场边论战-稀有资源 产业的维他命
近年因为开发中国家发展迅速,对于资源需求大增,造成国际间各项物资价格居高不下。首当其冲的就是民生物资,奶粉、砂糖、黄豆等价格持续飙涨,其次是基础原物料与金属矿物,又以贵金属和稀有资源(包含稀有金属与稀土)最受瞩目。
回顾过往科技发展进程,在20世纪初,当时汽车一般约需使用5种原材料,包括木材、橡胶、钢铁、玻璃和黄铜,而今根据美国国家科学院(National Academies)的研究报告,一辆普通汽车的各种零件中,可能包含多达39种以上不同的矿物材料。
1980年代时,制造一台电脑需采用12种原材料,至今却须要超过60种以上的原材料才可以完成,显见材料技术的进步与金属资源运用的复杂性。
其实早在1950年代开始,人们就将稀有金属运用于钢铁、石油的催化裂解、玻璃陶瓷的脱色着色等方面;到了1960到1970年代,具稀有金属成分的彩色萤光粉、钐钴永久磁铁(SmCo)等的使用与发明,让彩色电视机的影像更为艳丽动人,家电用品也使生活更轻松与便利;1980年代钕铁硼(Nd-Fe-B)永磁磁铁与钇钡铜氧高Tc超导体相继发明,更凸显稀有金属在高科技领域的地位。
今日稀有物质,是制造高价元件、数位家电与电动汽车等新兴产业不可或缺的材料,像是用于半导体的镍、电容器与相机镜头中的钽、触控面板中的铟、锂电池电极的钴、电动车马达与医疗设备MRI中使用永磁性磁铁的钕等;其他特殊用途,如航太机具零件、军事武器、雷射、核能工业等,都可看见稀有资源。
此外,自2008年爆发雷曼兄弟事件以来,各国政府为因应金融危机,纷纷推出大型公共建设与投资计划,采用提振内需市场的方式带动经济复苏,积极发展「交通(含高铁、绿色车辆)」、「环境(含减排、水处理)」、「能源(含节能、绿能)」与「网通(含智慧城市、数位汇流等)」等4大领域,加上气候变迁的问题恶化,全球掀起一股绿色经济革命风潮,这些新建设、新设备与新科技运用,也多仰赖稀有金属,发挥性能上画龙点睛之效。
以上这些新兴科技产品当中,多是运用稀有资源特殊的光、电、磁、热等物理与化学特性,提高原有材料的物理与化学特性,让产品的品质与性能有所提升。
像是在合金中添加少量的稀有金属,可提升合金强度及耐腐蚀性等,电动马达的磁铁若是加入微量的镝(Dy),重量可减轻90%,铽(Tb)则可使灯具省电达80%。
稀有金属是产品小型化、轻量化与高性能化,不可或缺的原料之一,因而相对于钢铁被视为是「产业的米粮」,点石成金的稀有资源被譬喻为「产业的维他命」,广泛地应用于医疗、电脑、电视、手机、照明、陶瓷、永磁体、风力发电机、触媒、玻璃、钢材、照明等领域中,与人们的生活密不可分。(本文作者分别为资策会MIC前瞻产业暨地方发展研究中心产业顾问兼主任、资深产业分析师)