(攝影:趙志霄)
元素硼是一種商業(yè)應用有限的類金屬物質,市場規(guī)模較小,不像稀土那樣受到主流關注。但作為稀有戰(zhàn)略礦物的“隱形冠軍”和“關鍵配角”,硼卻是全球能源轉型與高端制造無法或缺的核心戰(zhàn)略資源,其戰(zhàn)略價值體現在其對國家安全、經濟競爭力及可持續(xù)發(fā)展的全方位支撐。當前各主要經濟體圍繞硼資源的爭奪激烈,展現出對下一代產業(yè)制高點的控制權博弈。
小角色撐起的大舞臺
硼在自然界中并不以元素狀態(tài)存在,多為與氧和其他元素結合形成硼酸鹽。硼元素戰(zhàn)略價值的底層邏輯,本質上源于其獨特的原子結構與物理化學特性。硼的原子序數為5,最外層僅3個電子,這種結構使其呈現出強共價鍵形成能力、中子吸收特異性和化學多樣性三大核心特性。硼與碳、氮等元素形成的化合物具備超硬、耐高溫特性,是極端環(huán)境材料的核心成分。硼可形成從無機硼酸鹽到有機硼化合物的龐大體系,既能作為結構材料(如硼鋼),也能作為功能材料(如半導體摻雜劑),應用場景覆蓋從工業(yè)到農業(yè)的全領域。
元素硼的這些特性使其在現代工業(yè)、科技、能源等關鍵領域具有不可替代性,成為衡量國家科技競爭力與戰(zhàn)略安全的重要指標。硼是能源安全的新屏障,硼基儲氫材料推動氫能儲運革命;硼是高端制造的關鍵材料,高純硼酸作為半導體核心原料直接影響芯片性能;硼關系農業(yè)安全,全球70%土壤缺使莊稼增產的硼元素;硼是半導體產業(yè)的卡脖子環(huán)節(jié),氮化硼晶圓量產推動3nm芯片商用化;硼是新能源技術的突破引擎,永磁體中的釹鐵硼磁體提升電機效率30%;硼在生物醫(yī)療的顛覆性應用,硼-10與中子反應產生的α粒子精準殺滅癌細胞,使癌癥治愈率提升至40%。
硼行業(yè)正處于能源轉型與供應鏈重構的關鍵期,2025年全球硼酸市場規(guī)模預計達55億美元,新能源(光伏玻璃、鋰電池)和半導體領域需求激增,高純硼酸(純度≥99.99%)增速超20%。其增長核心驅動力主要來自于電動汽車領域,每輛電動車需40—50公斤硼材料用于永磁體和高強度鋼。全球硼需求結構向新能源傾斜,2030年新能源領域占比將達65%—75%,高純硼、氮化硼等高端材料需求激增,傳統領域如玻璃(占全球硼消費30%)、農業(yè)(硼肥需求穩(wěn)定)保持基本盤。
地緣政治的博弈焦點
全球硼資源分布高度集中,主要為火山沉積、鹽湖等礦床類型,土耳其、美國、俄羅斯、阿根廷、中國五國占全球99.5%儲量。土耳其探明儲量達9.5億噸,年產量占全球總供應量的72%,是全球最大生產國和出口國。美國儲量4800萬噸,屬于火山沉積型礦床,礦石品位高達25%。俄羅斯儲量4000萬噸,但開采技術相對落后,年產量約40萬噸。阿根廷鹽湖型硼礦資源潛力巨大,普納地區(qū)礦床以硬硼鈣石和鈉硼解石為主。智利阿塔卡馬鹽湖的硼鈉鈣石礦年產量約50萬噸,Quiborax是主要生產商。秘魯安第斯山脈新探明硼礦帶儲量約2.8億噸,未來開發(fā)潛力顯著。
硼在產業(yè)端也呈現出高度集中態(tài)勢,土耳其國有企業(yè)Eti Maden和澳大利亞礦業(yè)巨頭力拓(ASX:力拓)控制了全球年供應量的大約85%。頭部企業(yè)主要包括:土耳其Eti Maden公司是全球最大硼供應商,2025年硼肥產能將達150萬噸,占全球33%,垂直整合能力強,控制全球41%的硼酸出口;美國FEAM公司依托Fort Cady項目和ISL技術,定位新能源和國防市場,2025年Q3有望開始收入確認;澳大利亞力拓集團(Rio Tinto)通過硼砂業(yè)務布局中低端市場,2024年硼酸鹽銷量占全球15%。
戰(zhàn)略價值的不斷發(fā)掘使主要經濟體對硼資源的爭奪驟然升溫。美國2025年擬將硼納入《關鍵礦產清單》。歐盟通過《關鍵原材料法案》建立90天硼儲備,并投資2.8億歐元在西班牙建設硼酸精煉廠,目標2030年本土產能占比達50%。
供應格局的潛在變化
全球72%硼礦產品由土耳其控制,地緣政治風險凸顯本土化生產價值。在本土化供應浪潮中,隨著主要經濟體政策不斷加碼,全球硼供應格局也在發(fā)生深刻變化,美國是其中最為重要的變量。美國目前70%的硼依賴進口,進口來源(2020—2023年)結構為:土耳其占90%,玻利維亞占6%,其他占4%。預計到2030年,美國硼材料自給率將從當前的35%提升至65%。美國地質調查局USGS《2025年礦物商品報告》指出:“硼對美國陸上國防供應鏈、脫碳和食品安全至關重要。與許多其他重要礦物一樣,向美國重新供應的努力正在進行中?!逼渲校钪档藐P注的是FEAM、CoorsTek和Ioneer Ltd三家公司。
FEAM(5E Advanced Materials)是一家專注于硼和鋰資源開發(fā)的美國公司,其位于南加州莫哈韋沙漠的Fort Cady項目是全球已知最大的硼礦床,資源量達1.09億噸,硼酸含量11.6%并伴生鋰資源,為多元化開發(fā)提供空間。項目被美國政府指定為關鍵基礎設施,若硼最終被納入2025年關鍵礦產清單,FEAM可能獲得政策補貼和優(yōu)先采購資格,顯著提升市場份額。項目采用原地浸出(ISL)技術,比傳統露天開采可節(jié)省80%以上資本投入,環(huán)境影響更小,符合ESG投資趨勢。FEAM于2024年4月啟動商業(yè)生產,目標在2027年實現年產50萬噸硼酸和5000噸碳酸鋰。核心產品為工業(yè)級硼酸,用于電動汽車、清潔能源、國防及農業(yè)肥料等領域。FEAM的硼業(yè)務處于從勘探向商業(yè)化過渡的關鍵階段,若2025年簽訂包銷協議并落實2.85億美元融資,FEAM有望在2027年后在新能源和國防領域的需求爆發(fā)中占據先機。
CoorsTek是全球領先的工程陶瓷制造商,公司在碳化硼、氮化硅等先進陶瓷領域占據全球市場主導地位,產品廣泛應用于國防核心領域。其碳化硼陶瓷的硬度達莫氏9.3級,是制造單兵防彈插板和主戰(zhàn)坦克復合裝甲的核心材料。2024年2月,美國國防部根據《國防生產法》第三章向CoorsTek公司授予4960萬美元資金,用于升級戈爾登工廠的碳化硼生產線,目標將防彈陶瓷年產量提升40%,以滿足美軍“下一代班組武器”(NGSW)等新型裝備需求。CoorsTek計劃在2025年底前完成生產線升級,并與洛克希德、雷神等軍工巨頭簽訂長期70%新增產能供應協議。CoorsTek氮化硼陶瓷已進入F-35戰(zhàn)機發(fā)動機散熱系統測試階段,若通過認證將開辟年規(guī)模5億美元的新市場。此次撥款標志著美國國防工業(yè)供應鏈重構的關鍵一步,CoorsTek的技術突破和產能擴張將顯著提升美國本土硼材料的戰(zhàn)略自主性。
澳大利亞Ioneer Ltd公司正在美國內華達州推進的Rhyolite Ridge鋰硼項目,是北美首個鋰硼共生礦開發(fā)項目。項目擁有全球最大的鋰硼共生礦資源,碳酸鋰當量儲量達192萬噸,硼酸當量儲量768萬噸,礦山壽命延長至95年。項目采用酸浸工藝無需蒸發(fā)池,鋰和硼的回收率分別達97%和98%,用水量較傳統鹽湖提鋰減少50%,碳足跡顯著降低。項目首期目標年產2.06萬噸碳酸鋰和17.44萬噸硼酸,遠期可滿足全球10%的鋰需求和8%的硼酸需求。該項目被拜登政府列為關鍵礦產供應鏈重構標桿項目,獲美國能源部9.96億美元貸款,并納入《國防生產法》第三章支持范圍,投產后將使本土鋰產量增加四倍。與FEAM原地浸出(ISL)技術不同,Ioneer的酸浸工藝無需大規(guī)模地下工程,資本支出較Fort Cady項目低20%。其硼礦品位(0.5023%)雖低于FEAM的11.6%,但通過規(guī)模化生產和副產品協同效應,硼酸邊際成本可控制在600美元/噸,較土耳其Eti Maden750美元/噸更具競爭力。項目與Thacker Pass鋰礦(Lithium Americas)形成互補,共同打造內華達州“鋰硼走廊”。憑借技術創(chuàng)新、政策支持和市場協同,公司有望在2030年前成為全球第三大硼酸供應商(市占率12%)和第五大鋰生產商(市占率8%)。
硼的戰(zhàn)略意義已超越單一資源屬性,成為衡量國家科技實力與產業(yè)競爭力的核心指標,以及重構全球戰(zhàn)略版圖的關鍵變量。其戰(zhàn)略價值體現在:短期來看保障能源與糧食安全,降低供應鏈風險;中期來看支撐半導體、新能源等產業(yè)升級;長期來看定義未來技術標準,重塑全球經濟格局。未來,高品位礦枯竭和環(huán)保法規(guī)趨嚴將推動行業(yè)向智能化、低碳化轉型,鹽湖資源綜合利用和高純產品開發(fā)成為關鍵方向。
作者 | 鄭宏軍 中國金屬礦業(yè)經濟研究院(五礦產業(yè)金融研究院)
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