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马淑杰 罗恩华 朱黎阳 黄波 | 我国磷资源产业发展的问题与建议
发布日期:2020-06-19 作者:马淑杰 罗恩华 朱黎阳 黄波 信息来源:567彩票官网研究 访问次数: 字号:[ ]

【摘要】中国是世界磷资源生产大国,随着人口增加、城镇化加速以及工农产业的快速发展,加之磷矿石资源日渐贫化,供需矛盾日益突出,中国磷矿石储量可维持年限日益趋紧。高度关注磷资源危机,对国民经济和社会发展的持续性资源保障有着重要的战略意义。本文在全面阐述中国磷资源产业现状的基础上,分析了未来世界磷资源的竞争格局和面临形势;在国外磷矿产能扩张和国内磷肥产能过剩严重的双重压力下,深入剖析了影响中国磷资源产业可持续发展的问题和困难,从全生命周期的角度研究提出了磷资源产业体系集约化、结构合理化、工艺生态化、模式服务化、应用智能化的系列建议。

关键词:磷资源产业;磷矿;磷肥;磷化工;产业发展

一、我国磷资源产业现状及特点

(一)磷矿资源丰而不富,产量居世界第一

中国作为世界主要的磷矿产地之一,磷矿资源分布在27个省及自治区,其中云南、湖北、贵州、四川和湖南为磷矿富集区域。[1]据统计,2017年中国磷矿探明资源储量252.9亿吨(基础储量为33亿吨),磷矿床中90%以上为中、低品位矿,高品位矿(P2O5≥30%)较为稀缺且探明储量只有约11亿吨,中国磷矿石平均品位只有17%,是世界上磷矿平均品位最低的国家之一。[2]截至2017年(最新公开数据),湖北磷矿资源储量63.4亿吨、云南40.2亿吨、贵州35.8亿吨、四川27.9亿吨,四省基础储量约28.05亿吨,占中国基础储量的85%。近年来,中国磷矿石产量稳居世界第一,2018年中国磷矿石产量为9632.60万吨,相比2017年同期下降了21.77%。一些机构和专家学者预测,中国的磷矿石将在50年左右消耗殆尽。

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湖北宜昌磷矿开采

(二)磷肥产能过剩,频降关税刺激出口

相比中国磷矿资源的日渐贫乏,近年来磷肥产量却逐步上升。然而,低水平的重复建设导致了磷肥产能的严重过剩。2005年中国磷肥产量超过美国成为世界第一,2007年中国成为了磷肥净出口国[3],2012年以来,中国磷肥产能出现过剩现象。2015~2017年,磷肥企业的平均产能利用率从75.7%下降到64.1%。随着煤炭、磷矿石、硫磺原料的价格上涨,[4]以及国内农作物景气较低、行业环保要求越来越严格等系列因素,中国磷肥产能、产量开始逐步减少,磷肥行业产能利用率有所提升,[5]2018年中国磷肥产量为1696.3万吨(折100% P2O5),产能利用率达到72.2%(如图1所示)。随着国内测土配方、水溶肥一体化等科学施肥方式推广以及化肥使用量零增长政策推动,[6]中国磷肥农业施肥量已进入稳定期,磷肥表观消费量呈下降趋势。据中国农业发展研究报告统计,中国农业施肥量近年来一直稳定在1100~1300万吨(折100% P2O5)。2017年中国磷肥表观消费量和磷肥施用量分别为1174.4万吨[7](占世界总消费量的26%)和797.59万吨,磷肥产量远远大于磷肥表观消费量和农业施肥量的上限。

图1 2010~2018年中国磷肥产量折纯量(万吨100% P2O5)

数据来源:国家统计局 中国磷复肥工业协会

为化解磷肥产能过剩问题,国家相继出台了落后产能淘汰、产能重组、放宽出口等系列产业政策。中国不断调整出口关税来鼓励磷肥出口以减少磷肥产能。2013年中国开始下调磷肥淡旺季进出口税率,2014年磷肥旺季出口关税由80%下调至50%,2015年取消磷肥淡旺季关税,[8]出口整体税率一度降低。2019年,出台化肥出口零关税政策,加大了出口幅度。

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据海关统计数据,2019年中国磷肥进出口贸易额为48342万美元,同比增长5.6%,贸易顺差为48250万美元,同比增长5.85。[9] 近年来,磷肥出口一直呈现量增价稳的走势。但是,短期内单纯依靠出口难以解决国内磷肥产业面临的问题,且中国磷肥的大量出口会带来国际磷肥供应量的增加,伴随着国际产能的增加,势必会影响国际磷肥价格。此外,中国出口的磷肥多数由高品质磷矿资源加工而成,出口量的增加将导致国内磷矿资源外流以及磷矿开采加工中生态的进一步恶化。

二、磷资源产业面临的国际形势

自19世纪60年代后期美国北卡罗莱纳州大规模开采磷矿石以来,人类活动的干扰提高了全球磷元素循环流动。越来越多的磷矿石在摩洛哥、撒哈拉西部、中国和美国(主要是在佛罗里达州,田纳西州和北卡罗来纳州)、澳大利亚等地被发现和开采。

(一)全球资源分布不均,新兴国家产能释放加速

世界磷矿资源分布极为不均衡,非洲磷矿资源富集度相对较高,约占世界的一半以上。[10]中国磷矿资源仅次于摩洛哥和美国,居世界第3位。根据美国地质调查局数据显示,截至2017年底,世界磷矿资源量为3000亿吨,磷矿石基础储量为678亿吨。主要分布在摩洛哥、西撒哈拉、中国、阿尔及利亚、叙利亚、俄罗斯、约旦、美国等20多个国家。[11]其中,摩洛哥和西撒哈拉地区的储量高达500多亿吨,占世界总储量的73.7%。[12]中国的磷矿基础储量仅占4.6%。

以摩洛哥为代表的磷化工新兴国家或地区(分布在中东、西非、北非等)发展迅速,且与中国相比,上述国家地区的磷肥发展呈现出更加集中投入、集聚生产、高效率的特征。[13]从国际供应侧来看,2015~2016年的国际磷肥供应主要来自于摩洛哥和中国等新兴国家,2017~2019年间,摩洛哥、巴西、沙特等国家规划的磷肥项目相继投产,国际磷肥产能逐步释放。[14]

(二)全球磷肥产能过剩局面将持续,行业集中度逐步提升

现阶段,全球磷肥供给高速增长期已过,磷肥产能增速总体将逐渐放缓,但是目前市场产能供大于求,仍处于供给过剩状态。中国磷肥产能占全球产能约50%,伴随着国内环保、限产政策不断升级,加之磷矿资源稀缺性,2018年磷肥产能退出107万吨(折100% P2O5),在政策趋紧状况下未来会有更多产能逐步退出市场。美国磷肥产能占全球产能约15%,由于磷矿石资源枯竭以及磷石膏污染等问题,2018~2019年美国磷肥最大的生产商美盛公司相继关闭两家工厂,减少产能360万吨产能(折100% P2O5),估计未来美国将不会新增磷肥产能。世界最大的磷酸盐生产商和出口商即摩洛哥磷酸盐公司(OCP)预计未来几年将进一步扩大产能。北非和中东磷肥产能占全球产能约15%,未来新增产能约700 万吨,但受各种条件限制,投产时间不确定性大。[15]

从行业集中度来看,摩洛哥OCP垄断国内磷化产业链各环节,2015~2019年磷肥出口量增长50万吨/年左右,约占世界新增需求的50%。[16]美国美盛公司现有产能占北美地区总产能的61%,[17]沙特、俄罗斯等国磷肥供应均垄断在少数企业手中。相对来说,中国磷肥产业集中度逐步提高,行业排名前十的企业产量占全国磷肥总产量的63%。

三、我国磷资源产业发展存在的问题

在国内外磷矿资源供应紧缺、国际磷肥产能扩张、国内磷肥产能过剩严重、产业发展带来的环境污染问题突出的情况下,国内磷资源产业传统的粗放加工及不合理的消费方式将难以为继,磷资源产业健康可持续发展面临重重困难。因此,在中国磷资源危机亟待化解的情况下,如何从全局出发,协调磷资源可持续发展中资源、环境和经济之间的关系,实现磷化工的绿色发展是生产者甚至全行业必须要解决的问题。

(一)原料供应紧张,资源利用率水平较低

随着中国磷矿石开采量的增加,以及品位逐步降低,国内磷矿石供应环节日益紧张。目前磷矿石资源较为分散,大型磷化工企业的资源集中度不足,未能形成一定的规模优势。磷矿开采的秩序需要进一步整顿。多数企业磷矿石回采率及选矿回收率仍较低,尾矿利用程度不够。受技术限制,中低品位磷矿利用率不高,多数高品位磷矿资源用来生产磷肥,造成资源浪费。[18]

(二)三废污染严重,磷石膏利用亟待解决

针对过程加工环节,磷石膏产生量大、利用率较低和不安全堆存等问题已严重威胁到磷化工的可持续发展。磷石膏中所含的氟化物、游离磷酸、磷酸盐等杂质在堆存过程中被雨水浸泡和冲刷会进入水体,对地下水及周边水体水质造成污染。磷石膏成分复杂、利用困难,目前经济适用的磷石膏资源化利用技术和规模化利用途径进展缓慢,多数磷石膏仍直接堆放。热法磷酸工艺中,黄磷尾气利用率仍然较低,泥磷在资源化利用过程中对环境的二次污染现象普遍。湿法磷酸工艺中,含氟废气回收利用目前只有部分企业应用,需要进一步推广。此外,磷矿伴生资源及稀有金属高效回收利用有待进一步探索。

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贵州瓮福磷石膏渣场

(三)产业结构不合理,高端产品产能不足

目前中国磷资源产品仍以中低端磷肥为主,产品档次较低、总量过剩,整个产品链仍处于全球价值链底端,虽然产业结构调整取得了一些成效,但是低端产品过剩、高端产品不足的总体局面没有得到根本改变。部分企业已逐步规模化生产缓控释肥、水溶肥等新型高端肥料,但肥料的质量和功效重复性较大。黄磷加工的精细磷化工产品附加值不高且规模不大,出口产品多为大宗传统的初级磷化工产品。[19]目前已建设的下游磷化工产品装置规模小,远未达到专用化、精细化、高纯化标准,高纯磷化工产品进口依赖严重。[20]

(四)肥效利用率较低,科学施用方式有待加强

过度施肥带来的土壤板结、土壤酸化直接威胁着中国土壤安全。长期以来施肥措施的不科学导致肥料使用率较低,目前中国磷肥使用率为20%左右,过剩的养分残留在土壤里,经过雨水冲刷再加上工厂含磷废水的排放,汇聚到河流湖泊形成水体富营养化。相比发达国家,中国水肥一体化推广规模较小,技术方面仍存在诸多问题。[21]并且,肥料的施用仍未和农业现代化及智能化的生产方式充分结合。在农村土地流转和规模化种植的趋势下,精准施肥和测土施肥等技术仍需要加速规模化推广应用。[22]

(五)多联产程度有待加强,体系耦合程度不足

世界各国磷化工产业呈现多联产一体化发展趋势,但是目前中国磷资源产业的系统集成度较低,无机磷化工、有机磷化工、磷酸盐和磷肥装置仍未做到有效联产和耦合。[23]磷矿、煤炭、硫酸等原料生产和磷肥、磷酸盐、其他磷化工产品生产上下游一体化程度需要进一步提高。并且,磷资源产业在发展过程中,生产企业和应用市场的关系脱节,中间承销环节较多,未能与农户建立有效连接,产业链传导效率较低。磷资源产业发展中政府和市场的关系没有得到较好平衡,市场调节作用未能充分发挥。

贵州黔南州磷化工企业

综上所述,磷资源产业发展所涉及的各种问题已经远远超出了产业生产或者单纯的环境污染等问题。它们之间存在着一种联动的效应,如果产业链上游的一个环节出现了问题,就有可能引发产业链下游另一个问题的产生。所以,需要跨资源、产业、社会、环境、经济等几个领域来针对磷资源产业开展研究和分析。

四、我国磷资源产业发展策略建议

通过对磷资源产业在全生命周期各个环节上的创新活动分析,磷资源制造业未来的发展将向“体系集约化,结构合理化,工艺生态化,模式服务化,应用智能化”转变。

(一)体系集约化

建议政府引导逐步提高市场化程度,推动目前磷矿加工企业组织结构的低效率、低素质,转向集约化经营、集团化、国际化的生产营销模式。强化市场与政府的平衡作用,弱化国有磷资源开采及加工企业的国有计划性质,近期以政府管理为主导,逐步淘汰落后产能,推动企业重组、兼并;远期以市场为主导,塑造区域品牌形象,强化产业国际竞争力。

企业应充分发挥相互之间的聚集作用,提高产业集群化程度,研发产业共生耦合技术,实现无机磷化工、有机磷化工与煤炭、氯碱、石化、建材、电力等产业的融合发展,利用区域优势发展相关产业、优化共生。对磷矿石资源进行有效整合,实现原料按需梯级利用等。

政府作为肥料产业的管理主体,要推行更加科学的管理政策,明确肥料管理指导、生产许可颁发、肥料登记、肥料流通主体的职责,促使肥料管理法规化、制度化、市场化。

(二)结构合理化

建议产业层面控制磷资源流动,减少流向磷肥的比例,提高流向工业、食品、饲料、能源等专用化、精细化产业的比例,提高资源产出率。

根据市场需求和农业研发新需求,发展化肥单品减量化生产技术,研发磷酸铵系列水溶肥、硝基磷肥、磷基缓控释肥、含微量元素的液体肥等新型肥料,提高肥料的利用率,减缓磷肥的过度施用;根据农业耕种科技进步、土地流转集约化种植及作物习性的具体要求,定制化生产小批量、高效肥料;发展附加值高、含磷量低的高端磷酸盐,强化产品结构调整,培育食品级和电子级磷酸、高端磷酸铁锂、六氟磷酸锂、新型含磷饲料等下游产品[24],发展以新能源、新材料为代表的新型化工产业。制定磷酸下游的多样化产品发展路线,提高产业应对市场变化的能力。

(三)工艺生态化

加强“三磷”整治力度,强调磷资源产业发展和生态保护并重,规范污染性企业治理行为,将废弃物资源化利用作为紧约束。重视磷石膏制约磷化工发展的问题,用磷石膏利用机制倒逼磷化工产业绿色发展。[25]加强传统工艺更新替代,研发硝酸工艺替代现有硫酸湿法工艺,减少新污染源的产生,加强磷石膏产生源头的清洁化和减量化;加快磷石膏制硫酸联产土壤改良剂等先进技术的研发,鼓励磷石膏下游规模化和高端化资源循环利用方式。[26]引入社会满意度指标,监督企业废物资源化利用,提高生态效率。

采用生产者责任延伸制,强化企业的污染物处理和再利用的意识,减少环境成本代价。发挥市场的作用,以价格为中心,建议改革税费制度,对磷资源型企业的探矿权采矿权使用费、企业排污费、矿产资源开发补偿费等行政收费进行改革;研究黄磷企业及湿法磷酸企业的环保税,通过市场作用引导企业投资方向;出台磷石膏绿色建材产品税收优惠及补贴政策。完善环境保护立法,控制低水平重复建设,用环境保护作为新建项目的约束条件。

重视磷元素的循环流动规律、流失规律和回收利用策略,建立磷元素从生产到生活的循环管理政策和环境政策,保护土壤资源和水资源,防治过度施肥带来的重金属堆积及土壤板结。

(四)模式服务化

从单纯的肥料产品制造走向肥料产品及农化服务一体化(生产型→服务型),是实施肥料制造业转型战略的重要策略。[27]以磷肥生产为主,构建新型磷肥生产系统和磷肥科学施肥系统的耦合衔接体系,加强水肥一体化、测土施肥、种肥同播、精准施肥、生态施肥等现代化科学施肥技术应用,逐步融合农膜资源化回收、高端经济型作物肥料定制、全水溶性活化钙镁磷肥就地生产施用、农业施肥技术指导等新型农业服务,形成新的农资产品供应及农业服务型产业。[28]

肥料企业可依托原有成熟的生产系统和销售网络,应用新一代信息技术和信息化手段,建立先进适用的肥料农化服务信息化平台系统,包括“互联网+”农资交易平台、肥料大数据查询及咨询平台、农技服务视频直播平台等。在线上平台上,设置肥料信息查询、肥料科学施用问诊、实地技术指导、农技专家在线咨询、村部集中授课指导等服务,为农户提供全方位的种植方案和专业技术服务,同时为制造型产业的服务化作支撑。在不断完善互联网服务平台的过程中,将肥料制造企业的经营重心逐步由过去的生产式驱动转向服务式驱动为主、肥料生产销售为辅的业务模式。

(五)应用智能化

未来农业的发展,将提高农户对肥料定制化的需求满足程度。生产与消费模式间的主导权将实现逆转,更加强调消费端的个性化需求。肥料生产端也将更加重视由农业消费端反馈的产品配方调整及定制、田间技术咨询及指导等自主式的服务化需求。

“政产学研用”的创新联盟要突出“用”的地位,新型的外在需求方式的改变将会激发新的生产和营销模式。创新政产学研用金介联盟机制,在强化绿色磷肥产品、新型肥料生产技术的研发、投入和协作攻关的同时,要根据下游农户的新需求,强化新肥料产品的应用和示范效果。

利用信息化对磷肥全程数字化从资源开采,加工制造到商业流通的产业链网中各个节点,根据农户反馈的具体问题进行创造性地解决和产品迭代,将产业由“单向链条活动”变成“环状反馈活动”。随着多样的改造性技术和进步性技术的涌现,构建具有多个方向的产业创新活动系统,最终形成产业创新的智能化格局。

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注:文中图片均来源于网络。




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