一、稀土新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景需求及戰(zhàn)略意義

（一）中國(guó)稀土資源概述

稀土（RE）一共包括17種元素，其中鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪被稱(chēng)為“輕稀土”元素，釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥以及鈧和釔被稱(chēng)為“重稀土”元素。中國(guó)稀土礦產(chǎn)資源種類(lèi)齊全，不僅有大量巖礦型輕稀土礦（集中于北方，如內(nèi)蒙古白云鄂博礦），也有豐富的離子型重稀土礦（集中于南方，如南方七省稀土礦）。2020年，全球稀土儲(chǔ)量和產(chǎn)量分別為1.2億噸和24萬(wàn)噸，其中中國(guó)占比38%和58%，在稀土資源供應(yīng)方面占據(jù)話(huà)語(yǔ)權(quán)。值得注意的是，近年來(lái)巴西、加拿大、俄羅斯、越南、印度、緬甸以及格陵蘭等國(guó)家和地區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)大量稀土資源并加以開(kāi)發(fā)，可能導(dǎo)致未來(lái)世界稀土資源格局發(fā)生變化。

除了資源優(yōu)勢(shì)外，中國(guó)也具有完整的稀土工業(yè)體系，涵蓋從上游的選礦，中游的冶煉分離、氧化物和稀土金屬生產(chǎn)，到下游的稀土新材料以及應(yīng)用的全部產(chǎn)業(yè)鏈，是全球稀土市場(chǎng)上最重要的生產(chǎn)者和消費(fèi)者。2020年，中國(guó)稀土及其制品出口量為7.82萬(wàn)噸，出口金額為21.67億美元（主要出口日本和美國(guó)），其中稀土金屬和合金產(chǎn)品在全球市場(chǎng)份額達(dá)80%以上。如表1所示，近年來(lái)隨著下游應(yīng)用對(duì)各類(lèi)稀土材料需求的不斷增長(zhǎng)，中國(guó)稀土的開(kāi)采指標(biāo)和產(chǎn)量也在不斷增加。

表1 中國(guó)2016—2020年稀土礦開(kāi)采指標(biāo)

（二）稀土新材料及相關(guān)產(chǎn)業(yè)

由于稀土元素的4f層電子被完全填滿(mǎn)的外層（5s和5p）電子所屏蔽，導(dǎo)致4f層電子運(yùn)動(dòng)方式不同于其他元素，從而使稀土元素具有特殊的光、電、磁、催化等性能。作為“工業(yè)維生素”，稀土不僅在冶金、石油化工、玻璃陶瓷等傳統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，更在永磁材料、拋光材料、儲(chǔ)氫材料、催化材料等領(lǐng)域占據(jù)核心或重要地位。此外，稀土元素4f層電子還可與其他元素外層電子相互作用，形成性能優(yōu)異的稀土新材料。目前，如圖1所示的各類(lèi)稀土新材料已在高檔數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、節(jié)能與新能源汽車(chē)等《中國(guó)制造 2025》涉及的重點(diǎn)高科技領(lǐng)域中起到關(guān)鍵作用。

圖1 稀土（RE）材料的典型特征以及由此導(dǎo)向的不同應(yīng)用領(lǐng)域舉例

2018年，中國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值約為900億元，其中稀土功能材料產(chǎn)值500億元（56%）， 冶煉分離產(chǎn)值250億元（27%）。隨著高新技術(shù)領(lǐng)域?qū)π虏牧系男枨蟛粩嘣鲩L(zhǎng)，前者所占比例還在快速上升。如圖2所示，在各類(lèi)稀土功能材料中，稀土永磁材料受益于新能源汽車(chē)和電子工業(yè)等領(lǐng)域的高速發(fā)展，在產(chǎn)值（75%）和稀土消費(fèi)量（>40%）方面都具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；產(chǎn)值其次（20%）的是稀土催化材料，其消費(fèi)量約占稀土功能材料的14%。其余稀土消費(fèi)量較大的行業(yè)和領(lǐng)域包括冶金和機(jī)械（12%）、玻璃陶瓷（8%）、光功能材料（7%）、儲(chǔ)氫材料 （7%）、拋光材料（5%）和農(nóng)業(yè)輕紡（5%）等。部分上述重要領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)將在下一節(jié)詳細(xì)介紹。

圖2 各類(lèi)稀土功能材料產(chǎn)值及稀土消費(fèi)量比較

（三）稀土新材料產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略意義

以稀土功能材料為代表的稀土新材料已成為全球競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。例如，近年來(lái)全球新能源汽車(chē)即將進(jìn)入智能化主導(dǎo)、多種能源和驅(qū)動(dòng)方式并行的“2.0時(shí)代”，大幅度拉動(dòng)了稀土作為磁性材料、儲(chǔ)氫材料的消費(fèi)；5G時(shí)代智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)攝像頭等電子設(shè)備的更新?lián)Q代則推動(dòng)了稀土在光功能材料、拋光材料等領(lǐng)域的消費(fèi)。為了在未來(lái)占據(jù)稀土產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的有利地位，歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)均將稀土元素列入“21 世紀(jì)的戰(zhàn)略元素”，進(jìn)行戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備和重點(diǎn)研究。在美國(guó)能源部制訂的“關(guān)鍵材料戰(zhàn)略”、日本文部科學(xué)省制訂的 “元素戰(zhàn)略計(jì)劃”、歐盟制訂的“歐盟危急原材料計(jì)劃”等戰(zhàn)略規(guī)劃中均將稀土列為重點(diǎn)研究領(lǐng)域。

基于上述各因素，中國(guó)已將稀土列為國(guó)家重點(diǎn)管控和發(fā)展的戰(zhàn)略資源，并在《中國(guó)制造 2025》等國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃中將稀土功能材料列為關(guān)鍵戰(zhàn)略材料予以重點(diǎn)發(fā)展。為落實(shí)“十四五”期間國(guó)家科技創(chuàng)新有關(guān)部署安排，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動(dòng)實(shí)施了“稀土新材料”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)。根據(jù)該重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施方案的部署，科技部發(fā)布了2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南，預(yù)期通過(guò)該項(xiàng)目實(shí)施，實(shí)現(xiàn)“面向新一代信息技術(shù)、航空航天、先進(jìn)軌道交通、節(jié)能與新能源汽車(chē)、 高端醫(yī)療器械、先進(jìn)制造等領(lǐng)域?qū)ο⊥列虏牧系钠惹行枨螅l(fā)展具有中國(guó)資源特色和技術(shù)急需的新材料，加強(qiáng)稀土材料前沿技術(shù)基礎(chǔ)、工程化與應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新，提升材料原始創(chuàng)新能力和高端應(yīng)用水平”的總體目標(biāo)。

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