美国科学家研发海水提矿技术，试图打破中国稀土精炼主导地位

能源、制造与高科技产业所需关键矿产的全球竞争持续升温，已然演变为全球地缘政治的主要冲突导火索。锂、钴、镁、镍等清洁能源制造核心原料的供应链高度集中于中国，造成全球矿产供给格局抗风险能力薄弱。美国正计划借助前沿海水提矿技术自主获取部分关键矿产，以此拉平全球产业竞争起跑线。

目前，全球 85%–95% 的精炼稀土由中国供应；从稀土原矿到稀土金属的全流程冶炼环节，中国产能占全球总量的 85%–90%。全球 68% 的钴、65% 的镍、60% 动力电池级锂均产自中国冶炼企业。如此高度集中的加工产能，为全球能源安全埋下重大隐患。资讯网站沃克斯（Vox）刊文称：“倘若矿产供应国将限制出口作为政治手段、原材料价格大幅暴涨，或是下游各行业需求激增挤占现有供给，相关企业将面临倒闭风险，全球气候治理减排进程也会遭遇阻滞。”

但对中国而言，掌控全球关键矿产供应链能够形成显著的经济与地缘竞争优势，加之全球对这类矿产的需求仍在持续高速增长。国际能源署预测，到 2040 年，清洁能源产业对关键矿产的全球需求量最低将翻倍，最高或将增至四倍。具体增幅取决于全球清洁能源的普及速度；而霍尔木兹海峡存在航运中断风险，推动各国加速布局清洁能源产业，市场需求更倾向走高区间。电动汽车与储能电池将成为拉动关键矿产需求增长的核心驱动力，其中锂的需求增速领跑所有品类。

联合国秘书长安东尼奥・古特雷斯在 2024 年关键能源转型矿产专题研讨会上表示：“以可再生能源为动力的世界，离不开海量关键矿产作为支撑。对发展中国家而言，关键矿产是难得的发展机遇：创造就业岗位、推动经济多元化、大幅提升财政收入，但前提是实现科学、有序的开发管理。”
在保障关键矿产供应链的全球竞争中，美国已大幅落后，不过加州一支科研团队研发出具备变革意义的新技术，有望帮助美国扭转竞争劣势。西北太平洋国家实验室（PNNL）开发的新型并流反应器，核心用途是从海水中提取高纯氢氧化镁，供给美国本土工业；未来这项技术还可拓展应用于镍等其他关键矿产的提取作业。

海水中蕴藏储量可观的各类关键矿产，仅不同元素的水体浓度存在差异。西北太平洋国家实验室化学海洋学家杰西卡・克罗斯在近期发布的新闻稿中指出：“即便仅取用 0.1% 的海水，只要完成全部有效提取，其中镁、锂等关键矿产的储量，就足以满足人类未来 5 万年乃至更久的使用需求。”

这套西北太平洋国家实验室自研的并流反应器，使海水与氢氧化钠溶液同步循环接触，二者发生反应生成氢氧化镁。氢氧化镁在美国各行业应用广泛，当前本土市场仍高度依赖大规模进口。研发团队判断，将该提取装置与海水淡化厂联动运行，能够释放突破性产能。实验室测算数据显示，在加州卡尔斯巴德海水淡化厂部署这套设备，每日可产出 116 万磅（52.4 万千克）氢氧化镁，单厂日产量超过美国全国日均消耗量的三倍。除此之外，该技术具备极强的规模化复制落地潜力，未来还有望实现成品对外出口。

实验室化学家钦马耶・苏班博士解释道：“海水最突出的优势在于，全球海域水体的化学成分整体趋于稳定统一。这意味着我们只需针对一处场地完成技术调试优化，就能快速复刻、部署至全球各地。”