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「稀土」,美國與中國的新戰場?

「稀土」,美國與中國的新戰場?

美中科技戰目前看來暫居下風的中國,現在要另闢新戰場「稀土」了嗎?名字聽起來就很神秘的稀土,與現今高科技產品乃至於國防工業息息相關。但什麼是「稀土」?是稀有土壤的意思嗎?答案是NO!以下來為大家做概略性的分享:

  • 稀土戰區的戰鼓響了
  • 什麼是稀土?
  • 稀土是好張牌嗎?從稀土的開採、提煉與加工來看

若稀土戰真開打了,希望這篇文章可以讓大家比較容易進入狀況。只是對中國來說,處理內部壓力總是優先於外部危機,所以中國若有管制稀土出口以反制美國的想法,不見得表示想藉這「稀土戰略」達回天之效,也可能只是單純要有動作以紓緩內部壓力。

稀土戰區敲響戰鼓

中國在稀土戰區這邊敲響戰鼓,一副準備好要出陣的樣子了。在華為遭到美國制裁後,習近平於 2019 年 5 月 20 日去了江西視察贛州稀土產業。而幾天後,中國國家發展和改革委員會 28 日於官網表示,若西方國家使用中國稀土卻又要打壓中國發展,這樣子「中國人民不會高興」。而中國官媒也緊跟著在 29 日齊上城牆對敵人嗆聲,說遏制中國發展就只是「妄想」。《人民日報》甚至說,「奉勸美方不要低估中方維護自身發展權益的能力,勿謂言之不預」,「勿謂言之不預也」是中共特殊外交術語,被視為準備開戰的信號。

報呱小常識
「勿謂言之不預也」
事後別後悔,不要說沒有跟你事先說過。

什麼是稀土?其實稀土一點都不稀少

「稀土元素」是指元素週期表裡的鑭系的 15 個元素以及其他的 2 個元素:鈧(Sc)和釔(Y),總共 17 個稀土元素。但是稀土元素不能顧名思義,因為它們一點都不稀少,例如鈰是地殼中第 25 豐富的元素,比鉛含量還多。而稀土元素中最少的鎦,它在地殼中的存量甚至比金還要多出 200 倍。但是稀土元素在地殼中的分佈相當分散,很少像其他礦產集中在某一礦床。目前全世界稀土礦藏大約是,中國 36%、獨立國協 19%、美國 13%、澳洲 5%,剩下分部在其他各國。 Rare earth elements on the periodic table

稀土元素與生活息息相關

名字冷門的稀土,一般人不太知道它如何深深影響著我們的生活,但它的重要性從「新材料之母」、「二十一世紀黃金」、「工業的維他命」的外號就可以略知一二。在 3C 產品中,它們會被用在筆電手機的記憶體,或是用來作為照相鏡頭的拋光之用;在能源生產方面,煉油廠需要稀土催化劑幫助提煉汽油、柴油和噴氣燃料;講到綠能,氫燃料所需的儲存裝置、電動車所需電池的電極也需要特殊的稀土原料;他們還使用在科學研究所需的雷射、高溫超導體、中子補獲器,乃至於飛彈等國防應用。更多稀土元素的應用請參考表格,不一一贅述。

稀土元素應用範圍
化學符號名稱應用範圍
Sc鋁鈧合金(用於製造太空飛行器械)、水銀燈配件
Y釔鋁石榴石(YAG)、YBCO 高溫超導體、釔鐵石榴石(YIG)
La高折射率玻璃、燧石、氫氣儲藏裝置、電池電極、相機鏡片、石油提煉液體催化過程(FCC)催化劑
Ce氧化劑、拋光粉、玻璃和瓷器的黃色染料、石油提煉液體催化過程(FCC)催化劑
Pr稀土磁鐵、雷射、玻璃和琺瑯製品染料、燧石
Nd稀土磁鐵、雷射、玻璃和瓷器的紫色染料、陶瓷電容器
Pm核電池
Sm稀土磁鐵、雷射、中子捕獲裝置、激微波
Eu紅色和藍色的螢光粉、雷射、水銀燈部件
Gd稀土磁鐵、高折射指數玻璃、石榴石、雷射、X 射線管、電腦記憶體、中子捕獲裝置
Tb綠色螢光粉、雷射、螢光燈
Dy稀土磁鐵、雷射
Ho雷射
Er雷射、釩鋼
Tm可攜式 X 射線機
Yb紅外線雷射、還原劑
Lu高折射率玻璃

根據《BBC》的報導,中國稀土金屬出口量即佔全球 70%,其中以內蒙古包頭的白雲鄂博區蘊藏輕稀土與江西贛州蘊藏離子型中重稀土礦為主要產地。到了 2018 年,更有將近 90% 的稀土氧化物在中國做提煉與加工處理。因此,從這個角度來看,中國似乎很有潛力拿稀土作為反制美國的武器。中國可以想說:「沒關係,高科技的元件、軟體與製程被你所斷,但是我可以斷你關鍵性的原料,大家一起從 5G 時代退回 2G 時代吧!」但,中國真的要據此出陣迎戰嗎?

稀土產業的高污染與複雜性是優勢還劣勢?

我們把稀土產業鏈概略地分成採礦、提煉以及加工來看。

採礦。因為稀土礦分佈較散且密度低,因此在開採時需要挖掘大量的土壤來過濾出可提煉的土礦,所以會造成大量土壤流失。此外,開採時所造成的塵土飛揚也會造成空氣污染,引發當地居民的不滿。另外,2018 年有報導刊出,日本海域可能蘊藏 1600 萬噸稀土元素,但是礦藏位於海底,須面臨開採技術的挑戰,再則開採時需要抽取大量的海泥,恐會對環境造成巨大的影響。因此,稀土在許多國家都是限制性開採,例如緬甸、澳洲、美國只少量開採。此外,原美國國防部軍需專家霍茲(Eugene Gholz)接受《BBC》採訪時提到,中國對於國內稀土產業的控制並不高,非法稀土開採和出口很常見,且有許多管道可以規避政府管制。

提煉。由於稀土元素與多種有害物質之間形成了緊密的化學鍵,例如會和具放射性的釷結合在一起,而打斷這類化學鍵則需要濃度極高的硫酸來處理。所以處理打斷化學鍵的提煉廠對環境的危害最大。根據《紐約時報》的報導,靠近蒙古國附近的中國地區,長年讓稀土精鍊生產所泄漏出來的放射性有毒物質緩慢地滲入地下,而該地區水域靠近黃河。而目前中國廣東省政府也正在想辦法修復那些因提煉稀土而遭硫酸污染的稻田和溪流。這樣高風險且高污染的提煉過程,不意外中國是極少數可以容忍這個產業的國家。

圖/中國工人在稀土加工廠裡將液化鑭倒入模型中(REUTERS/達志影像)
圖/中國工人在稀土加工廠裡將液化鑭倒入模型中(REUTERS/達志影像)
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加工。稀土產業鏈也是相當全球化的,因此也很複雜,中間可能會經過好幾手加工。例如在中國提煉的稀土原料,會被送到韓國和泰國的工廠來生產鑭基催化劑,再送往美國的石油公司作為煉油的催化劑。或者是日本的東電化、日立、信越集團會把中國產出的稀土原料做成磁鐵,再賣給其他公司做應用。再則,霍茲也提到中國稀土出口有很大一部分是稀土的下游產品,例如零件含稀土元素的發電機。因此,稀土的加工網絡相當複雜,不僅是中國自己的加工廠,也有其他國家的加工廠參與其中。

中國在稀土上的開採與加工技術並無明顯的優勢,唯一優勢就是低價,尤其是非法的稀土生產造成的低價。誠然,美國對稀土產品的需求很大,不只是煉油廠需要稀土催化劑,根據《路透社》在 5 月 30 日報導,自中國進口的稀土占美國軍用設備和高科技消費電子產品所使用 17 種礦物中的 80%。儘管如此,如上面所討論的,稀土戰場要分成「原物料」和「加工產品」來看。《紐約時報》也報導,根據中國海關的數據,2018 年美國採購的稀土原物料量僅佔中國出口量的 3.8%,低於日本、印度、義大利和西班牙。而再加工的產業鏈上則有各國的加工公司,也包含中國自己。因此,中國若是在稀土對美國開戰,降低稀土出口量或是大幅拉高價格,勢必也會讓日本、韓國、泰國等等國家感到痛楚,而中國要花多少資源才能讓這些感到痛楚的國家得到有感的補償也會是必須考慮的因素。另外,中國本身也是使用稀土產品的國家,若增加稀土產業整體的成本,可能最後也會影響中國自身使用稀土的費用。

因此,美國包含了原物料與加工品,雖有 80% 的稀土需求自中國進口,但美國的稀土原物料進口只佔中國輸出的 3.8%。在美國立場來思考,中國限制對其出口稀土可能不會造成太大傷害。因為稀土原物料需求不高,真正有價值的是稀土產品。但稀土產品也不是只有中國在製造,還有日本、韓國等國把稀土用於高端材料的製造,具備替代性。

所以,稀土對中國來說到底是不是好牌?似乎得再斟酌斟酌。只是,中國會不會在稀土場開戰,能否從稀土產業給予美國打擊的考量很有可能不會是主要因素。正如前面提過的,中國處理內部壓力優先於外部危機,對內政治考量恐怕高於實際的效益。

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