到2040年消费量将超过2000万吨,到2060年累计消费量超过8亿吨。2023年全球镍消费量319万吨[17],预计到2040年会超过600万吨,到2060年累计消费量2.4亿吨。2023年全球碳酸锂消费量约100万吨,预计2040年超过500万吨,到2060年累计消费量2亿吨。全球现有矿产资源储量难以满足如此庞大的矿产资源需求,到2060年部分现有主力矿山几乎全部开采殆尽。根据矿产资源安全巨系统理论,矿产资源供应子系统会反作用于经济子系统,一旦资源供应不足,必将制约经济发展。最大的问题是,地球所蕴藏的矿产资源量能否支撑全球能源转型。必须采取多种措施保障资源供应:一是加强国际间资源合作,二是加大勘查力度,三是加强矿产资源循环利用,四是加大低品位、共伴生资源的开发利用,五是大力加强资源节约利用。


7.讨论

本文根据矿产资源安全巨系统理论提出,在矿产资源安全巨系统中,科技子系统是原始动力,驱动经济子系统变化,经济子系统变化又会驱动地缘政治子系统变化,同时,自然子系统的变化也会引起其他子系统的变化,各子系统的变化均会对矿产资源系统产生重大影响。以此为理论指导,分析了新质生产力、气候变化、地缘政治等对全球矿产资源格局的影响,研究认为:新质生产力发展正改变工业化发展模式,全球经济版图加快调整,矿产资源供需格局将出现重大变化,现有矿产资源消费中心地位或将巩固,新的消费中心出现难度加大;新质生产力将改变人类矿产资源使用的终极形态,化石能源不再作为能源而是作为材料利用,金属成为能源之母;人工智能对能源的需求将大幅增长,各国对能源的争夺会愈演愈烈;美国脱钩断链正在破坏全球矿产资源安全,现有矿产资源储量难以满足未来需求,资源供应问题将成为制约各国生产力发展重要约束。据此本文提出了五条建议:一是加强国际间资源合作,二是加大勘查力度,三是加强矿产资源循环利用,四是加大低品位、共伴生资源的开发利用,五是大力加强资源节约利用。

矿产资源涉及领域广、变量因素多、开放性强、复杂性强,是一个巨系统,存在很多不确定性。一是新质生产力对全球经济格局的影响需要较长的时间,不可能在短期内实现;二是能源转型的道路漫长,技术可行、经济可行、资源可行约束性仍比较强;三是人类面临百年未有之大变局,全球和平发展的环境能否得到保障,是影响矿产资源格局的最大变量;四是科技进步的不确定性,某项技术的重大突破,或可彻底颠覆现有能源和矿产资源格局,如可控核聚变被视为未来能源的唯一方向,可控核聚变技术一旦突破,会完全替代太阳能、风能。因此,未来是难以预测的,本文得出的观点仅为一家之言,供探讨。

参考文献:

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基金项目:中国地质调查局地质调查二级项目“矿产资源国情调查与潜力动态评价”资助(编号:DD20230040);中国工程院重大咨询项目课题“战略性矿产资源安全保障战略研究”资助(编号:2022-XBZD-05-08);国家自然科学基金“基于空间复杂网络的境外铜资源供应链风险识别与响应策略研究”资助(编号:42271281)
第一作者简介:陈其慎(1979—),男,汉族,山东东平人,博士,研究员,主要从事矿产资源调查评价与安全保障方面的研究工作,E-mail:chenqishen@126.com



讲道理的地动翼
让地矿插上飞天之翼
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