地质学是研究地球如何演化的自然科学,以固体岩石圈为主要研究对象,探讨地球各圈层的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史。

  稀土元素是元素周期表中15种镧系元素以及钪、钇等17种元素的总称。它们在材料、冶金等行业具有难以替代的作用,因而有“工业维生素”之称,是具有战略意义的优势矿产资源之一。

  钻石的名称源于古希腊语“Adamant”, 意为坚不可摧。

  其实,钻石是宝石级金刚石经过加工后的制成品,是和王权、财富、圣洁、爱情及神秘的传奇故事联系在一起的。

 

点石成金,“硅业报国”或不仅是理念

 

编辑:KYJC         来源:国土资源部门户网站        时间:2017-05-24

  硅资源在地壳中极为丰富,仅次于氧,占地壳总重的1/4还多,以二氧化硅或硅酸盐形式存在。硅具有良好特性,有“点石成金”之效,广泛应用于精密铸造、硅橡胶、超大规模集成电路、航空航天等生产领域。

 

  中国是全球主要的金属硅(又称结晶硅或工业硅)产地。随着国家节能减排和生态文明建设步伐的加快,很多新兴的能源企业建设了金属硅、多晶硅、单晶硅、太阳能电池等一系列的循环产业链条。

 

  多晶硅,很多人对它并不陌生。太阳能电池板、集成电路芯片等都是由其生产制作而成。在行业内,多晶硅有着“上帝赐给人类的宝石”的美称。当太阳光照射到硅晶体上时,就会产生电势。据此人们成功地研制出了太阳能电池,并开始了太阳能发电。20世纪70年代以后,随着人们对全球性能源危机和环境恶化问题认识的深化,太阳能这一可再生洁净能源的利用受到了普遍重视,光伏产业应运而生。作为光伏产业的基础材料——多晶硅的制备技术及其发展因此而备受瞩目。目前,国际上98%以上的太阳能电池是利用硅材料制备的。硅的纯度越高,光电转换效率也越高。因此,多晶硅成为全球电子工业和光伏产业的基石。

 

  短短十多年时间里,多晶硅在中国太阳能领域迅速得以应用和发展。如今,中国太阳能多晶硅的总产量已经占到世界总量的50%以上。

 

  然而,我国多晶硅产业的发展却不是一帆风顺。

 

  虽然我国拥有丰富的硅矿资源,但在2005年以前,美、日、德等国家都将多晶硅作为战略材料,对我国实施技术封锁和市场垄断,多晶硅需求几乎全部依赖进口。

 

  2007年堪称中国“多晶硅元年”,当年,中国多晶硅产量首超千吨。2008年,国外媒体针对我国多晶硅生产造成污染进行了不实报道,打压刚刚兴起的中国多晶硅产业。在技术受制于人的情况下,国内多晶硅行业的生产水平、规模、成本、能耗、污染等问题备受诟病。2010年,我国光伏产业遭遇美、韩多晶硅低价倾销。2012年又遭到了欧美对光伏终端产品的“双反”制裁。

 

  愈挫愈勇。经过多年努力,如今,单就光伏产业而言,我国目前市场规模已达到3600亿元,很多中国企业的光伏发电产品远销海外。

 

  

奋力弯道超车

 

  随着全球多晶硅需求的增长,其用量和价格也快速增加和上涨,硅矿产业的开发利用前景良好。

 

  我国多晶硅的老牌生产企业——中国恩菲工程技术有限公司(下称“中国恩菲”)子公司洛阳中硅高科技有限公司(以下简称“中硅高科”)是一家高新技术型多晶硅生产企业,其用“以技术带动研发,研发带动产业,产业形成技术提升的研发与生产双螺旋上升”的方式,践行“硅业报国”的理念。

 

  实际上,我国多晶硅产业在发展初期曾经历过一段“末端治理”成本高而效果不理想的“高能耗、高污染”阶段。而今,不少企业已经做到近“零”排放。中国恩菲不仅能够使几乎100%的四氯化硅和三氯氢硅循环利用,还能够“废物利用”,衍生价值。“我们高新技术企业就是这样,不断研发,别人都做得很好的领域,我们就退出,转而研发国内技术欠缺的领域。”洛阳中硅高科董事长李爱民说。

 

  就在我国多晶硅产业快速发展时,2012年,欧美国家对我国光伏产业进行了“双反”调查,使我国的光伏产品被拦在了欧美国家的国门之外。据介绍,欧美国家的多晶硅企业通过签订长单合同锁定大量客户,保障利润长期化,再通过签订短单合同低价打压中国的新兴产业。几番打压下来,到2012年,我国多晶硅行业全产业亏损,40多家企业停产,大批从国外进口的价值数十亿元的设备打了水漂。

 

  海外市场受阻刺激了光伏内需市场的快速发展,进而促进了我国能源结构的调整。随着光伏内需市场的快速启动,我国多晶硅产业肩负起了发展新能源的重任。

 

  

唯有技术降本

 

  对于多晶硅产业而言,用电成本占据了其总成本的约30%~50%,因而降低成本成为多晶硅生产企业考虑的重要因素之一。

 

  瞄准新疆、内蒙古等西部地区的低电价优势,国内知名多晶硅生产企业纷纷将产能向西部转移。在众多的多晶硅生产企业中,中国恩菲显得有些特立独行:其多晶硅生产基地地处洛阳,这里电价超过0.5元/千瓦时,远高于新疆地区0.2元/千瓦时。但企业仍然能够保证正常的盈利水平,秘诀就是坚持将技术研发和应用有机融合,降低能耗量。

 

  高纯多晶硅的生产过程是将高纯三氯氢硅用高纯氢气还原成高纯多晶硅的过程,其能耗占总能耗超过50%,是实现多晶硅生产环节节能降耗的重点。中国恩菲多晶硅研发团队创新工艺技术,持续大幅提高多晶硅节能还原炉单炉年产量,为万吨级多晶硅生产线和节能技改提供了技术支撑。同时他们将整个多晶硅工厂及周边的各种能源要素通盘考虑,冷热综合利用,为多晶硅低成本、低能耗经济运行创造条件。

 

  目前,中国恩菲生产电耗为75千瓦时/千克以下,业内领先。“多晶硅这个产业太朝阳了,硅产业链的延伸还很广,还要继续研发。”李爱民表示。也正因为如此,多晶硅产业的创新研究就极为重要。中国恩菲拥有我国唯一的多晶硅制备技术国家工程实验室,公司2016年投入研发的费用约占其销售收入的4.7%。

 

  持续研发与提升多晶硅工艺技术及装备水平,进一步节能、减耗、降本,是多晶硅行业生存和发展的不二选择,也是独立自主发展我国光伏产业的必经之路。经过8年的不懈努力和技术研发,如今我国多晶硅综合能耗大大降低,市场价格由10年前的每吨325万元降低到如今的每吨9万元至12万元,自主知识产权为我国光伏产业发展奠定了基础。

 

  如今,以多晶硅为原料制造的光伏发电在农村电气化、通信行业、大型地面电站、光伏精准扶贫等方面实现快速发展。据媒体披露,在我国腾格里沙漠的边缘有一处60兆瓦光伏电站。起初建站时,这些太阳能电池板下方还是一片沙漠。渐渐地,由于电池板遮挡日照,减少了地面水分蒸发,沙化严重的土地上慢慢长出了草。后来,电站管理部门养了二十几只羊吃草,到如今羊群已繁殖到上百只。光伏电站的建设,除了进行发电外,还帮助当地实现了生态修复,绿色养殖。

 

  

过剩还是不足?

 

  无论是在国家发改委等政府部门,还是在投资界,抑或光伏产业内部,提到我国的多晶硅市场,普遍的观感是产能过剩。真的是这样的吗?有业内分析人士认为,其实问题症结在于,我国的绝大多数多晶硅的产能并不是有效产能。

 

  数据显示,如果将在20万元/吨的价格水平下还能生产的产能称为有效产能的话,2014年,我国多晶硅的有效产能仅为8万吨,只占我国多晶硅需求量的40%出头,进口多晶硅数量大约占了57%。其余的约10万吨产能已经成为无效产能,不少多晶硅工厂的装置已经永久报废并拆除。

 

  另有数据显示,2015年国内多晶硅厂家仅生产了约7.4万吨多晶硅。但与此同时,国内的2015年的光伏组件产量比上年有约16%的增长,组件的增加必然代表多晶硅用量的增加。因此,2015年多晶硅的需求中的增量部分全部是由进口多晶硅满足的。

 

  数据无言,但最具有说服力。由此可见,多晶硅产业并不是过剩,而是正如李爱民所说“这个产业太朝阳了”。

 

  国家能源局发布的《太阳能发展“十三五”规划》 提出,到2020年,光伏发电电价水平在2015年基础上下降50%以上,在用电侧实现平价上网目标。李爱民认为,多晶硅价格的下降有助于推进光伏平价上网的进程。这对于多晶硅品质的提升提出了更高的要求,而不仅仅是生产重复的过程。他希望技术创新型企业能够得到更多的关注,并呼吁多晶硅生产企业在看到西部低电价机遇的同时,能够关注技术的创新和提升。“这样,产业才能得到健康有序的发展。”李爱民说。(赵腊平 吴启华)

 

 

 

 

  展会背景:中国国际矿业大会(CHINA MINING)

  中国国际矿业大会作为全球矿业高峰论坛暨展览会,是世界顶级矿业盛会之一,是全球最大的矿产勘探、开发交易平台之一,涵盖了地质勘查、勘探开发、矿权交易、矿业投融资、冶炼与加工、技术与设备、矿业服务等整个产业链,为国内外矿业企业创造交流机会、加强相互合作起到了积极的推进作用。

  2017(第十九届)中国国际矿业大会将于2017年9月23-25日在天津市区的梅江会展中心举行。(www.chinaminingtj.org)

 

 

干热岩开发,能否改写传统能源版图?

编辑:KYJC         来源:国土资源部门户网站        时间:2017-03-22

  随着我国经济的持续增长,对能源的需求量越来越大。煤、石油、天然气等常规能源不但面临剩余储量不断减少、严重枯竭等问题,还存在环境污染的问题。因而,大力发展新能源势在必行。专家认为,地热资源已成为新能源中的佼佼者,而干热岩又是其中最具应用价值和利用潜力的清洁能源。

 

  

干热岩资源何处有

 

  全球的干热岩主要分布在美国墨西哥湾、南美太平洋沿岸国家、朝鲜半岛、日本北海道,菲律宾、印度、新西兰、南澳大利亚的部分地区,冰岛等欧洲西北部和俄罗斯远东地区等。全球干热岩地热资源量巨大,比蒸汽型、热水型和地压型地热资源量大得多,比煤炭、石油、天然气的热能总和还要大。

 

  根据我国区域地质背景,高热流区均处于板块构造带或构造活动带,我国西南部的地热活动具有南强北弱、西强东弱的规律,东部区的地热活动呈东强西弱之势。在滇藏、东南沿海、京津冀、环渤海等地区分布有较大范围的火山岩体,说明我国具备干热岩地热资源形成的区域构造条件。据调查,我国干热岩主要分布在3个区域:沉积盆地区(东北、华北和苏中)、近代火山活动地区(包括吉林长白山、山东蓬莱、海南琼北、台湾基隆、黑龙江五大连池、云南腾冲、新疆南部和青藏高原西南部等)和高热流花岗岩地区(福建、广东、广西)。我国干热岩所储存的热能约为已探明地热资源总量的30%。

 

  目前,人们对干热岩的开发利用,主要是发电。利用干热岩发电技术可大幅降低温室效应和酸雨对环境的影响,且不受季节、气候制约。因为干热岩发电既不像火电那样向大气排放大量的二氧化碳等温室气体、粉尘等气溶胶颗粒物,也不像水电那样因水坝的修建而破坏局部乃至整个河流的生态系统以及在水电厂周围引起各种程度不一的环境地质灾害,所以干热岩发电几乎完全摆脱了外界的干扰。

 

  同时,干热岩因其得天独厚的较高温度,一旦成功开采出来,将是冬季供暖的良好热源。干热岩供暖技术具有普遍适用性、绿色环保、运行成本低、安全可靠等优点。

 

  

美、日等国先到一步

 

  目前,全世界有120多个国家在开发利用地热资源,其中比较典型的有美国、日本、澳大利亚等。2001年,美国能源部开始实施“增强地热系统”干热岩开发试验计划,预期在2030年实现干热岩地热发电的商业化运营,到2050年干热岩地热发电量计划超过10×104兆瓦。2003年,澳大利亚在库珀盆地开展了干热岩地热开发利用试验项目,该盆地的热能储量高达500亿桶油当量,井深4500米处干热岩温度高达270摄氏度,并进行了水循环与发电试验。欧洲也在大力开展干热岩地热开发技术研究,如德国在法尔肯贝格对岩石的裂隙、压裂产生裂隙的机制以及水在这些裂隙中的运移机理进行了研究。

 

  我国对地热的开发利用仍处于初级阶段,主要集中在中低温热资源的研究和利用方面;对干热岩地热资源的开发研究尚处于起步阶段,在部分地区进行了干热岩地热资源调查,仅少数科研单位开展了初步理论研究。我国对干热岩的接触始于上世纪90年代,中国国家地震局地壳应力研究所和日本中央电力研究所在北京房山区合作进行了干热岩发电研究试验工作。

 

  2012年,我国启动了“863”计划项目“干热岩热能开发与综合利用关键技术研究”。2013年,国土资源部在青海共和盆地中北部钻成井深2230米、井底温度达153℃的干热岩井,对干热岩地热开发进行了探索试验。

 

  此后,中国地质调查局地热资源调查研究中心编制了《全国干热岩勘查与开发示范实施方案》,计划在掌握全国干热岩资源与潜力的基础上,找出优先开发靶区,建立干热岩勘查示范基地,形成我国干热岩勘查开发关键技术体系,推进我国干热岩技术商业化。

 

  

前景广阔但尚待时日

 

  我国政府相关部门都出台了一系列政策措施支持干热岩开发利用。其中,最近出台的《地热能开发利用“十三五”规划》明确提出,在“十三五”时期,开展干热岩开发试验工作,建设干热岩示范项目,通过示范项目的建设,突破干热岩资源潜力评价与钻探靶区优选、干热岩开发钻井工程关键技术以及干热岩储层高效取热等关键技术,突破干热岩开发与利用的技术瓶颈;开展万米以浅地热资源勘查开发工作,积极开展干热岩发电试验,在藏南、川西、滇西、福建、华北平原、长白山等资源丰富地区选点,通过建立2个~3个干热岩勘查开发示范基地,形成技术序列,孵化相关企业,积累建设经验,在条件成熟后进行推广。

 

  截至目前,我国已初步筛选出干热岩勘查开发的几大重点区域:东南沿海地区、藏南地区、大同盆地、松辽平原、环渤海地区、长白山地区、五大连池地区、雷州半岛地区、琼北、川西、滇西、华北平原、苏北盆地、关中盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地、阿尔山地区、塔什库尔干地区。国内部分省市对干热岩的开发利用也表现出了兴趣,如山东、青海、广东等省在该领域都已经有了投入。

 

  有关专家表示,在干热岩开发利用方面,我国现在面对的是一片空白,所知甚少,实际操作中如何压裂、如何保证裂隙连通、如何保证流量填充、如何实现可持续,都是必须解决的技术难题。

 

  值得欣慰的是,2013年底成立的中国地调局地热资源调查研究中心为示范工程的开展提供了坚实的团队支撑。该中心将作为一个平台,集聚各方人才和力量,共同开展我国地热勘查开发利用研究。其中,一个团队是干热岩资源研究团队,主要开展地壳热结构、盆地热演化、高温地热资源形成机理等研究。他们将完成我国干热岩资源潜力调查评价与研究基地建设的调查计划,并开展干热岩资源科学开发利用与试验研究,建设干热岩压裂和热交换模拟系统,并将其作为未来申报国家重点实验室或国家工程中心的一项重点内容。

 

  干热岩开发利用,需要借助大量水循环,每次提取地热资源时,都要给地下岩石水库注水,在循环过程中还要对流失的水不断进行补充。因此,充足的水源供应是开发利用热干岩的一项重要条件。当然,目前也有专家正在研究用超临界的二氧化碳作为循环液。这种方法可以避免水溶液注入可能产生的一系列问题,同时实现二氧化碳的资源化。不过,这项研究才刚刚起步,仍面临不少技术难题。

 

  他山之石,可以攻玉。我们通过同国外公司合作,不断积累,一旦有了自主创新的成果,我们就有可能做得比他们更好。此外,干热岩在社会民众层面的认知度并不高,还需要辅助更多的宣传,以取得民众的理解和支持,便于更好地开展工作,进一步推动国家能源可持续发展战略。

 

  近年来,我国将绿色发展提升到前所未有的高度。干热岩作为最具应用价值和利用潜力的清洁能源,必将在优化能源结构,防治大气污染,改善人民生活,促进经济社会生态环境科学、协调发展等方面发挥更加重要的作用。尽管目前我国干热岩开发还处于起步阶段,技术基础和理论尚未突破,面临的困难也很多,但只要我们加大理论研究和技术攻关,积极开展示范工程,终将形成我国干热岩地热开发自主化技术体系,并实现大规模高效利用。(吴启华)

 

 

  

  展会背景:中国国际矿业大会(CHINA MINING)

  中国国际矿业大会作为全球矿业高峰论坛暨展览会,是世界顶级矿业盛会之一,是全球最大的矿产勘探、开发交易平台之一,涵盖了地质勘查、勘探开发、矿权交易、矿业投融资、冶炼与加工、技术与设备、矿业服务等整个产业链,为国内外矿业企业创造交流机会、加强相互合作起到了积极的推进作用。

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全球黄金行业发展分析

编辑:KYJC         来源:国土资源部信息中心        时间:2017-01-12

  黄金以它的稀缺性、抗腐蚀性强、易保存和极好的延展性倍受人类的喜爱,成为金融属性最强、与经济发展最密切的金属。

  一、黄金用途相对单一

  黄金主要用于首饰、工业、储备和投资。其中首饰是最主要的用途,其用量约占50%;其次是投资,主要指金币和金条等,其用量约占30%;再次为工业和国家储备,分别约占10%(图1)。首饰、金币和金条、国家储备都体现了黄金的金融属性,因此黄金的用途主要体现其保值功能。随着全球经济的发展,黄金在金融稳定方面发挥的作用越来越大,因此在国家储备的用量逐渐增长,同时也带动了首饰和投资的增长。

  二、黄金是勘查的热点矿种

  由于黄金的金融属性,黄金一直以来都是固体矿产勘查的热点矿种。据SNL统计,自1998年以来,全球黄金矿产勘查投入为654.16亿美元,是勘查投资最热的矿种,占全球非燃料固体矿产勘查投入的比重基本在40%以上,1998年甚至接近六成(图2)。


  虽然全球投入巨资开展黄金勘查,但由于开采量比较大,黄金储量增长缓慢。黄金储量由1990年的4.24万吨波动增至2015年的5.6万吨,年均增长1.1%。21世纪前15年仅增长了8000吨。

  三、黄金产业的发展与经济密切相关

  自从人类发现黄金以来至本世纪初生产了约18万吨矿产金。19世纪之前生产了1万吨,19世纪生产了1.15万吨,20世纪生产了11.12万吨,21世纪截止目前生产了4.21万吨(表2)。

 

  全球矿产金的生产与经济发展密切相关。全球矿产金生产增速与全球GDP增速的变化趋势基本一致,同时全球矿产金生产增速的变化早于全球GDP增速的变化,因此全球矿产金生产增速是全球GDP增速变化的先行指数(图3),从而将矿产金生产增速变化作为预测全球经济变化的重要参考指标。

 

  自1900年以来,全球矿产金生产的变化规律明显。一是经历了三个完整的周期(表3),每个周期约为30年且都与一次全球性大事件息息相关(图4)。

  第一个周期(1910-1940),与之相关的是第一次世界大战;

  第二个周期(1941-1970)与之相关的全球性事件为第二次世界大战;

  第三个周期(1971-2000)与之相关的全球性事件为全球经济危机,在20世纪90年代发生的东南亚经济危机是局部性事件,对矿产金生产的影响也比较小,成为本周期中的小周期;

  第四个周期(2001-2030)与之相关的全球性事件为全球金融危机。根据前三个周期的规律,第四周期预计在2030年前后结束,未来15年全球基本不会出现影响全球经济发展的大事件发生,全球经济发展将会迎来比较的稳定的15年,而2030年后有可能出现影响全球经济发展的大事件。

 

  四、黄金行业效益高

  黄金行业投入产出比高。1998年以来,黄金行业投入产出比均在10以上,2002年和2015年甚至高达30以上(图5),黄金行业的高投入产出比吸引了大量的勘查资本。2000年以来黄金行业的投入产出比平均为23.8(表4)。

 

  黄金行业在经济发展中居有重要地位。其产出占全球GDP的比重保持在万分之七以上,且呈上升态势(图6)。

 

  总之,全球黄金行业发展处于上升期,消费重心向以中国和印度为首的亚洲转移,生产与需求稳定增长,仍将是热门行业。随着美元、欧元、英镑等国际货币不断贬值,黄金的保值功能将会越来越重要,对黄金的需求将持续增长。

 

  展会背景:中国国际矿业大会(CHINA MINING)

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