探索非洲的采矿开采动态：基于非线性成本的霍特林模型视角

《Resources Policy》：Exploring mining extraction dynamics in Africa: A Hotelling model perspective with non-linear costs

非盟矿产资源开采效率与霍特林模型偏离研究

　　本文探讨了非洲非可再生资源开采行为是否符合霍特林模型的预测，特别关注了七种关键矿产（铝土矿、铜、金、铁、镍、磷酸盐和锡）在十八个主要生产国的情况。研究结果表明，大多数国家和矿产的估计贴现率显著为负，这与霍特林模型所假设的跨期利润最大化理论相矛盾。此外，观察到的资源枯竭时间（平均为105年）远低于理论上的最优值（240至256年），暗示了系统性的过度开采现象。研究结果在不同矿产和国家之间表现出较大的差异，例如摩洛哥的磷酸盐储量显示出较慢的枯竭速度，而刚果民主共和国和加纳的铜和金行业则表现出更快的开采速度。这些偏差表明，霍特林模型可能不足以准确反映发展中国家资源开采的复杂现实，因为诸如普遍存在的非法采矿、制度僵化、政治不稳定以及监管薄弱等因素，使得资源掠夺成为可能，从而改变了经典模型所假设的优化条件。

非洲的自然资源，尤其是矿产，在许多国家的经济增长中扮演着关键角色，不仅促进了多个产业的发展，还创造了大量就业机会，并为政府带来了可观的财政收入。非洲大陆拥有丰富的矿产资源，这些资源对国家财富、政府收入以及外汇收入的贡献不容忽视。非洲是全球矿产生产的重要贡献者，像几内亚、南非、刚果民主共和国、加纳和摩洛哥等国家在金、铜、铁、磷酸盐和锡的生产中占据主导地位。非洲国家同时也是欧洲和亚洲的主要原材料出口国，这反映了非洲在全球价值链中的战略地位。例如，Sopp和Leiman（2017）估算出非洲国家的矿产出口占其总出口的比例超过60%（如博茨瓦纳、马里塔尼亚）。这些数据凸显了非洲在全球矿产供应链中的重要性。

此外，自然资源在非洲资源丰富的经济体中占财政收入的很大一部分。石油、天然气和采矿特许权在尼日利亚、安哥拉和刚果民主共和国等国家构成了政府预算的重要组成部分，影响着公共支出和债务管理策略。根据自然资源治理研究所（NRGI）2022年的估计，在撒哈拉以南非洲拥有最高矿产财富的15个国家中，有8%的政府收入来源于采矿公司。同时，采矿活动直接推动了多个国家的GDP增长，例如博茨瓦纳、纳米比亚和赞比亚的采矿业占GDP的比重超过20%，这突显了该行业在推动经济增长和经济发展的关键作用。在布基纳法索和马里，这一比例超过了15%，而在刚果民主共和国则达到了25%（世界银行，2024年）。这些数据说明了采矿业对非洲国家经济的重要性。

非洲在铝土矿、金和磷酸盐的全球供应中占据超过20%的份额（世界矿产数据，2024年）。除了其生产能力外，非洲还拥有全球矿产储量的重要部分，分别超过30%和80%的全球铝土矿和磷酸盐储量。这些储量使非洲在全球大宗商品市场中占据关键位置，可能影响供需关系。然而，根据世界矿产数据（2024年），非洲拥有全球约30%的矿产储量，但仅占全球矿产生产量的5.5%。乍一看，这种差异可能暗示了一种旨在为未来可持续性保留资源的策略。然而，问题的关键并不只是当前的生产水平，还包括资源开采的速度，即这些储量被消耗的速度。尽管非洲在全球矿产储量中占有较大比例，但并不意味着其资源管理是合理的；如果相对于储量的开采速度较快，仍然可能导致过度生产和资源过早枯竭。这种结果与经济理论的预测相悖，可能削弱资源禀赋对长期发展所带来的益处。

这种担忧在非洲拥有大量关键矿产的背景下被进一步放大。这些矿产对于低碳技术革新和数字转型至关重要，如钴、锰、铂、铬，以及铝土矿、石墨、铜、镍和锌。刚果民主共和国单独供应了全球约70%的钴，而津巴布韦和纳米比亚则拥有丰富的锂储量（Beuter等，2025；Kitaw，2025）。这些矿产是电动汽车、太阳能板、风力涡轮机等关键产业的基础。锂、钴和镍的需求在2017年至2022年间分别增长了200%、70%和40%。因此，非洲正处于全球能源转型和数字转型的核心位置。尽管拥有如此重要的资源，非洲仍然是一个以原材料出口为主的地区，缺乏价值创造和国内价值链的整合。这一矛盾使得资源开采和加工的战略规划变得更加重要，以满足全球对去碳化的迫切需求，同时最大化非洲国家的经济和社会效益。

然而，尽管非洲拥有近三分之一的已知储量，其采矿行业仍然主要由外国公司主导，并倾向于原材料出口，这导致了有限的结构转型。这一现象加剧了非洲政策制定者面临的一个关键挑战：如何在确保从资源开采中获得即时财政收入的同时，实现对有限资源的长期发展收益最大化。为此，非洲大陆提出了诸如《非洲矿业愿景》（2009）和《非洲绿色矿产战略》（2023）等政策框架，强调从初级开采向本地加工和竞争性价值链的转型。

这种战略导向表明，资源开采只是更广泛发展议程的第一步。然而，要实现这些目标，必须确保资源开采过程的高效和可持续，以防止过度开采或资源过早枯竭，从而保证足够的租金和资源用于下游加工。换句话说，这一战略的有效性取决于资源开采这一上游阶段是否按照跨期最优的原则进行管理。评估这种效率需要一个严格的理论基准，而霍特林模型正是提供这种分析基础的工具。霍特林规则明确了在何种条件下非可再生资源的开采被视为最优，从而为评估非洲矿产开采实践是否符合可持续和高效使用可耗尽资源的理论提供了视角。

霍特林规则由Hotelling于1931年提出，为管理有限资源提供了经济基础。其基本形式指出，非可再生资源的开采应使得其稀缺租金——即资源价格与边际开采成本之间的差额——随着时间推移以贴现率增长。然而，最初的霍特林模型已被扩展以考虑各种现实复杂性。Levhari和Liviatan（1977b）以及Zimmerman（1977a）对模型进行了调整，以纳入累积开采成本，而Slade（1982b）和Anderson等（2018）则将技术变革和市场力量纳入模型框架。尽管在理论上有所发展，但对霍特林规则的实证检验结果却参差不齐。早期研究由Farrow（1985a）和Stollery（1983）进行，分别在不同情境下考察了资源开采的效率。Gaudet（2007b）和Slade与Thille（1997a）则在不同市场条件下测试了该规则。值得注意的是，Berck和Roberts（1996）质疑自然资源价格是否真的会如霍特林模型所预测的那样上升。然而，针对非洲背景的霍特林模型实证研究仍然十分有限。Atewamba和Nkuiya（2017）是少数在非洲进行霍特林假设检验的研究之一，但并未考虑国家间的异质性。同样，Tatoutchoup等（2023）仅聚焦于喀麦隆的能源资源，留下了对矿产开采更广泛动态理解的空白。更重要的是，这些研究均未纳入对非可再生资源枯竭时间的计算——这是最优资源管理的关键组成部分。

本研究的目标有两个。首先，它分析了非洲采矿行业在区域和国家层面的开采行为，评估当前实践是否符合霍特林模型所规定的经济原则。其次，它考察了资源的最优枯竭时间，将实际开采时间与经济理论推荐的开采时间进行比较。这一分析为政策制定者提供了宝贵的见解，帮助他们更好地进行资源管理战略规划，这是非洲经济可持续发展的关键组成部分。为此，本研究分析了七种主要矿产——铝土矿、铜、金、铁、镍、磷酸盐和锡——在十八个国家的开采路径。事实上，这些矿产在2022年占非洲矿产供应的55%以上，占57种非燃料矿产的绝大部分，凸显了它们在非洲矿产供应中的重要作用（作者根据世界矿产数据2024年的计算）。

本文对经济文献做出了两项重要贡献。首先，它将非可再生资源经济学的霍特林模型应用于非洲的现实背景，填补了实证研究中的关键空白。与以往的研究不同，我们的分析考虑了国家间的异质性，并明确计算了资源的枯竭时间，从而提供了对资源开采效率更加深入的理解。其次，本文提供了对非洲资源状况的全面概述，评估了其资源的枯竭速度，并通过技术创新和政策改革识别了提升资源开采效率的机会。这些贡献加深了我们对非洲资源管理的理解，并为促进资源依赖型经济体的可持续发展提供了框架。

本文的结构如下：第二部分回顾了相关文献，重点聚焦于霍特林模型及其在矿产资源开采中的实证检验。第三部分呈现了霍特林模型在主要矿产和非洲生产国中的实证分析，包括实际和理论最优枯竭时间的计算。第四部分深入探讨了这些差距的潜在原因。最后，第五部分提供了总结性陈述，并提出了主要的政策建议。

在文献回顾和霍特林模型实证检验的部分，本文探讨了相关研究，概述了本研究中使用的实证方法框架。非洲矿产开采活动的结构反映了全球市场需求、国家政策框架以及采矿价值链中关键参与者的复杂互动。在所选国家中，磷酸盐、金、铜、锡、铁矿石、镍和铝土矿的开采大多由大型跨国公司主导，这些公司通过与东道国政府的特许经营或合资协议进行运作。国有企业在这些国家中也扮演了重要角色，虽然它们在某些情况下可能不是主要的开采者，但在政策实施和资源管理方面具有关键作用。此外，非法采矿活动在非洲的许多地区普遍存在，这不仅影响了资源的可持续性，也对国家财政收入和环境造成了负面影响。非法采矿往往导致资源的无序开采，使得原本可能用于长期发展的资源被提前消耗，从而削弱了经济发展的潜力。

资源开采效率的评估需要考虑多个因素，包括开采技术、市场结构、政策环境以及国家间的差异。在非洲，由于资源禀赋的多样性，不同国家的开采效率存在显著差异。例如，摩洛哥的磷酸盐开采效率较高，其储量枯竭速度较慢，这可能与其完善的监管体系和政策框架有关。然而，刚果民主共和国和加纳的铜和金行业则表现出较高的开采速度，这可能与其国内市场需求旺盛、政策执行不力以及非法采矿活动频繁有关。这些差异表明，非洲各国在资源开采效率方面存在不同的挑战和机遇，需要因地制宜地制定政策。

非法采矿活动的普遍性对非洲矿产资源的可持续性构成了重大威胁。由于监管体系不完善、执法力度不足以及政策执行存在漏洞，非法采矿活动在许多国家仍然猖獗。这些非法活动不仅导致资源的无序开采，还可能影响国家财政收入，甚至加剧社会不平等。例如，在一些国家，非法采矿活动可能导致资源的过度开采，使得原本应用于长期发展的资源被提前消耗，从而影响经济发展的潜力。此外，非法采矿活动可能对环境造成严重破坏，影响生态系统的稳定性，进而对社会经济发展产生负面影响。

除了非法采矿活动，非洲的资源管理还面临其他挑战，如制度僵化、政策执行不力以及市场结构的不完善。在一些国家，由于制度不健全，资源管理的效率较低，导致资源的过度开采和浪费。此外，政策执行不力可能导致资源管理的不透明，使得资源租金的分配不公平，从而影响经济发展的可持续性。市场结构的不完善也可能导致资源开采的效率低下，使得资源的定价机制无法反映其真实价值，从而影响资源的可持续性。

为了提升资源开采效率，非洲各国需要采取一系列措施，包括加强监管体系、提高执法力度、完善政策框架以及推动技术创新。加强监管体系可以有效遏制非法采矿活动，确保资源的合法开采和可持续利用。提高执法力度可以确保政策的执行效果，使得资源管理更加透明和公平。完善政策框架可以为资源开采提供明确的指导，确保资源的合理利用和长期发展。推动技术创新可以提高资源开采的效率，减少对环境的破坏，同时增加资源的附加值，从而提升经济发展的潜力。

此外，非洲各国还需要加强国内价值链的整合，以提高资源的附加值和经济收益。目前，非洲的采矿业仍然以原材料出口为主，缺乏加工和制造环节，这使得资源的经济价值未能充分释放。通过加强国内价值链的整合，非洲可以实现从资源开采到加工制造的产业链升级，从而提高资源的附加值和经济收益。这不仅有助于提升非洲国家的经济竞争力，还可以为非洲的可持续发展提供支持。

在资源开采和加工的过程中，还需要考虑环境保护和社会责任。资源开采往往伴随着环境破坏，如土地退化、水资源污染和生物多样性损失。因此，非洲各国在资源开采过程中需要采取有效的环境保护措施，确保资源的可持续利用。同时，资源开采还可能对当地社区造成负面影响，如就业机会的不平等分配、环境破坏对居民生活的影响以及资源租金的不公平分配。因此，非洲各国在资源开采过程中需要加强社会责任，确保资源的合理利用和公平分配，从而实现资源开采的可持续性。

最后，非洲各国还需要加强国际合作，以确保资源的可持续利用和全球供应链的稳定。由于全球对关键矿产的需求不断增长，非洲在资源开采方面具有重要的战略地位。然而，非洲的资源管理仍然面临诸多挑战，如技术落后、政策执行不力以及市场结构的不完善。因此，非洲各国需要加强国际合作，借鉴其他国家的经验，推动资源管理的创新和改革。通过加强国际合作，非洲可以更好地应对全球对关键矿产的需求，同时确保资源的可持续利用和经济发展的潜力。

综上所述，非洲的资源开采行为与霍特林模型的预测存在显著差异，这表明需要重新审视非洲各国的资源管理策略。通过加强监管体系、完善政策框架、推动技术创新以及加强国内价值链的整合，非洲可以提升资源开采的效率和可持续性，从而实现经济发展的潜力。同时，非洲各国还需要加强国际合作，确保资源的可持续利用和全球供应链的稳定。这些措施将有助于非洲在资源开采和加工过程中实现更高效和可持续的资源管理，从而推动非洲的经济和社会发展。