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）

关键矿产资源：国家政策和关键矿物清单 2024年4月8日更新 国会研究服务 https://crsreports.congress.gov R47982 关键矿产资源：国家政策和关键矿产清单 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。 SUMMARY R47982 2024年4月8日 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。 国会研究服务 Contents Overview1 国家材料和矿物政策9 关键矿物的定义11 2022年关键矿物清单11 USGS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，2020-203519 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。 1供应风险可能是（1）地质-资源是否存在于自然界中，（2）技术-资源是否可以提取和加工，（3）环境和社会-资源是否可以以环境和社会可接受的方式提取和加工，（4）政治-政府是否通过政策和行动影响资源的可用性，以及（5）经济-是否可以以用户愿意支付的成本提取和处理资源。国家研究委员会（NRC），矿物，关键矿物和美国S.经济，2008，(以下简称NRC，关键矿物，2008)。见p。8进一步描述供应风险和p。238对报告中使用“临界矿物”一词的简短描述。 2Essential，如报告中所讨论的，是指矿物的化学和物理性质，如冶金、化学、催化、电、磁或光学性质，这些性质使得难以或不可能以可比的成本找到能够提供类似功能的替代品。NRC，CriticalMinerals，2008年，第7页，第43-47页。 3半导体芯片-也称为计算机芯片，微芯片或集成电路-是用微型电阻器，晶体管，电容器或二极管制造的可调电导率晶片。有关半导体的更多信息，请参阅CRS报告R47508，半导体和半导体行业，作者：ManpreetSingh，John 小萨金特和卡伦·M·萨特。 4稀土元素（REE）包括钪，钇和元素周期表上称为镧系元素的15种元素。镧系元素的原子序数为57(镧)至71(wt)。U.S.地质调查局（USGS），“稀土元素”，https：//www。sgs.gov/出版物/稀土元素；USGS，“稀土统计和信息”，https://www。sgs.政府/中心/国家-矿物-信息中心/稀土-统计-和-信息;和布拉德利S.VaGose,PhilipL.Verplac和PolEmsbo，美国稀土元素矿床，USGS，1454号通告，版本1.1，2019年4月，https://doi。org/10.3133/cir1454（以下简称VaGose，Verplac和Emsbo，稀土元素矿床，2019年）。 5白宫，建立弹性供应链，振兴美国制造业，促进基础广泛的增长：根据第14017号行政命令进行的100天评论，2021年6月，https：//www。Whitehose.gov/wp-内容/上传/2021/06/100天-供应链-审查-报告。pdf(以下简称白宫，建设弹性供应链，2021年)；美国S.能源部（DOE），关键材料评估，2023年7月，https：//www。能源。gov/sites/defalt/files/2023-07/doe -critical-material-assessmet_07312023。pdf（以下简称DOE，关键材料评估，2023年）；和国际能源署，“关键矿物在清洁能源转型中的作用”，https：//www。iea.org/reports/the-role-of-critical-mieral-i-clea-eergy-trasitios. 6《关键材料战略》，2010年12月（以下简称《关键材料战略》，2010年），第11-12页。 7同上，第12页。 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。 8USGS对矿物的地质描述是“作为天然存在的无机元素或化合物，具有有序的内部结构和特征性的化学组成，晶体形式和物理性质 。USGS将有关矿物（包括燃料矿物）的资源定义为“地壳中或地壳上天然存在的固体，液体或气体物质的浓度，其形式和数量使从该浓度经济地提取商品目前或潜在可行。“USGS认为开采包括地下，地面（或露天矿）或砂矿（从沉积物中提取，例如河道或沙滩砂）开采。美国地质调查局，2023年矿物商品摘要，第2023页。205，https://doi。org/10.3133/mcs2023（以下简称USGS，MCS，2023）。USGS，“岩石和矿物有什么区别？”，https://www。sgs.gov/faqs/岩石和矿物之间的区别；USGS，“我们如何提取矿物？”，https://www。sgs.政府/常见问题/如何做我们提取矿物。有关某些关键矿产资源及其提取，加工和主要用途的更多详细信息，请参阅KlasJ.Schlz等人.，美国关键矿产资源-经济和环境地质与未来供应前景，USGS专业论文1802，2017年12月，https://doi。org/10.3133/pp1802（以下简称USGS，关键矿产资源，2017年）。 9USGS将副产品定义为“其生产依赖于另一种商品的产品”。NedalT.Nassar和StevenM.Fortier，《2021年美国关键矿物清单审查和修订的方法和技术投入》，USGS，2021年，USGS开放文件报告2021-1045，2021年，第7页，https://doi.org/10.3133/ofrGS20211045（以下简称，技术 10USGS，“矿物商品摘要”，https://www.usgs.gov/centers/national-minerals-information-center/mineral-commodity-summaries。USGS每年都会发布摘要，并且摘要的矿物数量可能每年都会有所不同。 11美国能源部，关键材料评估，2023年。 图1.供应链与风险、机会和政策 资料来源:美国能源部（DOE），《关键材料战略》，2010年12月，图9-1。 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 12GordonB.Haxel，JamesB.Hedrick和GretaJ.Orris，“稀土元素-高科技的关键矿物”，USGS，USGS情况说明书087-02 ，2002，https://pubs.usgs.gov/fs/2002/fs087-02/fs087-02.pdf；和VanGosen，Verplanck和Emposbo，《稀土元素 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 图2.全球稀土元素产量 （1960年至2020年） 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