中國未來碲供需形勢分析與對策建議

姜含璐，代　濤

(1.中國地質大學(北京)，北京100083；2.中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037)

?

中國未來碲供需形勢分析與對策建議

姜含璐1，代濤2

(1.中國地質大學(北京)，北京100083；2.中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037)

碲是全球稀缺性資源，我國碲資源儲量和產量分別占全球的32%和50%，是優勢性戰略礦產資源。本文在全球碲供需視野下，以我國過去15年歷史數據為基礎，對碲主要消費領域的前景進行研判，預測未來15年碲需求量，并對未來我國碲資源供需形勢進行分析。預測，2030年我國碲需求將達到482t，較2015年將增長80%；2023年前后我國碲將由供大于求轉變為供不應求。針對未來供需趨緊的形勢，本文提出加大勘查評價力度、提高資源回收效率、加強儲備等建議，對保障我國碲資源安全供應有參考意義。

碲礦；預測；供需形勢；中國

碲是非金屬元素中金屬屬性最強的元素，有著十分良好的傳熱和導電性。碲有兩種同素異形體，一是黑色粉末狀、無定形碲；二是銀白色、金屬光澤、六方晶系的晶態碲。碲的化學性格與硫和硒相似，有一定毒性。世界上所有的純碲絕大多數均是從電解銅的陽極泥、煉鋅的煙塵及金、銀、鉛等冶煉的尾料中提取。隨著科技進步，碲的消費領域已經從傳統的冶金和石油化工產業轉向新興產業。目前，全球碲消費近80%用于薄膜太陽能、半導體、紅外探測等新興產業，中國太陽能行業尚有較大發展空間，碲必將成為重要的戰略資源之一。

目前，碲的研究多限于資源儲量分布、類型與其在工業領域的應用[1-2]，以及碲的資源開發、生產現狀、消費結構、市場狀況[3]，也有對碲化鎘太陽能終端應用前景趨勢分析[4-5]以及其他薄膜太陽能電池材料的研究現狀和進展[6-8]，但是，對碲的供需形勢分析鮮有涉及[9]，尤其對未來中長尺度的供需形勢分析幾乎沒有。我國碲礦資源潛力較大，開發程度也較大，是全球重要的碲資源供應地，大量珍貴的戰略資源以原料或產品形式出國，為了避免中國碲礦資源重蹈稀土之痛[10]，本文立足全球視野，對碲資源的主要消費領域進行研判，并對我國未來碲資源的需求進行預測，為國家未來碲礦開發與相關產業發展提供參考。

1　我國碲礦資源及生產供應

1.1我國碲資源豐富，全球戰略優勢顯著

碲是一種稀散元素，獨立礦床極少，主要伴生于與閃鋅礦、黃銅礦等礦石中。目前，全球唯一一處獨立成礦的碲礦只有中國四川省石棉縣大水溝。美國地調局以銅資源為基礎，按每噸銅可回收0.065kg碲計算，2014年推算出全球碲儲量在2.4萬t，儲量基礎3.8萬t，主要分布在中國、美國、加拿大、秘魯等國。其中，我國碲儲量居世界首位占全球的32%。2005～2014年，全球碲資源儲量從21000t到24000t，增加了14.29%。其中，中國碲儲量由16000t減少到7700t，減少了51.88%；中國占全球比重從43%減少到32%(圖1)。

圖1　2014年全球及中國各省查明碲資源儲量全國占比(數據來源：USGS[11]，2014年中國礦產資源儲量通報)

截至2014年底，我國共有碲礦區數26個，保有資源儲量近14000t，碲資源散布共計13個省，主要分布于江西、甘肅、四川、陜西、湖南等地。其中，江西碲資源占全國查明資源儲量的71%(圖1)。世界上唯一的碲礦獨立礦床位于我國四川省石棉縣大水溝，品位為0.1%，屬于較高含量。礦體總量在1000t左右，但呈雞窩狀分布，現在還不具備大量開采的條件。我國伴生碲礦資源尤為豐富，據主礦產資源儲量推算，我國還有未計入儲量的碲礦資源約10000t。未來，隨著科學技術進步和市場供需形勢的變化，我國碲礦資源尚有巨大潛力，因此，加強碲礦資源的開發利用和保護，在未來新能源產業發展中爭得一席之地。

1.2中國碲產量快速增長，占全球近50%份額

2014年，全球精練碲產量為522千t，主要生產國分布在中國、比利時、美國、日本、俄羅斯、加拿大等國家，前三位的中國、比利時和美國全球占比分別為49.61%、11.5%、9.59%。截止到2014年，中國精練碲產量達到259千t，中國精練碲產量在全球占比一直居于全球首位，且逐年增加，可見中國碲礦資源在全球地位首屈一指。

2005～2014年，全球精練碲產量從353千t增加到522千t，增加了47.88%(圖2)。從全球生產情況看，中國碲產量從121t快速增加到259t，增加了114%。其中2013年產量達到最大271t。

2　我國碲礦消費及未來供需形勢

2.1碲廣泛用于新興產業，是重要的戰略性資源

圖2　2005～2014年中國精煉碲產量及占比(數據來源：world metal statistics yearbook[12])

圖3　全球碲主要消費領域及中國消費結構對比(數據來源：USGS)

早期的碲用于天然橡膠生產的硫化劑，應用領域比較局限。到20世紀50年代開始，碲及其化合物逐步得到廣泛應用，主要包括太陽能、熱電制冷、電子、合金、橡膠等行業(圖3)。隨著科學技術進步，碲的消費領域已經從傳統的冶金和石油化工產業轉向半導體、薄膜太陽能、紅外探測等新興產業。目前，碲在新興產業的消費占80%左右，性能優良；尤其是碲化鎘用于太陽能電池領域，大大提高光能轉化效率，是一項具有重大戰略意義的新能源材料。2014年，中國碲消費近80%用于薄膜太陽能、半導體、紅外探測等新興產業，其余20%主要用于冶金、石化、電器等傳統工業。

全球碲消費國主要有中國、美國、加拿大、德國、墨西哥、加拿大等國家。碲作為新能源、新材料領域重要的原材料，在國內和全球的需求量也將不斷增加。中國坐擁豐富的碲礦資源，需加強各方面開發利用與保護。

2.2太陽能產業將繼續發展，未來碲需求持續增長

在面對全球氣候變暖、環境污染、以及傳統能源很快將會枯竭等問題的背景下，未來太陽能將占到世界能源生產一半以上的份額，并將逐步替代傳統能源，如天然氣、石油、煤等。中國碲消費近80%用于薄膜太陽能、半導體、紅外探測等新興產業，而且中國太陽能行業尚有較大發展空間，碲化鎘雖存在環境問題，但碲化鎘薄膜太陽能電池的研究及應用是當今光伏領域的熱點，碲化鎘的制備成本不僅是薄膜太陽能電池中最低，且具有光電轉換效率高、穩定性好等特點，可見碲化鎘太陽能電池產業前景廣闊，將是未來碲需求最主要拉動力。

中國是全球最大的碲資源國、消費國和生產國，國內碲產業也發展較快。碲作為新能源、新材料領域重要的原材料，未來在國內和全球的需求量也將持續增加。總體來看，未來中國對碲資源的需求量將呈不斷增長趨勢。

2.3中國碲化鎘薄膜太陽能電池發展空間巨大，碲需求將穩步增長

根據以往歷史數據增速為基礎，本文設定了三種不同的未來發展情景(表1)。

表1　未來中國碲需求發展情景三種增速設定

預測結果分別為：①參考情景下，到2030年中國碲需求量將達到482t；此情景下，2016年、2020年、2025年中國碲需求量分別為284t、359t、437t；②高增長情景下，到2030年中國碲需求將達到548t；此情景下，2016年、2020年、2025年、中國碲需求量分別為290t、380t、485t；③低增長情景下，到2030年中國碲需求將達到423t；此情景下，2016年、2020年、2025年、中國碲需求量分別為279t、339t、393t。

預測，參考情境下，未來中國碲需求量將持續走高，在2030年碲需求將達到482t(圖4)；在“傳統能源時代”向“太陽能等新能源時代”過渡中，未來太陽能將占到世界能源生產一半以上的份額，并將逐步替代傳統能源。碲已經成為制約太陽能和其他領域發展的原料因素，未來碲化鎘薄膜太陽能電池仍有非常大的發展空間，是碲需求的最大拉動者。

圖4　2016～2035年中國碲需求預測(數據來源：world metal statistics yearbook[13])

2.4未來供需形勢分析，2030前后供需格局將發生轉折

2.4.1未來供需形勢判斷

根據未來社會發展趨勢，中國銅總量供應將緩慢增長，并在2020～2025年之間達到供應峰值，所以給定以下增速較為合理(表2)；同時已知2012年碲產量為250t，按照此時碲產量與銅供應總量的換算系數x，以中國銅供應總量的增速為基礎，給定x一個增速，得到中長期換算系數；進而得到中國未來中長期碲資源供應值。預測，碲資源供應將在2014年到2022年間持續緩慢增加(圖5)，同期，碲資源消費卻保持快速增加態勢，但是一直處于供大于求的狀態；由于回收碲的原料供應增速緩慢和回收工藝止步不前等原因，到2023年，達到供需形勢轉折點，此時由供大于求轉變為供不應求，之后碲供應將持續吃緊，2030年供應缺口將達到74t。目前，中國碲產量能滿足國內需求，并略有出口，但隨著需求量的持續增加，未來極有可能出現供不應求的局面。我國碲礦資源潛力巨大，要及時建立國家儲備政策，避免珍貴的碲礦資源流失國外。

表2　中國未來供需形勢分析中兩個增速的設定

圖5　2016～2030年中國碲供需趨勢(數據來源：world metal statistics yearbook)

2.4.2研究結論驗證

按照現如今的回收工藝，本文設定，每噸銅可回收0.1kg的碲，2016年中國銅供應總量將為5283642t，按照換算比例應得到的碲資源為528.36t，但按照以上換算得實際碲供應為342.72t，此時可計算碲回收率64%；按照以上研究方法，2030年碲供應將達到407.82t，按照每噸銅可回收0.1kg的碲可得2030年理論應得的碲供應為548.75t，此時可計算碲回收率為74%，符合現實情況，可證以上研究方法可信。

3　結論與建議

3.1結論

1)碲是全球稀缺性資源，中國擁有世界上僅有的獨立碲礦床，2014年全球儲量占比達到32%，戰略優勢明顯；同時中國是全球最大的碲生產國，2014年我國碲產量全球占比達到50%，是全球碲資源主要供應地。

2)中國約80%的碲用于薄膜太陽能等新興產業，未來中國乃至全球碲資源需求將會持續增長，2030年碲需求將達到482t，較2015年增長了79.85%。

3)碲供應端增速緩慢，同時碲需求將持續增長；預測，2023年前后我國將由供大于求轉變為供不應求，到2030年供應缺口將達到74t。

3.2對策建議

1)加大地質勘查力度。進一步提高找礦效果；完善地質評價體系，規范礦業開發秩序，同時加強政策支持，確保資源勘查工作順利進行。

2)提升資源回收工藝水平。目前，國內外基本采用從銅陽極泥里回收碲，陽極泥濕法處理新工藝和濕法、火法聯合新工藝是陽極泥中金屬提取工藝的主要發展方向。一方面，提高碲資源回收工藝進而提高產能，同時進一步提高伴生碲資源的綜合利用率。另一方面，要加強高端產品的研發力度，提高資源利用效率，避免寶貴資源的浪費。

3)加強戰略儲備。國家應抓住機遇，有關方面要盡早建立戰略儲備制度，警惕寶貴的碲資源流失國外。借鑒各國儲備方法，結合我國國內大環境以及未來發展趨勢，本文設定最終給出碲的儲備規模建議為：63t≤儲備規模總量≤84t。

[1]錢漢東，陳武，謝家東，等.碲礦物綜述[J].高校地質學報，2000，6(2)：178-187.

[2]邢翔，郭建秋.碲的應用及其資源分布[J].礦產保護與利用，2009(3)：19-22.

[3]王曉民，孫竹賢.硒碲的生產現狀與發展前景[J].中國有色冶金，2009(1)：38-43.

[4]王曉民，李剛.世界碲、鎘及碲化鎘經濟現狀和前景[J].世界有色金屬，2010(9)：28-31.

[5]Goldfarb R J.Tellurium-The Bright Future of Solar Energy，U.S.Geological Survey Fact Sheet 2014-3077[EB/OL].http：//dx.doi.org/10.3133/fs20143077，2015.

[6]鄢炎.薄膜太陽能電池研究最新研究進展和挑戰[J].光學與光電技術，2015，13(6)：1-4.

[7]馮曉東，陳文超.碲化鎘太陽能電池的研究進展[J].南京工業大學學報：自然科學版，2016，38(1)：123-128.

[8]章詩，王小平，王麗軍，等.薄膜太陽能電池的研究進展[J].材料導報，2010，24(9)：126-131.

[9]Woodhouse M，Goodrich A，Lokanc M，et al .The Present，Mid-Term，and Long-Term Supply Curves for Tellurium；and Updates in the Results from NREL's CdTe PV Module Manufacturing Cost Model (Presentation)[EB/OL].http：//www.nrel.gov/docs/fy13osti/60430.pdf，2013.

[10]楊金志，仇逸.警惕稀缺戰略資源流失[N].中國人大，2010.

[11]U.S.Geological Survey.Mineral Commodity Summaries，January[R].2005-2015.

[12]World Bureau of Metal Statistics.World Metal Statistics Yearbook 2014[R].2014.

[13]World Bureau of Metal Statistics.World Metal Statistics Yearbook 2015[R].2015.

Analysis and suggestions of tellurium’s supply and demand of China in the future

JIANG Han-lu1，DAI Tao2

(1.China University of Geosciences (Beijing)，Beijing 100083，China； 2.Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China)

Tellurium resources are extremely rare in the world.Tellurium reserve and yield in China accountfor 32% and 50% of the world separately.Thus，tellurium is an important strategic resource.Based onthe supply and demand of the world and the historic data of the past 15 years，this paper makes judgments of the future consumption of telluriumandpredicts the demand of tellurium in next 15 years；Furthermore，it analyzes the supply and demand in China.In 2030，demand for tellurium will reach to 482 tons and compared to 2015，it will increase by 80%.Tellurium in China will change from supply more than demand to the opposite situation.Facing the verfull demand situation，it provides some suggestions including increasing the intensity of exploration and evaluation，improving the efficiency of resource，strengthening reserves，which has reference value for the safety oftellurium material supply.

tellurium；prediction；supply and demand；China

2016-01-10

地質調查項目“中國鐵銅鋁等資源循環調查評價”資助(編號：121201103000150015)

姜含璐(1992-)，女，碩士研究生，研究方向為礦物學、巖石學、礦床學。E-mail：1063393469@qq.com。

代濤，男，副研究員，主要從事資源經濟與資源戰略方面的研究工作。E-mail：eagledai@126.com。

F407.1

A

1004-4051(2016)10-007-04