美国会研究部1.8万字报告-关键矿物资源：国家政策和关键矿物清单(英文）

2024年4月8日更新 国会研究服务https: / / crsreports. congress. govR47982 SUMMARY R47982 关键矿产资源：国家政策和关键矿产清单 2024年4月8日 根据国家研究委员会的一份报告，关键矿物是一种非燃料矿物，对使用至关重要，并面临相当大的供应链漏洞。例如,硅对于制造计算机芯片是必需的;锂对于制造电池是必需的;并且稀土元素对于制造磁体、电池、磷光体和催化剂是必需的,所述催化剂用于诸如风力涡轮机、电动车辆、屏幕/触摸屏和石油精炼的产品中。医疗保健、运输、发电、消费电子、国防、炼油和制造业对这些组件的需求预计将在未来十年增长，这可能导致对关键矿产资源的需求增加。 琳达·R·罗文自然资源与地球科学分析师 供应链包括提取、加工、组件开发和最终使用技术。回收或再利用在供应链的任何步骤都是可能的。如果供应链缺乏多样性或能力，它可能会很脆弱。可能限制多样性的一些因素包括仅在少数地点提取或加工一些关键矿物。可能限制产能的因素包括储备地点、技术挑战、出口配额、环境影响、地缘政治波动、市场波动和资本要求。 在2020年和2021年，国会通过了涉及关键矿物政策的立法，在法规中定义了关键矿物，并指定了制定关键矿物清单（CML）的标准。《2020年能源法》第7002条(P. Z分部L.116 - 260）指示内政部长，通过美国S.地质调查局（USGS），以确定关键矿物并开发CML。 根据2020年《能源法》，关键矿物是由内政部长通过USGS局长指定为关键的任何矿物，元素，物质或材料，因为它对美国的经济和国家安全至关重要，具有脆弱的供应链，并在制造产品中发挥重要作用。美国地质调查局于2022年2月发布了50种关键矿物的最终清单;美国地质调查局在评估潜在的国内资源和其他研究中优先考虑这50种关键矿物。 国会正在考虑关键矿物的定义，开发CML的方法以及2022年CML是否足以根据国家矿物政策推进关键矿产资源的开发，并有助于识别供应链风险。第118届国会引入的立法将修改定义，方法和CML。 Contents Overview 1国家材料和矿物政策9关键矿物的定义112022年关键矿物清单11USGS方法论12定量分析13半定量分析17定性分析17副产品清单17清单中排除的矿物18将2022年关键矿物清单与DOE的2023年关键材料清单进行比较18国会考虑20 数字 图1.供应链与风险、机会和政策3图2.全球稀土元素产量4图3. 2019年电池关键矿物的顶级生产商和炼油厂6图4.矿物商品供应风险14图5.矿产供应风险和主要生产国16图6. DOE关键材料，2020 - 2035 19 联系人 作者信息22 Overview 根据国家研究委员会的报告，关键矿物在使用中既必不可少，又存在供应风险。1报告指出，关键矿物对某些产品和服务至关重要。硅、镓和锗对于制造某些类型的半导体可能是必不可少的。3锂、钴和镍对于制造用于电动汽车和其他产品的某些类型的电池可能是必不可少的。某些稀土元素（REE）可能对于在电子产品和基于磁铁的电动机中制造触摸屏至关重要，这些电动机驱动大型风力涡轮机，电动汽车和其他产品。4对半导体的需求（i。Procedres.，计算机芯片），电池，触摸屏，基于磁铁的电动机和其他产品预计将在未来十年内增长，从而导致对关键矿物的需求增加。 根据美国能源部（DOE）的说法，通用供应链-包括提取，加工，组件，最终用途技术以及回收和再利用-为考虑影响供应风险的地质，技术，环境，政治和经济因素提供了有用的背景。图1显示了与一个或多个阶段或整个链相关的风险，机会和政策的通用供应链的阶段。根据DOE的说法，特定矿物的特定供应链可能会显示每个阶段的不同细节，并且可能表明材料可能会在供应链的不同阶段回收，并在上游或下游重复使用，具体取决于矿物。 矿产资源可以作为主要产品提取，其中矿产资源直接加工以提取所需材料，也可以作为其他采矿作业的副产品或副产品。S.地质调查局（USGS）指出，许多矿产资源是作为副产品提取的。美国地质调查局跟踪美国地质调查局矿物商品摘要中列出的矿物的国内和全球产品和副产品提取。10根据美国能源部的说法，副产品提取可能会在不同材料的可用性和提取成本之间产生复杂的关系，这可能导致供应链和市场价格以供求关系无法捕捉到的方式变化。 Notes:美国能源部的战略重点是能源使用的关键材料，包括关键矿物。此图中的通用供应链仅在链的末端显示了回收和再利用；但是，特定矿物的供应链可能显示材料在一个或多个其他阶段被回收，并在上游或下游重复使用，具体取决于矿物和可用技术。加工是矿物资源的分离和精炼以获得所需的组成或纯度。零部件是指使用加工后的材料制造零部件的最终用途技术。最终用途技术可以是产品或服务。 随着技术进步和其他因素导致供需变化，矿物的临界性可能会随着时间的推移而变化。两个例子强调了与不断变化和新兴技术相关的矿物临界性的变化。 1960 - 1970年代（美国是主要生产国）对REE的生产和需求比1980 - 1990年代低，当时REE对于不断发展的技术变得更加重要，例如电子和磁基电动机（图2）.12中国从20世纪80年代中期开始增加稀土产量，在90年代中期成为稀土的主要生产国，现在主导生产。中国作为稀土最大生产国的近期主导地位可能导致供应链风险，这些风险可能会影响美国经济和 国家安全。13随着时间的推移，稀土产量的增加也凸显了不同产品和服务对稀土的需求不断增长。 作为计算机芯片的组件，越来越多的不同关键矿物是必不可少的（i。Procedres.，半导体）由于芯片技术的进步。14在1980年代，12种矿物或元素成分，包括一些关键矿物，被确定为计算机芯片必不可少的。在2000年代到目前为止，超过60种矿物或元素成分，包括更关键的矿物，被认为是计算机芯片所必需的。15如今，可调电导率晶片通常由硅，碳化硅，锗，砷化镓或氮化镓组成。 由于不断发展的技术而导致的矿物临界性的变化凸显了在短时间内（例如一年或五年）重复分析供应链风险的必要性。16 资料来源:白宫，建立弹性供应链，振兴美国制造业，促进广泛增长：根据第14017号行政命令进行的100天审查，2021年6月，https：//www。Whitehose.gov/wp-内容/上传/2021/06/100天-供应链-回顾-报告。PDF。该图的数据来自美国S.地质调查局（USGS）。另请参阅GordoB.詹姆斯·B·哈克斯Hedric和GretaJ.Orris，“稀土元素-高科技的关键矿物”，USGSFactsheet087-02，2002，https://pbs。sgs.gov/fs/2002/fs087-02/fs087-02。pdf;和BradleyS.VaGose,PhilipL.Verplac和PolEmsbo，美国稀土元素矿床，USGS，第1454号通告，版本1.1，2019年4月，https://doi。org/10.3133/cir1454。 Notes:矿山生产指的是矿物资源的开采，最常见的是在指定的时间段内以公吨为单位的开采材料的重量进行量化。公吨是相当于1,000千克（约2,204.6磅）的重量单位。REO=稀土氧化物。 除了矿物临界性的变化，如果供应链缺乏多样性和能力，它们可能会很脆弱(图1）. 17在少数地点提取或加工某些关键矿物限制了多样性，例如，2019年，澳大利亚，刚果和中国分别提取了60％或更多的锂，钴和石墨资源，而60％或更多的锂和钴在中国加工（图3). 18自20世纪90年代中期以来，中国一直是许多稀土的最大生产国(图2). 19可能限制开采能力的因素包括储备地点限制、开采关键矿物的技术挑战、出口配额、环境影响、地缘政治波动、市场波动和资本需求。 Notes:矿山生产是指矿产资源的开采，最常见的是在指定时间段内以公吨为单位的开采材料的重量进行量化。公吨是相当于1,000千克（约2,204.6磅）的重量单位。总公吨分别是指2019年全球生产总量和2019年全球精炼总量，分别位于上表和下表。对于每种矿物,表中给出的百分比可能不等于100%,因为没有列出所有的生产商或精炼商。用于全球生产的每种矿物的总公吨可能不等于用于全球精炼的每种矿物的总公吨,因为生产和精炼是涉及不同材料的不同过程,并且这些步骤可能在不同年份发生。1类镍是99.8%纯镍。澳大利亚提炼了约10%的1类镍，这在地图上显示。作为第五大炼油厂，澳大利亚未在该图的“全球精炼百分比”标题下列出，该标题显示了I类镍的前四名炼油厂。 DOE指出了减少供应链风险的机会，例如提取，加工，替代和回收方面的技术创新，以及更有效的许可，更多的库存和更多的回收政策（图1）. 21根据DOE，联邦计划和政策可以支持综合研发，教育和劳动力培训，增强数据和信息收集（即分析），财政援助和外交，以减少风险，促进机会并确保可持续的关键矿物供应链。22 2016年，国家科学技术委员会（NSTC）关键和战略矿产供应链小组委员会向国会提交了一份关于关键矿产机构间评估的进度报告。23该报告确定了17种潜在的关键矿物，并指出下一步是制定17种矿物的子集的优先清单，以供进一步调查。2017年，特朗普政府发布了一项行政命令(E.O.13817）定义了关键矿物，并与国防部长协调并与其他相关执行部门和机构的负责人协商，指示内政部长，24内政部长于2018.25年5月在《联邦公报》上发布了35种关键矿物的清单以及确定它们的方法。2020年，特朗普政府发布了E.O.13953宣布国家紧急状态，以应对国家过度依赖中国等外国对手的关键矿物的威胁。O.13953指出，美国S.在2018年清单上的35种关键矿物中，有31种进口了其年度消费量的一半以上，而在35种列出的关键矿物中，有14种没有国内生产。E.O.13953指示内政部长根据经修订的关键矿物定义调整列名标准，并定期更新清单。 2020年，国会通过了《2020年能源法案》（P. Z部L.116 - 260）. 27此外，该法案还指示某些行政部门和联邦机构改变或启动关键材料和矿物举措，以推进国家政策。《2020年能源法》第7002条定义了关键矿物一词。根据《2020年能源法案》的授权，USGS旨在根据供应链风险确定关键矿物，并制定和更新关键矿物清单（CML）。该立法指示USGS对美国的关键矿产资源进行研究和评估，并进行供应链分析，以对关键矿物的生产，消费和回收模式进行年度审查和多年预测。 2021年2月，拜登政府发布了E.O.14017指示联邦政府对四种关键产品的供应链进行全面的100天审查-半导体，大容量电池，关键矿物和材料，以及药物和活性药物成分-识别漏洞，评估风险并制定策略以促进弹性。30 2021年6月，联邦政府完成了为期100天的审查，并建议采取70多项行动来促进弹性。 2021年6月，国会通过《基础设施投资和就业法案》(IIJA; P.L.117 - 58），授权并拨款用于国家矿物研究，制图和评估计划，称为地球制图资源计划（Earth MRI），以与现有的USGS计划进行协调。根据2020年《能源法》的授权，USGS旨在优先考虑CML.32上最关键的关键矿物的资源评估。 2023年6月，拜登政府发布了一份报告卡，描述了对100天审查中的大多数建议采取的行动，包括通过颁布的立法采取的行动，如2020年能源法和IIJA.34 2023年11月27日，拜登政府宣布了新的行动，以确保供应链的安全，包括关键的矿物供应链。 然后，关键矿产小组委员会建立了一个网站CriticalMinerals. gov，该网站总结了联邦科学和技术为关键矿产供应链弹性所做的努力。36 CRS报告总结了国家材料和矿物政策的变化，概述了关键矿物一词的定义和CML的发展，并讨论了CML对政策和联邦计划的影响。国会中的一些人呼吁更改关键矿物和CML的定义，而国会中的其他人将使用关键矿物名称或CML通过第118届国会引入