7月31日，美国能源部（DOE）先进材料与制造技术办公室发布《2023关键材料评估》报告^[1]，基于国家和全球优先事项、技术进步和技术趋势，对能源部门8项主要技术所使用的38种材料的重要性和供应风险进行评估。与之前能源部关键材料战略（CMS）评估不同，该报告将材料的定义从初始矿物扩展到一些工程材料（如电工钢和碳化硅），从全球视角、材料对高成长潜力清洁能源技术的重要性、2035年情景展望三方面，从38种材料遴选23种材料进行关键性评估，最终确定镝、钕、镓、石墨、钴、铽和铱7种短期内（2020~2025）的关键材料，以及锂、镍、钴、石墨、镓、铂、碳化硅、镝、铱、镁、钕、镨、铽13种中期内（2025~2035）的关键材料，这与2019年CMS确定的钕、镝、铑、镓、锂、钴和镁7种关键材料大有不同。要点如下：

1、2019年以来，市场变化改变了关键材料格局。在全球电动汽车、海上风电、储能设施、氢能等市场的驱动下，锂电池、稀土磁铁、电力工程钢和电力电子等关键部件的需求不断增加，确保关键材料供应面临巨大压力。此外，晶体硅仍然是光伏市场的主导技术，而碲化镉薄膜太阳能光伏在美国新部署的公用事业中占比很大，但全球范围仅为5%左右，且铜、铟、镓、硒的全球生产已经停止。

2、用于电动汽车电机和风力发电机磁体的稀土材料（钕、镨、镝和铽）仍是关键材料。镝、铽都是重稀土元素，在磁体中具有相同的功能，但由于镝在高档磁体中的广泛使用以及作为目前铽的替代品，短期内铽的关键性略低于镝。同样，镨在磁体中较钕更具可替代性，中期内具有关键性，短期内只是接近关键。

3、用于电动汽车电池和固定式电存储的材料现在被认为是关键材料。钴一直以来被认为是关键材料，但由于锂在各种电池化学物质中的广泛应用以及电动汽车行业的快速发展，中期内锂元素变得至关重要。天然石墨是本次评估的新元素，也被认为是关键材料。

4、难脱碳领域、固定式储能、高温热化学等领域将推动全球氢能需求增加，电解槽中对铱和铂元素的需求将同步上升。用于电解制氢电解槽的铂族金属，如铂和铱在实现净零排放中具有重要作用，被评估为关键材料。而用于催化转化的铑和钯，由于中期的重要性下降，被剔除目录。

5、发光二极管（LED）目前占全球照明市场份额的50%以上，随着光保真（Li-Fi）等新兴技术的发展，通过LED传输数据将进一步推动LED的市场扩张。由于镓在发光二极管中的应用，且镓在磁体制造和砷化镓、氮化镓等半导体中的使用也有所增加，其仍是关键材料。

6、铝、铜、镍和硅等主要材料，鉴于在电气化中的重要性，短期内将从非关键变迁为接近关键材料。

7、电网扩建和现代化改造以及电动汽车电机和充电基础设施等因素，对电力工程钢的需求有所增加，但其产能扩张缓慢且价格昂贵，几乎接近关键材料。

该报告评估目的是为厘清短期（2020~2025年）和中期（2025~2035年）能源部署的潜在障碍，为研究、开发与示范政策提供参考。能源部可通过研发投资降低中长期材料关键性，从而减少能源技术对关键材料的依赖，促进材料供应的多样化。未来，能源部将针对报告中每一种关键材料制定专门的综合战略，以解决当前材料的关键问题和风险，确保未来清洁能源步入正轨。                        （李岚春）