5月30日，美国能源部（DOE）发布《关键材料评估》草案^[1]，汇总了其最新关键材料评估的核心分析，指出短期内美国有6种关键材料至关重要，分别是钴、镝、镓、天然石墨、铱和钕。

一、美国关键矿产清单

2022年2月，美国地质调查局（USGS）正式更新了影响美国经济和国家安全的关键矿产清单，包括50种矿产。相比2018年发布的清单，新增了15种，新增加的矿产主要是将稀土金属和铂族金属由原先的“矿类”分解为矿种。此外，增加了镍和锌，并剔除了氦、钾、铼和锶。该清单依据《2020年能源法案》制定，该法案表明，内政部委托USGS必须至少每3年审查和更新一次关键矿产清单。根据该法案，“关键矿产”是指对美国经济或国家安全至关重要，且供应链薄弱的非燃料矿产或矿产材料。USGS指出，矿产的关键程度并非一成不变，而是随时间而发生改变。

与此同时，美国能源部也在不断评估矿产的“关键性”，以纳入其关键材料战略。虽然与USGS类似，但美国能源部评估的不同之处在于它们特别关注“材料对能源和脱碳技术的重要性”并且“着眼于未来”。美国能源部表示，其目标不是预测未来，而是了解短期（2020~2025年）和中期（2025~2035年）能源部署的潜在障碍，这将有助于为研发投资和政策制定提供信息。

二、美国能源部的关键材料筛选方法

美国能源部基于其2022年发布的11份“供应链深入研究”报告结果，获得37种候选材料，涵盖碳捕集、电网（包括变压器和高压直流输电）、储能、燃料电池和电解槽、水电（包括抽水蓄能水电）、稀土磁体、核能、铂族金属催化剂、半导体、太阳能光伏发电和风能。

筛选方法使用基于3个因素的加权和的评分系统。包括：①更广泛的技术类别对能源系统的重要性；②在其技术类别中考虑的特定子技术或组件的相对重要性；③具体材料的重要性。

每个指标都分配了一个阈值，这样每种材料/技术对都可以根据其相应指标值被分配以1、2 或3的分数。每个指标也被赋予2~4的权重，总分为9分，以表示其相对重要性。然后据此将候选材料分为两组：①关键材料，即在中短期内对清洁能源和脱碳技术有特定关注的材料，因此被纳入更广泛的材料关键性评估；②低风险材料，这些材料有助于实现预计在未来5~15年内重要性降低的技术（例如，由于对成熟技术的需求减少或对较新的或非竞争性技术的需求不足）。

三、美国能源部关键材料筛选和评估结果

37种候选材料在关键性评估中，共有22种材料获评符合关键材料的阈值，而其余材料则为低风险材料。因此再对这22种材料进行了进一步评估。

在评估22种突出材料的关键性时，美国能源部采用了一种由美国国家科学院开发的方法，重点关注两个主要方面：供应中断的影响和供应风险。这两个维度按1~4的等级进行评级，并以矩阵形式呈现，以说明各种矿产的相对重要性。

据此分析，短期内关键材料有6种，分别是钴、镝、镓、天然石墨、铱和钕。这些关键材料的用途遍及稀土磁体、电池、LED 和氢电解槽。然后，有9种近关键材料，包括电工钢、氟、锂、镁、镍、铂、镨、碳化硅和铀。最后，还有7种非关键材料，包括铝、铜、锰、磷、硅、碲和钛。

在短期和中期之间，大多数材料对能源和供应风险的重要性评分发生了变化。中期有12种关键材料、6种近关键材料和4种非关键材料。例如，铜和硅的“对能源的重要性”分数增加，而它们的供应风险保持不变。此外，铝、铱、锰、钕、磷、铂和碳化硅的供应风险评分上升，但它们对能源的重要性保持不变。

镍对能源和供应风险的重要性都在增加。另一方面，由于中期的潜在替代品，镝对于能源的重要性下降，但供应风险增加，仍然是一种关键材料。从短期到中期，所有其他关键材料都保持在同一类别。

（刘学）