台湾稀土产业战略布局

稀土是什麼?是土?還是金屬? 稀土產業戰略布局 張致吉 工研院產業科技國際策略發展所 2023/6/30 ©ITRI.工業技術研究院著作 wangziyan6662023/08/1215:25 大綱 稀土定義與應用 全球稀土原料來源與市場 我國稀土原料來源與現況 各國關鍵原物料政策 我國因應策略 討論議題 大綱 稀土定義與應用 全球稀土原料來源與市場 我國稀土原料來源與現況 各國關鍵原物料政策 我國因應策略 討論議題 礦山中的寶物 稀貴元素-材料應用的主角/甘草/大力丸/維他命 稀土元素定義 輕稀土：鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd) 重稀土：鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鎦(Lu)、鈧(Sc)、釔(Y)。 貴金屬元素 重稀土元素 輕稀土元素 產業科技國際策略發展所 資料來源：工研院IEK整理(2016/10) 稀土產業應用分布 HybridVehicles 電動永磁馬達、鎳氫 電池等組件 Semiconductor&釹(Nd)、鐠(Pr) Lighting(CFLs) FlatPanelDisplays 研磨拋光粉、LCD玻璃 鈰(Ce)、鑭(La)、鐠(Pr) FluidCracking 提高能源效率 潔淨能源、 減少CO2 LED、平板、螢光粉 銪(Eu)、釔(Y) LifeStyle Catalyst(FCC) 創造高性能新材料 3C(iPhone)、醫療 石油裂解觸媒 釹(Nd)、鈰(Ce)、鑭 (La)、鐠(Pr) Catalysts 汽車觸媒轉化器 (MRI)、農業(肥料) 釹(Nd)、鈰(Ce)、鑭 (La)、鐠(Pr) 釹(Nd)、鈰(Ce)、鑭 (La) 產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所整理 銪,鋱,鈰 鈰 鑭,釓,釔 釹,鏑 鑭 鏑,鋱,銪 螢光燈管 LED 玻璃基板 光學透鏡 釹鐵硼 磁石 儲氫合金 精密陶瓷材料 液晶面板 儲存碟伺服器 相機模組 馬達 鎳氫充電 鋰二次電池 鑭、鈰 鐠、釹 被動元件 液晶電視 筆記型電腦雲端產品 相機 行動電話 汽機車 風機 稀土原料應用到4C終端產品供應鏈圖 產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所 (應用例一)iPhoneX手機硬體結構中稀土的角色 電路板處理器 鋰電池(La,Pr) (La,Pr,Nd,Gd,Dy) TapticEngine線性馬達(Nd,Tb) 鏡頭 (La,Ce,Pr) 顯示幕模組 (Y,La,Ce,Pr,Eu,Gd,Tb,Dy) 底部揚聲器 (Tb,Pr,Nd,Gd) 產業科技國際策略發展所 資料來源：工研院產科國際所整理202010 (應用例二)稀土元素在汽車電動化/輕量化與其關鍵零組件的機會 豐田Prius等混合動力車每部需用20~28磅稀土,許多組件需以稀土製成 鈰,鑭,銪,釔, 釹,鐠,鏑,鋱 鋁合金汽缸體鋁合金主樑鋁合金引擎蓋 鋁合金保險桿支架鋁合金懸吊支架 高張力車身鋼板 高強度鋼材懸吊彈簧 鋁合金防撞桿 鋁合金煞車碟 產業科技國際策略發展所 •25個電動馬達+混和電動馬達,燈照/擋風玻璃/鏡片/LCD螢幕之玻璃拋光, 觸媒轉化器,燃油添加劑,車體金屬/懸吊彈簧/碟煞 資料來源：http://www.militaryy.cn/html/63/t-57963.html 地面 •增強光學精準度 光罩(透明,穿透率) 測距儀 夜視系統 •增加機械強度 發動機 引擎 防彈 耐高溫 •通訊雷達 •精密電子控制系統 金屬、冶金與電池 •彈身的外殼金屬 •耐久電池 玻璃 •光罩透明 •穿透率高 •解析度高 磁性材料+陶瓷 •精密導航系統 •陀螺儀 •通訊雷達 •精密航空電子 (應用例三)稀土在航太國防上的應用 F35隱形戰機，每架飛機總計都需要用到920磅(約417公斤)的稀土金屬。 每艘阿利伯克級驅逐艦需要5,200磅的稀土金屬 每艘維吉尼亞級潛艇也要約9,200磅的稀土金屬原料。 大綱 稀土定義與應用 全球稀土原料來源與市場 我國稀土原料來源與現況 各國關鍵原物料政策 我國因應策略 討論議題 320000 256000 192000 128000 全球稀土礦產的開採 84.9 92.893.0 96.997.097.097.097.397.595.0 85.887.587.5 89.5 91.1 86.885.2 全球稀土氧化物開採量(公噸)vs.中國占比(%) 80.981.679.7 69.8 64.966.8 60.1 63.4 60.3 57.257.8 47.5 100 90 80 70 60 50 40 30 6400020 10 00 19941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022 中國美國緬甸澳洲泰國馬達加斯加印度俄羅斯 巴西越南蒲隆地馬來西亞斯里蘭卡薩伊其他國家中國占比 •全球稀土開採量在2022年有30.1萬噸。中國生產21萬噸，佔69.76%。美國4.3萬噸，佔14.28%。緬甸1.2萬噸，佔 3.99%。 •緬甸的稀土出口以中重稀土為主，自2018年(1.9萬噸)到2021年(3.5萬噸)連年增加，但2022年反轉只出口了1.2萬噸，導致中重稀土價格飆高。 全球稀土礦儲存集中在幾個國家但應用卻全方位 全球稀土儲存量前五大： 1.中國大陸(38%) 2.越南(19%) 3.巴西(18%) 4.俄羅斯(10%) 5.印度(6%) 稀土礦產的開採供給與應用需求 2020全球稀土氧化物開採供給244,700噸 岩礦型5~7%TREO, 2020全球稀土氧化物需求131,500噸 (98%輕稀土;2%中重稀土) 離子吸附型 0.05~0.5%TREO (55%輕稀土；45%中重稀土 :鏑4%；鋱0.74%) 浮選後得到富集的精礦，例如氟碳鈰礦可達50~80%TREO 精礦分解元素萃取分離 高純度>99.5% 稀土氧化物 還原 稀土金屬 染料0.4%螢光粉0.6% 陶瓷2.7% 玻璃7.8% 電池7.8%冶金8.6% 其他 8.9% 硬碟 1 電動自行車 0.8 電動輔助轉向(EPS) 0.5 機器人 0.5 其他 8.8 消費電子 5.9 電動車傳動 4.2 風機 2.6 汽車 2.35 空調 1.75 聲能轉換器 1 磁石29.4% 礦山打洞，硫酸 銨灌入原地浸礦 、離子交換。抽出後以草酸沉澱 、灼燒850oC， TREO>90% 拋光 13.6% 資料來源：IRENA2022 觸媒20.2% 產業科技國際策略發展所 •雖然開採總量是大於需求總量，但是各別元素的產量差異極大，提升 磁石性能的中/重稀土的料源極少，長短料問題造成價格的雲泥之別。 全球稀土市場需求預估 (2020)42億美元(2027)95億美元 北美市場需求最大 產業科技國際策略發展所 全球供應商約16家/集團 永磁材料陶瓷產業冶金材料 2020年，稀土金屬市場規模為42億美元。預計到2027年達到近95.2億美元。2021-2027年，將以12.4%的複合年成長。 汽車業的磁鐵和催化劑製造對這些材料的需求正在推動市場。鈰通常用作汽車觸媒轉換器中的催化劑 ，釹和镨則用於製造電動汽車電池。 根據國際能源署的數據，2018年全球電動汽車保有量超過500萬輛，比2017年增長63% 稀土不同應用領域消費量和消費價值 •稀土應用以永磁的價值最高，是全球高度矚目的應用。 產業科技國際策略發展所 資料來源：AdamasIntelligence,2019 15大綱 稀土定義與應用 全球稀土原料來源與市場 我國稀土原料來源與現況 各國關鍵原物料政策 我國因應策略 討論議題 產業科技國際策略發展所 單位:仟元美金 101年 102年 103年 104年 105年 106年 107年 108年 109年 110年 稀土礦石及其精砂 85 31 36 92 89 76 99 148 95 67 鈧，不論是否互相混合或合金 0 1 11 3 3 0 1 0 14 3 釔，不論是否互相混合或合金 18 30 94 114 45 74 131 66 27 7 其他稀土金屬，不論是否互相混合或合金 1,541 472 203 261 119 111 177 91 89 86 第２８４４１０、２８４４２０、２８４４３０目以外之放射性元素及同位素及其化合物；含有前述元素、同位素或化合物之合金、分散體（包括瓷金）、陶瓷產品及混合物；放射性殘留物 15,010 15,601 16,185 15,579 16,391 18,847 18,760 20,943 22,372 22,508 鈰之化合物 36,759 27,951 27,554 26,754 25,957 34,973 38,361 29,460 38,431 47,433 其他稀土金屬，釔或鈧，或前述金屬混合物之無機或有機化合物 12,876 6,795 7,058 6,518 212,291 22,734 8,638 8,191 15,513 30,113 Total 66,288 50,880 51,142 49,323 254,895 76,815 66,167 58,899 76,541 100,217 單位：公斤 101年 102年 103年 104年 105年 106年 107年 108年 109年 110年 稀土礦石及其精砂 3,000 2,000 23,000 31,000 26,000 58,000 36,000 24,000 9,000 46,000 鈧，不論是否互相混合或合金 0 0 2 1 0 0 0 0 0 0 釔，不論是否互相混合或合金 65 113 274 601 239 388 738 373 115 24 其他稀土金屬，不論是否互相混合或合金 40,213 32,057 5,217 10,675 6,273 10,445 6,246 765 10,160 356 第２８４４１０、２８４４２０、２８４４３０目以外之放射性元素及同位素及其化合物；含有前述元素、同位素或化合物之合金、分散體（包括瓷金）、陶瓷產品及混合物；放射性殘留物 70,341 66,191 64,370 56,179 58,478 67,000 62,545 77,285 73,441 63,814 鈰之化合物 1,289,787 1,210,662 1,414,922 1,682,995 1,471,546 2,046,554 1,847,295 1,152,274 1,970,814 2,637,870 其他稀土金屬，釔或鈧，或前述金屬混合物之無機或有機化合物 134,301 181,281 519,117 227,426 794,905 228,550 123,322 115,922 142,071 172,761 Total 1,537,707 1,492,304 2,026,902 2,008,877 2,357,441 2,410,937 2,076,146 1,370,619 2,205,601 2,920,825 稀土元素進口概況 進口原料 貿易商 ：台灣稀土、兆冠科技、長叡、澄柏、帷晶 、台灣銀冠國際 化合物製造 ：康普材料科技(天弘化學) 螢光粉 ：奇美材料、中釉 進口原料進行加工 石化觸媒拋光粉高強度鋁鈧合金功能陶瓷原料稀土永磁體 ：中油、台塑：奇美、友達、旭哨子：穗高科技、巧新：信昌電子(華新科技、國巨)：喬智、中鋼(試產中)、台全、新秀波、速敏 廢棄物處理 ：中台科技 馬達、硬碟