一、稀土新材料产业发展的背景需求及战略意义

（一）中国稀土资源概述

稀土（RE）一共包括17种元素，其中镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕被称为“轻稀土”元素，钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥以及钪和钇被称为“重稀土”元素。中国稀土矿产资源种类齐全，不仅有大量岩矿型轻稀土矿（集中于北方，如内蒙古白云鄂博矿），也有丰富的离子型重稀土矿（集中于南方，如南方七省稀土矿）。2020年，全球稀土储量和产量分别为1.2亿吨和24万吨，其中中国占比38%和58%，在稀土资源供应方面占据话语权。值得注意的是，近年来巴西、加拿大、俄罗斯、越南、印度、缅甸以及格陵兰等国家和地区陆续发现大量稀土资源并加以开发，可能导致未来世界稀土资源格局发生变化。

除了资源优势外，中国也具有完整的稀土工业体系，涵盖从上游的选矿，中游的冶炼分离、氧化物和稀土金属生产，到下游的稀土新材料以及应用的全部产业链，是全球稀土市场上最重要的生产者和消费者。2020年，中国稀土及其制品出口量为7.82万吨，出口金额为21.67亿美元（主要出口日本和美国），其中稀土金属和合金产品在全球市场份额达80%以上。如表1所示，近年来随着下游应用对各类稀土材料需求的不断增长，中国稀土的开采指标和产量也在不断增加。

表1 中国2016—2020年稀土矿开采指标

（二）稀土新材料及相关产业

由于稀土元素的4f层电子被完全填满的外层（5s和5p）电子所屏蔽，导致4f层电子运动方式不同于其他元素，从而使稀土元素具有特殊的光、电、磁、催化等性能。作为“工业维生素”，稀土不仅在冶金、石油化工、玻璃陶瓷等传统领域应用广泛，更在永磁材料、抛光材料、储氢材料、催化材料等领域占据核心或重要地位。此外，稀土元素4f层电子还可与其他元素外层电子相互作用，形成性能优异的稀土新材料。目前，如图1所示的各类稀土新材料已在高档数控机床、机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、节能与新能源汽车等《中国制造 2025》涉及的重点高科技领域中起到关键作用。

图1 稀土（RE）材料的典型特征以及由此导向的不同应用领域举例

2018年，中国稀土产业链产值约为900亿元，其中稀土功能材料产值500亿元（56%）， 冶炼分离产值250亿元（27%）。随着高新技术领域对新材料的需求不断增长，前者所占比例还在快速上升。如图2所示，在各类稀土功能材料中，稀土永磁材料受益于新能源汽车和电子工业等领域的高速发展，在产值（75%）和稀土消费量（>40%）方面都具有绝对优势；产值其次（20%）的是稀土催化材料，其消费量约占稀土功能材料的14%。其余稀土消费量较大的行业和领域包括冶金和机械（12%）、玻璃陶瓷（8%）、光功能材料（7%）、储氢材料 （7%）、抛光材料（5%）和农业轻纺（5%）等。部分上述重要领域的发展现状及趋势将在下一节详细介绍。

图2 各类稀土功能材料产值及稀土消费量比较

（三）稀土新材料产业的战略意义

以稀土功能材料为代表的稀土新材料已成为全球竞争的焦点之一。例如，近年来全球新能源汽车即将进入智能化主导、多种能源和驱动方式并行的“2.0时代”，大幅度拉动了稀土作为磁性材料、储氢材料的消费；5G时代智能手机、物联网摄像头等电子设备的更新换代则推动了稀土在光功能材料、抛光材料等领域的消费。为了在未来占据稀土产业竞争的有利地位，欧美、日本等发达国家和地区均将稀土元素列入“21 世纪的战略元素”，进行战略储备和重点研究。在美国能源部制订的“关键材料战略”、日本文部科学省制订的 “元素战略计划”、欧盟制订的“欧盟危急原材料计划”等战略规划中均将稀土列为重点研究领域。

基于上述各因素，中国已将稀土列为国家重点管控和发展的战略资源，并在《中国制造 2025》等国家中长期发展规划中将稀土功能材料列为关键战略材料予以重点发展。为落实“十四五”期间国家科技创新有关部署安排，国家重点研发计划启动实施了“稀土新材料”重点专项。根据该重点专项实施方案的部署，科技部发布了2021年度项目申报指南，预期通过该项目实施，实现“面向新一代信息技术、航空航天、先进轨道交通、节能与新能源汽车、 高端医疗器械、先进制造等领域对稀土新材料的迫切需求，发展具有中国资源特色和技术急需的新材料，加强稀土材料前沿技术基础、工程化与应用技术创新，提升材料原始创新能力和高端应用水平”的总体目标。

更多内容请点击: 阅读原文