崔榮國，張艷飛，郭娟，郭振華，肖宇評

（1. 自然資源部信息中心，北京 100812；2.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037）

一、前言

磷礦是地球上不可再生的非金屬礦產(chǎn)資源，是生物細(xì)胞質(zhì)的重要組成元素，也是植物生長必不可少的主要元素。因此，磷礦對于生命存在具有重要意義，同時(shí)也是保證糧食安全不可替代的礦產(chǎn)資源。因而，人類的發(fā)展離不開磷礦資源[1]。

本文首先分析全球與中國磷礦的消費(fèi)結(jié)構(gòu)；其次通過“S”形生長曲線模型法預(yù)測未來中國對磷礦資源的需求；再次分析中國磷礦資源現(xiàn)狀與需求之間的關(guān)系；最后提出中國磷礦資源發(fā)展的策略。本文對中國磷礦石的需求預(yù)測指的是對滿足中國國內(nèi)有效需求的預(yù)測，不包含磷肥等相關(guān)產(chǎn)品的出口需求。

二、磷礦消費(fèi)結(jié)構(gòu)

磷元素自1669年發(fā)現(xiàn)以來被廣泛應(yīng)用于國防、航空、航天、化工、食品等行業(yè)，但主要還是應(yīng)用于磷肥工業(yè)[2]。

從世界范圍來看，66%的磷礦石用于生產(chǎn)濃縮的固體磷肥磷酸二銨（DAP）、磷酸一銨（MAP）和重鈣（TSP），6%用于生產(chǎn)動(dòng)物飼料，9%用于食品工業(yè)，其余19%用于其他工業(yè)生產(chǎn)，如洗滌劑和金屬表面處理[3]。中國磷礦石主要用于生產(chǎn)磷肥，磷肥對農(nóng)作物的增產(chǎn)起著重要作用。根據(jù)相關(guān)行業(yè)消耗估算：2017年中國磷礦有75.6%用于制造磷肥，11.1%用于生產(chǎn)黃磷，12.2%用于制作動(dòng)物飼料，出口占0.6%，其他占0.5%。與全球磷礦石消費(fèi)結(jié)構(gòu)相比，中國用于制造磷肥的磷礦石占比高于全球近10個(gè)百分點(diǎn)，動(dòng)物飼料占比高于全球6.2個(gè)百分點(diǎn)，用于工業(yè)生產(chǎn)的比例較低。

三、磷礦需求預(yù)測

（一）現(xiàn)狀

1. 全球磷礦資源分布

世界磷礦資源分布十分廣泛，但分布不均衡，世界磷礦資源主要分布在非洲、北美、亞洲、中東、南美等的60多個(gè)國家和地區(qū)，其中非洲是世界上磷礦資源最富集的地區(qū)，集中了世界上80%以上的磷礦。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）統(tǒng)計(jì)，截至2017年年底，世界磷礦儲(chǔ)量為7h1010t，同比增長2.9%。磷礦儲(chǔ)量在1h109t以上的國家或地區(qū)有：摩洛哥和西撒哈拉、中國、阿爾及利亞、敘利亞、巴西、南非、沙特、埃及、約旦、澳大利亞、美國和芬蘭，占世界儲(chǔ)量的比重合計(jì)為96.6%。其中，摩洛哥和西撒哈拉儲(chǔ)量為5h1010t，占世界磷礦總量的71.4%[4]，主要分布在摩洛哥的西部；中國磷礦占世界磷礦總量的4.7%。

2. 全球磷礦生產(chǎn)

全球磷礦生產(chǎn)的集中度很高，2017年磷礦石產(chǎn)量為2.63h108t，同比增長3.1%。據(jù)USGS統(tǒng)計(jì)，磷礦石產(chǎn)量超過1h106t的國家（地區(qū)）有19個(gè)；超過1h107t的國家（地區(qū)）有4個(gè)，分別是：中國為1.4h108t，占世界磷礦石總產(chǎn)量的53.2%；美國為2.77h107t，占世界磷礦石總產(chǎn)量的10.5%；摩洛哥和西撒哈拉為2.7h107t，占世界磷礦石總產(chǎn)量的10.3%；俄羅斯為1.25h107t，占世界磷礦石總產(chǎn)量的4.8%。以上四個(gè)國家（地區(qū)）磷礦石產(chǎn)量合計(jì)約為2.07h108t，約占世界總產(chǎn)量的78.8%。根據(jù)USGS的數(shù)據(jù)測算，全球生產(chǎn)磷礦石平均品位在30%～31%，多數(shù)國家平均品位也在30%左右。其中俄羅斯、巴西、南非、芬蘭和多哥在35%左右；美國、澳大利亞等國家品位低于30%。2017年，全球磷礦資源儲(chǔ)采比為266，能夠很好地保障全球需求。

3. 國內(nèi)磷礦石消費(fèi)

中國是世界上最大的磷礦石消費(fèi)國，主要用于磷肥生產(chǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)以來，中國磷肥產(chǎn)量快速增長（見圖1）[4]，2000年磷礦石的自給率為66.5%，2008年為95.6%，2009年從凈進(jìn)口變?yōu)閮舫隹冢?016年，中國磷肥產(chǎn)量的15.8%用于出口，中國生產(chǎn)的磷肥不僅能夠滿足國內(nèi)需求，還大量出口滿足其他國家的需求，為全球糧食產(chǎn)量的增長作出了重大貢獻(xiàn)。

（二）磷礦需求預(yù)測

從需求增長情況看，中國磷礦石消費(fèi)增長主要來自國內(nèi)磷肥生產(chǎn)。一方面中國耕地普遍缺磷，國內(nèi)農(nóng)業(yè)保持較快發(fā)展；另一方面周邊國家或地區(qū)對中國磷肥出口的需求量大。

“引進(jìn)國際先進(jìn)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)計(jì)劃”項(xiàng)目（“948項(xiàng)目）預(yù)測，2010—2050年中國每年磷肥（折P2O5100%，下同）需求量為1.1h107～1.2h107t，每年需要磷礦石（折P2O530%，下同）3.85h107～4.2h107t，未來42年（2009－2050年）中國用于生產(chǎn)磷肥的磷礦累計(jì)需求量為1.8h109～2h109t。孫小虹等預(yù)測中國磷肥需求峰值預(yù)計(jì)在2020—2025 年到來， 屆時(shí)磷礦石需求總量將達(dá)到7h107t左右 [5]。

本文在分析1990年以來中國糧食產(chǎn)量與化肥施用量關(guān)系、化肥施用量與磷肥施用量關(guān)系、人口與糧食產(chǎn)量關(guān)系的基礎(chǔ)上，運(yùn)用“S”形生長曲線模型對中國磷礦石需求進(jìn)行了預(yù)測。分析表明，2000年以來，中國糧食產(chǎn)量與化肥施用量的比例基本在10∶1～11∶1之間，且比較穩(wěn)定；化肥施用量中P2O5所占比例約為1/4，且呈緩慢增長態(tài)勢；人均糧食產(chǎn)量波動(dòng)增長，由2000年的365 kg/人降至2001年的355 kg/人，后來又增加至2016年的446 kg/人（見圖 2）。

圖1 中國磷肥產(chǎn)量與施用量對比

圖2 人均糧食產(chǎn)量、磷肥施用量/化肥施用量、糧食產(chǎn)量/化肥施用量變化情況

對磷礦石的需求預(yù)測首先要對磷肥施用需求量進(jìn)行預(yù)測，再通過磷礦石中制作磷肥的占比來推測磷礦石的需求。在預(yù)測時(shí)，需設(shè)定糧食產(chǎn)量與化肥施用量的比例，同時(shí)根據(jù)圖3中磷肥施用量與化肥施用量的變化趨勢設(shè)定2020年、2030年、2035年、2050年磷肥施用量占化肥施用量的比例分別為26.5%、27%、27.5%、27.5%。本文在預(yù)測磷礦石需求時(shí)分為兩種情景，一是低情景需求預(yù)測，預(yù)測中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對磷礦石的最低需求；二是高情景需求預(yù)測，預(yù)測中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對磷礦石較高的需求。

1. 低情景需求預(yù)測

假定中國糧食產(chǎn)量與化肥施用量的比例為11∶1，通過“S”形生長曲線模型預(yù)測中國的磷肥施用需求量（見圖3），再通過磷肥在中國磷礦石中的消費(fèi)比例來估測中國2020年磷礦石需求量為 6.745h107t、2030年為 7.309h107t、2035年為7.556h107t、2050 年為 8.333h107t。同時(shí)計(jì)算出2017—2050年中國磷礦石累計(jì)需求量約為2.2h109t。

2. 高情景需求預(yù)測

假定中國糧食產(chǎn)量與化肥施用量的比例為10∶1，通過“S”形生長曲線模型預(yù)測中國的磷肥施用需求量（見圖3），再通過磷肥在中國磷礦石中的消費(fèi)比例來估測中國2020年磷礦石需求量為 7.42h107t、2030年 為 8.774h107t、2035年 為8.905h107t、2050 年 為 1.07h108t。 同 時(shí) 計(jì) 算 出2017—2050年中國磷礦石累計(jì)需求量約為2.7h109t。

圖3 中國磷肥施用需求量預(yù)測

四、中國磷礦發(fā)展存在的問題

（一）開發(fā)強(qiáng)度過大，后繼資源不足

2017年，中國磷礦的儲(chǔ)采比僅為24，不足全球的10%，中國以4.7%的資源供應(yīng)了全球53.2%的需求，資源開采強(qiáng)度過大，不利于資源的可持續(xù)利用。同時(shí)，中國磷礦儲(chǔ)采比也是全球主要磷礦資源國家中下降最快的，主要是資源相對較貧乏，2010年以來下降了58.6%，是全球平均下降水平的2倍多（見表1）。近年來，國內(nèi)雖然也發(fā)現(xiàn)了一批新的資源，但仍然難以平衡儲(chǔ)采比例。

表1 全球主要磷礦資源國家儲(chǔ)采比

（二）資源分布集中，產(chǎn)能嚴(yán)重過剩

中國磷礦資源主要分布在中西部地區(qū)的湖北、云南、貴州、四川、湖南五省，其中以湖北、云南和貴州最多，三省的查明資源儲(chǔ)量占全國儲(chǔ)量近六成。富磷礦石（P2O5≥30%）儲(chǔ)量也集中在湖北、云南、貴州三省。從地理位置上看，除了湖北宜昌瀕臨長江外，云南和貴州都屬于內(nèi)陸省份，不利于運(yùn)輸。而磷肥消費(fèi)區(qū)集中在東北和東部地區(qū)，由此形成“南磷北運(yùn)”“西磷東調(diào)”[6]的格局。長距離的運(yùn)輸和較高的運(yùn)輸費(fèi)，給磷肥企業(yè)的原料供給和產(chǎn)品成本帶來較大的影響。2017年，中國磷礦石產(chǎn)量為1.2h108t，是目前國內(nèi)有效需求的2倍以上，根據(jù)本文對磷礦石需求的預(yù)測表明中國目前磷礦石的產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。

另外，中國磷礦開發(fā)利用及后加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展還存在集中度低、浪費(fèi)較大、污染環(huán)境、引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害和稅負(fù)較重等方面的問題[7,8]。

五、中國磷礦發(fā)展的策略

（一）嚴(yán)控產(chǎn)能

磷是農(nóng)作物生長必不可少且不可替代的三大營養(yǎng)元素之一。磷礦資源是中國重要的戰(zhàn)略資源，在國家糧食生產(chǎn)安全中占有極其重要的地位。因此，保護(hù)磷礦資源，實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)供應(yīng)，關(guān)系中國的糧食安全。

目前，磷礦石產(chǎn)量呈現(xiàn)供大于需的局面，而且產(chǎn)能仍在增加，磷肥等產(chǎn)品大量出口。因此，應(yīng)嚴(yán)控磷礦石及磷肥的新增產(chǎn)能，并淘汰技術(shù)落后部分產(chǎn)能，提高磷礦工業(yè)發(fā)展的技術(shù)含量[9]。一是大幅提高環(huán)境準(zhǔn)入門檻，減少磷礦石開采和磷肥加工的新增產(chǎn)能；二是通過工藝要求淘汰落后產(chǎn)能，淘汰技術(shù)含量低、污染嚴(yán)重的產(chǎn)能，研發(fā)高附加值產(chǎn)品和容易為糧食作物吸收的肥料；三是進(jìn)一步完善磷礦五省聯(lián)動(dòng)監(jiān)管機(jī)制，加快提高生產(chǎn)集中度或成立磷礦企業(yè)聯(lián)盟，規(guī)范磷礦開發(fā)秩序和限產(chǎn)。

（二）充分利用國際資源

磷礦資源具有不可再生性的特點(diǎn)，而且中國人口眾多，對糧食的需求將會(huì)持續(xù)增長，因此對磷礦的高需求將會(huì)一直持續(xù)且不斷增長。按照目前的磷礦石耗竭速度，2050年后，中國的磷礦將會(huì)成為短缺資源，直接威脅國家的糧食安全。因此，應(yīng)提前謀劃，開展國際合作，充分發(fā)揮資源全球化配置的便利性，充分利用國際資源，減緩中國磷礦資源的耗竭速度，為保障未來的糧食安全奠定基礎(chǔ)。

中國、摩洛哥和撒哈拉的磷礦資源合計(jì)占全球磷資源的3/4以上。借鑒國外鉀肥行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，兩國若能建立磷酸鹽資源戰(zhàn)略聯(lián)盟，加強(qiáng)合作，形成優(yōu)勢互補(bǔ)，對于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。為避免在國際合作中出現(xiàn)國內(nèi)企業(yè)惡性競爭的情況，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)當(dāng)以企業(yè)聯(lián)盟或共同組建跨國公司等形式在磷礦資源比較豐富的國家開發(fā)加工利用資源，將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，即能提高資源所在地人民的生活水平，又能解決中國磷礦資源的可持續(xù)發(fā)展問題。

六、結(jié)語

2017—2050年中國磷礦石累計(jì)需求量約為2.2h109～2.7h109t，國內(nèi)資源能滿足需求。目前產(chǎn)能遠(yuǎn)高于國內(nèi)需求，以4.7%的資源供應(yīng)全球一半以上的市場，儲(chǔ)采比下降過快，開發(fā)強(qiáng)度過大，因此應(yīng)當(dāng)未雨綢繆，通過嚴(yán)格控制產(chǎn)能并限產(chǎn)和充分利用國際資源等方式來延長中國未來的磷礦資源供應(yīng)時(shí)間。