鎂是地球上最豐富的金屬元素之一，既有重要的工業價值，又可實現能源的循環利用，被譽為“21 世紀最具開發應用潛力、綠色的戰略性原材料”?！版V經濟”是基于燃料電池關鍵技術的自主創新而構建起來的綠色循環經濟及與其密切關聯的現代產業集群。它既為可再生能源的儲能消納、工業廢棄物的綜合利用提供了清潔安全高效的解決方案，又為發展高端制造提供重要基礎材料，開創了質優價廉的工業化來源。更為重要的是，“鎂經濟”對眾多產業升級的帶動和未來新興產業的培育，及其中蘊含的前沿科技交叉融合、多點突破，為我國在激烈的國際競爭中開辟發展新領域新賽道、贏得發展主動權制高點，提供了難得機遇。

“鎂經濟”是新能源與新材料相融合的綠色循環經濟

“鎂經濟”簡而言之是以鎂為循環介質，同時實現新能源和新材料兩大產業的綠色循環、優勢整合，其核心產業鏈是：以東部沿海/西部鹽湖大量堆積、難以處理的鹽場廢棄物苦鹵為原料，以風光電為能源，先經電解工藝制取金屬鎂，再通過鎂燃料電池發電，最終產物除了清潔穩定的電能外，就是極具經濟價值、粒度在納米級、純度高達 99.5%~99.95% 的氧化鎂（以下簡稱“超純超細氧化鎂”），全過程沒有工業三廢和二氧化碳排放。

“鎂經濟”核心產業主要包括可再生能源發電、鹽化工、鎂燃料電池發電、金屬鎂/鎂合金和超純超細氧化鎂制造，其外延產業將涉及冶金陶瓷、航空航天、國防裝備、電動汽車、電子電器、光學儀表、食品醫藥等眾多領域。

“鎂經濟”的綠色循環能以經濟高效方式構建起來，得益于燃料電池關鍵技術的一個重大突破。鎂燃料電池在軍事和民用領域有巨大發展潛力，因為鎂資源豐富、能量密度高（理論上約是鋰離子電池的 15 倍），不存在回收利用難題、無污染物排放，從生產、使用到儲運的全過程及長期儲存都是安全的，沒有易燃易爆和腐蝕性問題。但是，包括鎂燃料電池在內的所有燃料電池都須使用稀有貴金屬鉑做催化劑， 導致資源受限且成本居高不下。我國科研人員已成功開發出經過特殊設計處理、可完全替代鉑的碳基催化劑，使鎂燃料電池成本至少能降低 60%以上，進而通過鎂循環實現一舉多得的“鎂經濟”、引領諸多產業變革。

特別需要強調的是，“鎂經濟”的重要產物之一——超純超細氧化鎂，在全世界范圍內都是非常稀缺且昂貴的重要基礎材料。目前純度能達到 98.5%的氧化鎂即被稱為“高純氧化鎂”，廣泛應用于高端制造領域，每噸市場售價高達幾萬至幾十萬元人民幣。國際上高純氧化鎂主要是通過海水提取，化學制備工藝非常復雜，且生產過程需大量使用有毒的氨水，還存在“硼難以去除”的世界性難題。目前這一技術只掌握在日本、荷蘭、美國等少數發達國家手中。我國雖然是全球氧化鎂生產的第一大國，但高純氧化鎂卻長期依賴進口?！版V經濟”不僅能實現超純超細氧化鎂的工業化生產，還能把成本降至目前市場價的 1/3 以下，既打破了國外的技術壟斷，生產工藝又清潔低碳無污染。

“鎂經濟”對我國制造業升級有重大深遠影響

工業產品追根溯源，最重要的支撐就是基礎材料。沒有尖端的基礎材料，高端產品就是無源之水。高純氧化鎂正是高端制造業所必需的尖端基礎材料之一。

高純氧化鎂因能在 2850℃高溫下具有優良的熱穩定性、抗侵蝕性、電絕緣性、光透過性、高導熱性、高分散性和納米活性，作為高溫耐熱材料和精細化工原料被廣泛用于冶金陶瓷、石油化工、電子電器、光學儀表、國防航空、食品醫藥等高端制造領域。氧化鎂的純度和粒度不同，所生產的產品就有高下之分。比如，硅鋼片涂層是決定硅鋼片質量的重要因素，99%純度的氧化鎂是目前最好的涂層原料，日本已用它來取代 98%純度的氧化鎂，因為僅一個百分點的純度提升，就能顯著增強硅鋼片的絕緣性能、降低鐵芯損耗，使電機、變壓器等設備更加安全和節能。

我國是制造大國，但高端產品還比較匱乏，其中一個重要原因是基礎材料受限。比常規高純氧化鎂綜合性能更優異的超純超細氧化鎂，若在我國實現工業化生產和應用，必將對基礎材料的創新和制造產業的升級產生重大深遠影響。

僅以鋼鐵工業為例簡要說明。

特鋼的應用遍布各個行業，是工業化的基礎材料，也是一個國家高端制造發展水平的重要標志。雖然近年來我國特鋼產量有明顯進步，但仍以中低端為主，高端特鋼還要依賴進口，每年高達上千萬噸，與國際先進水平仍有差距。

要提高鋼材的品質，一個重要前提是提高鋼水的潔凈度、減少有害元素和非金屬夾雜物的引入，而煉鋼過程中高溫材料（如高溫容器襯里、鋼水控流元件等）的侵蝕磨損是造成鋼水“污染”的重要禍源之一。要解決此問題，與鋼水接觸的所有高溫材料采用以高純氧化鎂為主要組成的堿性材料， 是全球公認的成功之舉，可有效抵抗鋼水的沖刷侵蝕、提高鋼水的脫硫脫磷效果、減少非金屬夾雜物，并提升設備的安全性和使用壽命。

無論是作為主原料、輔助原料還是合成材料的添加組分（如鎂鋁尖晶石等），高純氧化鎂對高溫材料的整體性能都起到至關重要的作用。一是它不僅自身性能優異，還能有效彌補氧化鈣、氧化鋯等材料在生產和使用過程中的缺陷，使其揚長避短；二是目前最常用的幾種耐高溫的氧化物中，只有氧化鎂的高純化批量生產還是技術難題?？梢哉f，氧化鎂的品質在很大程度上決定著高溫材料的品質，進而影響著鋼水的潔凈度和終端鋼材的品質。因我國高純氧化鎂的純度不夠高、粒度不夠細，與鋼水接觸的高溫材料的性能還難以滿足高品質潔凈鋼的苛刻要求。超純超細氧化鎂的規?；a和應用，必將極大促進高溫材料的性能突破和品種創新，為我國高端潔凈鋼冶煉和鋼鐵產業轉型升級打下重要基礎。

我國具有開創、引領“鎂經濟”的顯著優勢

“鎂經濟”的核心產業鏈“風光電+海洋/鹽湖資源→金屬鎂→鎂燃料電池→清潔電能+超純超細氧化鎂”，不僅關鍵技術完全自主可控，而且從上游資源來源到下游市場應用， 我國還有發達國家所不具備的資源、市場和完整產業鏈優勢， 主要體現在四個方面：

一是讓無法處理的工業廢棄物苦鹵“變廢為寶”?？帑u的主要成分是氯化鎂，是我國東部鹽場和西部鹽湖鹽化工行業的主要副產物，因找不到用武之地，只能當廢棄物堆放。我國最大的鉀肥生產基地察爾汗鹽湖累積的苦鹵已達數千萬噸，而全國的苦鹵總量還在以每年近千萬噸的速度增加，既是巨大資源浪費，又給環境造成很大破壞?！版V經濟”用風光電來電解氯化鎂，產物是金屬鎂（即鎂燃料電池的燃料）和氯氣（即化工原料）。4 噸無水氯化鎂可生成 1 噸金屬鎂，進而產生 1.66 噸氧化鎂。從目前氧化鎂的年需求量看，“鎂經濟”至少可把全國每年新增的苦鹵消納掉，使總量不再增加。

二是讓鎂材料的生產工藝既環境友好又成本低廉。我國鎂資源儲量占世界 70%，目前擁有全世界 90%的金屬鎂產能和 2/3 的氧化鎂產能，但兩者的生產工藝都是高耗能高污染高成本?！捌そā泵可a 1 噸金屬鎂，大約消耗 11 噸白云石、5 噸標準煤、1 噸硅鐵和1200 度電，產生約 8 噸工業廢渣和 17 噸 CO2 排放，還有大量粉塵污染，過高的成本也限制了鎂合金產業大規模發展。通過高溫煅燒菱鎂礦來制取氧化鎂，還無法實現 98.5%以上的高純度。發展“鎂經濟”不僅可使我國鎂材料產業清潔低碳，還能使金屬鎂的成本至少降低 2/3、以普通氧化鎂的成本實現超純超細氧化鎂的量產。

三是超純超細氧化鎂在我國有龐大產業需求和配套。目前高純氧化鎂最主要的應用是高溫材料，與之最緊密關聯的是耐火材料產業，我國產量高居世界 65%以上，且品類最齊全；耐火材料的下游應用如鋼鐵、玻璃、水泥、陶瓷等基礎制造業，我國產量都占全球一半以上。實現超純超細氧化鎂的工業化生產，使耐火材料產業升級換代，進而帶動中國制造向高端化發展，有龐大市場需求。此外，我國大力發展的電子電器、光學儀表、國防航天等產業，也都要用到超純超細氧化鎂?！版V經濟”將為“短板產業補鏈、優勢產業延鏈、傳統產業升鏈、新興產業建鏈”的產業發展大勢提供有力支撐。

四是“鎂經濟”將助力提升我國的能源安全保障。通過金屬鎂實現風光電的儲能，再通過鎂燃料電池發電，這一能源循環有著其他儲能技術難以替代的優勢。比如鎂燃料電池可采用模塊化靈活部署，既沒有燃爆風險，又能承受極端苛刻工作環境（如擠壓、穿刺、水淹等），非常適合做緊急狀況下的應急電源、軍用裝備的保障電源、偏遠海島的發電站等。此外，離網充電已是電動汽車產業發展的重要方向之一， 可解決電動汽車充電難并避免集中充電對電網的沖擊。利用鎂燃料電池實現離網充電，不僅建設成本低、充電速度快， 而且投資回報高（副產品是超純超細氧化鎂）、運行維護便捷。

政策建議

“鎂經濟”核心產業鏈中最關鍵且帶動效應最大的技術創新——通過鎂燃料電池生產超純超細氧化鎂，目前已在河北唐山建成了年產 300 噸級的生產線，生產工藝和產品質量的可靠性先進性已得到實踐檢驗。這標志著“鎂經濟”的綠色循環不僅切實可行，而且為我國加快形成新質生產力提供了重要抓手。為此，提出以下五點建議：

一是充分認識“鎂經濟”對我國的重要戰略意義?！版V經濟”以顛覆性的技術創新，實現了三大突破——超純超細氧化鎂實現工業化生產、金屬鎂/鎂合金的成本大幅降低、鎂燃料電池不再受制于鉑的稀缺昂貴，為性能優異的鎂質新材料和鎂能源大規模推廣應用掃除了最大障礙。在“鎂經濟”的新領域新賽道上，中國有著得天獨厚的資源和產業優勢，且核心技術全部自主，不僅不會被“卡脖子”，反而可占領創新高地。建議從國家戰略高度推動 “鎂經濟”，高效推進新能源與新材料產業交叉融合、多點突破，贏得發展主動權。

二是積極開展“鎂經濟”的綠色循環示范區建設?？蓪⒁延辛己醚邪l和工業基礎的唐山作為首個示范地，建立以“海上風電、鎂燃料電池、金屬鎂/鎂合金和超純超細氧化鎂制造、溴素制取、電動汽車等”為支撐的現代產業集群。暫不考慮“鎂經濟”外延產業的巨大價值，僅風電和鎂質新材料直接產生的經濟、減排效益就十分可觀。保守測算，若建設 2GW 海上風電，可形成年產 40 萬噸金屬鎂、66 萬噸超純超細氧化鎂和 5 萬噸溴素的產能，總投資約 350 億元人民幣，年收入至少在 300 億元以上，年減排 1300 多萬噸 CO2?！版V經濟” 立足海洋資源，將是市場潛力巨大和帶動效應巨大的綠色經濟增長點。

三是加快推進超純超細氧化鎂與產業升級相結合。超純超細氧化鎂是有重要價值的基礎材料，但要真正推進一個產品或產業實現優化升級，還須在應用環節進行充分的工業研發試驗。就拿特鋼冶煉所用的堿性耐火材料來說，要引入或改用超純超細氧化鎂為原料，需重新設計生產線，增建測試平臺，開發的新產品還須有特鋼企業試用或聯合攻關，整個過程需大量資金投入和上下游企業聯動。建議借鑒寶鋼工程帶動國內鋼鐵產業升級的成功經驗，從國家層面明確戰略目標和布局，高效鏈接鋼鐵冶金領域的研究院、設計院和骨干企業，產學研協同推進超純超細氧化鎂這一重大突破的成果落地轉化。

四是盡快提升鎂材料產業的國際競爭力和話語權。超純超細氧化鎂比高純氧化鎂應用更高端和廣泛，實現工業化生產將使世界高純氧化鎂的市場格局重新洗牌。目前我國高純氧化鎂行業生產規模小、產品質量低，且用于高溫材料的基礎技術、檢測技術、產品技術的標準滯后于國外。應考慮成立超純超細氧化鎂大型生產企業，并盡快健全法規標準，抓住機遇走向國際市場。此外，因成本昂貴，目前全球金屬鎂/鎂合金的產能遠遠小于鋁/鋁合金、鋼鐵的產能，其重要工業價值遠未發揮出來。建議依托“鎂經濟”的技術成本優勢迅速擴大金屬鎂/鎂合金產能，占領這塊價值巨大但還遠未做大的新興市場。

五是深入拓展鎂質新材料應用的前沿科技和產業。納米金屬材料的應用大大推進了粉末冶金技術和金屬部件 3D 打印質量的躍升，納米磁性材料的應用開創了癌癥靶向診療方法。鎂質新材料具有優異的物理化學性能、吸附催化性能、 高靈敏度和快速響應特性，除了目前已知的應用外，還有很多全新領域尚未發掘，特別是關聯效應巨大的超純超細氧化鎂。比如可合成世界上還無法實現的高純度鎂鋁尖晶石，開發能承受極端苛刻環境的陶瓷集成電路基板等。建議設立與鎂質新材料應用有關的國家重大科技專項，提前謀劃、及早布局前沿應用和基礎研究，使我國成為未來新興產業的領跑者和開拓者。（作者系國務院發展研究中心研究員 ）