郭曉茜，李建武

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心，北京 100037)

國(guó)外研究機(jī)構(gòu)關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)方法綜述

郭曉茜1，2，李建武1，2

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心，北京 100037)

關(guān)鍵礦產(chǎn)資源對(duì)一個(gè)國(guó)家的國(guó)土安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有的意義。目前，國(guó)內(nèi)并未發(fā)布關(guān)鍵礦產(chǎn)的研究報(bào)告和結(jié)論。國(guó)外一些政府組織和研究機(jī)構(gòu)對(duì)選定的金屬和非金屬礦產(chǎn)進(jìn)行了關(guān)鍵評(píng)價(jià)，制定了評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法，并且公布了的評(píng)價(jià)結(jié)果。但這些研究的評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法并不一致，得到的關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果差異較大。本文通過(guò)對(duì)4個(gè)主要研究機(jī)構(gòu)的研究報(bào)告進(jìn)行分析概述，剖析關(guān)鍵評(píng)價(jià)的理念、指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)模型，比較不同研究的共同點(diǎn)及之間的差異。同時(shí)列舉了國(guó)外主要研究機(jī)構(gòu)建立的關(guān)鍵礦產(chǎn)品目錄，以便為我國(guó)的關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)提供借鑒方法。

關(guān)鍵礦產(chǎn)資源；評(píng)價(jià)指標(biāo)；評(píng)價(jià)方法

礦產(chǎn)資源是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其安全供應(yīng)問(wèn)題普遍為各國(guó)家高度關(guān)注。在實(shí)際的生產(chǎn)生活中，有些種類的礦產(chǎn)資源由于其應(yīng)用領(lǐng)域、在一國(guó)經(jīng)濟(jì)中所占地位、供需形勢(shì)等原因，相比其他資源需要更多的關(guān)注，需要管理部門制定特殊的政策或措施促進(jìn)其發(fā)展。

在不同國(guó)家，這類需要特別關(guān)注的資源性產(chǎn)品具有不同的名稱。在中國(guó)，我們通常稱之為“戰(zhàn)略性礦產(chǎn)”、“戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源”，近年又提出了“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn)資源”概念[1-3]。在美國(guó)和歐盟，這些需要特別關(guān)注的礦產(chǎn)資源通常被稱為“關(guān)鍵礦產(chǎn)”(Critical Minerals)，其中一部分稱為“戰(zhàn)略性礦產(chǎn)”(Strategic Minerals)。中外對(duì)于需要特別關(guān)注的這些礦產(chǎn)資源的認(rèn)知有所不同。這種不同不僅僅體現(xiàn)于相關(guān)概念的名稱，更重要的是存在于概念的內(nèi)涵以及所代表的管理理念和目標(biāo)。

目前，建立關(guān)鍵礦產(chǎn)品目錄的國(guó)外機(jī)構(gòu)主要有：①歐盟：歐盟成立了一個(gè)“確定關(guān)鍵原料特別工作小組”(Ad-Hoc Working Group on Defining Critical Raw Materials，以下簡(jiǎn)稱為工作小組)，確立了歐盟關(guān)鍵礦產(chǎn)的評(píng)價(jià)方法和劃分標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在2010年和2013年公布了兩份歐盟的評(píng)價(jià)報(bào)告；②美國(guó)：美國(guó)國(guó)家科學(xué)院(National Academy of Sciences，NAS)所屬國(guó)家研究會(huì)(National Research Council)2008年公布了關(guān)鍵礦產(chǎn)的評(píng)價(jià)方法以及相關(guān)目錄；美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)(National Science Technology Council，NSTC)2016年公布了新的關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)方法；③日本：日本新能源及工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織(New Energy and Industrial Technology Development Organization，NEDO)于2009年出版了相關(guān)的研究報(bào)告；④耶魯大學(xué)：Graedel等人的研究小組也公布了相關(guān)的研究報(bào)告，建立了關(guān)鍵礦產(chǎn)品的評(píng)價(jià)方法，并且發(fā)表了關(guān)于銅族礦產(chǎn)的研究報(bào)告。

本文著重于對(duì)不同國(guó)家和研究機(jī)構(gòu)的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)或關(guān)鍵礦產(chǎn)的研究成果進(jìn)行總結(jié)，剖析關(guān)鍵礦產(chǎn)的評(píng)估理念、指標(biāo)選取方法、指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)模型，分析不同研究機(jī)構(gòu)的研究特點(diǎn)。同時(shí)梳理國(guó)外主要研究機(jī)構(gòu)建立的關(guān)鍵礦產(chǎn)目錄，以便為我國(guó)的關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)提供借鑒方法。

1 歐盟關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)方法

2010年和2013年，歐盟發(fā)布了由工作小組提交的研究報(bào)告《Critical Raw Materials for the EU》。這是一項(xiàng)立足于國(guó)家和地區(qū)層面、具有實(shí)用價(jià)值的研究成果。歐盟的研究主要從經(jīng)濟(jì)重要性(Economic Importance)和供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)(Supply Risk)兩個(gè)維度對(duì)礦產(chǎn)資源產(chǎn)品關(guān)鍵程度進(jìn)行評(píng)價(jià)[4-5]。本文主要介紹2013年歐盟工作小組的評(píng)價(jià)方法。

1.1經(jīng)濟(jì)重要性

礦產(chǎn)資源的經(jīng)濟(jì)重要性評(píng)價(jià)相對(duì)比較復(fù)雜，不僅涉及到的數(shù)據(jù)比較廣泛，而且在具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法的選取上也有很大的困難。歐盟的工作小組基于已有的資料提出了一種比較實(shí)用的方法，用來(lái)評(píng)價(jià)礦產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)重要性，具體的評(píng)價(jià)方法如圖1所示。

礦產(chǎn)品原材料的終端消費(fèi)比例揭示了其在不同領(lǐng)域的重要性，特定的礦產(chǎn)品在一個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用比例越大，表明該礦產(chǎn)品原料在這個(gè)領(lǐng)域的重要性越大。將這些礦產(chǎn)品歸類到不同行業(yè)的附加值(GVA)當(dāng)中，最后用終端比例和增加值相乘，得出的數(shù)值就是該礦產(chǎn)品重要性的評(píng)價(jià)值。計(jì)算公式見(jiàn)式(1)。

(1)

式中：s代表不同行業(yè)；i代表不同原材料；Ais是對(duì)應(yīng)的行業(yè)附加值GVA；Sis是礦產(chǎn)品原材料i的終端消費(fèi)比例。

以鋁為例，表1列舉了經(jīng)濟(jì)重要性的計(jì)算方法，最終得出的鋁的經(jīng)濟(jì)重要性評(píng)價(jià)值為137.985。最終再除以歐盟GDP統(tǒng)計(jì)數(shù)值，得到的就是鋁的經(jīng)濟(jì)重要性權(quán)重。

圖1 歐盟關(guān)鍵礦產(chǎn)重要性評(píng)價(jià)方法

表1 鋁經(jīng)濟(jì)重要性的計(jì)算方法

數(shù)據(jù)來(lái)源：歐盟鋁工業(yè)協(xié)會(huì)和歐盟 NACE分類表。

1.2供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)

供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)是對(duì)初級(jí)礦產(chǎn)品而言，可供性作為其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)?？晒┬允峭ㄟ^(guò)集中指數(shù)(HHI)來(lái)評(píng)價(jià)的，并且通過(guò)世界銀行發(fā)布的政府管理指數(shù)(WGI)對(duì)HHI指數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。在歐盟2013年的報(bào)告中，對(duì)鋰的評(píng)價(jià)使用了WGI指數(shù)取代2010年所使用的環(huán)境評(píng)價(jià)指數(shù)(EPI)。因此，鋰被劃分為非關(guān)鍵礦產(chǎn)品。但是如果礦產(chǎn)品可以被其他礦產(chǎn)品替代，或者本身的回收利用率較高，那么這個(gè)礦產(chǎn)品的供應(yīng)來(lái)源就會(huì)變得很廣泛，供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大大降低。

圖2展示了礦產(chǎn)品供應(yīng)分析的“過(guò)濾器”，可回收利用性和可替代性是降低礦產(chǎn)品供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的過(guò)濾器，經(jīng)過(guò)這兩個(gè)參數(shù)的過(guò)濾，可以得出礦產(chǎn)品最終的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值。其中，回收利用性主要指金屬的回收利用，而可替代性參數(shù)值設(shè)置在0～1之間，1表示替代性較低。因此供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算公式(式(2))分為三大部分，回收利用、替代性和WGI指數(shù)。

供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)=

(2)

式中：Pi是回收礦產(chǎn)品產(chǎn)量占礦產(chǎn)品總量的比例，Ais是礦產(chǎn)品原材料i在行業(yè)S中的比例，σis是原材料i在行業(yè)S中的替代率，Pic是國(guó)家c的原材料產(chǎn)量i占世界礦產(chǎn)品原材料總產(chǎn)量的比值。

1.3評(píng)價(jià)結(jié)果

2013年的評(píng)價(jià)方法和分界點(diǎn)指標(biāo)值并未更改，只是在評(píng)價(jià)范圍和評(píng)價(jià)指數(shù)上有所不同，前后兩次的關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比如圖3所示。其中2010年和2013年的關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果有部分重合，但鉭是2010年選中的關(guān)鍵礦產(chǎn)品，硼、鉻、焦煤、菱鎂礦、磷礦和硅則是2013年特有的關(guān)鍵礦產(chǎn)品。

圖2 歐盟礦產(chǎn)供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)可視化過(guò)濾器

2 美國(guó)NSTC關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)方法

美國(guó)在關(guān)鍵礦產(chǎn)的評(píng)價(jià)方法上做了大量的工作，其中2008年NAS公布的二維矩陣評(píng)價(jià)方法是經(jīng)典的關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)方法[6-7]。歐盟在2010年和2013年的評(píng)價(jià)過(guò)程中也使用了相同的評(píng)價(jià)體系。但是，這個(gè)方法也面臨著參數(shù)指標(biāo)選取難度較大，各個(gè)指標(biāo)獨(dú)立性較小等缺點(diǎn)。2016年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)建立了新的關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)方法。該方法是針對(duì)非燃料礦產(chǎn)進(jìn)行的，首先通過(guò)預(yù)警篩查，分析潛在的關(guān)鍵礦產(chǎn)品，從而列出觀察名單，發(fā)布關(guān)鍵報(bào)告，進(jìn)行物質(zhì)流分析。數(shù)據(jù)每年更新，每年都會(huì)對(duì)所有的非燃料礦產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)警篩查。圖4給出了美國(guó)關(guān)鍵礦產(chǎn)的評(píng)價(jià)流程[8]。

目前，根據(jù)美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)公布的資料顯示，關(guān)鍵礦產(chǎn)的評(píng)價(jià)已經(jīng)完成了預(yù)警篩查階段。本文主要介紹初始的預(yù)警篩查階段關(guān)鍵礦產(chǎn)的評(píng)價(jià)方法。評(píng)價(jià)權(quán)重的計(jì)算方法主要由三個(gè)因子組成：供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)(R)，產(chǎn)量增長(zhǎng)率(G)，市場(chǎng)動(dòng)態(tài)(M)，最終評(píng)價(jià)權(quán)重(C)的計(jì)算公式見(jiàn)式(3)。

(3)

2.1供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)(R)

供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)是關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)的第一個(gè)參數(shù)，供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)高值的礦產(chǎn)品代表其供應(yīng)安全性較低，因此供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)是關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)不可或缺的一個(gè)指標(biāo)，計(jì)算公式見(jiàn)式(4)。

(4)

式中：m代表某種礦產(chǎn)品；S代表礦產(chǎn)品份額；t代表年份；r是上標(biāo)；Г代表政府指數(shù)。

政府指數(shù)基于6個(gè)WGI指數(shù)，每個(gè)WGI指數(shù)首先進(jìn)行歸一化處理，使各個(gè)指數(shù)在0～1之間，0代表高管理指數(shù)低風(fēng)險(xiǎn)，1代表低管理指數(shù)高風(fēng)險(xiǎn)。得出原始的R之后，可以利用歸一化處理，將R的數(shù)值限定在0～1之間。

由于每年世界銀行都公布相關(guān)的WGI指數(shù)，因此，可以對(duì)每種礦產(chǎn)品每年的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)動(dòng)態(tài)變化曲線。如圖5所示，每個(gè)礦產(chǎn)品的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)都是隨時(shí)間變化的。

圖4 美國(guó)關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)流程

2.2產(chǎn)量增長(zhǎng)(G)

由于在評(píng)價(jià)的過(guò)程中使用的是礦產(chǎn)品的初始產(chǎn)量，G反應(yīng)了市場(chǎng)對(duì)地質(zhì)資源依賴性的變化，計(jì)算公式見(jiàn)式(5)。礦產(chǎn)品的初始產(chǎn)量增加越快，代表其對(duì)地質(zhì)資源的依賴程度越高，則G值越大。反過(guò)來(lái)，由于需求量降低或者是二次資源供應(yīng)量的增加導(dǎo)致一次資源對(duì)地質(zhì)資源的依賴程度降低，那G值也會(huì)比較小。

式中：t代表現(xiàn)在時(shí)間；t′代表初始時(shí)間；Q代表礦產(chǎn)品的全球一次產(chǎn)量。在產(chǎn)量計(jì)算過(guò)程中，時(shí)間域的取值范圍在5年之內(nèi)，這樣可以減少數(shù)據(jù)的雜亂性。最后對(duì)產(chǎn)量增長(zhǎng)因子(G)進(jìn)行歸一化處理，在0～1之間。

圖6給出了選定礦產(chǎn)品的產(chǎn)量增長(zhǎng)因子隨時(shí)間的變化情況，選取的時(shí)間段是1996～2013年。以鍶(Sr)為例，產(chǎn)量在初期增長(zhǎng)比較平穩(wěn)，隨著時(shí)間的進(jìn)行，由于資源替代以及市場(chǎng)供需的影響，產(chǎn)量增長(zhǎng)逐漸下降。

圖5 美國(guó)關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

圖6 美國(guó)關(guān)鍵礦產(chǎn)產(chǎn)量增速評(píng)價(jià)結(jié)果

2.3市場(chǎng)動(dòng)態(tài)(M)

市場(chǎng)動(dòng)態(tài)可以直觀的反應(yīng)出礦產(chǎn)品的變化情況，主要用價(jià)格來(lái)衡量市場(chǎng)動(dòng)態(tài)情況。價(jià)格變化可能有很多因素引起，包括供需關(guān)系、市場(chǎng)預(yù)期的變化等等因素，計(jì)算公式見(jiàn)式(6)。

(6)

式中：Pm，t是礦產(chǎn)品年均價(jià)格；Pm，t：t′是礦產(chǎn)品在特定時(shí)間(t-t′)內(nèi)的年均價(jià)格。

M是計(jì)算平均價(jià)格的標(biāo)準(zhǔn)方差得出的。礦產(chǎn)品價(jià)格是以1998年基準(zhǔn)年美元不變價(jià)換算而得出的。同時(shí)，對(duì)得出的M也要進(jìn)行歸一化處理。

圖7給出了市場(chǎng)動(dòng)態(tài)的變化情況，和其他兩個(gè)評(píng)價(jià)因子一樣，市場(chǎng)動(dòng)態(tài)因子也是隨時(shí)間變化的變量?？梢跃_反應(yīng)不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)的變化情況。

2.4評(píng)價(jià)結(jié)果

在對(duì)礦產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)之后，得出的關(guān)鍵因子C。使用加權(quán)歐式距離來(lái)界定關(guān)鍵因子C的臨界值，最終選定的臨界值的標(biāo)準(zhǔn)是0.335。2013年有17種礦產(chǎn)品的評(píng)價(jià)值大于0.335，這些礦產(chǎn)品被認(rèn)為是潛力較大的，分別是銠(Rh)、釕(Ru)、汞(Hg)、獨(dú)居石、鎢(W)、硅錳、鉬鐵(FoMo)、釔(Y)、稀土、云母、銥(Ir)、菱鎂礦、鍺(Ge)、釩(V)、鉍礦(Bi)、銻(Sb)和鈷(Co)。

以上的17個(gè)礦產(chǎn)品只是在初步篩查階段篩查得出的，關(guān)鍵礦產(chǎn)品的具體評(píng)定還需要進(jìn)一步的深度分析。圖8展示了這些礦產(chǎn)品的評(píng)價(jià)結(jié)果。

3 日本關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)方法

2009年，日本New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO)對(duì)日本的關(guān)鍵礦產(chǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并發(fā)布了研究報(bào)告《Trend Report of Development in Materials for Substitution of Scarce Metals》。

日本的此項(xiàng)研究與美國(guó)和歐盟的相關(guān)研究有所不同。日本的研究報(bào)告定義為“重要性礦產(chǎn)品”，評(píng)價(jià)體系較為簡(jiǎn)單[9-10]。首先，在評(píng)價(jià)方法上，采用了單純指標(biāo)評(píng)價(jià)的方式，選取了5類12個(gè)指標(biāo)(表2)，對(duì)39種礦產(chǎn)品資源產(chǎn)品進(jìn)行了評(píng)價(jià)，最終評(píng)價(jià)結(jié)果為一數(shù)值。其次，其評(píng)價(jià)范圍僅限于稀有金屬。這些指標(biāo)的數(shù)值被定義為0、1、2、3四個(gè)數(shù)值，例如對(duì)耗竭時(shí)間來(lái)說(shuō)，3代表耗竭時(shí)間不足50年，0代表耗竭時(shí)間超過(guò)100年。通過(guò)這樣的打分方法，可以對(duì)每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，綜合每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值，可以得出特定礦產(chǎn)品的評(píng)價(jià)值。

圖7 美國(guó)關(guān)鍵礦產(chǎn)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果

注：橫線多少代表值的高低，閾值是0.335，空白則代表并未收集到相關(guān)的數(shù)據(jù)圖8 美國(guó)關(guān)鍵礦產(chǎn)品評(píng)價(jià)結(jié)果

4 耶魯大學(xué)關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)方法

耶魯大學(xué)的Graedel等建立了一種新的關(guān)鍵礦產(chǎn)的評(píng)價(jià)方法，不同于以往的評(píng)價(jià)方法，Graedel等引入了“環(huán)境影響”這個(gè)維度，將關(guān)鍵礦產(chǎn)的評(píng)價(jià)方法由二維引申至三維，考慮到了人類健康以及生態(tài)環(huán)境在評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的作用[11]。在耶魯大學(xué)的報(bào)告中，關(guān)鍵性礦產(chǎn)的評(píng)價(jià)由供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境影響和供應(yīng)限制三個(gè)評(píng)價(jià)指數(shù)組成，其中供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)和供應(yīng)限制的評(píng)價(jià)體系分別如圖9和圖10所示。

4.1供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)(SR，supply risk)

Graedel等對(duì)于供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)分為長(zhǎng)期和中期兩個(gè)不同層次，區(qū)別在于長(zhǎng)期評(píng)價(jià)涉及經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量、邊際經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量和次經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量，而中期評(píng)價(jià)只涉及經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量。其中中期的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)主要從三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，每個(gè)方面有不同的指標(biāo)體系，指標(biāo)體系的具體分布情況如圖9所示。供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)主要包括地質(zhì)、社會(huì)、地緣政治三個(gè)方面，每個(gè)方面的權(quán)重值均為1/3，各個(gè)方面選取的指標(biāo)權(quán)重均為1/2，供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的最終評(píng)價(jià)值是由分層次的指標(biāo)權(quán)重計(jì)算得出的。

圖9 耶魯大學(xué)中長(zhǎng)期供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

圖10 耶魯大學(xué)企業(yè)層面供應(yīng)限制評(píng)價(jià)體系

4.1.1 從地質(zhì)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面

礦產(chǎn)資源的可供性是限定在一定的時(shí)間范圍內(nèi)考慮的，主要依據(jù)消耗時(shí)間的計(jì)算獲得。評(píng)價(jià)時(shí)間范圍的不同對(duì)礦產(chǎn)品的可供性評(píng)價(jià)過(guò)程也不一樣。從短期來(lái)看，消耗時(shí)間的計(jì)算主要涉及當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量；從長(zhǎng)期來(lái)看，消耗時(shí)間的計(jì)算主要涉及儲(chǔ)量基礎(chǔ)(RB)，儲(chǔ)量基礎(chǔ)包括經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量、邊際經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量和次經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量。

消耗時(shí)間的定義公式見(jiàn)式(7)。

(7)

式中：R代表礦產(chǎn)儲(chǔ)量；ρ代表礦產(chǎn)品的產(chǎn)量；t0是礦產(chǎn)品的初始生產(chǎn)時(shí)間；tf是礦產(chǎn)儲(chǔ)量被消耗為零的時(shí)間。

在DT的實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，需要考慮礦產(chǎn)資源的需求量(ψ)、尾礦和礦渣(τ)、礦產(chǎn)利用的平均壽命(μ)以及壽命分布的標(biāo)準(zhǔn)方差(σ)。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)迭代，消耗時(shí)間的最終計(jì)算公式見(jiàn)式(8)。

(8)

計(jì)算得出的DT需要轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)DTtransformed，其值限定在0～100之間。

4.1.2 社會(huì)和法律方面

從全球范圍內(nèi)來(lái)看，國(guó)家的經(jīng)濟(jì)政策，包括稅收和土地租賃政策，會(huì)影響礦產(chǎn)品的供應(yīng)形勢(shì)。通過(guò)政治潛力指數(shù)(PPI)對(duì)一個(gè)國(guó)家的政治影響進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。特定礦產(chǎn)品的PPI指數(shù)是通過(guò)礦產(chǎn)資源產(chǎn)量的加權(quán)平均值獲得的。

此外，由聯(lián)合國(guó)發(fā)展中心公布的人類發(fā)展指數(shù)(HDI)，這個(gè)指數(shù)是基于人類健康、教育和生活水平三個(gè)方面進(jìn)行綜合打分的。在耶魯?shù)难芯恐?，PPI和HDI都是蒙特卡羅方法歸一化的數(shù)據(jù)，每個(gè)國(guó)家的PPI和HDI都在0～100之間。

4.1.3 地緣政治方面

WGI的范圍在0～100之間，其中，得分越高代表一個(gè)國(guó)家的政治穩(wěn)定性較高。

霍夫曼指數(shù)(HHI)是用來(lái)表示礦產(chǎn)品集中度的指數(shù)，范圍在0～10 000之間。在耶魯大學(xué)的研究中，將霍夫曼指數(shù)轉(zhuǎn)化為全球供應(yīng)集中度GCS，計(jì)算公式見(jiàn)式(9)。

GCS=17.5×ln(HHI)-61.18

(9)

4.2環(huán)境影響評(píng)估(EI，environmental implications)

環(huán)境影響評(píng)價(jià)(EI)在本次研究中作為一個(gè)獨(dú)立的參數(shù)，從數(shù)據(jù)的便捷性出發(fā)，本次環(huán)境評(píng)價(jià)中使用的數(shù)據(jù)來(lái)自于ReCiPe終點(diǎn)數(shù)據(jù)方法。得到的ReCIPE數(shù)據(jù)通過(guò)式(10)轉(zhuǎn)換成為0～100之間的EI指數(shù)。

EI=log10(ReCIPEpoints+1)×20

(10)

4.3供應(yīng)限制 (VSR，vulnerability to supply restriction)

供應(yīng)限制對(duì)不同級(jí)別的研究機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有所不同，在耶魯大學(xué)的研究中，分別以國(guó)家和企業(yè)作為評(píng)價(jià)級(jí)別，設(shè)置不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，供應(yīng)限制性主要從三個(gè)大的方面進(jìn)行表述，具體指標(biāo)如圖10所示。供應(yīng)限制主要包括重要性、可替代性和革新能力三個(gè)方面，每個(gè)方面的權(quán)重值均為1/3，各個(gè)方面選取的指標(biāo)權(quán)重列在指標(biāo)前端，供應(yīng)限制的最終評(píng)價(jià)值是由分層次的指標(biāo)權(quán)重計(jì)算得出的。

主要包括以下三個(gè)方面：①重要性：包括營(yíng)業(yè)額占比；成本轉(zhuǎn)嫁能力(PT)：由于原材料的增加，企業(yè)可以通過(guò)提高銷售價(jià)格來(lái)轉(zhuǎn)嫁風(fēng)險(xiǎn)；戰(zhàn)略性：商品在未來(lái)的產(chǎn)業(yè)中可能具備的戰(zhàn)略重要性；②替代性：包括替代效率，替代能力，環(huán)境影響以及價(jià)格；③創(chuàng)新能力：這個(gè)指標(biāo)主要用來(lái)評(píng)價(jià)企業(yè)或者國(guó)家的創(chuàng)新能力，一些企業(yè)或者國(guó)家能夠在很快的調(diào)整技術(shù)和策略，適應(yīng)替代資源的能力比較強(qiáng)。

對(duì)國(guó)家來(lái)說(shuō)，主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)：①重要性：主要從兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。首先是經(jīng)濟(jì)重要性，通過(guò)表征礦產(chǎn)品占國(guó)家GDP的總量得出；其次是使用人數(shù)占比(PPU)，通過(guò)使用人數(shù)占比來(lái)表征產(chǎn)品的重要性；②可替代性：評(píng)價(jià)方法和企業(yè)一致，但是“價(jià)格比率”卻要替換成“純進(jìn)口依賴比率”；③創(chuàng)新能力：國(guó)家創(chuàng)新能力一般都要高于企業(yè)，因此國(guó)家創(chuàng)新能力使用“國(guó)家創(chuàng)新能力指數(shù)”來(lái)評(píng)價(jià)。

4.4評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)上述三維的評(píng)價(jià)結(jié)果，關(guān)鍵礦產(chǎn)品的最終權(quán)重公式見(jiàn)式(11)。

關(guān)鍵性權(quán)重=

(11)

Graedel等根據(jù)此種方法對(duì)銅族的礦產(chǎn)品進(jìn)行了評(píng)估，評(píng)估結(jié)果展示在一個(gè)空間之中，而不是一個(gè)二維矩陣當(dāng)中，評(píng)價(jià)結(jié)果如圖11所示[12-13]。根據(jù)各個(gè)指標(biāo)距離零點(diǎn)的距離來(lái)判斷關(guān)鍵權(quán)重。

圖11 耶魯大學(xué)銅族金屬關(guān)鍵評(píng)價(jià)結(jié)果

5 評(píng)價(jià)方法總結(jié)和建議

通過(guò)對(duì)這4個(gè)主要研究機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵礦產(chǎn)進(jìn)行梳理發(fā)現(xiàn)，目前各個(gè)研究機(jī)構(gòu)對(duì)關(guān)鍵礦產(chǎn)的指標(biāo)參數(shù)和評(píng)價(jià)方法都不相同，并未形成統(tǒng)一的研究方法和研究體系。

從評(píng)價(jià)范圍來(lái)看，關(guān)鍵礦產(chǎn)的評(píng)價(jià)涉及國(guó)家層面、企業(yè)層面或者特定領(lǐng)域，評(píng)價(jià)的時(shí)間跨度也分為長(zhǎng)期和中短期。

從評(píng)價(jià)體系來(lái)看，目前關(guān)于關(guān)鍵礦產(chǎn)品的量化體系主要分為三大類：①單一指數(shù)評(píng)價(jià)體系：如日本和美國(guó)NSTC2016年的評(píng)價(jià)方法，使用單一指數(shù)來(lái)劃分關(guān)鍵礦產(chǎn)品，評(píng)價(jià)指標(biāo)依據(jù)單一的評(píng)價(jià)值；②經(jīng)典的二維矩陣評(píng)價(jià)體系：如美國(guó)2008年NSC的評(píng)價(jià)方法和歐盟的評(píng)價(jià)方法，使用供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)和供應(yīng)限制性以及經(jīng)濟(jì)重要性作為不同維度參與評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果是基于二維數(shù)據(jù)的權(quán)重區(qū)間來(lái)劃分關(guān)鍵礦產(chǎn)品；③三維矩陣評(píng)價(jià)體系：如耶魯大學(xué)的研究，引入環(huán)境因子作為第三維，考慮環(huán)境問(wèn)題對(duì)關(guān)鍵礦產(chǎn)品評(píng)價(jià)的影響結(jié)果。在以上三種評(píng)價(jià)體系中，二維矩陣使用較多，評(píng)價(jià)體系較為完善。但是環(huán)境因子評(píng)價(jià)也受到越來(lái)越多人的重視，如何建立完善的環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)也是需要進(jìn)一步思考的問(wèn)題。

從評(píng)價(jià)指標(biāo)上看，對(duì)比較重要的15項(xiàng)研究成果進(jìn)行匯總分析發(fā)現(xiàn)，評(píng)價(jià)指標(biāo)共有21個(gè)，其中出現(xiàn)頻率最高的為“國(guó)家集中度”12次，其次為“國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)”10次，第三為“耗竭時(shí)間”9次。有11個(gè)指標(biāo)只出現(xiàn)了1次(表3)[14-15]。

表4展示了不同研究機(jī)構(gòu)關(guān)鍵礦產(chǎn)品的評(píng)價(jià)結(jié)果，其中耶魯只是對(duì)銅族金屬進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并沒(méi)有給出其他礦產(chǎn)品的評(píng)級(jí)。從評(píng)價(jià)結(jié)果上看，各個(gè)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵礦產(chǎn)品評(píng)價(jià)結(jié)果并不一致。這與各個(gè)研究機(jī)構(gòu)選取的礦產(chǎn)品種類、評(píng)價(jià)方法和體系以及評(píng)價(jià)指標(biāo)都有關(guān)系。

綜上所述，在關(guān)鍵或戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的評(píng)價(jià)方面，如何建立關(guān)鍵評(píng)價(jià)體系，選擇相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)和指標(biāo)權(quán)重是關(guān)鍵的問(wèn)題。我國(guó)的關(guān)鍵礦產(chǎn)品評(píng)價(jià)體系尚處在探索階段，因此，要從國(guó)家的戰(zhàn)略發(fā)展層面出發(fā)，針對(duì)特定礦產(chǎn)的特點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，建立關(guān)鍵礦產(chǎn)的評(píng)價(jià)體系，深化相關(guān)政策研究才是我國(guó)關(guān)鍵礦產(chǎn)評(píng)價(jià)亟需解決的問(wèn)題。

表3 15項(xiàng)成果中供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)與出現(xiàn)頻次

表4 不同研究機(jī)構(gòu)關(guān)鍵礦產(chǎn)品的評(píng)價(jià)結(jié)果

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Anoverviewofcriticalmineralresourceevaluationbyforeigninstitutions

GUO Xiaoqian1，2，LI Jianwu1，2

(1.Institute of Mineral Resource，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100037，China；2.Global Mineral Resource Strategy Research Center，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100037，China)

Critical mineral resource is of significant importance to the national security and economic development.Researches and conclusions about critical mineral resource are not published in China.Several government institution and working groups around the world have made criticality evaluation for metallic and non-metallic mineral resource.Relevant indexes and methods index are established and criticality of evaluation mineral resource are ranked and published.However，the evaluation index and methods on critical mineral resources evaluation are variable and therefore the criticality evaluation are heterogeneous.In this paper，11reports and articles from4different institutions are analysed.The critical concept，evaluation index，methods and model during criticality assessment are summarized to compare the differences and similarities.And the critical mineral resource lists from these institutions are also shown to give a reference for critical mineral resource evaluation in China.

critical mineral resource；evaluation index；evaluation method

2017-05-07責(zé)任編輯：宋菲

“戰(zhàn)略性新興礦產(chǎn)資源安全跟蹤與動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)”子項(xiàng)目資助(編號(hào)：DD20160084)

郭曉茜(1988-)，女，博士后，主要研究方向?yàn)槟茉吹V產(chǎn)資源戰(zhàn)略，E-mail：xiaoqianGuo88@163.com。

李建武 (1967-)，男，研究員，工學(xué)博士，主要研究方向?yàn)榈V產(chǎn)資源戰(zhàn)略，E-mail: jeli67@126.com。

F416.1

：A

：1004-4051(2017)09-0025-08