稀土：中国在原材料领域的主导地位——回收利用、研究和新矿开采能否摆脱对原材料的依赖？

稀土元素对德国的战略重要性

稀土元素（REEs）是一类化学元素，因其独特的物理和化学性质，在众多现代技术中发挥着关键作用。近几十年来，稀土元素对德国等工业化国家的战略重要性呈指数级增长，尤其是在数字化、能源转型和安全相关应用领域。然而，全球供应链日益集中，特别是中国的主导地位，也带来了巨大的经济和地缘政治风险。本文从德国视角分析了稀土元素这一复杂问题，重点阐述了德国对中国的依赖，评估了当前寻求新解决方案的研发方法，并概述了德国为实现这些关键原材料长期供应的更大自主性而可采取的战略选择。.

稀土元素（REEs）的定义、性质和分类

稀土元素包括元素周期表中的17种金属：15种镧系元素（镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)），以及钪(Sc)和钇(Y)。这些金属是从矿石中提取的。它们独特的物理和化学性质，例如高反应活性（尤其与氧气反应）、易燃性以及特殊的磁性和光谱特性，使它们成为备受追捧的原材料。.

通常将稀土元素分为轻稀土元素（LSEE，例如镧、铈、镨和钕）和重稀土元素（HSEE，例如铽和镝）。这种区分非常重要，因为在大多数矿床中，轻稀土元素的含量远高于重稀土元素。.

“稀土元素”一词在某种程度上具有误导性，因为从地质学的角度来看，这些元素并非一定稀有。例如，钕比铅更常见，铥比金或铂更丰富。真正的挑战，以及由此产生的经济意义上的“稀缺性”，在于它们在许多矿床中的浓度极低，尤其在于其分离和加工过程极其复杂且成本高昂。稀土元素在自然界中总是以化合物的形式存在，与其他矿物共生；分离它们需要大量的化学步骤和专业技术。这种技术和经济上的障碍，而非地质储量本身，才是供应问题的核心所在。.

下表总结了稀土元素：

17种稀土元素——性质和主要应用

17种稀土元素包括轻稀土金属和重稀土金属，每种元素都具有独特的性质和广泛的应用。钪（原子序数21）是一种轻稀土元素，在合金中具有很高的强度，用于体育场馆照明、燃料电池、X射线技术以及航空航天工业的轻质合金。钇（原子序数39）是重稀土元素之一，对荧光粉和超导性能至关重要，因此被用于显示器荧光粉、LED、激光器、超导体和陶瓷等材料中。.

镧（57）具有极高的反应活性，是镧系元素的基础。它被用于催化剂、电池、特种玻璃和火石中。铈（58）是储量最丰富的稀土金属，可用作催化剂的抛光剂，并具有紫外吸收功能，也可用于玻璃抛光、紫外线过滤和自清洁炉中。镨（59）能够制造强磁体，并使玻璃和陶瓷呈现黄绿色，因此适用于永磁体、飞机发动机和特种玻璃的制造。.

钕（60）是制造最强永磁体的关键元素，用于制造钕铁硼磁体，这些磁体应用于电动机、风力涡轮机、硬盘驱动器和扬声器。钷（61）具有放射性，是自然界中最稀有的稀土金属，用于制造发光显示器、核电池和测量仪器。钐（62）适用于高温磁体，并可用于永磁体、核反应堆控制棒和催化剂中的中子吸收。.

铕 (63) 是 LED、节能灯和显示器中红色和蓝色荧光粉的重要元素。钆 (64) 具有高中子吸收率和顺磁性，因此被用作磁共振成像的造影剂、控制棒和超导体。铽 (65) 是 LED、永磁体和传感器中绿色荧光粉和磁致伸缩材料的重要元素。.

镝（66）能提高磁体在高温下的矫顽力，因此被用于高温永磁体和激光器中。钬（67）拥有已知最强的磁矩，被用于医用和军用激光器中。铒（68）能产生粉红色，因此被用于光纤电缆、医用激光器以及玻璃着色。.

铥（69）是最稀有的稳定镧系元素，用作便携式X射线机和激光器的X射线源。镱（70）用于红外激光器，也可用作不锈钢合金的还原剂。镥（71）是最昂贵的稀土金属，用于正电子发射断层扫描、石油化工催化剂，以及癌症治疗的实验研究。.

关键应用及其对未来技术日益增长的重要性

稀土元素因其卓越的性能，已成为众多高科技应用领域不可或缺的组成部分，并在现代经济体的技术发展和竞争力提升中发挥着核心作用。随着数字化进程和全球能源转型，稀土元素的重要性与日俱增。.

主要应用领域包括：

• 永磁体：钕铁硼（NdFeB）磁体是目前已知最强的永磁体，是电动汽车、混合动力汽车、电动自行车、机器人和工业设备中高性能、小型化电机不可或缺的部件。它们在风力发电机（尤其是无齿轮海上风力发电机）、硬盘驱动器、扬声器和耳机中也同样不可或缺。为了保持这些磁体在高温下的性能，通常会添加镝和铽。.
• 催化剂：铈用于汽车催化剂中，以减少有害尾气排放。镧和其他稀土元素用于石油炼制（流化催化裂化）和其他化学过程的催化剂中。.
• 电池：镧是镍氢电池的重要组成部分，镍氢电池用于混合动力汽车和便携式电子产品。.
• 荧光粉：铕（用于红色和蓝色）和铽（用于绿色）对于发光二极管 (LED)、节能灯、平板显示器（LCD、OLED）和其他显示技术的色彩质量和效率至关重要。钇也用于荧光粉中。.
• 光学和激光：镧可改善用于相机镜头、望远镜和双筒望远镜的特种玻璃的光学性能。铒用于光纤电缆中的信号放大。钕、镱、钬和铒是医疗、工业和通信领域各种激光器的重要组成部分。.
• 其他高科技应用包括抛光剂（氧化铈用于精密光学器件和半导体）、特种陶瓷（钇用于提高耐高温性能）、医学成像（钆作为 MRI 造影剂）、传感器、超导体以及国防和航空航天工业的应用（精密光学器件、导航系统、无人机和火箭控制）。.

稀土元素（REEs）对德国的关键产业至关重要，例如汽车行业（尤其是在向电动汽车转型期间）、机械和设备工程、可再生能源（主要是风能）以及电子和医疗技术行业。数字化进程的推进和能源转型雄心勃勃的目标，预计将在未来几年和几十年内显著增加全球对稀土元素的需求。例如，到2050年，永磁体对稀土元素的需求量可能增长十倍。许多稀土元素的关键性不仅源于潜在的供应瓶颈或生产地域集中，还源于许多高性能应用领域缺乏直接且等效的替代品。尽管替代材料的研究正在积极开展，但由于稀土元素独特的电子和磁性，在许多领域，其替代在技术上仍然十分困难，或者只能以性能下降为代价。这种技术“锁定”加剧了对稀土元素的依赖性问题，并凸显了提高供应安全性和开发替代技术解决方案的紧迫性。.

德国对中国稀土资源的严重依赖：实现技术主权的新战略

鉴于稀土元素的战略重要性以及保障其供应安全所面临的复杂挑战，对德国当前形势和未来选择进行全面分析至关重要。本文旨在全面探讨稀土问题，分析德国对中国的特殊依赖性，介绍当前关于新解决方案的研究现状，并在此基础上，概述德国为确保这些关键原材料的长期可持续供应、增强自身技术自主性而可采取的战略举措。.

全球供应链格局及德国的依赖程度

全球稀土元素供应的特点是矿藏、开采乃至加工环节的集中度都异常高，尤其在加工环节更是如此。这种集中度，特别是中国的主导地位，对德国等工业化国家构成了重大的战略挑战和潜在风险。.

全球矿藏、开采和加工——中国的主导地位

如前所述，稀土元素虽然在地质学上并非极其稀少，但具有经济开采价值的稀土矿藏却分布在全球范围内相对较少。已知储量最大的地区是中国，估计拥有约4400万吨稀土氧化物（SEO）。其他重要的储量分布在越南（约2200万吨）、巴西和俄罗斯（各约2100万吨）、印度（约690万吨）、澳大利亚（约400万吨）和美国（约180万吨）。格陵兰岛也拥有丰富的稀土矿藏。.

几十年来，中国在全球矿产生产中一直扮演着主导角色。2021年，中国在全球矿产产量中的份额约为61%至64%，预计到2023年将达到70%左右。美国、缅甸和澳大利亚也是重要的生产国，但市场份额远小于中国。历史上，美国曾是最大的生产国，直到20世纪80年代末，中国自千禧年以来大规模扩大生产规模，并开始主导市场。.

中国在稀土元素提炼和加工领域的统治地位更为显著。中国控制着全球约90%的稀土产能。这意味着，即使是其他国家（例如美国或澳大利亚）开采的稀土精矿，通常也需要运往中国进行分离和提炼。这一步骤——将化学性质非常相似的稀土元素彼此分离，并与其他伴生元素分离——对技术要求极高，且需要大量资金投入。.

中国在稀土领域的领先地位并非仅仅源于其丰富的地质资源，而是长期产业战略的结果。过去，这一战略往往意味着接受较低的环境标准，并利用国家补贴来获取和维持市场主导地位。这常常导致西方国家的稀土生产无利可图，最终导致矿山和加工厂关闭。近年来，中国整合了稀土产业，运用出口配额和关税（过去如此，未来也可能如此）作为控制机制，并日益注重生产高附加值产品，在国内创造价值。一项重要举措是，中国于2023年底禁止出口用于制造磁铁的稀土加工技术，进一步巩固了其技术上的自主性。.

另一个重要的区别在于轻稀土元素（LSEE）和重稀土元素（HSEE）。镧、铈等轻稀土元素储量相对丰富，且在中国以外也有开采，但某些关键的重稀土元素（例如镝、铽）的供应几乎完全依赖于中国及其邻国缅甸。这些重稀土元素通常存在于离子吸附石中，而离子吸附石的开采对环境造成了严重问题，因此，重稀土元素的这种特殊依赖性在全球供应链中占据了关键地位。.

全球稀土矿产量和储量（按国家/地区划分）（基于 2021/2022 年数据）

注：数据可能因来源和数据收集年份而略有不同。SEO = 稀土氧化物。中国稀土氧化物储量数据在不同来源之间差异较大。.

全球稀土矿（SEM）生产主要由中国主导，2021年中国产量约为16.8万吨，占全球总产量的61%至64%。美国位居第二，产量为4.3万吨（市场份额15.5%至16%），其次是缅甸（2.6万吨，市场份额9.4%至7.5%）和澳大利亚（2.2万吨，市场份额8.0%至5.9%）。泰国产量为8000吨（市场份额2.9%）。据美国环境与资源部（DERA）的数据，越南2021年的产量较低，约为360吨，但美国地质调查局（USGS）的数据更高。巴西、俄罗斯和印度等其他国家目前的产量也较低。全球总产量约为27万至28万吨。.

从储量来看，情况则有所不同：中国估计拥有4400万吨海藻（占全球储量的36.7%至63%），越南2200万吨（18.3%），巴西和俄罗斯各2100万吨（各占17.5%）。印度690万吨（5.8%），澳大利亚400万吨（3.3%），美国180万吨（1.5%）。格陵兰岛拥有150万吨储量（1.3%），但目前尚未开采。全球海藻总储量估计为1.2亿至1.66亿吨。.

分析德国和欧盟对中国的进口依赖程度

中国在全球稀土元素供应链中的主导地位导致德国和整个欧盟对稀土元素进口的依赖程度很高。德国联邦统计局的最新数据显示，2024年德国直接从中国进口了约3400吨稀土元素，占其稀土元素进口总量的65.5%。就整个欧盟而言，2024年从中国直接进口的稀土元素占比为46.3%（6000吨），其次是俄罗斯（28.4%）和马来西亚（19.9%）。.

这种依赖性对于高性能磁体所需的特定稀土元素，例如钕、镨和钐，尤为严重。2024年，这些元素几乎全部依赖从中国进口。加工产品的情况也类似。例如，德国进口的稀土金属中有84%来自中国，而全球生产并进口到德国的钕铁硼磁体中，约有85%至94%来自中国。.

这种依赖性具有显著的宏观经济影响。据估计，2022年德国制造业增加值总额的约22%（相当于1610亿欧元）依赖于稀土元素的供应。受影响尤为严重的行业包括其他车辆制造业（67%的增加值依赖于稀土元素）、汽车制造业（65%）以及电子和光学产品制造业（55%）。.

值得注意的是，统计记录稀土元素的来源可能会低估其对中国的真实依赖程度。如果仅记录最终出货国，第三国的加工环节可能会掩盖稀土原料的中国来源。例如，奥地利和爱沙尼亚是德国进口稀土的加工国，马来西亚是欧盟的主要供应国。然而，由于中国在全球精炼领域占据主导地位，这些国家加工的原材料很可能很大一部分来自中国。因此，官方进口统计数据可能无法反映与中国来源的全部关联程度。.

德国和欧盟对中国特定稀土及其加工产品的进口依存度（基于2023/2024年数据）

注：这些数据基于最新可获得的数据，主要为 2023/2024 年的数据。具体百分比可能因数据来源和调查方法而略有不同。.

根据2023年和2024年的最新数据，德国和欧盟对中国的稀土元素及其加工产品依赖程度很高。德国65.5%的稀土原材料和氧化物来自中国，欧盟的依赖程度略低，为46.3%。德国的其他主要供应国是奥地利（23.2%）和爱沙尼亚（5.6%）。欧盟的供应来源更加多元化，还从俄罗斯（28.4%）和马来西亚（19.9%）采购稀土元素。.

这种依赖性对于特殊产品而言尤为严重。钕、镨和钐是磁体生产的关键材料，几乎全部来自中国。对于进一步加工的稀土金属，德国从中国的进口比例高达82%至84%。钕铁硼永磁体的情况同样严峻，德国和欧盟84%至94%的进口都来自中国。日本作为唯一的替代来源，在全球产量中占据重要地位，约占10%。.

欧盟对中国的依赖程度在重稀土元素方面达到顶峰，其加工后的重稀土元素（例如镝和铽）100%依赖进口。对于铈、钕和镨等轻稀土元素，欧盟69%的进口也来自中国。.

依赖的经济和地缘政治风险

东南欧供应链高度依赖中国，这对德国和欧盟构成重大的经济和地缘政治风险。过去，中国曾多次利用其市场主导地位影响价格，并将供应作为政治工具。.

一个众所周知的例子是2010年东南欧国家对日出口受阻，当时正值领土争端时期。而近期的一些事态发展，例如中国将于2025年4月对部分东南欧金属和磁体实施出口管制，再次凸显了西方产业的脆弱性。这些措施导致除中国以外的全球市场价格大幅上涨——例如，氧化镝的价格一度高达每公斤300美元——并有可能在四到六周内导致德国汽车行业的生产中断，因为库存迅速减少。.

此类供应中断或价格暴涨会危及德国关键产业的竞争力，尤其是在电动汽车、可再生能源和高科技领域，并可能严重阻碍雄心勃勃的能源和交通转型目标以及数字化进程的实现。这种依赖性是多方面的：它不仅影响原材料开采，而且更为关键地影响精炼和永磁体等中间产品的生产。即使可以从其他来源获得SEE原材料，中国以外地区往往缺乏将其转化为所需高纯度金属或合金的必要加工能力。这意味着，仅靠矿产生产的多元化并不能解决价值链中游环节的核心依赖性问题。因此，发展欧洲本土的精炼和加工能力与原材料开采本身一样，都是至关重要的瓶颈。.

全球东南欧油气资源开采和加工的生态和社会影响

稀土元素的开采和加工会引发严重的环境和社会问题，这些问题往往集中在矿产和生产国。采矿活动经常导致大规模的环境破坏，包括土壤侵蚀、使用化学品（例如酸、碱）和重金属造成的水资源污染、粉尘和有毒气体造成的空气污染，以及自然生物的破坏和生物多样性的丧失。这些过程中的水和能源消耗量也非常高。.

稀土元素中经常含有钍、铀等放射性微量元素，这是一个特别棘手的问题。稀土元素的加工会产生大量的残渣——据估计，生产一吨稀土元素会产生约2000吨废石和加工残渣，其中包括多达1.4吨的放射性废物。这些残渣如果储存不当，例如中国白云鄂博矿区巨大的尾矿湖，会导致土壤和地下水长期受到污染。.

矿区的社会影响也十分严重。例如，工人和当地居民面临着严重的健康风险，例如粉尘暴露（包头地区的尘肺病）或接触有毒物质。社区流离失所、土地冲突和侵犯人权的现象屡见不鲜。在环境和社会标准较低的国家，腐败和安全措施不足的情况尤为普遍。.

过去，中国为了获得市场主导地位，往往接受较低的环境标准，并容忍由此产生的各种问题。近年来，有迹象表明，中国正试图将对环境破坏最大的生产环节外包给缅甸等邻国。虽然这种环境和社会成本的转移在短期内降低了西方行业的生产成本，但从长远来看，却引发了伦理困境，并将东南欧生产的真实成本转嫁给了外部国家。德国和欧洲的可持续供应战略必须考虑并整合这些因素，而不是简单地将问题转移到其他地方。因此，欧洲国内的开采和加工能力的开发和实施必须符合最高的环境和社会标准，而这反过来又会影响此类项目的经济可行性。.

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减少依赖性的研发方法

鉴于德国和欧洲对稀土元素的严重依赖及其相关风险，必须加大研发投入，寻找替代方案，以加强长期供应安全。研发活动主要集中在三个领域：替代和效率提升、回收利用和循环经济，以及开发和可持续开采新的初级和次级原材料资源。.

替代与效率

用其他材料替代稀土元素或采用完全不需要稀土元素的技术是关键的研究方向。与此同时，人们也在努力提高稀土元素的利用效率，以降低每个应用单元的稀土需求量。.

磁铁的替代材料

永磁体，尤其是钕铁硼磁体，是单晶电子学的主要应用领域之一，也是关键的瓶颈所在。本研究着重于几种替代材料：

• 氮化铁（FeN）磁体：被认为是一种很有前景的无二次电子效应（SEE）的替代方案。美国Niron Magnetics公司正在推动FeN磁体的商业化，并在美国明尼苏达州建设生产设施，该项目获得了政府资助。美国能源部高级研究计划署（ARPA-E）也在资助FeN磁体的研究项目。.
• 锰基磁体：锰铋（MnBi）和锰铝（MnAl）等合金正受到广泛关注。美国艾姆斯实验室已开发出高温性能优异的MnBi磁体，目前正与工业合作伙伴合作，在电机中进行测试。欧洲也开展了MnBi磁体的研究，例如奥地利和德国的研究机构，重点关注高压扭转（HPT）和热磁退火等优化合成工艺。.
• 高熵合金（HEA）：这类材料也因其在磁性应用方面的潜力而受到研究，但通常仍处于早期研究阶段。.
• “间隙磁体”：目标是开发能够弥合廉价铁氧体磁体和高性能单晶硅磁体之间性能和成本差距的磁体。锰铋被认为是这方面的潜在候选材料。.

无单电子发射断层扫描（SEE）磁体的研发是一场全球竞赛。美国已在试点生产和商业化方面采取了切实措施，尤其是在FeN和MnBi磁体方面。欧洲必须加大力度，避免在技术上落后，并防止对无SEE磁体技术产生新的依赖——这次是对美国的依赖。.

催化剂的替代材料

铈是一种轻稀土元素，在汽车尾气净化三元催化转化器中发挥着重要作用。由于铈是较为常见且价格低廉的稀土元素之一，因此该领域的研究重点并非完全替代铈，而是减少铂族金属（如铂、钯和铑）等更昂贵且至关重要的元素的使用。.

• 相关方法包括开发铜基催化剂，以显著降低铂族金属含量。.
• 优化氧化铈纳米粒子的研究旨在提高其在催化剂中的效率，从而有可能减少材料的使用。.
• 达姆施塔特工业大学正在研究铈基荧光粉对氧的依赖性，这可能对理解催化剂中的铈化学性质也有意义。.

在汽车催化剂领域，推动替代研究的主要因素并非铈的供应，而是质子泵（铂族金属）的成本和关键性。铈本身的替代作用往往不如例如磁体中重超导元素的替代作用那样受到关注。.

荧光粉的替代材料

铕、铽和钇对LED和显示器的色彩质量和效率至关重要。研究人员正在寻找不含二次电子效应（SEE）的替代品。

• 量子点（QDs）：半导体纳米晶体（例如，基于镉、铟、钙钛矿或铜铟硫化物）能够高效地发出特定颜色的光，并正被研究作为显示器和照明领域中单光子发射荧光粉的一种很有前景的替代品。然而，其面临的挑战包括某些量子点材料（尤其是含镉量子点材料）的毒性、在工作条件下的长期稳定性以及大规模生产的成本。.
• 有机发光二极管（OLED）：这些已经是一种成熟的无单粒子效应（SEE）显示技术，但人们仍在不断进行材料研究，以提高效率、寿命和降低成本。.
• 新型磷材料：目前正在研究新型无机磷材料，这些材料要么完全不含关键能量元素（CEE），要么降低关键能量元素的比例。然而，这通常涉及对现有体系的优化（例如，通过掺杂非关键元素或提高量子效率），而不是完全替代。.

尽管量子点等替代荧光粉材料已取得进展，但要完全淘汰基于单电子发射（SEE）的荧光粉，尤其是在对色彩质量和效率要求极高的应用中，仍然是一个巨大的挑战。目前的趋势通常是提高效率并降低SEE含量，而不是用全新的材料完全替代。.

通过提高材料效率和设计变更来降低单元素排放要求

除了替代之外，降低每个应用的具体SEE要求也是一个重要的手段。.

• 作为旗舰项目“稀土关键性”的一部分，弗劳恩霍夫研究所开发了多项技术，通过优化制造工艺（例如，近净成形制造以避免材料损失）、替代磁性材料和便于回收的电机设计，显著减少永磁体中钕和镝的需求——其需求量可能降至目前的五分之一。.
• 对电机驱动进行建设性优化，例如改进冷却，可以降低工作温度，从而减少对镝等高温稳定元件的需求。.
• 总的来说，从一开始就开发需要较少关键原材料的产品是资源效率的一个重要方面。.

与耗时、成本高昂且风险巨大的全新材料研发相比，提高材料效率和设计创新往往是短期至中期内更务实、更经济可行的解决方案。然而，这些渐进式的改进累积起来，可以显著降低事故的严重性。.

回收利用和循环经济

从旧产品和生产废料中回收稀土元素是减少进口依赖和保护原生资源的另一个关键支柱。.

当前回收技术及其经济可行性

对于单晶电子的回收利用，特别是来自永磁体（例如钕铁硼磁体）和电池的单晶电子的回收利用，存在多种技术方法：

• 湿法冶金工艺：该工艺通过选择性地从溶液中提取金属，通常需要先用酸对物料进行预处理。这是一种成熟的矿石加工方法，原则上适用于多种磁性矿物。.
• 火法冶金工艺：在这些工艺中，物料在高温下熔化，使二次电子能谱（SEE）在炉渣中积累。这些工艺不产生废水，并且与湿法冶金工艺相比，工艺步骤可能更少。.
• 气相萃取和电化学过程：这些是分离和回收 SEE 的进一步方法。.
• 氢脆处理（废磁体氢化处理，HPMS）：在此过程中，钕铁硼磁体暴露于氢气中，导致其脆​​化并分解成粉末。该粉末可直接用于制造新磁体（材料回收），或进行进一步的化学处理。.

然而，电子电气设备（SEE）回收的经济可行性仍然是一大障碍。它很大程度上取决于当前原生电子电气设备的价格、废弃物中贵重元素（尤其是重金属电子电气设备，例如镝）的浓度，以及收集、拆解和处理的成本。对于许多报废产品，例如智能手机，其使用的电子电气设备数量极少，因此回收往往无利可图。因此，目前欧洲的电子电气设备回收率仅为个位数百分比，甚至更低。.

主要问题有：

• 回收率低且效率低下：许多含有SEE的产品没有进入官方回收流程。.
• 拆卸复杂：SEE组件通常永久集成在产品中，难以拆卸。手动拆卸既耗时又费钱。.
• 异质性物质流：电子垃圾和其他废弃物成分差异很大，这使得标准化回收工艺的开发变得困难。.
• 高纯度要求：为了在高性能应用中重复使用，回收的 SEE 通常需要具有非常高的纯度，这会增加加工成本。.

东南欧地区回收利用的经济可行性面临着一个先有鸡还是先有蛋的问题：回收量低、技术复杂且尚未完全成熟，导致回收成本高昂，进而抑制了对大型工厂和进一步研发的投资。如果没有规模经济、拆解和分离自动化方面的技术突破以及支持性的监管框架（例如，具有约束力的回收配额、可回收产品设计要求——“面向回收的设计”），建立一个全面且经济可行的东南欧地区回收产业仍然是一项重大挑战。.

欧洲回收基础设施建设的进展与挑战

尽管面临诸多挑战，但构建欧洲分层可再生能源（SEE）回收基础设施已取得显著进展。在《关键原材料法案》（CRMA）框架下，欧盟设定了雄心勃勃的目标，即到2030年通过回收利用满足其至少25%的战略原材料年度需求。.

欧洲已经建立或正在规划多个试点工厂和初步商业项目：

• 贺利氏雷莫伊公司（德国比特费尔德）：2024年5月，该公司投产了欧洲最大的稀土磁体回收工厂。该工厂初期年处理能力为600吨废旧磁体，中期可增至1200吨。与原生开采相比，该技术预计可减少80%的二氧化碳排放。.
• 卡雷斯特/卡雷马格公司（法国拉克）：计划建设一座大型稀土元素（REE）精炼和回收工厂，预计于2026年底投产。该工厂计划每年处理2000吨废磁铁和5000吨原生稀土精矿，重点回收钕、镨、镝和铽等轻稀土和重稀土。该项目已被欧盟委员会列为战略项目。.
• Mkango Resources / HyProMag：在英国（通过 HyProMag Ltd）开发回收工厂，并计划在波兰普瓦维（通过 Mkango Polska）建设一座工厂，该项目已被认定为欧盟战略项目。这些项目通常采用 HPMS 工艺。.
• LIFE INSPIREE（意大利）：一项欧盟资助的项目，旨在以工业规模从电子垃圾磁铁中每年回收多达700吨的钕、钯、镝（SEE）。其长期目标（到2040年）是年处理能力超过2万吨。.

这些举措表明，欧洲正在科研和产业层面努力建立稀土和太阳能废弃物（REE）的循环经济。然而，构建全面、多元化且经济可行的欧洲稀土回收基础设施是一个漫长的过程。这需要对技术研发、收集和物流系统进行持续大量的投资，并克服从试点工厂（通常技术成熟度等级为6-7级）到全面工业应用的规模化挑战。在此背景下，欧盟设定的回收目标必须被视为极具雄心。.

德国和欧洲的研究项目及其成果/潜力（截至2024/2025年）

在德国和欧洲，东南欧回收和替代领域的研究非常活跃，得到了研究机构以及国家和欧洲资助计划的支持。.

• 弗劳恩霍夫协会：各个研究所都做出了重要贡献。.
  • 弗劳恩霍夫回收与资源战略研究所 (IWKS) 在钕铁硼磁体回收技术开发领域处于领先地位。诸如 FUNMAG（电动汽车磁体回收利用）和 RecyPer（利用混合废弃磁体生产特定类型磁体）等项目，均采用并优化了氢脆 (HPMS) 等工艺。风力涡轮机磁体的回收利用也是该研究所的重点研究方向之一。.
  • 弗劳恩霍夫界面工程与生物技术研究所 (IGB) 正在研究用于回收 SEE 的生物技术工艺。.
  • 弗劳恩霍夫研究所的旗舰项目“稀土的关键性”已完成，为替代、效率提高和回收利用奠定了重要基础。.
• 亥姆霍兹联合会：
  • 亥姆霍兹德累斯顿研究中心（HZDR）的弗莱贝格资源技术研究所（HIF）也十分活跃。BioKollekt项目正在开发生物技术方法（例如使用肽），用于从电子垃圾等复杂物料流中选择性提取金属，包括二次电子（SEE）。Renare项目（H2Giga旗舰项目的一部分）正在研究利用创新的浮选和液液颗粒萃取工艺，从电解槽中回收包括二次电子在内的关键原材料。.
• 欧盟资助的项目：
  • SUSMAGPRO（于2023年11月完成）是一个开创性的项目，旨在建立欧洲东南欧磁铁的回收供应链。该项目成功展示了回收磁铁在扬声器和电动机中的生产和应用。.
  • REEsilience（运行至 2026 年）以 SUSMAGPRO 的成果为基础，旨在为东南欧磁体建立一个具有韧性的欧洲供应链，包括通过开发软件工具来优化二次材料的使用，以及改进合金制造和粉末加工技术。.
  • GREENE 和 HARMONY 是欧盟于 2024 年启动的新兴项目。GREENE 致力于通过创新的微观结构重塑来降低磁体中的单晶电子含量。HARMONY 则旨在建立一个试点回收循环系统，用于回收来自各种应用领域（风力涡轮机、电动机、电子垃圾）的永磁体。.
  • 其他相关项目包括 REMANENCE（已完成，钕铁硼磁体的回收）、SecREEts（从磷矿石中提取 SEE 用于化肥生产）以及已完成的 EURARE 项目，该项目为欧洲 SEE 产业奠定了基础，并评估了欧洲矿藏。.
• 其他利益相关者：Öko-Institut 定期开展研究，制定东南欧可持续资源管理战略计划，其中回收利用发挥着核心作用。.

德国和欧洲的研究领域充满活力，涵盖了从替代和回收到替代提取方法的整个价值链。研究发展趋势清晰可见，正从基础研究转向应用导向的试点项目和初步商业化尝试。优秀研究机构与产业界的合作，以及国家和欧洲项目提供的专项资金，是推动这一进程的关键因素。然而，最大的挑战仍然是如何成功地将研究成果转化为广泛的工业应用，并将其规模化为经济可行的工艺（克服创新的“死亡谷”）。在相关水平（高技术成熟度等级，TRL）上证明技术可行性与开发可行的商业模式同等重要。.

新资源的开发和可持续开采

除了替代和回收利用之外，开发新的初级和次级原材料来源是实现东南欧供应多样化的重要组成部分。.

欧洲东南欧油气藏的潜力

欧洲拥有地质意义重大但迄今为止尚未开发的东南欧矿藏。.

• 瑞典：位于基律纳附近的佩尔·盖耶尔（Per Geijer）矿床由国有矿业公司LKAB勘探，被认为是欧洲已知最大的矿床，蕴藏超过100万吨稀土氧化物。LKAB计划于2027年开始开采，但预计还需要10-15年才能达到满负荷生产能力。佩尔·盖耶尔矿石除了含有铁和磷酸盐外，还含有约0.2%的稀土氧化物。瑞典另一个重要的矿床是诺拉·卡尔（Norra Kärr），该矿床富含重稀土元素。.
• 挪威：位于挪威南部的芬碳酸岩杂岩体被认为是欧洲潜在的最大稀土元素（REE）矿床。据估计，该矿床稀土元素总储量为880万吨，其中约150万吨具有磁性。挪威稀土公司（REN）正在该地区进行勘探，并认为从2030年起开采是切实可行的，其产量有望满足欧洲10%的需求。.
• 芬兰：拉普兰的索克利磷酸盐矿也有潜力提取 SEE 作为副产品。.
• 格陵兰岛：克瓦内菲尔德（Kvanefjeld）、克林格勒内（Kringlerne）和萨尔法托克（Sarfartoq）等矿藏蕴藏着丰富的东南欧资源。然而，开发面临诸多挑战，包括高昂的基础设施成本、极端的气候条件、熟练工人短缺以及复杂的审批流程。.
• 其他产地：德国（例如萨克森州的斯托克维茨，由于经济原因不值得开采，以及巴伐利亚州的粘土，但其含量较低）、希腊和西班牙也存在较小或研究较少的产地。.

然而，开发这些欧洲矿藏面临着诸多挑战。与中国等成熟生产商相比，这些挑战包括高昂的投资和运营成本、漫长而复杂的审批流程（通常需要10-15年）、严格的环境法规（特别是针对钍和铀等放射性痕量物质的法规），以及采矿项目需要获得公众的认可。虽然这些矿藏从长远来看有助于实现能源结构多元化，但它们并不能为解决当前的能源依赖提供短期方案。因此，制定一项依靠资源回收、替代和现有进口来源多元化的过渡战略至关重要。.

对选定的欧洲东南部矿床进行评估——潜力、经济可行性、环境影响、时间表

对部分欧洲稀土矿床的评估显示，其开发阶段和潜力各不相同。瑞典的佩尔·盖耶/基律纳矿床由国有企业LKAB运营，目前正处于勘探阶段，许可证申请正在审批中。该矿床估计拥有超过100万吨稀土元素（SE）的资源量，其中轻稀土的比例更高，最早可能在2027年开始开采，但全面投产还需要10-15年的时间。虽然该矿床作为铁矿和磷矿开采的副产品具有潜在的经济价值，但需要大量投资。面临的挑战包括放射性物质残留、土地利用以及如何获得萨米人的认可。.

挪威沼泽碳酸岩杂岩体由挪威稀土公司（Rare Earths Norway）开发，目前处于勘探后期阶段。该杂岩体资源量估计为880万吨，其中包括150万吨磁性海相矿石，预计从2030年起即可开采，届时有望满足欧盟10%的需求。经济评估仍在进行中，需要大量投资。环境问题包括钍的放射性以及采矿和加工对环境的影响。.

塔斯曼金属公司位于瑞典的诺拉卡尔项目富含重稀土元素，目前正在进行审批流程。由于该项目工期不确定，其经济可行性取决于重稀土元素价格和加工技术。此外，环境法规和土地利用冲突也构成了进一步的挑战。.

芬兰索克利矿床由芬兰矿业集团所有，蕴藏着丰富的低排放可再生磷酸盐（LEE）资源，具有巨大的低排放可再生磷酸盐（LSEE）储量。作为副产品的长期开发选择，其经济可行性取决于磷酸盐市场和低排放可再生磷酸盐提取技术。如何将其整合到现有采矿作业中以及如何进行废物管理是关键考虑因素。.

格陵兰岛的克瓦内菲尔德矿床（Kvanefjeld）曾归GGG公司所有，现归能源转型矿业公司（Energy Transition Minerals）所有，蕴藏着储量巨大的轻稀土和重稀土元素。然而，由于铀矿开采本身存在诸多问题，该项目目前受到政治禁令的阻碍。高昂的开发成本、基础设施的匮乏、铀矿开采产生的放射性以及环境、社会和原住民法律问题，都使得该项目的长期开发前景不明朗。.

研究替代提取方法

在勘探常规矿藏的同时，人们也在积极研究从次生资源中提取SEE的替代方法以及采用新方法。.

• 工业废料作为原材料来源（城市/工业采矿）：
  • 煤（飞灰）：在美国，已在粉河盆地的煤灰中检测到高浓度的重金属超临界流体元素（SEEs）。在英国，一项由英国创新署（Innovate UK）资助的项目（Mormair 和材料加工研究所，2024 年 10 月至 2025 年 8 月）正在进行中，该项目旨在利用化学链式反应器和碳氯化法相结合的中试规模工艺，从煤飞灰中回收钕、镨和钪。此外，研究人员还在探索利用离子液体从煤飞灰中提取这些元素的方法。.
  • 赤泥（铝土矿残渣）：作为铝生产的副产品，赤泥产量巨大，其中也含有大量次级元素（尤其是铈、镧、钕和钪）。欧盟已完成的REDMUD项目致力于铝土矿残渣的全面利用，包括次级元素的回收。然而，这些元素的浓度通常较低，且提取过程复杂。.
  • 磷石膏（化肥生产）：欧盟SecREEts项目已成功展示了从磷肥生产工艺流程中提取SEE（钕、镨、镝）的中试规模工艺。该方法被认为具有很强的可持续性，因为它基于已开采的原材料，不会产生新的采矿废料。.
• 生物技术过程：
  • 生物浸出和生物矿化：利用特定微生物（细菌、真菌）或其代谢产物（例如有机酸、酶、肽）选择性溶解（生物浸出）或结合（生物吸附、生物矿化）矿石或废弃物中的金属，是一个极具前景的研究领域。例如，亥姆霍兹德累斯顿研究中心（HZDR）的弗莱贝格亥姆霍兹研究所（HIF）（BioKollekt项目）正在研究利用肽选择性结合电子废弃物中的稀土元素（REE）。慕尼黑大学（LMU Munich）正在研究利用镧系元素依赖性细菌从工业废弃物和矿井水中提取稀土元素，其中SolV菌株展现出良好的效果。磁性废弃物的生物浸出也在研究中。.
  • 植物采矿：这种方法利用能够从土壤中吸收金属的植物。然后，通过收割和焚烧植物生物质来提取金属。然而，该工艺仍处于早期研究阶段，其在土壤可再生能源（SEE）方面的经济可行性尚未得到证实。.
• 技术成熟度等级（TRL）：许多此类替代提取方法仍处于早期研究或试点阶段（TRL 3-6）。这些方法通常尚未实现工业规模化生产和经济竞争力，需要进一步深入的研究和开发。.

利用废弃物开发可再生能源以及采用生物技术工艺，在可持续性方面前景广阔，与原生采矿相比，对环境的影响也可能更小。这些方法能够显著促进循环经济，并减少对新开采原材料的依赖。然而，这些技术要达到产业化成熟和经济可行性仍需时日，需要对研发和规模化进行大量长期投资。因此，它们更适合作为中长期发展方案。.

开发更环保的分离和精炼工艺

传统的二次电子分离方法，主要采用溶剂萃取，是一种高能耗过程，需要大量化学品（酸、有机溶剂），并产生对环境有害的废弃物。因此，研究更环保、更高效的分离方法至关重要，这不仅对初级原料的获取，而且对资源的回收利用都具有重要意义。.

• 离子液体（ILs）和低共熔溶剂（DES）：作为“绿色”溶剂替代品，它们正被广泛研究。它们的特点是蒸汽压低、不易燃，并且通常对某些金属具有高选择性。罗斯托克大学等机构正在开展这方面的研究。2023/2024年，《矿物学》（Minerals）杂志出版了一期关于此主题的特刊，欧洲学者积极参与其中。.
• 挑战与技术成熟度：尽管实验室结果令人鼓舞，但离子液体/低共熔溶剂的成本、其在工艺条件下的长期稳定性、高效的溶剂回收以及工艺放大仍然是主要挑战。许多此类方法仍处于实验室或最多中试规模（技术成熟度通常低于6）。尽管多年来进行了大量的研究，但迄今为止，超导溶剂排放（SEE）行业尚未取得广泛的商业突破。.

开发新型、更环保、更经济高效的分离工艺是显著改善整个东南欧价值链（包括原生和再生资源）环境足迹的关键所在。这是实现真正可持续的欧洲东南欧供应链的核心技术创新领域。如果没有分离技术的进步，即使原生或再生原材料供应充足，构建独立的欧洲价值链仍然困难重重。.

欧洲/德国东南欧地区部分回收和替代技术的进展和技术成熟度等级（截至2024/2025年）

技术成熟度 (TRL)：1-3 基础研究，4-6 在实验室/相关环境中进行验证/演示，7-9 在运行环境中进行原型/系统演示，商业应用。.

欧洲和德国的研究领域在稀土元素的回收和替代技术方面取得了显著进展，各种方法的发展成熟度各不相同。在磁体替代领域，氮化铁磁体的技术成熟度已达到6-8级，尤其是在美国，Niron Magnetics公司在这方面取得了显著成就，而欧盟的研究则相对较少。这项技术的目标应用领域是电动机和发电机，但在规模化、成本以及与传统钕铁硼磁体的性能比较方面仍面临挑战。.

锰铋磁体技术成熟度等级为4-7级，目前仍处于早期研发阶段。除美国艾姆斯实验室外，德国和奥地利的弗莱贝格工业大学和莱奥本矿业大学等机构也在开展相关研究。其主要应用领域是工业电机和所谓的“间隙磁体”，而纯相合成、热稳定性和可扩展性则是目前面临的关键挑战。.

在荧光粉替代领域，量子点技术成熟度已达到7-9级，并在显示应用领域占据了重要地位，众多公司和研究机构，例如弗劳恩霍夫研究所，都参与了相关研究。尽管量子点在显示器、LED和太阳能电池等领域展现出广阔的应用前景，但与单晶电子荧光粉相比，其在毒性、稳定性和效率方面仍面临挑战。有机发光二极管（OLED）的技术成熟度等级（TRL）已达到9级，在显示和照明领域已发展成熟，成为一项成熟的产业，但其蓝光LED的寿命问题以及成本和效率方面的挑战依然存在。.

钕铁硼磁体的回收利用展现出多种前景广阔的方法。氢脆技术与材料回收相结合，技术成熟度已达到7-8级，德国弗劳恩霍夫IWKS研究所等机构与国际合作伙伴以及欧盟项目（如HyProMag和SUSMAGPRO/REEsilience）共同引领着这一领域的发展。该技术能够将钕铁硼磁体直接用于制造新磁体，但在回收磁体的质量、收集、拆解以及经济可行性等方面仍面临挑战。.

弗劳恩霍夫研究所、弗莱贝格工业大学以及卡雷斯特等公司正在开发技术成熟度等级为4-7级的湿法冶金工艺，旨在回收纯净的二次电子氧化物和金属。然而，工艺的复杂性、化学品的使用、成本以及选择性问题仍然是关键挑战。技术成熟度等级为4-6级的火法冶金工艺仍处于研究阶段，面临着能源密集度高、二次电子潜在损失以及纯度问题等挑战。.

亥姆霍兹德累斯顿研究中心 (HZDR)、慕尼黑大学 (LMU Munich) 和弗劳恩霍夫生物技术研究所 (Fraunhofer IGB) 等机构正在研究生物浸出和生物吸附等创新生物工艺，用于处理电子垃圾和工业垃圾，技术成熟度等级为 3-5。挑战在于选择性、动力学、微生物的稳健性和经济可扩展性。.

其他提取方法也展现出潜力。从煤粉灰中提取磷酸盐的技术成熟度等级（TRL）为4-6级，目前主要在美国和英国的项目中进行研究；而SecREEts项目（与Yara和REEtec等合作伙伴共同开展）从化肥生产残渣中提取磷酸盐的技术成熟度等级已达到6-7级。这两种方法都面临着浓度低和经济可行性问题。.

利用离子液体和低共熔溶剂的环保型分离技术仍处于早期研究阶段，技术成熟度等级（TRL）为3-5级。罗斯托克大学和多个欧盟项目都参与了该领域的研究。目前面临的挑战在于溶剂的成本、稳定性、回收利用以及工业应用的可扩展性。.

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德国迈向长期独立的战略选择

为了减少对稀土元素（尤其是对中国的稀土元素）的严重依赖，并确保长期供应安全，德国在国家和欧洲层面拥有多种战略选择。这些选择包括政策决策、发展具有韧性的价值链、加强国际合作以及有针对性地提升自身的技术领先地位。.

国家和欧洲政策制定

政治框架对于启动和支持原材料供应的必要变革至关重要。.

德国原材料战略和国家循环经济战略（NKWS）

德国原材料战略于2020年进行了最新更新，旨在帮助企业确保安全、可持续的原材料供应。其关键支柱包括：供应来源多元化、促进回收利用和提高材料利用效率、加强国内原材料开采（在可行且实际可行的情况下）以及支持德国企业参与国际竞争。该战略特别强调了研发对于关键原材料（例如固着型和网状型原材料）的替代方法和更高效的回收工艺的重要性。.

德国联邦政府于2024年12月通过的《国家循环经济战略》（NKWS）在该领域设定了重要的补充性优先事项。其与可持续发展经济（SEE）相关的关键目标包括：

• 减少初级原材料消耗：从长远来看，德国人均初级原材料消耗量应大幅减少。.
• 闭合材料循环：应大幅提高再生原材料在材料使用中的份额；欧盟的目标是到 2030 年实现翻番，这是国家再生材料中心 (NKWS) 所采纳的目标。.
• 加强原材料独立性：明确的目标是到 2030 年通过回收利用满足稀土或锂等战略原材料 25% 的需求，这符合欧盟关键原材料法案的要求。.

迄今为止，这些战略的实施情况备受诟病。专家指出，既定目标与实际执行之间存在差距，尤其是在资金充足、国内项目审批流程加快以及全球不适航可再生能源（SEE）市场价格持续走低导致行业投资不足等方面。缺乏战略思考和具体有效的措施也受到批评。《国家可再生能源战略》（NKWS）是一种较新的方案，其有效性尚待验证。长期战略规划的需求与短期经济考量之间存在明显的冲突，这种冲突必须通过政治引导来解决。.

欧盟关键原材料法案（CRMA）

欧盟关键原材料法案（CRMA）于2024年5月生效，构成了加强关键和战略原材料供应安全的核心欧洲法律框架。其2030年的核心目标雄心勃勃：

• 欧盟每年对战略原材料的需求中，至少 10% 应该来自国内生产。.
• 至少 40% 的产品应在欧盟境内进行进一步加工。.
• 至少25%的废弃物应在欧盟境内进行回收利用。.
• 对单一第三国战略原材料的依赖程度应限制在 65% 以内。.

CRMA 的一个关键组成部分是识别和推广所谓的战略项目。这些项目可享受加速审批流程（采矿项目最长 27 个月，加工和回收项目最长 15 个月）和财政支持。2025 年 3 月，公布了首批 47 个此类项目，主要涉及电池原材料，但也包括稀土项目（例如瑞典基律纳矿业项目和波兰普瓦维等回收项目）。为在德国实施这些项目，必须指定国家联络点（截止日期：2025 年 2 月），德国联邦经济事务和气候行动部 (BMWK) 和德国矿产资源局 (DERA) 将发挥协调作用。.

《资源管理与创新法案》（CRMA）褒贬不一。一方面，它被视为解决资源依赖问题的重要且必要的一步。另一方面，人们对该法案雄心勃勃的目标（尤其是稀土元素的目标）在既定时间内能否实现存在技术和环境方面的疑虑。采矿项目审批流程通常耗时10至15年，与CRMA设定的期限形成鲜明对比。此外，欧洲公众对新建采矿或加工项目的反对可能会延缓该法案的实施。CRMA的成功与否，关键取决于成员国能否持续有效地执行该法案，能否调动大量私人投资，以及能否解决诸如快速审批与高环境标准之间的冲突等目标。.

资助项目和计划

为了支持战略目标的实现，德国和欧洲层面都设有广泛的资助项目：

• 德国：联邦气候行动、环境、能源、交通、创新和技术部 (BMK) 和联邦教育与研究部 (BMBF) 提供多项计划，旨在促进关键原材料、资源效率和循环经济领域的研究、开发和创新。这些计划包括新近启动的原材料基金、STARK 计划（加强矿区和燃煤电厂转型与创新动力）以及用于保障海外项目的无附加条件贷款（UFK 担保）。.
• 欧盟：诸如“地平线欧洲”、“投资欧盟”和“生命计划”等项目为东南欧替代、回收利用和可持续开采领域的研究、创新和技术应用提供资助机会。创新基金可为回收能力建设提供资金。.
• 举措：欧洲原材料联盟 (ERMA) 在识别和推广欧洲整个东南欧价值链上的投资项目方面发挥着关键作用。ERMA 设定了目标，到 2030 年，欧盟本土生产的东南欧磁体能够满足欧洲 20% 的磁体需求，为此已确定了约 17 亿欧元的投资。德国的 ProgRess 等资源效率计划也有助于提高人们的认识并启动相关措施。.

尽管现有多种融资工具，但其有效协调、可及性（尤其对于中小企业而言）以及与挑战规模相匹配的充足资金，对其有效性至关重要。融资体系的碎片化和官僚主义障碍可能会削弱预期效果，并延缓亟需的快速能力建设。.

欧盟和德国与稀土相关的政治战略和资助计划概述（节选）

欧盟和德国制定了多项政策战略和资助计划，这些战略和计划与稀土元素尤为相关。《欧盟关键原材料法案》（CRMA）旨在到2030年实现所​​需原材料10%的国内生产、40%的国内加工和25%的国内回收，同时将对单一第三国的依赖程度限制在65%以内。该法案为采矿、加工和回收领域的战略项目以及研发和创新提供资金支持。.

德国联邦政府的原材料战略由联邦气候行动、环境、能源、交通、创新和技术部（BMK）牵头，重点关注多元化、回收利用以及在可行的情况下优先在国内开采，同时致力于替代研发。该战略支持多元化措施、回收利用和替代研发以及国内潜力评估。联邦环境、自然保护、核安全和消费者保护部（BMUV）与BMK共同制定的国家循环经济战略旨在通过回收利用满足25%的战略原材料需求，并减少原生原材料的消耗。该战略为提升回收利用能力、推进可回收利用的设计以及研发回收利用技术提供了资金支持。.

德国原材料基金是德国联邦经济能源部 (BMWi) 和德国复兴信贷银行 (KfW) 的联合倡议，旨在通过支持国内外关键战略原材料的开采、加工和回收项目，为保障原材料供应安全并降低依赖性做出贡献。BMWi 的 STARK 资助计划支持煤炭开采区的转型，并促进关键零部件所需关键原材料的生产和回收。.

在欧洲层面，“地平线欧洲”计划旨在加强科学技术基础，促进创新，尤其是在替代、回收、可持续开采和新材料领域的研究与创新。欧洲原材料联盟（ERMA）是欧洲创新与技术研究院（EIT）原材料部门和欧盟的联合倡议，致力于构建具有韧性的欧盟原材料价值链，并识别和支持稀土元素开采、加工和回收领域的投资项目。德国联邦教育与研究部（BMBF）的“中小企业创新：资源效率与循环经济”计划旨在加强中小企业的研发，并促进关键原材料的高效供应和利用、创新回收工艺以及循环产品的开发。.

在德国和欧洲构建具有韧性的价值链

在欧洲构建具有韧性的、本地化的稀土价值链是降低对中国依赖的关键要素。这需要在从原材料开采和加工到最终产品制造和回收利用的各个环节都做出努力。.

建设国内加工和精炼能力的机遇与挑战

目前欧洲东南欧资源格局的关键瓶颈在于缺乏足够的产能将东南欧原油分离成高纯度单一氧化物，并进行后续的金属生产。即使欧洲能够提高其初级或次级原料的产量，这些原料通常也需要出口到中国进行进一步加工，这只会转移对中国的依赖。.

• 必要性：发展欧洲分离装置和冶金装置对于实现真正的垂直整合和战略自主至关重要。.
• 方法示例：在爱沙尼亚，Neo Performance Materials（Silmet）已运营一家分离工厂，但该工厂依赖进口浓缩物。在法国，计划在拉罗谢尔建设一家工厂，而位于拉克的Caremag项目旨在实现一体化加工和回收。波兰也有相关举措（Pulawy项目）。.
• 经济可行性：建设此类工厂属于资本密集型产业。投资成本高昂，欧洲生产商将不得不与成熟且往往享有国家补贴的中国企业竞争。长期采购协议和稳定的价格是激励投资的必要条件。.
• 技术难题：复杂的工艺分离需要特定的专业知识。此外，还必须开发并扩大环境友好型和节能型工艺的规模，以满足欧洲高标准的环保要求。.
• LSEE 与 HSEE：重 SEE (HSEE) 加工能力的发展需要特别关注，因为对中国的依赖（包括加工来自缅甸的原材料）几乎达到 100%，而这些元素对于高性能磁体至关重要。.

构建完整的欧洲东南欧价值链是一项需要几代人才能完成的工程，如果没有政府的大规模启动资金、长期的政治承诺以及公私利益相关者之间的密切合作，几乎不可能实现。仅仅关注国内采矿业，而不同步发展加工、金属生产和磁体制造能力，就无法从根本上解决战略依赖问题。.

“可回收设计”作为一项长期战略

另一项重要的长期战略是按照循环经济原则（“可回收设计”，DfR）设计含有稀土元素的产品。.

• 目标：产品设计应便于识别、拆解和回收含有稀土元素的部件（例如，电动机中的磁体），以便在产品报废后按类型进行回收。这将显著提高回收效率和成本效益。.
• 工具：引入包含材料成分和拆卸说明等详细信息的数字化产品护照，被视为提高有效回收利用透明度的重要工具。标准化工作也至关重要。.
• 挑战：实施“面向风险的设计”（DfR）原则十分复杂，尤其是在全球化的供应链中，制造商和产品设计各不相同。制定和执行具有约束力的标准是一项重大挑战。.

“可回收设计”是一项至关重要但本质上非常长期的战略。它对再生原材料供应的全面影响，只有在今天按照“可回收设计”原则设计的产品在10年、15年甚至更长时间后达到其生命周期终点时才会显现。短期内，“可回收设计”无法解决当前的供应问题，但它对于未来构建可持续且具有韧性的再生原材料循环经济至关重要。.

国际合作与多元化

由于德国和欧洲在短期到中期内完全实现稀土自给自足是不现实的，因此国际合作和供应来源多样化在任何韧性战略中都发挥着核心作用。.

原材料合作伙伴关系的潜力和可持续性评估

德国和欧盟正在加大力度，与世界各国建立和扩大原材料合作伙伴关系。.

• 例如，国家和重点原材料：
  • 智利：主要关注锂和铜矿，但也蕴藏着其他矿产资源。双方分别于2023年1月和2024年6月重申了合作协议，重点关注可持续采矿和科学交流。.
  • 蒙古：自2011年起建立伙伴关系，自2024年2月起成为战略伙伴关系。重点领域为铜和稀土元素（钕、镨）。支持德蒙原材料与技术大学。.
  • 澳大利亚：自2017年以来，澳大利亚与德国在能源和原材料领域开展合作，并日益关注气候保护和关键矿产。“澳德关键矿产供应链研究”揭示了双方合作的价值创造潜力。.
  • 加拿大：在关键原材料领域建立战略伙伴关系。.
  • 其他合作伙伴：哈萨克斯坦、乌克兰、格陵兰以及各种非洲国家（如纳米比亚、赞比亚、刚果民主共和国）和南美国家（如阿根廷）是欧盟原材料合作的重点。.
• 伙伴关系的目标：除了使供应来源多样化外，其目标还在于支持伙伴国家进行可持续的原材料开采，促进当地价值创造（例如通过建设加工能力），并建立高环境、社会和治理 (ESG) 标准。.
• 挑战与风险：此类伙伴关系的实施十分复杂。必须确保符合环境、社会和治理（ESG）标准，并避免“漂绿”行为。许多潜在伙伴国政治不稳定或存在治理缺陷。此外，在这些国家，尤其是在原材料获取和影响力方面，存在着激烈的竞争，特别是与中国的竞争。仅仅将依赖从单一主导力量（中国）转移到几个可能不稳定或受中国影响的力量，并不能从根本上解决韧性问题。因此，必须谨慎选择合作伙伴并精心设计协议，从而创造真正的双赢局面，而不是仅仅追求单方面利益。.

地缘政治影响和长期稳定性

稀土等关键原材料的供应早已成为地缘政治冲突的核心领域。.

• 原材料供应的工具化：原材料供应被用作国际冲突中的政治工具的风险是真实存在的，并且在过去已经造成了严重的市场扭曲。.
• 鉴于地缘政治层面，单纯以经济或技术为导向的原材料政策是远远不够的。我们需要一项统筹兼顾原材料方面的欧洲对外贸易、安全和发展政策。因此，保障东南欧（特别是可再生能源）的供应与加强欧洲主权和构建稳健的国际关系密不可分。这需要欧盟内部以及与志同道合的国际伙伴密切协调。.

加强技术领导力

德国在稀土替代、回收和可持续提取领域自主研发和应用先进技术，使其有机会减少对外国的依赖，同时释放新的经济潜力。.

德国在替代、回收和可持续提取方面的创新潜力

德国在材料科学、化学和工艺工程领域拥有强大而广泛的研究基础，这体现在大学、非大学研究机构（如弗劳恩霍夫协会、亥姆霍兹联合会、莱布尼茨协会）以及工业界。.

• 优势领域：如第三节所述，德国和欧洲在开发不含 SEE 的磁体、更高效的催化剂和荧光粉、创新的回收工艺（例如 HPMS、湿法冶金和生物技术方法）以及从替代来源回收 SEE 方面，都有着很有前景的研究方法。.
• 技术转移挑战：一项关键挑战是如何更快、更有效地将优秀的科研成果转化为工业应用和适销产品（转化研究）。基础研究/试点项目与商业化规模生产之间往往存在差距。.
• 全球竞争：德国和欧洲正与美国和中国展开激烈的全球技术领先地位争夺战，这两个国家也在相关领域投入巨资。为了取得成功，必须有针对性地大力支持关键技术，建设试点工厂，并为可持续和创新产品打造领先市场。.

向无稀土技术转型对关键行业经济的影响

向需要更少或不需要稀土元素的技术转型会带来复杂的经济影响：

• 成本效益分析：短期来看，在某些应用中，以其他材料替代单电极电子元件（SEE）可能会导致更高的成本或潜在的性能损失。然而，从长远来看，消除昂贵且价格波动较大的单电极电子元件、降低供​​应链风险以及为创新产品开拓新市场，可以带来显著的经济效益。.
• 投资与转型需求：德国工业，尤其是在汽车制造、可再生能源和电子产品等关键领域，面临着巨大的投资和转型需求，需要将其生产流程和产品转向低能耗或零能耗的替代方案。这不仅影响最终产品，也影响整个供应链。.
• “先行者”的机遇：德国企业若能及早采用不依赖关键原材料的创新型可持续技术，便可作为“先行者”获得竞争优势，并开拓充满潜力的新兴市场。然而，这需要企业勇于承担风险，并具备长远的战略眼光。.

因此，转向不含稀土元素或更高效利用稀土元素的技术，不仅关乎供应安全，而且关乎德国工业在全球未来市场中的竞争力，也是一项战略决策。.

对德国的综合分析和行动建议

对稀土问题的分析凸显了德国和欧洲对全球（尤其是中国）供应链的深度依赖，以及由此带来的经济和地缘政治风险。与此同时，一些前景广阔的研究方法和战略选择正在涌现，旨在降低这种依赖性，并提高长期供应安全。然而，实现更大的自主性是一项复杂的任务，需要政策制定者和产业界制定协调一致的战略并采取持续行动。.

风险、机遇和目标冲突评估

稀土元素的供应对德国具有至关重要的战略意义，因为这些原材料是能源转型、数字化以及汽车制造等重要行业关键技术不可或缺的组成部分。当前全球稀土供应结构以中国为主导，无论是开采还是加工，都存在价格波动、供应瓶颈以及原材料供应可能被用于地缘政治目的等重大风险。而全球需求的增长进一步加剧了这些风险。.

减少这种依赖性的机会在于采取多管齐下的方法：

• 替代和效率：对替代材料和无 SEE 技术的研究，特别是针对磁体的研究，以及提高材料效率，为降低特定 SEE 要求提供了中长期潜力。.
• 回收利用和循环经济：发展欧洲回收基础设施可以为再生原材料的供应做出重大贡献，但面临着技术和经济方面的挑战。.
• 多元化和国内资源：通过原材料合作开发新的国际供应来源以及利用欧洲矿藏可以扩大供应基础，但这也伴随着自身的风险和较长的交货时间。.

追求这些机会必然会导致目标冲突：

• 经济效益与供应安全：投资国内开采、加工或先进回收技术通常比从成熟、成本效益高的来源进口成本更高，尤其是在全球市场价格低迷的情况下。短期成本优化与长期战略韧性之间存在冲突。.
• 环境保护与国内开采/加工：海水开采和加工对环境造成严重影响。遵守欧洲的高环境标准会增加项目成本，并可能引发公众接受度问题，而将生产转移到标准较低的国家则在伦理上存在争议。.
• 速度与彻底性：保障供应安全的迫切需要快速解决方案，而构建可持续和环保的价值链以及开发新技术则需要时间。.

实现稀土元素自给自足并非孤立目标，而必须置于更广泛的战略要务背景下加以考虑，例如气候中和、保持经济竞争力以及履行全球可持续发展责任。这需要谨慎权衡各项优先事项，并愿意为长期战略利益承担短期成本。.

为政策制定者和行业提供具体、优先的行动建议

为可持续地提高德国稀土元素供应安全并降低对单一供应商的依赖，政策制定者和产业界需要采取协调一致的行动。以下行动建议按时间顺序排列：

短期措施（最长 2 年）

加强原材料监测和早期风险检测：

• 加强德国矿产资源局 (DERA) 和德国联邦经济和工业部 (BMWK) 对全球东南欧市场、供应链风险（包括炼油和中间产品）以及地缘政治发展进行持续分析的能力。.
• 建立潜在供应中断预警系统。.

加快战略项目审批流程：

• 在德国和欧洲，对具有战略意义的回收、加工以及可能还有提取项目，持续使用欧盟《回收、加工和提取法案》(CRMA) 中规定的加速审批程序。.
• 根据《CRMA》建立和有效配备国家联络点（“一站式服务中心”）。.

建立战略联盟并实现进口多元化：

• 积极促进企业合作，从多元化、最好是价值导向的来源联合采购已提炼的SEE或关键中间产品（例如磁铁）。.
• 审查并（如有必要）建立战略性的、应用导向的SEE库存，用于特别关键的SEE或由其制造的组件。.

针对试点和示范项目提供专项资金：

• 提供风险资本和资金，以将德国和欧洲在 SEE 回收（例如自动化拆卸、高效分离技术）和替代（例如不含 SEE 的磁铁）领域有前景的研究方法扩大到工业规模（TRL 6-8）。.

中期措施（2-7年）

商业回收和加工厂的建设：

• 为在德国/欧洲建设首批用于回收含 SEE 产品（特别是磁铁、电池、电子垃圾）和加工 SEE 浓缩物的商业工厂创造激励措施并消除投资障碍。.
• 这包括低硫电气设备 (LSEE) 和高硫电气设备 (HSEE) 的分离以及金属生产。.

实施“可回收设计”和数字产品护照：

• 在欧盟层面，针对相关产品组（例如电动机、电子设备）制定并逐步引入具有约束力的、便于回收利用的产品设计标准。.
• 建立数字产品护照，提供有关材料成分（包括 SEE 成分）和拆卸的信息。.

系统性地拓展和深化原材料合作伙伴关系：

• 与拥有东南欧矿藏的特定国家达成并实施原材料合作伙伴关系。重点关注遵守高标准的环境、社会和治理（ESG）要求，促进当地价值创造，并建立可靠的供应关系。.
• 通过对外贸易促进手段（例如 UFK 担保），支持德国公司参与可持续的国际采矿和加工项目。.

审查并酌情推广国内/欧洲一手资料：

• 对最有前途的欧洲东南部矿床（如基律纳、芬）进行详细的可行性研究和环境影响研究。.
• 如果结果积极，并符合最严格的环境和社会要求，以及确保社会接受度：有针对性地资助试点项目进行开发和加工。.

对教育和培训的投资：

• 开发和推广学习项目和培训项目，为整个东南欧价值链培养专业人才——从地球科学到工艺工程和材料科学，再到回收专家。.

长期措施（7年以上）：

为东南欧建立稳健的欧洲循环经济：

• 通过优化收集、分类和加工基础设施，强制实施再生材料含量配额（在适当情况下），并促进对再生材料的需求，从而为二次可再生能源创造一个运转良好的市场。.

持续投入研发资金，用于颠覆性创新：

• 长期支持基础研究和应用研究，以开发下一代替代材料和完全无SEE技术，用于关键应用。.

为可持续产品创造领先市场：

• 利用公共采购和其他手段来推广那些含有可持续来源/回收的可再生能源或基于非可再生能源替代方案且资源利用效率高的产品。.

成功降低对可再生能源依赖的战略需要一套明智的政策组合。这必须结合市场激励机制（例如，对回收和替代投资、二氧化碳定价（间接促进材料效率））、清晰可靠的监管要求（例如，回收配额、生态设计要求、透明度义务）以及政府直接支持（特别是对研发、试点工厂以及高风险或投资回收期长的战略项目）。鉴于可再生能源问题的特殊市场结构（寡头垄断、国家行为体）、高投资风险以及地缘政治层面，仅仅像过去那样将责任全部交给企业，不足以实现必要的转型。.

为德国提供可持续和有韧性的关键原材料长期愿景

德国的长期愿景不仅应着眼于大幅降低对单一稀土供应国的依赖，还应在可持续原材料技术和循环经济模式的开发与应用方面发挥先锋作用。这意味着：

多元化且具有韧性的供应链

德国从各种渠道获取关键原材料，其中平等且符合最高可持续发展标准的原材料合作伙伴关系发挥着核心作用。.

欧洲强大的价值创造能力

欧洲对 SEE 及其制品（尤其是磁铁）的需求很大一部分是在欧洲境内开采、加工和回收的，这得益于具有竞争力和环保性的技术。.

创新领导力

德国公司和研究机构在替代技术、高效回收工艺和节约资源的产品设计方面的开发和商业化方面处于领先地位。.

已建立的循环经济

稀土和其他关键原材料在闭环系统中得到系统回收利用，从而最大限度地减少了对原生原材料的需求，并降低了对环境的影响。.

战略远见

德国拥有及早发现原材料需求变化和潜在供应风险的机制，并能灵活调整其战略。.

稀土行业的独立自主并非一成不变的最终状态，而是一个持续的过程，需要在瞬息万变的全球环境中不断降低风险、进行技术革新和战略定位。因此，长期的韧性不仅需要一次性的努力，更需要持续的政治优先考虑、可持续的投资，以及作为一个学习型系统应对新挑战和新机遇的能力。实现这一目标的道路充满挑战，但对于德国作为工业中心的未来发展以及实现其环境和社会目标至关重要。.

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