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從贛州到巴黎:稀土撐出節能技術 開礦卻成低碳阻礙

2016年09月01日
作者:劉虹橋(自由撰稿人。活躍於水、能源、氣候與野生動物報導)

雨季,浸礦池和礦山上殘留的化學品順著地勢流向礦區內的大小河流。攝影:劉虹橋

2012年,當中國中部江西省的贛州市被政府正式命名為「稀土王國」時,它的稀土資源儲量其實已所剩無幾。據中國國務院新聞辦公室同年發布的「稀土白皮書」,以贛州市為代表的「南方離子型稀土礦」(ion-absorption rare earth)的儲採比已降至15。也就是說,如果保持當年的開採量,這種富含中重稀土(MHREE)的礦產資源只能再開採15年左右。

三年後,在距離贛州市一萬多公里的法國巴黎,全球190多個國家達成了劃時代的《巴黎氣候協定》。當人們歡呼慶祝全球走上「去碳化」道路時,可能並沒有人注意到,中國中南部的這個小城的命運對於實現這一目標有著怎樣的影響。

事實上,象徵著清潔、智能、低碳未來的科技產品幾乎無一能離開稀土。問題是,是否有足夠的稀土資源來滿足我們所暢想的清潔和智能未來? 在過去20年間供應了全球90%以上的稀土資源的中國,又能否繼續支撐未來預期需求增長?

稀土元素表與應用範圍。圖片來源:中國水風險報告《稀土之暗

「稀土王國」的陰暗面

五十多年前,中國地質學家在贛州發現了隨後改寫了全球中重稀土供應格局的「離子吸附性稀土礦」。隨著中國取代美國成為全球最大的稀土生產國,贛州迅速成為全球最大的中重稀土產區。

如今,贛州資源急劇衰竭,但贛州市的中重稀土開採量仍佔中國半壁江山。

實地造訪贛州市的稀土礦區和工業園區,卻無法感受到「稀土王國」之名承載的榮耀與尊貴。滿目蒼夷的礦區、簡陋的露天礦區和冶煉池,以及泥濘粗獷的礦山修復工程,很難與這些礦產的終端應用產品聯繫在一起。

礦區內外的水污染嚴重。據《中國環境報》,2012年,僅在龍南縣,就有3萬多人的生活用水受到稀土開採影響,4萬餘畝農田減產或絕收。歷經十餘年的瘋狂開採,中國最大的離子型稀土礦足洞礦區周邊地表水環境中的氨氮和總氮嚴重超標; ​​礦區地下水遠不能滿足飲用水水源的最低標準。

2012年4月,由工信部牽頭的多部委調查小組在實地考察後稱,贛州市廢棄稀土礦區達302個,毀壞土地面積達97.34平方公里;僅處理殘留的1.9億噸廢渣,就需要70年。

從衛星圖像看,礦區猶如綠色的山野間的一塊塊黄色的傷疤。圖片來源:中國水風險報告《稀土之暗

「中國時代」的另一面

中國政府聲稱該國「以不足全球23%的稀土資源儲量供應了全球90%以上的稀土需求」。中國在20世紀90年代初取代美國成為全球最大的稀土生產國和出口國,此後幾乎成為全球稀土市場上獨當一面的資源供應國,部分稀土產品甚至只在中國生產。若追根溯源,絕大多數的熒光燈、離岸風機、電動汽車/混合動力汽車、智能手機和個人電子設備,都因產品中使用的稀土成分而攜帶著「中國基因」。據美國地質調查局,中國稀土佔全球產量的比重一度高達98%。2015年,這一比重仍高達85%。

表面上,中國稀土佔據全球稀土市場的主導地位,但在「風光」的背後,還有很多事實未被充分揭露。無論是從中國進口稀土的主要受益國,如歐美日韓,還是使用稀土原材料的製造商和品牌,似乎都選擇性地忽視了規模可觀的稀土黑市。每年,成千上萬噸稀土被非法開採、交易,並經由跨國黑市流出中國。處於供應鏈下游的品牌對此充耳不聞,國際間的執法合作也十分有限。由於缺乏國際流通商品追溯體系,企業也沒有像對待「衝突礦產」(conflict minerals)那樣,將稀土納入供應鏈管理,我們很難識別出自己駕駛的電動汽車或正在使用的智能手機,是否含有非法開採、走私的稀土。

在巨額利潤的驅動下,贛州市非法開採活動屢禁不絕。中國稀土行業協會估計:2013年,中國南方稀土礦的實際供應量為5萬噸以上;2014年在4萬噸以上。而同期國土部下達的合法生產配額只有1.79萬噸。這意味,非法市場的規模可能已達到合法市場的2.2到2.8倍。

無論是合法還是非法開採,稀土開採的環境代價都很驚人。當我們將清潔能源驅動的稀土需求量的增長與其環境影響比對時,就會發現,這些清潔、低碳、智能產品裡的「中國基因「決定了它們可能名不副實。據文獻報告,每生產一噸稀土礦(以稀土氧化物計)要產生200立方米的酸性廢水。即便不考慮冶煉、分離、加工、運輸等其它生命週期中的排放問題,為生產2050年所有中國風機中的稀土原材料(風電激進增長情景下),理論上就要產生8000萬立方米廢水,這相當於8個杭州西湖的庫容量。

商界領袖、決策者和消費者都需要重新思考:我們應採取怎樣的行動,才能以對環境和氣候更友好的方式實現我們的低碳發展目標? 畢竟,犧牲資源原產地的環境和民眾健康為代價,換取低碳發展,不僅自相矛盾,更有違正義。

「後巴黎協定」時代的新挑戰

今年4月,170多個國家在紐約簽署《巴黎協定》,「去碳化」已成定局。是時候在新世界格局下重新審視中國稀土及其息息相關的清潔、低碳、智能科技的關係了。

歷經20餘年以資源環境為代價的「中國時代」,中國的稀土資源已大幅衰竭,市場定價機制常年失靈使得數以百億計的環境成本未被有效定價,猖狂的國際和國內稀土黑市進一步加劇了資源流失和環境污染。這導致的後果是,中國政府不得不承擔巨額的環境修復費用,而稀土礦區附近的居民直接或間接地承受了稀土開髮帶來的環境和健康損害。

中國各省輕/重稀土開採比例。資料來源: 中國水風險基於國土資源部發布的稀土生產配額數據

另一方面,中國已不再是單純的稀土資源供應國和出口國,中國國內市場對稀土資源的需求量已顯著增長。中國是全球風電投資的最主要驅動者。在國家發改委能源研究所設計的最激進的增長情景下,中國風電裝機容量可能在2050年前達到20億千瓦(2TW),而一台典型的兩兆瓦(2MW)風機裡含有341-363公斤的稀土釹(Nd)和59公斤左右的稀土鏑(Dy)。僅是支撐風電增長消耗的稀土量就足夠驚人,這還沒算上「中國製造2025」計劃提出的優先發展領域,如新能源汽車、海洋工程裝備、航空設備等拉動的稀土需求增長。

中國未來可能無法滿足本國需求,更別提供應全球其它國家的需求預期增長。據聯合國貿易暨發展會議(UNCTAD)估計:至2020年,全球稀土需求將達20到24萬噸左右,其中七成需求來自中國。即便中國滿負荷使用全部開採配額,每年新增稀土產量與預期需求量之間還存在3.5至6.3萬噸差額。這些稀土將從何而來?

從稀土出發,會發現我們的低碳未來還面臨著許多未被解答的問題:廢水如何處理? 是否會造成新的飲用水安全問題? 為減少排放而進行的技術和管理改良的成本,最終會否進入稀土價格?

早在2014年,中國政府就已「向污染宣戰」,加之「史上最嚴」《環保法》和陸續出台的稀土行業水耗、能耗、排放標準,中國稀土行業的合規成本勢必增長— —在中國低價開採和加工稀土已成過去。來自歐盟和美國的研究機構都指出,輕稀土將在中短期內面臨供應短缺,中重稀土則將在中長期內持續面臨供應短缺。無論是從哪個方面看,稀土價格都將上漲。

全球的低碳未來是否將受制於這些被稱為「工業維生素」的礦物,這將是世界不得不面對的問題。