王炯輝

(中國(guó)五礦股份有限公司，北京 100010)

從21世紀(jì)初的礦業(yè)低谷到“黃金十年”，從2012年起的礦業(yè)周期性調(diào)整[1]到后疫情時(shí)代的快速?gòu)?fù)蘇，從“明天礦業(yè)”的新技術(shù)礦產(chǎn)[2]到礦業(yè)“裂解”時(shí)代[3]的未來(lái)資源，從創(chuàng)新模式保障資源安全到面向未來(lái)?yè)?dān)當(dāng)使命共促礦業(yè)繁榮發(fā)展[4]，中國(guó)礦業(yè)人共同見(jiàn)證了我國(guó)礦業(yè)的發(fā)展歷程，感受到礦業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的擔(dān)當(dāng)。本文探討中國(guó)礦業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，分析行業(yè)發(fā)展就要理解當(dāng)今時(shí)代正在發(fā)生的變革，而其中也有一些重要問(wèn)題值得思考：當(dāng)前的礦業(yè)處在什么樣的變革之中，是什么影響或改變了我們的生活，礦業(yè)人應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)變革帶來(lái)的挑戰(zhàn)，例如，有沒(méi)有一種新興行業(yè)可以超越房地產(chǎn)行業(yè)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力，而在這個(gè)新興行業(yè)中，礦業(yè)的支撐作用是什么，在大趨勢(shì)下，礦業(yè)的核心動(dòng)力會(huì)發(fā)生什么變化，中國(guó)礦業(yè)公司如何迎接挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

新技術(shù)、新事物快速推出與發(fā)展，而其背后正是快速崛起的新能源產(chǎn)業(yè)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用，它們正在改變?nèi)祟惿?，新能源時(shí)代和數(shù)字時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，尤其是近兩年，從新冠肺炎疫情到俄烏沖突促使人們對(duì)此有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。近年來(lái)，全球見(jiàn)證了中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)在清潔能源供應(yīng)鏈體系中發(fā)揮的巨大作用，也看到支撐新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一些礦種的跌宕起伏。本文結(jié)合當(dāng)今時(shí)代正在發(fā)生的變革，將礦業(yè)置于新能源和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的大背景下，分析中國(guó)礦業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。

1 新能源革命推動(dòng)礦業(yè)公司核心動(dòng)力和發(fā)展模式發(fā)生轉(zhuǎn)變

1.1 能源利用發(fā)展歷史

縱觀人類發(fā)展史，其實(shí)是一部不斷獲取能量，從而得以生存和發(fā)展的歷史。從農(nóng)耕時(shí)代的鉆木取火到化石能源時(shí)代，再到今天清潔能源的利用，人類通過(guò)對(duì)能源的獲取來(lái)吸收補(bǔ)充能量，無(wú)論是主動(dòng)找尋，還是被動(dòng)接受，每一次都對(duì)人類發(fā)展史產(chǎn)生重大影響，每一次都深刻影響和改變?nèi)藗兊纳钯|(zhì)量。

自人類開(kāi)始使用火進(jìn)入“柴薪時(shí)代”后，經(jīng)歷了利用煤炭資源、以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的第一次能源革命，在這期間開(kāi)始誕生大量的煤炭、鐵礦等礦業(yè)公司；第二次能源革命以油氣為能源、以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力，一直延續(xù)到今天的化石能源時(shí)代，極大地推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展和科技進(jìn)步，造就了多家油氣企業(yè)，有些油氣企業(yè)巨頭迅速超越金屬礦業(yè)公司成為世界級(jí)頭部企業(yè)，每一次能源革命都帶來(lái)礦業(yè)公司的興衰起伏。

1.2 能源危機(jī)和氣候變化助推新能源革命

眾所周知，我們現(xiàn)在使用的煤炭大約在距今3.5億年前的石炭紀(jì)生成，石油大約形成于9 000萬(wàn)年前。這些在地質(zhì)歷史上需要上億年才能形成的化石能源，人類在不到150年的時(shí)間內(nèi)就消耗了地球上近一半的石油和煤炭?jī)?chǔ)量，由此造成的能源危機(jī)和氣候變化給人類的未來(lái)帶來(lái)了深遠(yuǎn)的影響。人類賴以生存的環(huán)境正面臨著巨大的威脅，2022年夏天，破紀(jì)錄的高溫比科學(xué)家預(yù)期來(lái)的更快、更猛烈，從倫敦到上海，史無(wú)前例的熱浪席卷著世界許多地區(qū)，屢屢刷新紀(jì)錄，讓人們?cè)俅胃惺艿搅藰O端天氣帶來(lái)的危機(jī)。

人類現(xiàn)在愈發(fā)清晰地認(rèn)識(shí)到，要在地球上更好地生存，就要減少使用化石能源，不斷探索新型能源，努力實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型，使用清潔能源已經(jīng)成為全球共識(shí)，以綠電、儲(chǔ)能、再生電池為動(dòng)力迅猛發(fā)展的新能源時(shí)代走進(jìn)我們的生活。

1.3 新能源革命與“電池礦物”

每次能源革命都與礦產(chǎn)資源的利用密不可分，就像前兩次能源革命造就的世界級(jí)礦業(yè)巨頭和能源公司巨頭一樣，新能源革命也將帶動(dòng)一些新技術(shù)礦產(chǎn)的跨越式發(fā)展。

人類在能源供給側(cè)、電力傳輸和用戶消費(fèi)端等領(lǐng)域的利用、連接、路徑選擇和理念已經(jīng)發(fā)生深刻改變，這些都促使礦業(yè)公司的核心動(dòng)力發(fā)生變革，一些礦業(yè)公司在戰(zhàn)略布局和資源配置等方面迅速行動(dòng)，圍繞高科技和新材料，加強(qiáng)科技創(chuàng)新，推動(dòng)資源高值化利用，開(kāi)展產(chǎn)業(yè)一體化布局，傳統(tǒng)礦業(yè)公司加快進(jìn)軍產(chǎn)業(yè)鏈下游，電池企業(yè)開(kāi)始跨過(guò)中游向上游資源布局。新技術(shù)礦產(chǎn)中會(huì)有一類礦種被定義為“電池礦物”，包括鋰、鎳、鈷、石墨、硅等，科技進(jìn)步將使“電池礦物”迭代速度加快，新能源對(duì)“電池礦物”的依賴性將越來(lái)越強(qiáng)。

新能源發(fā)電端的風(fēng)電和光伏、傳輸端的電網(wǎng)、存儲(chǔ)端的電池和儲(chǔ)能設(shè)備，以及消費(fèi)端的新能源汽車等各種場(chǎng)景需要海量的礦產(chǎn)供應(yīng)[5](圖1)，礦業(yè)將發(fā)揮至關(guān)重要的作用，礦產(chǎn)品的需求結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，將帶動(dòng)相應(yīng)礦產(chǎn)資源需求和消費(fèi)的高增長(zhǎng)[6](圖2)。例如，電池需要鋰、鎳、鈷、錳、石墨等“電池礦物”，風(fēng)機(jī)渦輪和電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要銅、鋁、稀土等，電力傳輸離不開(kāi)銅和鋁，光伏板需要銅、鋁和硅[7]。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，風(fēng)力發(fā)電用銅量為3～6 t/MW，光伏發(fā)電用硅量約為7 t/MW、用銅量約為6 t/MW，一座百米風(fēng)電塔通常需要鋼材260 t以上；2021年，歐洲運(yùn)輸環(huán)境聯(lián)合會(huì)研究新能源汽車動(dòng)力電池材料發(fā)現(xiàn)(表1)，60 kW·h容量的不同種類鋰電池平均約需要石墨52 kg、鎳29 kg、錳10 kg、鈷8 kg、鋰6 kg等。這些礦產(chǎn)資源將成為新能源迭代變革中的“糧食”或“新石油”。

圖1 清潔能源技術(shù)所需的關(guān)鍵礦物Fig.1 Critical mineral required for clean energy technologies(資料來(lái)源：據(jù)IEA,2022修改。注：圖中圓圈表示礦物對(duì)特定清潔能源技術(shù)的相對(duì)重要性，=高；=中；=低)

表1 不同組分60 kW·h鋰電池的礦物用量Table 1 The mineral dosage of 60 kW·h lithium battery with different components

2 數(shù)字時(shí)代將助推科技成為優(yōu)秀礦業(yè)公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力

數(shù)字化正在促使當(dāng)今時(shí)代發(fā)生深刻變革，數(shù)字經(jīng)濟(jì)將加快中國(guó)現(xiàn)代工業(yè)體系完成迭代建設(shè)和跨越式發(fā)展，以智能化為發(fā)展方向的數(shù)字革命將帶動(dòng)新經(jīng)濟(jì)模式的產(chǎn)生?！爸悄?”“互聯(lián)網(wǎng)+”“區(qū)塊鏈+”將進(jìn)一步引領(lǐng)數(shù)字科技產(chǎn)業(yè)對(duì)傳統(tǒng)礦業(yè)的廣泛滲透，進(jìn)入大數(shù)據(jù)科技產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)礦業(yè)深度融合發(fā)展新時(shí)代。很多礦業(yè)企業(yè)通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用，發(fā)揮人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等算法優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)的礦山生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)流程，通過(guò)資源模型和流程模擬構(gòu)建礦山數(shù)字孿生體，優(yōu)化現(xiàn)有的開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)模式。

數(shù)字革命加快推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，將支撐集中式清潔能源的大規(guī)模、遠(yuǎn)距離傳輸及分布式清潔能源的規(guī)模化和經(jīng)濟(jì)化利用。礦石流和能源流將融合成數(shù)字流，數(shù)字流將把礦業(yè)企業(yè)帶入到數(shù)字孿生的虛擬世界。同時(shí)， 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字新技術(shù)、新業(yè)態(tài)發(fā)展催生新型市場(chǎng)，以用戶需求為驅(qū)動(dòng)，促進(jìn)全要素供需對(duì)接，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上游礦產(chǎn)資源的有效供給和中游原材料定制化利用，并催生下游綠電、儲(chǔ)能與消費(fèi)側(cè)產(chǎn)生更多的應(yīng)用場(chǎng)景。

3 智能科技推動(dòng)礦業(yè)由傳統(tǒng)行業(yè)向高科技行業(yè)轉(zhuǎn)型

當(dāng)前，智能科技不斷重塑未來(lái)礦業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局，推動(dòng)礦業(yè)由傳統(tǒng)行業(yè)向高科技行業(yè)轉(zhuǎn)型。礦業(yè)大數(shù)據(jù)及其智能、智慧應(yīng)用將成為礦業(yè)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，被深入運(yùn)用到資源勘探、資源評(píng)價(jià)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)等各個(gè)環(huán)節(jié)，全面提升礦業(yè)成本可控可設(shè)計(jì)能力，在萬(wàn)物互聯(lián)建設(shè)過(guò)程中，將推動(dòng)礦業(yè)綠色、高效、智能化發(fā)展，礦業(yè)智能時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。

在這一過(guò)程中，找礦勘探的手段和方法將發(fā)生很大變化，由以往的主要依靠人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)找礦向人工智能轉(zhuǎn)變，將地球科學(xué)與大數(shù)據(jù)結(jié)合，利用算法發(fā)現(xiàn)礦化異常，通過(guò)高效鉆探予以驗(yàn)證，提高找礦成功率。同時(shí)，隨著裝備技術(shù)的突破，高海拔、無(wú)人區(qū)、深地深海等難以開(kāi)發(fā)地區(qū)的礦產(chǎn)資源將被開(kāi)發(fā)利用，由探到采，傳統(tǒng)的勘探開(kāi)發(fā)理念在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)被顛覆。

當(dāng)前，礦區(qū)已做到使用無(wú)人駕駛的鏟運(yùn)裝卸電卡車和無(wú)人值守的選礦車間，而海量在線數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)智能管控平臺(tái)的采集、整合、分析，幫助企業(yè)完成經(jīng)營(yíng)決策。隨著前沿技術(shù)與傳統(tǒng)礦業(yè)的深入融合，礦業(yè)將會(huì)發(fā)生根本性改變。優(yōu)秀的礦業(yè)公司都非常重視科技創(chuàng)新，讓先進(jìn)技術(shù)成為礦業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。一流的礦業(yè)公司正在努力成為高科技企業(yè)，更會(huì)有一些礦業(yè)公司進(jìn)軍到材料領(lǐng)域，形成“資源+產(chǎn)能+技術(shù)+新材料”的一體化產(chǎn)業(yè)模式。中國(guó)礦業(yè)公司要加快練好“內(nèi)功”，順應(yīng)趨勢(shì)，在產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全保供中才能發(fā)揮更大作用。

4 新形勢(shì)下礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展對(duì)礦政管理提出更高的要求

新中國(guó)成立至今，從地質(zhì)礦產(chǎn)部到國(guó)土資源部再到自然資源部，從找礦到資源保障，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)每個(gè)發(fā)展時(shí)期都離不開(kāi)礦業(yè)作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)揮的重要支撐作用。

礦業(yè)是從資源勘探到開(kāi)發(fā)、提供礦產(chǎn)品的過(guò)程。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)礦業(yè)管理是以探礦權(quán)和采礦權(quán)的資源量、儲(chǔ)量管理為核心，以資源保護(hù)開(kāi)發(fā)為主，制定相關(guān)礦業(yè)政策。前些年礦業(yè)公司、尤其是勘探公司處境較為艱難，除礦業(yè)周期影響外，在資源配置、權(quán)益金等政策上缺少統(tǒng)籌協(xié)調(diào)支持也是重要原因之一。在以國(guó)內(nèi)大循環(huán)為主體、國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)的背景下，礦產(chǎn)安全的前提是加快國(guó)內(nèi)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)，要適時(shí)調(diào)整現(xiàn)有的礦政管理政策，礦業(yè)發(fā)展呼喚加大體制機(jī)制的創(chuàng)新。

調(diào)查查明資源自然稟賦和實(shí)現(xiàn)資源高質(zhì)量開(kāi)發(fā)是礦業(yè)發(fā)展的內(nèi)涵。從資源勘探到礦山開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)，在礦業(yè)權(quán)設(shè)置方面，需要考慮“資源保護(hù)”與“資源保障”并重，制定更加合理的、符合礦業(yè)發(fā)展規(guī)律的權(quán)益金、稅收等政策，推動(dòng)礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，才能有高質(zhì)量的資源保障，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)品保供穩(wěn)價(jià)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)我國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全可控，更好地發(fā)揮礦業(yè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)支撐作用。

5 展 望

當(dāng)前國(guó)際環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，一方面全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈面臨重塑，挑戰(zhàn)重重；另一方面，新一輪能源革命和數(shù)字革命正突飛猛進(jìn)，學(xué)科交叉融合，科技資本推動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革，挑戰(zhàn)和機(jī)遇并存。礦業(yè)的基本屬性依舊是大宗原材料隨著經(jīng)濟(jì)周期在供給和需求之間的周期性波動(dòng)。2022年以來(lái)，全球大宗礦產(chǎn)品市場(chǎng)在經(jīng)歷了后疫情時(shí)代快速回升后進(jìn)入了新一輪調(diào)整通道，但與新能源緊密相關(guān)的“電池礦物”等新技術(shù)礦產(chǎn)正迎來(lái)持續(xù)上升的空間，“電池礦物”中的部分礦種還具備爆發(fā)性的增長(zhǎng)潛力。

新時(shí)代浩蕩而來(lái)，各種前沿技術(shù)正在加速傳統(tǒng)礦業(yè)演變，未來(lái)礦業(yè)公司最重要的核心競(jìng)爭(zhēng)力是“資源+技術(shù)”，我們即將迎來(lái)人類礦業(yè)發(fā)展史上又一次深刻變革時(shí)期。國(guó)家與國(guó)家之間的競(jìng)爭(zhēng)很大程度上是企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)，優(yōu)秀的礦業(yè)公司需要加快適應(yīng)時(shí)代變化和科技創(chuàng)新，努力為社會(huì)發(fā)展帶來(lái)更加積極的影響，才能真正屹立于世界級(jí)企業(yè)之巔。為了可持續(xù)的礦業(yè)，這是責(zé)任，更是使命。