来自美国矿山和精炼厂的镍和钴：对矿产可用性的五个维度的评估

《Resources Policy》：Nickel and cobalt from U.S. mines and refineries: Assessment of five dimensions of mineral availability

美国关键矿物镍和钴的国内供应可行性研究，基于地质、技术、经济、政治和社会环境五个维度分析当前及拟建矿山项目。结果显示：美国虽拥有丰富镍钴地质资源（占全球0.36%镍储量、1.5%镍资源），但近几十年国内产量极低（2024年镍产量8000吨，依赖进口48%）。主要问题包括：1）技术经济性不足，现有矿山多位于密歇根州和蒙大拿州，精炼能力有限；2）政治与社会阻力，如明尼苏达州矿业项目因环境争议受阻；3）国际供应链依赖，印尼镍土出口限制影响全球供应链。研究强调需系统整合地质、冶炼、政策和社会因素，突破现有瓶颈。

　　美国在关键矿产的国内开采和精炼方面正采取一系列联邦政策，以应对全球对电池材料供应链日益增长的需求。镍（Ni）和钴（Co）作为锂离子电池中常见的关键材料，特别是在三元镍锰钴（NMC）电池中，对电动汽车的推广具有重要意义。本文旨在分析当前和拟议的美国镍和钴开采与精炼项目，评估其在五个维度上的矿产可用性：地质、技术、经济、政治以及社会与环境因素。尽管美国拥有丰富的镍和钴地质资源，但目前的开采和精炼活动仍处于较低水平，且面临多重挑战。

在当前的美国镍和钴生产中，主要依赖于少数几个项目。例如，密歇根州的鹰矿（Eagle Mine）是唯一一家进行镍开采的项目，其生产的镍精矿需要在加拿大进行精炼。而在钴的生产方面，美国几乎没有产出，近年来在爱达荷州的钴矿建设也因市场价格波动而暂停。这些现象表明，尽管美国拥有丰富的矿产资源，但在实现其国内生产目标的过程中仍存在显著障碍。

当前的镍和钴开采项目主要集中在密歇根州、蒙大拿州和明尼苏达州等地。明尼苏达州拥有美国约95%的镍资源和75%的钴资源，因此成为关注的重点。在该州的杜鲁特复合体（Duluth complex）和塔马拉克复合体（Tamarack complex）中，已有多个铜、镍、铂族金属（PGE）矿床被勘探，显示出一定的开发潜力。然而，这些项目在技术、经济效益、政治环境以及社会和环境影响方面仍面临诸多不确定性。

与此同时，美国的钴和镍精炼能力也较为有限。目前，蒙大拿州的哥伦布精炼厂（Columbus refinery）主要从斯蒂尔沃特矿（Stillwater mine）的矿石中回收镍和钴作为副产品。尽管近年来有多个精炼项目被提议或正在建设中，例如在密苏罗里、爱达荷州和明尼亚波利斯等地，但这些项目尚未形成完整的产业链。因此，美国在关键矿产的精炼环节仍需依赖外部资源。

此外，美国在关键矿产领域的政策和立法也在不断调整。例如，通过《通胀削减法案》（Inflation Reduction Act）和《基础设施投资与就业法案》（Infrastructure Investment and Jobs Act），美国政府为新能源汽车和电池材料供应链提供了财政支持和税收优惠。然而，这些政策的实际效果仍需进一步观察。在2023年，美国政府撤销了其中一个大型镍矿项目的矿产租赁，同时，环保组织和原住民部落对美国最大的锂矿项目提起诉讼。这些事件反映出，在推动关键矿产开发的过程中，各方利益存在较大分歧。

随着全球对新能源和储能技术的需求不断增长，镍和钴的市场需求也在迅速上升。由于这两种矿产通常在同一矿床中出现，钴的生产往往依赖于镍或铜的开采。因此，美国在开发镍和钴资源时，需要考虑其与其他矿产的共生关系，以及如何在不影响其他资源开发的前提下，实现对这两种关键矿产的有效利用。同时，由于镍和钴的开采和精炼过程可能带来环境和社会影响，美国在推动这些项目时，也需平衡经济利益与社会可持续发展之间的关系。

在研究方法上，本文基于公开数据对美国的镍和钴开采与精炼项目进行了全面分析。研究范围涵盖了从勘探、许可到生产阶段的多个项目，以及历史上已识别出潜在镍和钴资源的项目地点。研究不仅关注已知的矿区，也考虑了可能存在的其他区域。通过综合分析地质资源、开采技术、经济可行性、政治环境以及社会和环境影响，本文试图提供一个全面的视角，以评估美国在关键矿产领域的生产能力。

从当前的项目来看，美国在镍和钴的开采和精炼方面仍处于起步阶段。虽然密歇根州的鹰矿和蒙大拿州的斯蒂尔沃特矿是主要的生产来源，但其产量仍然较低。相比之下，印尼等国家在镍的开采和精炼方面占据主导地位，目前占全球镍产量的一半。印尼还实施了出口禁令，这进一步加剧了全球镍市场的紧张局势。因此，美国在开发镍和钴资源时，需要考虑国际市场的变化，以及如何在本国范围内建立稳定的供应链。

与此同时，美国在关键矿产领域的政策支持也在逐步加强。例如，通过《通胀削减法案》和《基础设施投资与就业法案》，美国政府为新能源汽车和电池材料供应链提供了财政支持和税收优惠。这些政策旨在促进国内生产，减少对进口的依赖。然而，政策的实施效果受到多种因素的影响，包括市场条件、技术进步、环境法规以及社会接受度等。因此，美国在推动关键矿产开发的过程中，仍需面对多重挑战。

在社会和环境方面，美国的镍和钴开采项目也面临一定的争议。例如，在明尼苏达州的Maturi、NorthMet和Mesaba地区，新镍矿项目因环境问题遭遇社会反对和监管复杂性。这些项目在开发过程中，需要平衡环境影响与经济利益之间的关系。同时，钴的开采和精炼过程中可能涉及人权问题，特别是在非洲的刚果民主共和国，手工开采的钴曾引发政府和公众的关注。因此，美国在推动关键矿产开发时，也需要考虑全球范围内的人权和环境问题。

此外，随着电池技术的不断进步，对钴的需求正在逐步减少。许多研究已经表明，未来的电池技术可能会减少对钴的依赖，从而对镍的供应链产生影响。因此，美国在开发镍和钴资源时，需要考虑技术发展的趋势，以及如何在未来的市场需求变化中保持竞争力。同时，美国也在积极推动新的勘探和开发项目，以增加关键矿产的供应能力。

在技术方面，美国的镍和钴开采与精炼技术仍处于发展阶段。虽然一些先进的技术已经被测试，例如在密苏罗里的试点工厂中，对各种原料进行了试验，包括矿石、尾矿和回收电池。然而，这些技术在实际应用中的可行性仍需进一步验证。此外，美国在关键矿产的精炼环节也面临一定的技术瓶颈，需要进一步研发和创新。

在经济方面，美国的镍和钴开采与精炼项目需要考虑市场条件和成本效益。尽管这些项目可能带来一定的经济效益，但其投资回报率仍受多种因素影响，包括市场价格波动、运营成本以及政策支持等。因此，美国在推动关键矿产开发时，需要评估其经济可行性，并确保项目能够获得足够的市场支持。

在政治方面，美国的镍和钴开采与精炼项目需要符合现有的法律、法规和政策。例如，美国政府在推动关键矿产开发时，需要考虑环境法规、土地使用政策以及社区关系等因素。因此，美国在推动这些项目时，需要确保其符合国家政策，并获得相关机构的批准。

在社会和环境方面，美国的镍和钴开采与精炼项目需要考虑其对当地社区和环境的影响。例如，一些项目可能会导致环境破坏，影响当地生态系统的稳定性。因此，美国在推动这些项目时，需要采取措施减少环境影响，并确保项目的可持续性。

综上所述，美国在关键矿产的国内开采和精炼方面仍面临诸多挑战。尽管美国拥有丰富的地质资源，但在实现其国内生产目标的过程中，仍需克服技术、经济、政治以及社会和环境方面的障碍。因此，美国需要采取综合措施，以促进关键矿产的可持续开发，并确保其在全球新能源和储能技术竞争中的领先地位。