镁是地球上最丰富的金属元素之一，既有重要的工业价值，又可实现能源的循环利用，被誉为“21 世纪最具开发应用潜力、绿色的战略性原材料”。“镁经济”是基于燃料电池关键技术的自主创新而构建起来的绿色循环经济及与其密切关联的现代产业集群。

它既为可再生能源的储能消纳、工业废弃物的综合利用提供了清洁安全高效的解决方案，又为发展高端制造提供重要基础材料，开创了质优价廉的工业化来源。更为重要的是，“镁经济”对众多产业升级的带动和未来新兴产业的培育，及其中蕴含的前沿科技交叉融合、多点突破，为我国在激烈的国际竞争中开辟发展新领域新赛道、赢得发展主动权制高点，提供了难得机遇。

镁材料：可再生能源储能“潜力股”

与锂相比，镁电池具有量轻、安全性高、能量密度高、耐热性能好的优势，是当下镁质新材料研发的重要方向。”中国无机盐工业协会镁化合物分会会长孙文说，我国镁矿资源非常丰富，占世界镁矿资源总量的70%以上，可以说是“取之不尽，用之不竭”。

镁基材料也是理想的储氢材料。潘复生认为，相比目前常用的储氢方法如高压、液态储氢等，镁储氢材料具有成本竞争力强、安全性能高、能量储存密度高的优势。镁储氢材料实现产业化后，将有效解决弃风、弃光现象，助力光伏产业、风电产业大规模发展，还将促进燃料电池汽车的快速发展。

镁合金材料应用现状

镁占全球元素储量的百分比

镁是全球上储量最丰富的元素之一，在地球上的储藏量约2.7%，储藏量非常丰富。按一年开采100万吨计算，可以开采几百年。

我国镁矿资源占全球资源的百分比

我国镁矿资源占全球镁资源约70%以上，镁合金是我国能100%自给自足的金属材料，也是我国最具战略优势的金属材料之一。

镁的应用

镁密度为1.8，是最轻金属材料，比强度高，散热性好等特点，在交通运输，电子工业，医疗领域，军事工业等具有广阔的应用前景。

车辆交通：包括汽车、轨道交通车辆、摩托车和自行车等零部件。

3C电子产品：手机、笔记本电脑、相机、摄影机等电子产品壳体。

航空航天：航天飞行器、卫星民用航空座椅、及深空火箭部件等。

军工武 器：单兵防护用品，枪 械、导 弹、战机等产品。

生物医疗：运动护具、骨植入体、可降级血管支架和心 脏支架等。

其他应用：镁合金在核电装备、海洋船舶和油田开采等行业亦有一定的应用。

未来几年中国镁市场的发展将呈现什么趋势

（1）镁合金在汽车、航空、航天等领域的应用将逐步扩大。

（2）镁合金的需求量将逐年增加，预计到2023年将达到30万吨。

（3）中国的镁资源开发利用将不断提高，矿业公司和冶炼企业将加大对镁资源的投资。

（4）镁市场将继续保持增长态势，在世界镁合金市场，预测规模也将不断扩大。而在中国，政策扶持和标准推动等多方面因素推动了镁行业快速发展，但同时也存在着缺乏创新技术、产业规模有待扩大和人才短缺等问题。针对这些问题，中国镁业需要通过制定发展战略、加快产业发展和实现持续发展等措施加以解决。同时，各地区也需要加强镁产业的发展，例如在山西省，制定了新标准规范镁产业发展、加强镁业生产现状监管等措施，同时也需要解决存在的问题和把握发展机遇。总之，中国镁业发展既需要抓住机遇，又需要面对挑战，只有通过切实有效的措施，才能实现可持续发展和更好的发展。中国镁产业正在迅速发展，各地区也在加快推进镁产业的发展。

“镁经济”是新能源与新材料相融合的绿色循环经济

“镁经济”简而言之是以镁为循环介质，同时实现新能源和新材料两大产业的绿色循环、优势整合，其核心产业链是：以东部沿海/西部盐湖大量堆积、难以处理的盐场废弃物苦卤为原料，以风光电为能源，先经电解工艺制取金属镁，再通过镁燃料电池发电，最终产物除了清洁稳定的电能外，就是极具经济价值、粒度在纳米级、纯度高达 99.5%~99.95% 的氧化镁（以下简称“超纯超细氧化镁”），全过程没有工业三废和二氧化碳排放。

“镁经济”核心产业主要包括可再生能源发电、盐化工、镁燃料电池发电、金属镁/镁合金和超纯超细氧化镁制造，其外延产业将涉及冶金陶瓷、航空航天、国防装备、电动汽车、电子电器、光学仪表、食品医药等众多领域。

“镁经济”的绿色循环能以经济高效方式构建起来，得益于燃料电池关键技术的一个重大突破。镁燃料电池在军事和民用领域有巨大发展潜力，因为镁资源丰富、能量密度高（理论上约是锂离子电池的 15 倍），不存在回收利用难题、无污染物排放，从生产、使用到储运的全过程及长期储存都是安全的，没有易燃易爆和腐蚀性问题。但是，包括镁燃料电池在内的所有燃料电池都须使用稀有贵金属铂做催化剂， 导致资源受限且成本居高不下。我国科研人员已成功开发出经过特殊设计处理、可完全替代铂的碳基催化剂，使镁燃料电池成本至少能降低 60%以上，进而通过镁循环实现一举多得的“镁经济”、引领诸多产业变革。

特别需要强调的是，“镁经济”的重要产物之一——超纯超细氧化镁，在全世界范围内都是非常稀缺且昂贵的重要基础材料。目前纯度能达到 98.5%的氧化镁即被称为“高纯氧化镁”，广泛应用于高端制造领域，每吨市场售价高达几万至几十万元人民币。国际上高纯氧化镁主要是通过海水提取，化学制备工艺非常复杂，且生产过程需大量使用有毒的氨水，还存在“硼难以去除”的世界性难题。目前这一技术只掌握在日本、荷兰、美国等少数发达国家手中。我国虽然是全球氧化镁生产的第一大国，但高纯氧化镁却长期依赖进口。“镁经济”不仅能实现超纯超细氧化镁的工业化生产，还能把成本降至目前市场价的 1/3 以下，既打破了国外的技术垄断，生产工艺又清洁低碳无污染。

“镁经济”对我国制造业升级有重大深远影响

工业产品追根溯源，最重要的支撑就是基础材料。没有尖端的基础材料，高端产品就是无源之水。高纯氧化镁正是高端制造业所必需的尖端基础材料之一。

高纯氧化镁因能在 2850℃高温下具有优良的热稳定性、抗侵蚀性、电绝缘性、光透过性、高导热性、高分散性和纳米活性，作为高温耐热材料和精细化工原料被广泛用于冶金陶瓷、石油化工、电子电器、光学仪表、国防航空、食品医药等高端制造领域。氧化镁的纯度和粒度不同，所生产的产品就有高下之分。比如，硅钢片涂层是决定硅钢片质量的重要因素，99%纯度的氧化镁是目前最好的涂层原料，日本已用它来取代 98%纯度的氧化镁，因为仅一个百分点的纯度提升，就能显著增强硅钢片的绝缘性能、降低铁芯损耗，使电机、变压器等设备更加安全和节能。

我国是制造大国，但高端产品还比较匮乏，其中一个重要原因是基础材料受限。比常规高纯氧化镁综合性能更优异的超纯超细氧化镁，若在我国实现工业化生产和应用，必将对基础材料的创新和制造产业的升级产生重大深远影响。

我国具有开创、引领“镁经济”的显著优势

“镁经济”的核心产业链“风光电+海洋/盐湖资源→金属镁→镁燃料电池→清洁电能+超纯超细氧化镁”，不仅关键技术完全自主可控，而且从上游资源来源到下游市场应用， 我国还有发达国家所不具备的资源、市场和完整产业链优势， 主要体现在四个方面：

一是让无法处理的工业废弃物苦卤“变废为宝”。苦卤的主要成分是氯化镁，是我国东部盐场和西部盐湖盐化工行业的主要副产物，因找不到用武之地，只能当废弃物堆放。我国最大的钾肥生产基地察尔汗盐湖累积的苦卤已达数千万吨，而全国的苦卤总量还在以每年近千万吨的速度增加，既是巨大资源浪费，又给环境造成很大破坏。“镁经济”用风光电来电解氯化镁，产物是金属镁（即镁燃料电池的燃料）和氯 气（即化工原料）。4 吨无水氯化镁可生成 1 吨金属镁，进而产生 1.66 吨氧化镁。从目前氧化镁的年需求量看，“镁经济”至少可把全国每年新增的苦卤消纳掉，使总量不再增加。

二是让镁材料的生产工艺既环境友好又成本低廉。我国镁资源储量占世界 70%，目前拥有全世界 90%的金属镁产能和 2/3 的氧化镁产能，但两者的生产工艺都是高耗能高污染高成本。“皮江法”每生产 1 吨金属镁，大约消耗 11 吨白云石、5 吨标准煤、1 吨硅铁和1200 度电，产生约 8 吨工业废渣和 17 吨 CO2 排放，还有大量粉尘污染，过高的成本也限制了镁合金产业大规模发展。通过高温煅烧菱镁矿来制取氧化镁，还无法实现 98.5%以上的高纯度。发展“镁经济”不仅可使我国镁材料产业清洁低碳，还能使金属镁的成本至少降低 2/3、以普通氧化镁的成本实现超纯超细氧化镁的量产。

三是超纯超细氧化镁在我国有庞大产业需求和配套。目前高纯氧化镁最主要的应用是高温材料，与之最紧密关联的是耐火材料产业，我国产量高居世界 65%以上，且品类最齐全；耐火材料的下游应用如钢铁、玻璃、水泥、陶瓷等基础制造业，我国产量都占全球一半以上。实现超纯超细氧化镁的工业化生产，使耐火材料产业升级换代，进而带动中国制造向高端化发展，有庞大市场需求。此外，我国大力发展的电子电器、光学仪表、国防航天等产业，也都要用到超纯超细氧化镁。“镁经济”将为“短板产业补链、优势产业延链、传统产业升链、新兴产业建链”的产业发展大势提供有力支撑。

四是“镁经济”将助力提升我国的能源安全保障。通过金属镁实现风光电的储能，再通过镁燃料电池发电，这一能源循环有着其他储能技术难以替代的优势。比如镁燃料电池可采用模块化灵活部署，既没有燃爆风险，又能承受极端苛刻工作环境（如挤压、穿刺、水淹等），非常适合做紧急状况下的应急电源、 军 用装备的保障电源、偏远海岛的发电站等。此外，离网充电已是电动汽车产业发展的重要方向之一， 可解决电动汽车充电难并避免集中充电对电网的冲击。利用镁燃料电池实现离网充电，不仅建设成本低、充电速度快， 而且投资回报高（副产品是超纯超细氧化镁）、运行维护便捷。

文章来源： 上海有色网，中国化工报，人生财经掌门，中国 经济周刊