劉艷飛， 陳正國， 顏玲亞， 高樹學(xué)， 歐陽友和， 杜軼倫， 陳軍元

(1.中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊，濟(jì)南 250100； 2.中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心，北京 100035； 3.中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 100037)

0 引言

石墨是戰(zhàn)略性礦產(chǎn)，不僅可以應(yīng)用于耐火材料、鑄造、煉鋼等傳統(tǒng)領(lǐng)域，更是高端裝備制造、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)及核電領(lǐng)域的關(guān)鍵資源，石墨在新能源及新材料領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大，增長很快。目前，美國、日本、歐盟、澳大利亞等都將石墨作為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)和關(guān)鍵材料[1]。此外，石墨烯還被譽(yù)為“黑金”，是21世紀(jì)最具顛覆性的“新材料之王”。石墨烯的發(fā)現(xiàn)，極大地提升了石墨的資源價值，必將為電池電容、顯示終端、石墨烯新材料等新興產(chǎn)業(yè)帶來革命性變化。2018年10月，中國國家統(tǒng)計局發(fā)布了《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類(2018)》，將石墨及碳素制品納入新一代信息技術(shù)電子核心產(chǎn)業(yè)(高儲能和關(guān)鍵電子材料等)，前沿新材料(碳基納米材料制造等)和新能源(太陽能材料制造等)產(chǎn)業(yè)，節(jié)能、密封、保溫材料和新能源材料制造，高性能碳纖維及制品制造以及復(fù)合材料等多個領(lǐng)域，進(jìn)一步凸顯了石墨在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的重要性。

自2002年以來，中國一直是全球第一大石墨生產(chǎn)國、消費(fèi)國與出口國。2017年，全球65.0%的石墨由中國生產(chǎn)，48.7%的石墨由中國消費(fèi)，中國石墨產(chǎn)量的43.9%用于出口，出口量占全球貿(mào)易量的69.5%，出口流向50多個國家和地區(qū)，可對世界石墨供應(yīng)格局產(chǎn)生重大影響。中國主要出口天然石墨精礦及初級產(chǎn)品，進(jìn)口高、精、尖工藝需要的石墨產(chǎn)品[2]。出口的初級產(chǎn)品在日本、美國、德國等發(fā)達(dá)國家進(jìn)行深加工之后，再進(jìn)口具有高附加值的高精尖制品[3]。另外，中美貿(mào)易糾紛愈演愈烈，在這種形勢下，本文通過收集石墨儲、產(chǎn)、消、貿(mào)、價等方面的數(shù)據(jù)資料，構(gòu)建了石墨資源安全、貿(mào)易安全和市場安全三維評價體系，分析了中國石墨的供應(yīng)風(fēng)險，為石墨產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了對策和建議。

1 石墨供應(yīng)風(fēng)險評價指標(biāo)體系

1.1 模型建立

本研究綜合考慮了石墨的資源稟賦、進(jìn)出口、消費(fèi)和價格等情況，構(gòu)建了資源安全、貿(mào)易安全和市場安全三維評價體系，選取石墨資源保障程度、自給率、進(jìn)口份額占比、進(jìn)口國家風(fēng)險、進(jìn)口國家集中度、進(jìn)口價格波動指數(shù)及價格波動指數(shù)7個指標(biāo)[4-11](圖1)，對中國石墨供應(yīng)風(fēng)險進(jìn)行了評價。

圖1 中國石墨供應(yīng)風(fēng)險評價體系

1.2 數(shù)據(jù)來源

為確保數(shù)據(jù)真實可靠，本研究均采用官方權(quán)威部門公布的數(shù)據(jù)。全球石墨儲量、產(chǎn)量、價格及中國石墨產(chǎn)量數(shù)據(jù)來自美國地質(zhì)調(diào)查局[12]、《世界礦產(chǎn)資源年評》[3]； 中國石墨基礎(chǔ)儲量數(shù)據(jù)來自《全國礦產(chǎn)資源儲量通報》[13]和國家統(tǒng)計局[14]； 石墨進(jìn)出口貿(mào)易數(shù)據(jù)來自海關(guān)總署[15]、聯(lián)合國商品貿(mào)易署[16]和《非金屬礦開發(fā)與應(yīng)用》[17]； 國家風(fēng)險指數(shù)來自世界銀行[18]。文中所有數(shù)據(jù)都經(jīng)過反復(fù)整理、比較、甄別、篩選后使用。

1.3 指標(biāo)計算

(1)

(2)

式中，Kj為第j個指標(biāo)的數(shù)值； max(Kj)和min(Kj)分別為Kj的最大值和最小值。

在各項指標(biāo)中，資源保障程度和自給率為負(fù)向指標(biāo)，其余指標(biāo)均為正向指標(biāo)。之后將每個指標(biāo)歸一化處理后的結(jié)果賦予權(quán)重再進(jìn)行計算，計算出每個指標(biāo)的指數(shù)。根據(jù)專家打分法對每個指標(biāo)設(shè)置權(quán)重： 將資源安全權(quán)重設(shè)置為40.0%，其中各指標(biāo)權(quán)重為20.0%； 將貿(mào)易安全權(quán)重設(shè)置為20.0%，其中各指標(biāo)權(quán)重設(shè)置為5.0%； 將市場安全權(quán)重設(shè)置為40.0%。根據(jù)每個指標(biāo)的風(fēng)險結(jié)果及其權(quán)重，按式(3)計算出石墨供應(yīng)風(fēng)險指數(shù)。

I=∑Kij×Wj。

(3)

式中，I為石墨供應(yīng)風(fēng)險指數(shù)；Wj為第j個指標(biāo)所占權(quán)重。

2 評價過程

2.1 資源安全

2.1.1 資源保障程度

中國石墨基礎(chǔ)儲量從2002年到2010年基本保持在水平狀態(tài)，維持在7 000.0萬t左右； 2011年下降至5 822.9萬t，主要由于晶質(zhì)石墨基礎(chǔ)儲量的下降； 2012年下降至4 717.9萬t，主要由于隱晶質(zhì)石墨基礎(chǔ)儲量的下降； 2014年以來，石墨基礎(chǔ)儲量呈快速上升趨勢，由2014年的4 776.3萬t增長至2017年的9 866.6萬t，主要由于勘查新增了內(nèi)蒙古烏拉特中旗大烏淀石墨礦、內(nèi)蒙古烏拉特中旗高勒圖晶質(zhì)石墨礦、內(nèi)蒙古達(dá)爾罕茂名安聯(lián)合旗查干文都日礦區(qū)石墨礦等大中型石墨礦(圖2)。

2002年以來，中國一直是全球第一大石墨生產(chǎn)國，石墨產(chǎn)量呈先增長后下降后又趨于穩(wěn)定的態(tài)勢。2002—2006年石墨產(chǎn)量呈快速增長趨勢，增長速率為12.7%，主要由于晶質(zhì)石墨與隱晶質(zhì)石墨產(chǎn)量的雙增長； 2006—2012年呈下降趨勢，由2006年的192.0萬t下降至2012年的80.0萬t，年均下降速率為10.4%，主要由于隱晶質(zhì)石墨產(chǎn)量的大幅下降； 2012年以來基本保持穩(wěn)定，約78.0萬t(圖2)。2017年中國石墨產(chǎn)量為78.0萬t，占全球石墨產(chǎn)量的65.0%，遠(yuǎn)高于印度、巴西、加拿大等其他生產(chǎn)國。

圖2 2002—2017年中國石墨基礎(chǔ)儲量和產(chǎn)量[3，12-14，19]

資源保障程度=基礎(chǔ)儲量/產(chǎn)量，可反映現(xiàn)有資源對當(dāng)前國內(nèi)產(chǎn)量的保障能力。2002年以來，我國石墨資源保障程度整體呈先下降后上升的態(tài)勢，由2002年的59.0下降至2006年37.3，而后呈快速增長態(tài)勢，到2017年達(dá)到126.5(圖3)。主要由于全國找礦戰(zhàn)略行動全面推開，石墨勘查取得一系列突破，基礎(chǔ)儲量增加，同時石墨產(chǎn)量下降，使得資源保障程度能力不斷提升，資源保障程度較好。

圖3 2002—2017年中國石墨資源保障程度[3，12-14，19]

2.1.2 自給率

2002年以來，中國一直是全球第一大石墨消費(fèi)國，石墨消費(fèi)整體呈先上升再下降后又趨于穩(wěn)定的態(tài)勢。2002—2006年呈上升趨勢，由2002年的86.89萬t上升至2006年130.34萬t，年均增長速率高達(dá)10.67%； 2006—2012年呈下降趨勢，年均下降速率為12.14%； 2017年消費(fèi)量為58.5萬t(圖4)。2017年全球石墨消費(fèi)量為120萬t，其中中國消費(fèi)占比48.7%，印度消費(fèi)占比10.7%，日本消費(fèi)占比6.9%，韓國消費(fèi)占比3.6%。中國石墨消費(fèi)主要集中在耐火材料、煉鋼和電導(dǎo)材料等傳統(tǒng)領(lǐng)域(圖5)。隨著戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來石墨需求將主要集中在新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域； 而在耐火材料、鑄造、汽車等傳統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用變化不大。未來石墨需求重心將由傳統(tǒng)領(lǐng)域轉(zhuǎn)向戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域[20-26]。

圖5 2017年中國天然石墨消費(fèi)結(jié)構(gòu)[3，19]

自給率=產(chǎn)量/消費(fèi)量，可反應(yīng)當(dāng)前產(chǎn)量供應(yīng)國內(nèi)市場的情況。由此計算2002年以來中國石墨的自給率，結(jié)果顯示中國石墨資源的自給率較高，一直保持在1.2以上(圖4)。

2.2 貿(mào)易安全

2.2.1 進(jìn)口份額占比

中國是全球石墨資源大國，產(chǎn)量、消費(fèi)量、出口量均較高。2002年以來石墨進(jìn)口量整體呈先增長后下降又上升的態(tài)勢。2002—2011年石墨進(jìn)口量呈快速增長趨勢，由2002年的0.1萬t，上升到2011年的13.1萬t，年均增速高達(dá)60.9%； 2011年以來呈下降趨勢，年均下降速率為17.8%； 2017年石墨進(jìn)口量上升為14.7萬t(圖6)。2002年以來，中國石墨消費(fèi)量整體呈下降趨勢，而進(jìn)口量不斷增加，進(jìn)口份額占比由2002年的0.1%上升至2017年的25.2%，進(jìn)口份額占比上升較快(圖6)。

圖6 2002—2017年中國石墨進(jìn)口份額占比[16-18]

雖然中國石墨進(jìn)口產(chǎn)品中深加工產(chǎn)品較少，但是深加工產(chǎn)品中球化石墨的進(jìn)口價格遠(yuǎn)高于出口價格，其進(jìn)口價格約是出口價格的3～5倍，主要是從日本進(jìn)口，表明了中國鋰離子電池行業(yè)所需的球化石墨仍需依賴日本(圖7)。雖然中國石墨進(jìn)口份額占比上升較快，部分高端產(chǎn)品(球化石墨)需從日本進(jìn)口，但中國仍是石墨凈出口國，總體進(jìn)口份額風(fēng)險指數(shù)中等。

圖7 中國球形石墨進(jìn)出口價格對比[15-17]

2.2.2 進(jìn)口國家風(fēng)險

進(jìn)口國家風(fēng)險指數(shù)=國家風(fēng)險指數(shù)×進(jìn)口份額占比×地緣政治關(guān)系。國家風(fēng)險指數(shù)對比標(biāo)準(zhǔn)化世界銀行量表(將世界銀行2002年以來根據(jù)政治穩(wěn)定與無暴力/恐怖主義-2.5～+2.5級轉(zhuǎn)為1～10級)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理； 地緣政治關(guān)系主要考慮中國與進(jìn)口來源國之間的政治關(guān)系及對中國的出口政策等。因2002年以來，中國石墨主要從朝鮮進(jìn)口，大約95.0%的石墨都從朝鮮進(jìn)口，因此主要考慮從朝鮮進(jìn)口的國家風(fēng)險。中國與朝鮮外交關(guān)系較好，從朝鮮進(jìn)口石墨主要是為了從中賺取差價。由此得出，中國進(jìn)口國家風(fēng)險指數(shù)維持在2.5左右，進(jìn)口國家風(fēng)險較低(圖8)。

圖8 中國進(jìn)口國家風(fēng)險[16-18]

2.2.3 進(jìn)口國家集中度

進(jìn)口國家集中度用赫芬達(dá)爾指數(shù)[4，7]表示。本文綜合石墨進(jìn)口來源國與中國的地緣政治因素，在計算赫芬達(dá)爾指數(shù)時，將地緣政治關(guān)系考慮在內(nèi)，地緣政治關(guān)系與赫芬達(dá)爾指數(shù)成正比關(guān)系。一般來說，進(jìn)口集中程度越高，礦產(chǎn)品進(jìn)口的渠道和來源越集中，風(fēng)險越高。通過計算前10個進(jìn)口國的赫芬達(dá)爾指數(shù)，得出2002—2017年中國石墨產(chǎn)品的進(jìn)口集中度(圖9)?？梢钥闯?，2002年以來，中國石墨進(jìn)口國家集中度呈快速增長后穩(wěn)定的態(tài)勢，2005年以來一直低于5 000，進(jìn)口國家集中度風(fēng)險較低。

圖9 中國石墨產(chǎn)品進(jìn)口國家集中度[16，18]

2.2.4 進(jìn)口價格波動指數(shù)

圖10 中國進(jìn)口價格波動指數(shù)[16]

進(jìn)口價格波動可以用進(jìn)口價格波動指數(shù)來表示。進(jìn)口價格波動指數(shù)是反映貿(mào)易狀況的因素之一，進(jìn)口價格波動幅度越大，說明貿(mào)易市場該資源越不穩(wěn)定。進(jìn)口價格波動指數(shù)=│本年進(jìn)口價格-上年進(jìn)口價格│/上年進(jìn)口價格×100%。2002年以來石墨進(jìn)口價格波動指數(shù)呈快速增長趨勢，2011年石墨進(jìn)口價格波動最大，價格增長最快，而后呈下降趨勢，2014年以來價格波動較小，價格較穩(wěn)定(圖10)。

2.3 市場安全

圖11 全球石墨平均價格[3，12]

價格波動可以用價格波動指數(shù)來表示。價格波動指數(shù)可反映國際資源市場的供需狀況，價格波動幅度大，說明國際市場該資源的需求變化大。價格波動指數(shù)=|本年價格-上年價格|/上年價格×100%。2002—2010年，石墨價格波動指數(shù)呈快速增長趨勢，2010年石墨價格波動指數(shù)最大，價格增長最快，而后呈下降趨勢，2014年以來價格波動指數(shù)較小，價格較穩(wěn)定(圖12)。

圖12 石墨價格波動指數(shù)[3，12]

3 評價結(jié)果

由石墨供應(yīng)風(fēng)險指數(shù)計算公式得出，中國石墨供應(yīng)風(fēng)險自2002年起，呈先上升后下降的趨勢，由2002年的34.04增加到2011年的74.0，而后降低到2017年的30.3(圖13)。2011年石墨供應(yīng)風(fēng)險指數(shù)較高，主要是因為資源保障程度下降，自給率下降，資源安全風(fēng)險指數(shù)升高，國際市場價格波動大，市場安全風(fēng)險升高； 到2017年石墨供應(yīng)風(fēng)險指數(shù)逐步降低，主要是由于近年來石墨勘查取得一系列成果，石墨資源保障程度增加，資源安全風(fēng)險降低，國際市場價格波動小，市場安全風(fēng)險降低(圖14)。

圖13 中國石墨供應(yīng)風(fēng)險指數(shù)

圖14 2002—2017年中國石墨供應(yīng)風(fēng)險指數(shù)

4 結(jié)論與建議

4.1 主要結(jié)論

(1)2002年以來，中國一直是全球第一大石墨消費(fèi)國，消費(fèi)量約占全球的一半，主要集中在耐火材料、煉鋼、電導(dǎo)材料、鑄造及潤滑材料等領(lǐng)域。未來石墨需求的增長主要在新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中，在傳統(tǒng)領(lǐng)域里石墨消費(fèi)量變化不會很大。

(2)球化石墨進(jìn)出口價格差異較大，鋰離子電池所需的高級球化石墨進(jìn)口需依賴日本。

(3)中國石墨供應(yīng)風(fēng)險主要受資源安全、貿(mào)易安全和市場安全影響，其中市場安全對中國石墨供應(yīng)風(fēng)險影響最大。

(4)2002年以來石墨供應(yīng)風(fēng)險呈先增長后下降的趨勢，2002—2011年石墨供應(yīng)風(fēng)險指數(shù)增長，2011年以來石墨供應(yīng)風(fēng)險指數(shù)逐漸降低，主要是由于資源安全與市場安全風(fēng)向降低。

4.2 對策建議

(1)以石墨烯技術(shù)輻射帶動整個石墨產(chǎn)業(yè)，打破石墨提純及深加工技術(shù)壟斷，引領(lǐng)中國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)中國由石墨資源大國向石墨資源強(qiáng)國邁進(jìn)。

(2)建立大鱗片石墨資源儲備制度，包括石墨產(chǎn)品儲備和優(yōu)質(zhì)礦產(chǎn)地儲備。

(3)為避免石墨成為下一個“稀土”，建議實施石墨出口配額制度，限制大鱗片石墨出口，確保石墨資源的可持續(xù)發(fā)展。