前 言
镁是自然界中含量最高、分布最广的元素之一，既有重要工业价值，又可实现能源循环利用，被誉为“21世纪最具开发应用潜力的绿色工程材料”。地球上能单独作为金属材料来应用且资源最丰富（丰度大于1%） 的元素只有铝、铁、镁三种，其中，铝和镁在人类历史上是同时代被发现的，但目前全球铝和钢铁的年产量已分别高达8000万吨、18.8亿吨，镁却只有100万吨左右。由此可见，镁的重要工业价值和巨大市场价值还远未释放出来。
“镁经济”是以镁元素为循环介质的绿色循环经济及与其上下游密切关联的现代化产业集群。“镁经济”绿色循环产业体系的源头，从材料角度讲是取之不尽的海水/盐湖卤水，从能源角度讲是用之不竭的可再生能 源。利用镁既是能源载体又是工业材料的双重属性，实现新能源和新材料 两大产业的交叉融合、优势互补，为性能优异的镁质先进材料和镁能源的 大规模推广应用扫除最主要的高成本障碍。“镁经济”既实现了清洁能源 安全高效的存储和利用，又为发展高端制造提供了性能优异的重要原材料，它对众多传统产业升级的带动和对未来新兴产业的培育，以及其中蕴 含的前沿科技交叉融合、多点突破，为21世纪的人类经济社会发展开辟了一个前景广阔的新领域、新赛道。
2023年9月，笔者首次提出“镁经济”绿色循环体系的概念、战略框架和实施方案，并公开发表了《我国独具优势的“镁经济”》《从战略高度发展“镁经济”，加快形成新质生产力》《“镁经济”前景广阔，我国应抓住引领机遇》等文章。之后，“镁经济”这一新概念、新体系迅速得到政府部门、企业界和学术界的广泛关注，这让笔者备受鼓舞的同时，更深感
专门著述、深入阐述“镁经济”之重要和迫切。在此背景下，开始了本书的策划和写作。
“镁经济”虽然是一个新概念、新体系，但在现实社会中已有广泛而深厚的产业基础，“镁经济”绿色循环体系本质上正是“短板产业补链、优势产业延链、传统产业升链、新兴产业建链”的新质生产力的体现。为系统深入阐述“镁经济”的新颖性、重要性和可行性，本书一共分为六章。
第一章是关于镁的概述。目前，全社会对镁的认知度还比较低，很多人对镁的印象还停留在初中化学课本里讲授的“镁易燃易爆”，以为镁是不安全的金属，但实际情况并非如此。本章侧重于对镁的发现、资源分布及目前镁质材料的主要应用作简要介绍。事实上，除了镁粉、镁箔两种特殊形态外（包括铁、铝、铜在内的绝大多数金属在粉末状态下都是易燃易爆的），金属镁及镁合金制品从生产、使用到储运的全过程都是安全的。目前，镁质材料的应用几乎已遍及国民经济从工业到农业的各个领域，既有众多传统产业，也有很多新兴产业和前沿产业。正因为镁质材料在国防军工、高端制造、生物医药、新能源等战略产业和新兴产业发展中占据着不可或缺的重要地位，美国、日本、欧盟、澳大利亚均已将镁资源纳入战略性关键矿产资源清单。
第二章是“镁经济”得以构建的重要基础。当前，“镁经济”绿色循环体系的构建从技术上、经济上之所以可行，是因为燃料电池关键技术已经取得重要突破。这些突破应用于镁燃料电池，既解决了镁燃料电池产业化应用的最大卡点，又可以充分利用镁的双重属性，实现新能源和新材料两大产业的交叉融合、优势互补。所以，镁燃料电池在“镁经济”体系中起着重要的枢纽作用，它同时关联着清洁能源的绿色循环和镁质先进材料的绿色循环。由于人们对金属燃料电池还比较陌生，所以本章先从燃料电池的科普（比如原理、特点、分类及当前关键技术进展等）开始，然后重点介绍镁燃料电池的工作原理、技术优势（包括与其他各种电池的对比），之后阐述了镁能源绿色循环链和镁质材料绿色循环链的工作机理与过程。
第三章是“镁经济”的核心产业及主要优势。由于“镁经济”绿色循环体系的产业链较长，且上下游关联的产业领域众多，因此本书将与镁质先进材料（金属镁/ 镁合金、超纯超细氧化镁/ 氢氧化镁）和镁能源的生产直接相关的产业称为核心产业，将镁质先进材料和镁能源的下游应用产业称为外延产业。本章简要介绍了五大核心产业（可再生能源、盐化工、金属镁、镁燃料电池和氧化镁/ 氢氧化镁）在全球和中国的发展现状及良好前景，然后重点剖析了“镁经济”将新能源和新材料两大产业交叉融合后带来的四大突出优势：一是为风电和太阳能的储能开创了新出路，二是使金属镁的生产工艺既清洁又经济，三是使超纯超细氧化镁实现工业化生产，四是使镁燃料电池的商业应用成为可能。
第四章是“镁经济”将深刻改变世界。材料、能源和信息被誉为现代文明的三大支柱。本章重点聚焦“镁经济”体系的外延产业，即镁质先进材料和镁能源的推广应用将在材料领域和能源领域对人类社会产生深远影响。镁合金和超纯超细氧化镁均是可带动一个庞大“材料群”实现技术突破的基础原材料，与汽车交通、航空航天、武器装备、电子电气、生物医药、冶金陶瓷、石油化工、可再生能源开发等众多领域的高端制造和产业升级密切相关，因本书篇幅有限，难以面面俱到，所以仅就镁合金和超纯超细氧化镁在几个典型产业的应用，对发展现状及未来前景作一介绍，其重要价值及带来的深刻改变从中可窥一斑。镁能源的应用则重点选取实现产业化最有可行性的四个突破口，逐一进行分析和阐述。
第五章是中国具有引领“镁经济”的显著优势。前述“镁经济”的核心产业、主要优势及深远影响，均立足于全球视角。在这一前景广阔的新领域、新赛道上，中国有显著的引领优势：一是镁资源储量和产量居全球第一，是中国最具国际话语权的金属矿产品种，发展“镁经济”将大大缓解中国铁、铝、锂、铂等重要矿产资源的进口依赖，提升资源安全保障水平；二是镁燃料电池产业有不可多得的技术先发优势，与锂离子电池、氢燃料电池的核心技术几乎被发达国家垄断相比，镁燃料电池的核心技术全部为中国自主开发，且处于世界先进水平；三是有完整的上下游产业链（且大部分关联产业的规模居世界第一）和发展高端制造的庞大市场需求，特别是超纯超细氧化镁，只有中国具备大规模生产并与高温产业形成配套、组合升级的有利条件。
第六章是从战略高度推动发展“镁经济”。“镁经济”为中国在复杂严峻的国际竞争中开辟新领域、新赛道和赢得发展主动权提供了难得的战略机遇，但要真正将其巨大发展潜力变成现实的新质生产力、创造出巨大经济效益，需要新能源、新材料两大产业实现跨行业的交叉融合甚至重构，并和众多高端制造业实现上下游协同推进。因此，要推动“镁经济”的发展，不能单靠市场的力量，需要在资源、技术、产业链三大优势基础上，充分发挥制度的作用——通过国家力量来启动这个绿色循环体系、高效“链接”各个行业，让政府“有形之手”和市场“无形之手”协同作用。为此，本章基于中国国情，从战略高度提出了六个政策建议，既有顶层设计，也有应该着手的重要举措。
材料和能源分别是现代文明的物质基础和动力基础，人类社会发展史既是不断创造材料、利用材料的历史，也是不断寻找更清洁高效、可持续的能源来源的历史。发展“镁经济”绿色循环体系，为我们在材料领域和能源领域打破现有认知、再次创新变革，让地球上丰富的镁资源造福于人类命运共同体，开辟了一片新的天地。借用我国著名社会学家费孝通先生“各美其美，美人之美，美美与共，天下大同”的箴言，将文化之“美”换成金属之“镁”——“各美其镁，美人之镁，美镁与共，天下大同”，便生动刻画出了“镁经济”对于人类未来和平与发展的重要意义。谨以此书抛砖引玉，希望有更多产业界和学术界的同仁关注、研究并推动“镁经济”，让“镁”好事业造福国家、造福人类。
