关键金属是支撑高科技、航空航天和新能源等战略性新兴产业发展的重要原材料，其供应安全问题受到各国政府和研究机构的广泛关注。其中，钨是重要的战略资源，并被多个国家和研究机构列为关键金属，原因在于：1）钨具有高熔点、高沸点等优良特性，被称为“工业牙齿”，是国防工业、航空航天、信息产业等基础工业及高科技产业不可或缺的基础原料；2）全球钨的生产和供应高度集中，我国钨的储量、生产量、贸易量和消费量均居世界第一位，依靠全球58%的资源储量承担了全球85%的钨资源供应。

    为了进一步明确金属钨的关键性，特别是我国在全球钨产业链所处的地位，中科院城市环境研究所“资源循环与城市代谢”研究组，联合美国耶鲁大学Thomas E. Graedel及德国弗莱堡大学Stefan Pauliuk共同构建了金属钨的全生命周期物质流分析框架，核算了1949-2017年我国国家尺度金属钨的存量和流量，揭示了中国在全球钨供应链各环节所处的地位，并对我国钨工业的可持续发展提出了若干建议。主要研究工作如下：

    1、 全面核算了1949-2017年我国国家尺度金属钨的存量和流量

    我国是金属钨的生产和贸易大国。1949-2017年，中国开采了255万吨钨矿石。其中，75万吨用于出口，97万吨用于国内消费。然而，金属钨在全生命周期中的总损失量达到170万吨，并且仅有13万吨的废钨被回收利用（回收率仅10%）。60多年来，我国向世界200多个国家——特别是美国、日本、韩国等发达经济体——出口各种含钨产品，出口量世界第一。2000年以来，我国尽管成为钨精矿的进口国，但是同时出口大量钨加工产品，扮演着全球钨加工厂的角色。

图1 1949-2017年我国钨的存量与流量情况

    2、 揭示了我国尽管是钨出口大国但在全球钨供应链中却不占“主导地位”

    凭借资源和加工能力优势，我国是钨出口大国；但从全产业链的视角出发，这种优势地位却不可持续。首先，我国钨供给能力后劲不足。我国的钨资源保有量有限，且过度开采问题严峻。若保持当前的钨开采量不变，已探明的钨储量将在30年内耗竭。并且，我国钨矿类型以白钨为主，品位低、开采难度大、成本高。因此，我国未来的钨供给能力将受到钨资源开采能力的严重制约。其次，我国钨工业产业结构亟待优化。近年来，我国生产并出口的多为技术含量和附加值较低的钨产品，而技术含量较高的高端钨产品仍需从日本、瑞士等发达国家进口。并且，由于重复建设和盲目扩张，我国钨工业在中间产品生产环节出现了严重的产能过剩问题，超过一半以上的产能闲置。最后，我国以原生钨为主的生产利用方式不可持续。目前我国废钨的回收再生水平低，且再生料质量差。据估计，最终产品中的钨回收率可达到90%以上。然而，我国钨产品回收率仅10%，远低于发达国家（30%）。其原因在于：一方面，低廉的钨价在一定程度上抑制了我国废钨回收利用的积极性。另一方面，大多数产品中的钨含量低，回收难度较大，我国尚未形成系统有效的钨回收体系。

图2 我国钨产业的现状及各阶段存在的问题

    3、 从供需角度基于全产业链为我国钨工业的可持续发展提供了政策建议

    从供给方面，鉴于国内钨矿资源分散且品位低，我国钨矿生产企业应着力升级采选技术、提高钨的综合回收利用率，并积极向外寻求钨矿资源后备保障，确保上游资源的可持续供应。从需求方面看，整合上下游产业链、调整产品结构和提高自主创新能力等战略有助于缓解钨行业的产能过剩问题。同时，政府政策应倾向于引导利益相关者建立有效的回收体系，加大技术创新投入，降低加工损失，促进我国钨工业发展的可持续性。

    该研究成果以Refining the understanding of China’s tungsten dominance with dynamic material cycle analysis为题发表于资源与可持续发展领域的国际期刊Resource Conservation & Recycling。研究组博士生汤林彬为第一作者，陈伟强研究员与汪鹏助理研究员共同通讯。该研究得到了国家自然科学基金面上项目、福建省引导性项目的资助。

   论文链接