在当前形势下保障我国矿产和能源供应的几点建议

2020-04-23 14:30:03 来源:本网专稿 

□ 莫宣学

矿产资源和能源能否得到保障涉及经济社会发展和国家安全,其重要性是众所周知的。我国正处于实现“两个一百年”奋斗目标的关键时期,需要大量的矿产和能源;未来10年,矿产、能源需求量仍呈上升趋势。有的矿产需求虽已达到或将要达到峰值,但需求总量将长期保持较高水平。全球围绕矿产资源和能源的竞争也日趋激烈,目前的国际形势已表现得很清楚。根据有关部门的资料,我国大约有20多种矿产供应不足,对外依存度分别从30%~80%。

重视战略性关键矿产资源

当前国际上特别关注“战略性关键矿产”(critical minerals),即具有以下特征的矿产:1.对国家经济发展和国防安全必不可少,在高技术产业中具有不可替代性;2.供应链脆弱,容易中断。中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心认为,战略性关键矿产是指对国家经济发展和国防安全至关重要,同时在供应方面或存在较大风险,或可对全球具有较强控制力的矿产资源。因国情不同,不同国家设定的“战略性关键矿产”种类有所不同(如美国设定35种,欧盟设定43种,我国也提出了自己的清单),但很大部分是重叠的,如稀土元素(周期表中镧系元素)、稀有元素(锂、铍、铌、钽、锆、锶、铪、铷、铯)和稀散元素(镓、锗、铟、镉、铊、铼、硒、碲),统称为“三稀”元素矿产,有的国家清单中还有钨、锡、铬、钴、锑、锰、石墨等。它们主要用于国防军工、航空航天海洋高技术、新一代信息技术、机器人及高档数控机械、生物医药医疗、新材料、新能源高技术交通等,是具有战略意义的矿产资源。特朗普发布13817号总统命令,提出确保关键矿产可靠供应的联邦战略,并将中国视为关键矿产的竞争对手。未来大国间矿产资源竞争的焦点,将是支撑核心技术和高新技术产业发展的关键矿产的竞争。

无疑,战略性关键矿产对保障我国国防工业、维护国家安全,实现强国战略,实施新一轮科技革命和产业变革有极大战略意义。我国战略性关键矿产资源部分具有优势,有参与全球矿产资源治理的话语权;部分短缺,需要从国外进口,以保障供给。中央对战略性关键矿产高度重视,在中央的统一决策和部署下,有关部门全力投入,保障战略性关键矿产的安全供应和储备。

保障能源供给

在世界能源结构中,石油占38.6%,天然气占21.7%,水电占6.7%,核电占5.7%,煤炭占27.3%。我国能源以煤炭为主,石油、天然气人均资源量仅相当世界平均水平的1/15左右。每年石油消费量大大高于年产量,例如2017年全国原油消费量达6.10亿吨,而石油产量只有1.92亿吨,缺口很大,对外依存度在不断增加,进口成本大幅上升。1993年中国首度成为石油净进口国,进口率从当时的6%,增长到2011年的54.8%,据最近资料显示,中国原油对外依存度达70%。自然资源部《中国石油天然气资源勘查开采情况通报(2017年度)》预测,我国石油可采资源量301亿吨,在理想情况下,仅够使用50年。天然气的情况要好一些,可采资源量为50万亿立方米(其中2000米以浅可采资源量12.5万亿立方米),但对外依存度也相当高。世界能源供需关系总体紧张,能源消费上升幅度超过了产量的增长。一些地区局势动荡影响世界能源的供应和石油价格,也增加了中国能源安全所面临的风险。

然而,我国非常规能源储量丰富,潜力巨大,发展前景广阔,是值得注意的新方向。众所周知,页岩气的成功开发对解决美国能源供应,起了关键作用。我国也具有丰富的页岩气资源前景,并在四川盆地勘查开发成功。依据资源评价结果,全国页岩气有利区的技术可采资源量21.8万亿立方米,目前探明率仅4.79%,资源潜力巨大。目前有关部门还在制定攻克技术难关、勘查开发页岩油的规划。天然气水合物(固态甲烷,又称可燃冰)是又一种潜力很大的新能源。据PGC(1981)统计,全球天然气水合物资源总量为7.6×1018m3,有人估计可供人类使用1000年。据自然资源部《中国矿产资源报告2018》预测,我国海域天然气水合物资源量约800亿吨石油当量。2017年我国首次海域天然气水合物试采成功,同年国务院正式批准将其列为新矿种,还在青海高原冻土带探到天然气水合物。但页岩油气和天然气水合物的勘探开采涉及大的环境风险,必须注意防范。我国可开发的水能资源近2万亿千瓦小时/年,居世界第一位,占世界可开发量的13%。此外,其他能源如核能、风能、太阳能、地热能、潮汐能等,虽然目前在全国能源格局中所占比例还不大,但其前景可观,且近年来有了较快的发展。如风电已经连续3年实现翻倍增长,太阳能利用面积达世界第一。然而,这些能源的利用还存在不少问题需要解决,如风电不够稳定,难以并入电网,需要解决高端蓄电问题,核电的安全性也是人们关心的重要问题。总之,非常规新能源的勘查开发,虽然还有不少问题有待解决,但确是我国解决能源问题的重要新方向。只要坚持能源开发与节约并举、节约优先的能源战略,立足国内,多元发展,一定能够做到以能源的可持续发展支撑经济社会可持续发展。

关注地球深部探测研究

虽然资源、环境、灾害问题主要表现在地球的浅表层,然而其推动力却来源于地球深部,地球深部过程控制了浅部运动与变化。只有阐明了地球深部过程,即地球内部的物质组成、性质、运动演化过程及动力学,才能抓住资源环境问题的关键。同样,矿产资源虽然主要就位于地球的浅表层,但其驱动力也来源于地球深部。地球深部过程是大规模成矿作用的“发动机”(提供能量和动力)、“供应源”(提供金属和流体)和“开拓者”(提供矿质输运通道和汇聚空间)。如果只懂浅部不懂深部,不研究地球深部过程对矿产形成和保存的控制,就不能回答诸如“我国急需矿种的成矿潜力究竟如何?”“在哪里能够找到大型——超大型矿床?”等这样的重大资源战略问题,不能从根本上保障国家的矿产资源需求。

具体来说,应该研究弄清以下几个关键科学问题:

1.深部物质组成、结构的不均一性及差异成矿作用。地球深部物质组成的不均一性及壳幔作用过程,从根本上控制着矿产的区域性分布、区域优势矿种和成矿潜力的差异。因此,需要精细解剖我国重要成矿区带岩石圈的组成、结构与时空变化,围绕大矿、富矿形成的源及运储开展深入研究,查明成矿物质超常富集的控制因素和差异成矿的根本原因。

2.深部流体过程与物质能量交换。矿床的形成离不开成矿流体,可以说没有成矿流体就没有矿床。深部巨量熔/流体在岩石圈内部的循环是金属元素活化、迁移、富集成矿的必要条件。

3.成矿系统的深部过程与驱动机制。深部过程包括构造过程、岩浆过程、流体过程、热化学过程和地球物理过程。地球深部过程控制着浅部构造运动与矿产资源的形成和保存。需要具体查清是什么样的深部机制驱动成矿物质的迁移、富集、最终形成特定的矿床和成矿系统。

4.对这些关键科学问题揭示得越深刻,就越能清楚地阐明关于成矿潜力与找矿方向的资源战略问题,也就越能提高矿产预测的准确性。

此外,也要正确处理好资源开发与节约、资源开发与保护环境的关系。党的十九大指出,要坚持节约资源和保护环境的基本国策。既要创造更多物质财富和精神财富以满足人民日益增长的美好生活需要,也要提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要。在我们关注矿产和能源供应的时候,也必须遵循这一根本方针。

【作者系中国科学院院士,中国地质大学(北京)教授,博士生导师,著名岩石学家】

[责任编辑:王小义]

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