袁建國(guó)，屈云燕，劉秋穎，馮曉利

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.中化地質(zhì)礦山總局化工地質(zhì)調(diào)查總院，北京 100013；3.科學(xué)出版社，北京 100717)

硼及硼化合物具有質(zhì)輕、阻燃、耐熱、高硬、高強(qiáng)、耐磨及催化性質(zhì)等特殊性能，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，發(fā)揮了重要的作用。它們已經(jīng)由原來(lái)的原料角色登上了材料工業(yè)的舞臺(tái)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中有著廣泛的應(yīng)用。硼的用途已經(jīng)超過(guò)300種，廣泛應(yīng)用于冶金、建材、機(jī)械、電器、化工、輕工、核工業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。2015年全球硼礦產(chǎn)品的主要用途及比例：玻璃60%，陶瓷10%，農(nóng)業(yè)7%，洗滌劑和肥皂4%，其他為19%。中國(guó)硼消費(fèi)以玻璃為主，占比56%(其中：玻璃保溫絕熱材料22%、織物玻璃纖維17%、硼硅酸鹽玻璃11%、絕緣纖維素6%)；清潔劑占比22%；其他用于冶金、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、核工業(yè)等方面，占22%。

1 研究現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)硼礦的研究主要針對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)、勘查開(kāi)發(fā)等方面，如韓豫川等[1]在全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，共劃分出5種預(yù)測(cè)類(lèi)型和10個(gè)礦床式，劃分了14個(gè)硼礦Ⅲ級(jí)成礦區(qū)帶和11個(gè)硼礦礦集區(qū)。國(guó)土資源部王愛(ài)云等[2]編制了《中國(guó)硼資源國(guó)情調(diào)查報(bào)告》，全面掌握了我國(guó)硼礦資源和開(kāi)發(fā)利用狀況，分析了資源保障能力和開(kāi)發(fā)利用趨勢(shì)。盧秉亮[3]、唐堯[4-5]對(duì)我國(guó)硼資源勘查現(xiàn)狀及前景做了分析研究。張迪[6]、仲劍初等[7]對(duì)我國(guó)硼產(chǎn)品市場(chǎng)和硼行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，剖析了中國(guó)硼工業(yè)與國(guó)外的差距，提出了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的建議。

本文基于全球、歷史、廣泛的數(shù)據(jù)搜集，從資源、生產(chǎn)及消費(fèi)角度分析了目前硼資源的供需現(xiàn)狀，預(yù)測(cè)未來(lái)我國(guó)硼資源需求量，達(dá)到需求峰值時(shí)間節(jié)點(diǎn)以及各應(yīng)用領(lǐng)域需求變化趨勢(shì)。結(jié)合當(dāng)前中國(guó)硼行業(yè)存在的問(wèn)題，緊跟國(guó)家“十三五”產(chǎn)業(yè)政策步伐，為中國(guó)硼資源的可持續(xù)發(fā)展提出建議。

本文的數(shù)據(jù)來(lái)源主要有：聯(lián)合國(guó)商品貿(mào)易數(shù)據(jù)庫(kù)(1992～2015年)、中國(guó)國(guó)土資源統(tǒng)計(jì)年鑒(2007～2015年)、美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(1913～2015年)、英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(1913～2015年)、格羅寧根增長(zhǎng)和發(fā)展中心、中國(guó)硼資源國(guó)情調(diào)查報(bào)告、中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會(huì)硼化工分會(huì)、智研咨詢(xún)及我國(guó)硼礦山實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)。

2 資源概況

中國(guó)硼礦資源儲(chǔ)量約占全球的8%，位居第五位。據(jù)全國(guó)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量通報(bào)數(shù)據(jù)，截至2015年底，我國(guó)硼礦礦區(qū)數(shù)89處，查明資源儲(chǔ)量7 575.69萬(wàn)t(B2O3，下同)，其中基礎(chǔ)儲(chǔ)量3 747.01萬(wàn)t(儲(chǔ)量1 562.20萬(wàn)t)，資源量3 828.68萬(wàn)t。我國(guó)硼礦資源分布高度集中，礦床類(lèi)型較多，富礦少，貧礦多，可利用性較差。全國(guó)累計(jì)查明資源儲(chǔ)量的98%分布在遼寧、青海、西藏及湖北4省區(qū)。

我國(guó)硼礦資源共5個(gè)類(lèi)型，其中固體硼礦礦床類(lèi)型包括：沉積變質(zhì)型、火山沉積型、接觸交代型、鹽湖沉積型四種，沉積變質(zhì)型占比51.63%，鹽湖沉積型占比45.13%，接觸交代型占比3.20%，火山沉積型占比0.04%。液體硼礦礦床類(lèi)型分為鹽湖型和地下鹵水型兩種，其中鹽湖型占比97.15%，地下鹵水型占比2.85%。固體硼礦資源占比66%，液體硼礦資源占比34%。我國(guó)固體硼礦保有資源儲(chǔ)量各個(gè)品位區(qū)間段的分布情況如下：品位≤3%，占總量的16.5%；品位3%～5%，占總量的5.5%；品位5%～11%，占總量的61.2%；品位>11%，占總量的16.8%。我國(guó)液體硼礦保有資源儲(chǔ)量在各個(gè)品位區(qū)間段的分布情況如下：品位≤400 mg/L，占總量的26.1%；品位400～1 000 mg/L，占總量的18%；品位>1 000 mg/L，占總量的55.9%[2]。

中國(guó)可利用的硼礦資源主要是遼東地區(qū)的鎂硼酸鹽型硼礦和青藏高原的鹽湖鹵水型硼礦，其次是湖南常寧地區(qū)的少量矽卡巖型硼礦。遼東地區(qū)沉積變質(zhì)型硼礦也主要以開(kāi)發(fā)利用硼鎂石型為主，占據(jù)大量?jī)?chǔ)量的硼鎂鐵礦型目前利用較少。青藏高原的鹽湖硼礦分為固、液兩種類(lèi)型，其液體硼礦常與鈉、鋰、鉀、氯、硫等幾十種元素密切共生。由于運(yùn)輸成本高、加工技術(shù)水平較低，大量硼資源被浪費(fèi)。

3 生產(chǎn)現(xiàn)狀

圖1 2007～2015年中國(guó)硼礦石、硼砂、硼酸產(chǎn)量走勢(shì)圖(資料來(lái)源：中國(guó)國(guó)土資源統(tǒng)計(jì)年鑒(2007～2015年);智研咨詢(xún))

中國(guó)硼礦資源產(chǎn)品產(chǎn)量總體下降(圖1)。2007年我國(guó)硼礦石產(chǎn)量約151.16萬(wàn)t，到2015年硼礦石產(chǎn)量降為92.05萬(wàn)t，行業(yè)產(chǎn)量整體呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)。2007～2015年我國(guó)硼砂產(chǎn)量總體逐年減少。2015年國(guó)產(chǎn)硼砂26萬(wàn)t。我國(guó)硼砂生產(chǎn)能力達(dá)到60萬(wàn)t，其中遼寧50萬(wàn)t，吉林5萬(wàn)t(主要是以硼鎂礦和硼鎂鐵礦為原料，采用碳?jí)A法生產(chǎn))，其他5萬(wàn)t(青海、西藏、四川利用天然硼砂礦生產(chǎn)，上海、江蘇、山東等用進(jìn)口五水硼砂生產(chǎn)，由于成本原因目前基本停產(chǎn))。2007～2015年，我國(guó)硼酸產(chǎn)量在10萬(wàn)～15萬(wàn)t之間波動(dòng)變化。目前，我國(guó)硼酸生產(chǎn)能力達(dá)35萬(wàn)t，其中遼寧15萬(wàn)t、青海5萬(wàn)t、上海5萬(wàn)t、山東3萬(wàn)t，其他7萬(wàn)t。2015年，我國(guó)硼酸產(chǎn)量13.4萬(wàn)t，其中遼寧占國(guó)產(chǎn)總量的39%，其次為青海、四川。青海興化鋰鹽、中天硼鋰等企業(yè)，已建成5萬(wàn)t硼酸、1萬(wàn)t硼砂生產(chǎn)能力，在建1.25萬(wàn)t精品硼酸。

中國(guó)硼礦工業(yè)生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)幾十年的資源開(kāi)發(fā)和基地建設(shè)，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展成遼寧東部最重要的硼礦生產(chǎn)區(qū)域，吉林、西藏、青海等省(區(qū))有小規(guī)模的資源開(kāi)發(fā)生產(chǎn)企業(yè)。硼礦資源開(kāi)發(fā)利用的主要特點(diǎn)：一是大中型礦山少，以小型礦山為主；二是由于硼鎂礦資源枯涸，加之近來(lái)礦產(chǎn)品價(jià)格低迷，大部分礦山處于停產(chǎn)狀態(tài)；三是鹽湖型礦床以露天開(kāi)采為主，沉積變質(zhì)型礦床以地下開(kāi)采為主，沉積變質(zhì)型礦床中低品位硼鐵礦以露天開(kāi)采為主；四是除沉積變質(zhì)型礦床中低品位硼鐵礦外，均沒(méi)有選礦。

統(tǒng)計(jì)分析，我國(guó)硼砂和硼酸生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模總體偏小。硼砂行業(yè)：產(chǎn)能≥10萬(wàn)t的企業(yè)占比16%，產(chǎn)能5萬(wàn)～10萬(wàn)t的企業(yè)占比17%，產(chǎn)能<5萬(wàn)t的企業(yè)占比67%。硼酸行業(yè)：產(chǎn)能>5萬(wàn)t的企業(yè)占比10%，產(chǎn)能1萬(wàn)～5萬(wàn)t的企業(yè)占比70%，產(chǎn)能<1萬(wàn)t的企業(yè)占比20%。

4 需求預(yù)測(cè)

4.1 消費(fèi)歷史與現(xiàn)狀

圖2 2001～2016年中國(guó)硼表觀消費(fèi)量走勢(shì)圖(資料來(lái)源：美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局;聯(lián)合國(guó)商品貿(mào)易數(shù)據(jù)庫(kù))

中國(guó)硼消費(fèi)總體呈上升趨勢(shì)，表觀消費(fèi)量由2006年的41.20萬(wàn)t(B2O3)增加到2014年80.46萬(wàn)t(B2O3)，年平均增長(zhǎng)率8.73%，2016年略有下降，表觀消費(fèi)量降至67.86萬(wàn)t(B2O3)(圖2)。受資源客觀條件的制約，國(guó)產(chǎn)硼砂較難滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。自2003年開(kāi)始，硼砂成凈進(jìn)口產(chǎn)品，2006年進(jìn)口量首次超過(guò)國(guó)產(chǎn)量，2014年達(dá)98.63萬(wàn)t，但2015年有所回落，減少至83.91萬(wàn)t。2002年硼砂表觀消費(fèi)量34.96萬(wàn)t，2015年國(guó)內(nèi)硼砂表觀消費(fèi)量108.88萬(wàn)t，2002～2015年年均復(fù)合增長(zhǎng)率為9.1%。硼酸方面，隨著硼酸應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，特別是陶瓷行業(yè)，用以替代硼砂、高硼硅酸鹽的玻璃行業(yè)、電力行業(yè)非晶帶材等領(lǐng)域，使得硼酸的消費(fèi)量越來(lái)越大。2006年硼酸的表觀消費(fèi)量24.39萬(wàn)t，2010年增加到38.95萬(wàn)t，之后又有所下降，2015年表觀消費(fèi)量31.29萬(wàn)t。受硼資源主要下游需求領(lǐng)域區(qū)域布局的影響，我國(guó)硼資源消費(fèi)亦具有明顯的區(qū)域性特征：華東32%，中南25%，華北22%，西部12%，東北9%[8]。

4.2 硼需求量預(yù)測(cè)

中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心創(chuàng)建了人均能源和礦產(chǎn)資源消費(fèi)“S”形規(guī)律：從農(nóng)業(yè)社會(huì)-工業(yè)社會(huì)-后工業(yè)化社會(huì)，人均資源消費(fèi)與人均GDP呈現(xiàn)全周期“S”形變化關(guān)系，即農(nóng)業(yè)社會(huì)人均資源消費(fèi)呈低緩增長(zhǎng)趨勢(shì)，工業(yè)化發(fā)展階段呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，之后隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變、社會(huì)財(cái)富積累水平不斷提高和基礎(chǔ)設(shè)施日趨完善，各類(lèi)資源的人均需求陸續(xù)達(dá)到頂點(diǎn)，不再增長(zhǎng)，并趨于下降[9-10]。

從人均GDP和人均硼消費(fèi)量的關(guān)系來(lái)看(圖3)，英、德、意、日等發(fā)達(dá)國(guó)家在人均GDP 12 000～15 000美元(1990蓋凱美元，下同)之間達(dá)到消費(fèi)頂點(diǎn)，美國(guó)于人均GDP 22 000美元達(dá)到消費(fèi)頂點(diǎn)，之后呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)，呈倒“U”形軌跡。目前，中國(guó)人均硼消費(fèi)量約0.5 kg，與英國(guó)和日本同等發(fā)展水平時(shí)相當(dāng)，遠(yuǎn)低于美國(guó)、德國(guó)、意大利當(dāng)時(shí)的人均水平。中國(guó)人均硼消費(fèi)歷史軌跡與日本和英國(guó)較為接近。

圖3 發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家硼資源消費(fèi)軌跡圖(資料來(lái)源：美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局;英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局;聯(lián)合國(guó)商品貿(mào)易數(shù)據(jù)庫(kù);格羅寧根增長(zhǎng)和發(fā)展中心)

參考英國(guó)、日本的硼消費(fèi)軌跡，結(jié)合中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程實(shí)際情況，作者認(rèn)為中國(guó)硼消費(fèi)峰值將在人均GDP 15 000 GK美元、人均B2O3消費(fèi)0.7 kg的時(shí)候到來(lái)。本文設(shè)定中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平分三種情景，即：經(jīng)濟(jì)高增長(zhǎng)、參考和低增長(zhǎng)。參考情景下，2015～2020年人均GDP年均增速為5.5%，2020～2025年人均GDP年均增速為4%。中國(guó)人均GDP將在2022年達(dá)到15 000 GK美元，因此中國(guó)硼消費(fèi)可能在2022年達(dá)到高峰，峰值時(shí)硼需求總量為97萬(wàn)t(B2O3)(表1)。

表1 中國(guó)硼資源需求預(yù)測(cè)結(jié)果表

4.3 硼需求趨勢(shì)

在亞洲、南美的農(nóng)業(yè)、陶瓷、玻璃市場(chǎng)強(qiáng)勁需求的推動(dòng)下，硼酸鹽的消費(fèi)量預(yù)計(jì)增加；未來(lái)幾年，將繼續(xù)投資建設(shè)新的提煉廠，對(duì)硼酸鹽的需求也會(huì)繼續(xù)增加；歐洲和發(fā)展中國(guó)家正執(zhí)行更嚴(yán)格的建筑蓄熱標(biāo)準(zhǔn)，用于玻璃纖維絕緣的硼酸鹽需求會(huì)隨之增加；以上這些都會(huì)刺激世界硼資源需求的增長(zhǎng)。

中國(guó)硼資源需求會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，但是隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，增速會(huì)放緩。不同領(lǐng)域需求趨勢(shì)變化：①循環(huán)發(fā)展和綠色工業(yè)是“十三五”期間的重點(diǎn)發(fā)展方向之一，國(guó)家將會(huì)執(zhí)行更嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，洗滌劑和肥皂行業(yè)的硼酸鹽的需求將略為轉(zhuǎn)向玻璃和陶瓷行業(yè)；②由于對(duì)糧食作物和生物燃料作物需求增加，對(duì)硼基肥料的需求預(yù)計(jì)有所增加；③據(jù)國(guó)務(wù)院頒布的《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012～2020年)》，2020年純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)生產(chǎn)能力達(dá)200萬(wàn)輛，累計(jì)產(chǎn)銷(xiāo)量超過(guò)500萬(wàn)輛。屆時(shí)，預(yù)計(jì)新能源汽車(chē)?yán)塾?jì)需求釹鐵硼總量2.5萬(wàn)～5萬(wàn)t，消耗硼資源(折B2O3)0.08萬(wàn)～0.16萬(wàn)t，占硼資源消費(fèi)量比例很低。但是，新能源汽車(chē)的滲透率低，長(zhǎng)期需求彈性大，同時(shí)又有政府和企業(yè)的大力支持，新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量的增長(zhǎng)將成為釹鐵硼需求的主要?jiǎng)恿Γ虎苤袊?guó)未來(lái)核電的發(fā)展將十分迅猛，因此核用含硼材料的需求量將大增。

5 供需形勢(shì)

2000～2016年，中國(guó)硼資源產(chǎn)量和出口量基本穩(wěn)定，維持在15萬(wàn)t(B2O3，下同)和1.5萬(wàn)t左右。2000～2003年，國(guó)內(nèi)需求量增幅較小(16.07萬(wàn)～18.27萬(wàn)t)，2003年以后硼資源需求量總體顯著增長(zhǎng)，其中2014年達(dá)近年來(lái)最高值80.46萬(wàn)t。與需求量變化相呼應(yīng)，進(jìn)口量也呈波浪式上升，2014年達(dá)到峰值66.07萬(wàn)t(圖4)。2003年之前，中國(guó)硼礦產(chǎn)品主要供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，自給率約80%。2003年后，隨著國(guó)內(nèi)新型工業(yè)化發(fā)展和科技創(chuàng)新步伐的加快，硼資源除了應(yīng)用于普通工業(yè)發(fā)展，更多應(yīng)用到高端科技以及核材料等新領(lǐng)域，需求量日益擴(kuò)大。在國(guó)內(nèi)產(chǎn)量基本穩(wěn)定的情況下，國(guó)內(nèi)硼資源進(jìn)口量顯著增長(zhǎng)，硼資源對(duì)外依存度明顯上升，由20%(2001年)增至79%(2016年)(圖5)，國(guó)內(nèi)硼資源的供需不平衡。

圖4 2000～2016年中國(guó)硼資源供需情況變化(資料來(lái)源：美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局;聯(lián)合國(guó)商品貿(mào)易數(shù)據(jù)庫(kù))

圖5 2001～2016年中國(guó)硼資源對(duì)外依存度變化(資料來(lái)源：美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局;聯(lián)合國(guó)商品貿(mào)易數(shù)據(jù)庫(kù))

6 結(jié)論與建議

6.1 結(jié) 論

1) 我國(guó)硼礦資源利用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較差。

2) 我國(guó)硼企業(yè)總體規(guī)模偏小，競(jìng)爭(zhēng)力低。

3) 資源缺口擴(kuò)大，對(duì)外依存度上升。

4) 需求峰值在2022年到來(lái)，需求總量將達(dá)到97萬(wàn)t(B2O3)。

5) 硼資源的消費(fèi)主體仍是玻璃行業(yè)，洗滌劑和肥皂行業(yè)的硼需求將略為轉(zhuǎn)向玻璃和陶瓷行業(yè)，農(nóng)業(yè)對(duì)硼的需求呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。目前，雖然其他領(lǐng)域(核工業(yè)、新能源等)的硼消費(fèi)占比不高，但增長(zhǎng)潛力巨大。

6.2 建 議

1) 繼續(xù)加大國(guó)內(nèi)硼礦勘查力度，實(shí)現(xiàn)硼鋰鉀綜合利用。

2) 加強(qiáng)低品位硼礦(如硼鎂鐵礦)開(kāi)發(fā)利用和高附加值產(chǎn)品的研究。

3) 充分發(fā)揮政府和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主導(dǎo)的頂層設(shè)計(jì)和決策作用。

4) 抓住“一帶一路”倡議契機(jī)，開(kāi)發(fā)利用國(guó)外資源。

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