中國鋅礦資源開發(fā)利用形勢分析

潘志君 , 夏 鵬 *, 朱 清 , 龍 濤, 韓 見 ,武海煒 , 劉盼盼 , 張曉鶴

1)中國地質(zhì)調(diào)查局國際礦業(yè)研究中心, 北京 100037； 2)中國礦業(yè)報社, 北京 100037；3)中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037

鋅是一種很重要的有色金屬原材料, 地位僅次于銅和鋁。自然界中的鋅總是和是鉛半生, 以鉛鋅礦床的形式存在(戴自希, 2005), 而大多數(shù)鉛鋅礦床普遍半生 Cu、Fe、S、Ag、Sn、Sb等元素(劉紅召等, 2017)。

鋅最突出的特點是易腐蝕, 最大的應(yīng)用領(lǐng)域是鍍鋅防腐, 鍍鋅消費占全球鋅消費的一半以上。廣泛應(yīng)用于建筑、汽車、船舶等傳統(tǒng)行業(yè)。鋅質(zhì)軟且熔點低, 可以制作對機械強度要求不高的合金鑄件,應(yīng)用于機械制造、電子等行業(yè)。鋅與銅和鋁等可制作黃銅和青銅, 耐化學(xué)腐蝕性強, 且切削加工的機械性能好, 可用于無縫管、閥門和管道配件(Mudd et al., 2017)。

全球鋅終端消費結(jié)構(gòu)為：建筑 48%、交通運輸23%、機械 10%, 電子產(chǎn)品和基礎(chǔ)設(shè)施分別為 10%和 9%； 中間產(chǎn)品消費結(jié)構(gòu)為：鍍鋅 50%、鋅合金17%、黃銅 17%、化工和其他分別為 6%和10%(International Lead and Zinc Study Group,2019)。鋅的消費領(lǐng)域較穩(wěn)定, 未來建筑、交通運輸?shù)刃袠I(yè)對鋅的需求趨勢仍將起著主導(dǎo)作用。

中國是全球第二大鋅資源國, 第一大消費國、生產(chǎn)國和進口國, 鋅對國民經(jīng)濟發(fā)展有著十分重要的意義。

由于國民經(jīng)濟發(fā)展對鋅的需求量大, 而且中國鋅資源很大程度依賴國外進口, 從而分析鋅的供需格局以及未來發(fā)展趨勢很重要。特別在當(dāng)前國際形勢不明朗, 諸多風(fēng)險不確定, 而且貿(mào)易壁壘逐漸加大的情況下, 中國的鋅供應(yīng)端受國際形勢和國際地緣政治影響越來越大。

要想客觀而準確地分析中國鋅資源開發(fā)利用現(xiàn)狀和形勢, 首先具備開闊的視野, 要有整體觀,要從全球的視角梳理分析鋅資源供需格局, 即全球鋅資源儲量, 產(chǎn)量、消費概況以及中國在其中的國際地位。其次要具備獨特眼光, 要從細節(jié)處, 有針對性地從安全指標入手, 對鋅生產(chǎn)集中度、儲采比以及進口集中度等方面內(nèi)容進行分析。

1 數(shù)據(jù)來源

本文對于鋅資源的研究涉及世界主要國家(包括中國)鋅礦產(chǎn)資源儲量、產(chǎn)量、消費量、貿(mào)易、礦山、供應(yīng)商等方面數(shù)據(jù)。其中資源儲量、產(chǎn)量主要來自萬得數(shù)據(jù)庫(2020)和美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS,2019), 礦山、公司供應(yīng)商主要來自標普全球(S&P Global Market Intelligence, 2019)和萬得數(shù)據(jù)庫(2020), 消費結(jié)構(gòu)及供應(yīng)關(guān)系主要來自國際鉛鋅研究小組(International Lead and Zinc Study Group,2019), 消費歷史主要來自世界金屬統(tǒng)計(World Bureau of Metal Statistics, 2019)和萬得數(shù)據(jù)庫(2020), 貿(mào)易關(guān)系主要來自全球資源貿(mào)易(Resourcetrade.Earth, 2018)。

2 全球鋅礦資源供需形勢

2.1 全球鋅礦資源儲量概況

截至 2019年底, 世界已查明的鋅資源量有 19億t, 鋅儲量為2.5億t(USGS, 2019)。

世界鉛鋅礦主要分布在大洋洲、亞洲、北美及南美洲。其中, 澳大利亞是世界上鋅礦資源最豐富的國家, 儲量6800萬t, 占世界總儲量的31.50%。其次排名前五的國家有中國、秘魯、哈薩克斯坦和美國, 儲量分別為 4400萬 t、1900萬 t、1200萬 t和1100萬t(萬得數(shù)據(jù)庫, 2020)(圖1)。

圖1 2009—2019年全球及主要國家鋅礦資源儲量(據(jù)萬得數(shù)據(jù)庫, 2020)Fig.1 2009-2019 global and major countries’ zinc resource reserves (after Wind, 2020)

2.2 全球鋅礦資源產(chǎn)量概況

2019年全球鋅精礦產(chǎn)量為 1300萬 t, 較 2018年增長 4%(圖 2)。從近十年整體來看, 全球鋅產(chǎn)量趨于穩(wěn)定。2009—2019年全球主要國家鋅資源礦山產(chǎn)量世界各國鋅資源產(chǎn)量及分布相對穩(wěn)定, 保持小幅度的波動。2019年, 鋅精礦生產(chǎn)量排名前五的國家分別為中國430萬t, 秘魯140萬t, 澳大利亞130萬t, 美國78萬t, 加拿大30萬t, 其產(chǎn)量合計占鋅精礦生產(chǎn)總量的62%(萬得數(shù)據(jù)庫, 2020)。全球鋅生產(chǎn)相對集中, 僅中國、澳大利亞、秘魯三國就占據(jù)了全球50%以上(圖3)。

圖2 2009—2019年全球鋅礦資源礦山產(chǎn)量(據(jù)萬得數(shù)據(jù)庫, 2020)Fig.2 2009-2019 global mine production of zinc resources(after Wind, 2020)

圖3 2019年世界主要國家鋅礦山產(chǎn)量占比(據(jù)萬得數(shù)據(jù)庫, 2020)Fig.3 Proportion of zinc mine output in major countries in the world in 2019 (after Wind, 2020)

2.3 全球主要鋅礦山概況

全球十大鉛鋅礦山主要分布在澳大利亞、秘魯,玻利維亞、印度等地區(qū)。主要由嘉能可、必和必拓、泰克資源, 住友集體和加拿大黃金等礦業(yè)巨頭掌控。全球第一大礦山, Antamina鋅礦位于秘魯, 屬于必和必拓(33.7%)、嘉能可(33.7%)、Teck resources(22.5%)、三菱集團(10%)共有的礦山, 礦山資源量為5.9億t(USGS, 2019)。

從全球主要的鋅礦山產(chǎn)量來看, 排名靠前的世界級大礦山主要集中在印度、澳大利亞、美國和秘魯?shù)葒?表1)。

表1 全球12大礦山2019年鋅產(chǎn)量(金屬量)Table 1 Zinc production (metal volume) of the world's 12 largest mines in 2019

2.4 全球大型鋅生產(chǎn)商概況

全球20大鋅礦生產(chǎn)商鋅總產(chǎn)量為580萬t, 占全球總產(chǎn)量的 43.3%。主要分布在加拿大、澳大利亞、秘魯、印度、墨西哥、中國等國家(S&P Global Market Intelligence, 2019)。

嘉能可公司擁有世界上最大的鋅精礦和精鋅產(chǎn)能, 2018年, 其鋅精礦產(chǎn)能為112萬t(金屬量), 產(chǎn)量占全球的8.3%, 產(chǎn)值達到32.7億美元； 其次是印度的斯坦鋅公司(Hindustan Zinc Ltd.), 2018年, 其鋅精礦產(chǎn)量為74萬t(金屬量), 產(chǎn)量占全球的5.5%,產(chǎn)值達到 21.7億美元(S&P Global Market Intelligence, 2019)。

前 20大生產(chǎn)商中, 加拿大產(chǎn)量最大, 泰克資源、特雷瓦利、倫丁礦業(yè)公司和哈德貝公司產(chǎn)量約118萬t, 是排名最大的國家。中國鋅資源生產(chǎn)商產(chǎn)量相對稍低, 主要有紫金礦業(yè)、五礦資源、和中金嶺南, 其產(chǎn)量70萬t, 約占全球的6%(表2)。

表2 2018年全球20大鋅礦生產(chǎn)商Table 2 The top 20 zinc mine producers in the world in 2018

2.5 全球及主要國家鋅礦資源消費量概況

1900—2019年, 全球鋅消費量從 48萬 t增至1377萬t, 增長了近29倍。2000年以前, 全球鋅消費主要集中在美國、日本、韓國、德國、法國等發(fā)達國家。2000年以來全球消費重心開始向中國、印度等新興發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。未來印度、東盟將為全球鋅需求主要拉動者, 但全球增速將放緩(代濤等,2015)。

中國正處于工業(yè)化中期, 工業(yè)部門相對較完善,礦產(chǎn)資源消費領(lǐng)域相對集中, 符合資源-產(chǎn)業(yè)“雁行式”演進規(guī)律(陳其慎等, 2015b), 大部分發(fā)達國家的消費量已開始減少(圖4), 逐漸趨于平穩(wěn), 未來較長一段時間內(nèi)(陳其慎等, 2015a), 中國還是鋅資源消費主體。

圖4 2007—2019年全球及主要國家鋅精礦消費歷史(據(jù)World Bureau of Metal Statistics, 2019)Fig.4 2007-2019 global and major countries' zinc concentrate consumption history(after World Bureau of Metal Statistics, 2019)

2.6 全球鋅礦資源供應(yīng)形勢

伴隨我國經(jīng)濟增速的放緩, 我國礦產(chǎn)資源需求也將發(fā)生重大調(diào)整, 鋅等大宗礦產(chǎn)需求已開始趨緩,其礦產(chǎn)需求即將到達需求頂點, 2025年將下降到500萬t以下(陳其慎等, 2015c)。

2019年全球鉛產(chǎn)量增長 1.8%, 達到 475萬 t,總體處于過剩狀態(tài)。而鋅2019年需求旺盛, 出現(xiàn)了巨大的供應(yīng)缺口。從2013—2019年, 全球精煉鋅消費需求大, 整體處于供不應(yīng)求的狀態(tài), 2019年, 精煉鋅出現(xiàn)了20.9萬t的供應(yīng)缺口(圖5)(International Lead and Zinc Study Group, 2019)。

圖5 全球精煉鋅過剩/缺口(據(jù)International Lead and Zinc Study Group, 2019)Fig.5 Global refined zinc excess/gap(after International Lead and Zinc Study Group, 2019)

排除新冠肺炎疫情對全球的短期影響, 未來長期而言, 全球鋅資源將仍處于供不應(yīng)求的緊缺狀態(tài)。

3 鋅資源開發(fā)利用指標建立

本文認為不能單純地從鋅儲量和產(chǎn)量的資源現(xiàn)狀, 來判斷某國的資源問題。而應(yīng)該綜合考慮,多角度分析。本文從鋅生產(chǎn)集中度、儲采比以及進口國集中度這3個方面分析。

3.1 生產(chǎn)集中度(Sn)

本文定義生產(chǎn)集中度(Sn), 用來反映國內(nèi)礦產(chǎn)資源生產(chǎn)的分散與集中情況, 用國內(nèi)排名前十的礦山產(chǎn)量與全國的礦山產(chǎn)量總量的比值表示。見式(1)(2)：

式中：n為年份；Ai表示某個礦山產(chǎn)量(礦石量),表示國內(nèi)排名前十的礦山產(chǎn)量(礦石量)；An表示某年的國內(nèi)礦山產(chǎn)量(礦石量)；Pn表示某年國內(nèi)的礦山產(chǎn)量總值(金屬量)；Gi表示不同礦山的不同品位。

Sn越大, 表示集中度越大, 例如Sn最大理想值為 1, 這表示國內(nèi)某年的礦山產(chǎn)量均來自前十大礦山, 說明鋅礦生產(chǎn)非常集中； 相反,Sn越小, 集中度越小, 表示某年的礦山產(chǎn)量分散在全國無數(shù)個小礦山中。

3.2 鋅儲采比(Cn)

鋅資源儲采比, 是指鋅儲量與當(dāng)年產(chǎn)量之比,是度量鋅資源開發(fā)強度的一項指標, 在編制未來生產(chǎn)計劃和規(guī)劃時必須要考慮的因素。本文用Cn表示,見式(3)：

式中：n為年份；Rn為當(dāng)年年底儲量；Pn為當(dāng)年產(chǎn)量；Cn為鋅資源儲采比,Cn比值越小, 表明可開采年限越小。

由于儲量和產(chǎn)量都是隨著時間推移而變化的值, 故Cn也是一個動態(tài)值。Cn在當(dāng)年越小, 鋅資源面臨資源危機的程度越大。

3.3 赫芬達爾-赫希曼指數(shù)(HHI)

赫芬達爾-赫希曼指數(shù)(HHI)是一種測量產(chǎn)業(yè)集中度的綜合指數(shù), 也是目前使用頻率較高的計算市場集中度的指標。本文將HHI用于鋅資源進口國分析, 能較好的反映鋅進口來源國的市場規(guī)模及結(jié)構(gòu)。計算公式如下：

式中：ai是指從i國進口鋅的量,A表示從各國進口鋅產(chǎn)品的總量。本文HHI指從i(i=1, 2, ···,N)國鋅進口量占中國鋅進口總量比重的平方和, 其反映中國鋅進口國的集中度, 值越大, 說明進口國集中度越高, 風(fēng)險越大。

4 數(shù)據(jù)計算及處理

4.1 生產(chǎn)集中度(Sn)

表3 2019年中國主要鋅礦山產(chǎn)能統(tǒng)計表Table 3 Production capacity statistics of China's main zinc mines in 2019

當(dāng)Gi為 5%—10%區(qū)間時,Sn取值區(qū)間為0.17—0.35, 當(dāng)Gi取平均值時,Sn為0.25。

4.2 鋅儲采比(Cn)

對 2009—2019年鋅的產(chǎn)量和儲量數(shù)據(jù)計算及處理結(jié)果如表4所示。

表4 2009—2019年中國鋅產(chǎn)量、儲量及儲采比Table 4 China's zinc production, reserves and reserve-production ratio during 2009-2019

4.3 赫芬達爾-赫希曼指數(shù)(HHI)

HHI值為0到1之間, 但為了更好的區(qū)分比較,通常將其值乘以10 000進行放大, 故而理論值變?yōu)?到10 000之間。美國司法部和聯(lián)邦貿(mào)易委員會的標準, 赫芬達爾—赫希曼指數(shù)(HHI)小于 1500, 處于“寬松”風(fēng)險狀態(tài)； 位于 1500～2500, 表示有一定的風(fēng)險； 2500以上為“緊張”風(fēng)險狀態(tài)。中國進口的鋅產(chǎn)品主要包括鋅砂礦及其精礦以及中間產(chǎn)品,而其中鋅砂礦及其精礦是最主要的(Resourcetrade.Earth, 2018), 故本文不考慮鋅的中間產(chǎn)品。對中國鋅砂礦及其精礦進口量數(shù)據(jù)進行計算及處理的結(jié)果如表5所示。

表5 中國鋅產(chǎn)品進口市場結(jié)構(gòu)類型Table 5 China's zinc placer and concentrate import market structure type

5 中國鋅資源開發(fā)利用形勢分析

5.1 生產(chǎn)集中度小, 開采成本高

雖然我國的鋅資源儲量世界排名第二, 有一定的優(yōu)勢, 但中國鋅資源生產(chǎn)集中度Sn取值區(qū)間為0.17—0.35, 生產(chǎn)較為分散, 主要表現(xiàn)在：第一, 礦山數(shù)量多, 但小而散, 大型鉛鋅礦山的全球占比較低； 第二, 礦床地質(zhì)條件復(fù)雜, 開采難度大； 第三,富礦少, 貧礦多； 第四, 鋅供應(yīng)企業(yè)相對分散, 多而不強。正因如此, 我國鋅資源從開采到加工冶煉,所花費的成本代價相對國際而言, 是比較高的。

中國十大鋅礦山分別是：銅街-曼家寨礦區(qū)、東升廟礦區(qū)、烏恰烏拉根鋅礦、榮達鉛鋅銀礦、甘洛壩鉛鋅礦、紅嶺鉛鋅礦、八岔溝西鉛鋅礦、盤龍鉛鋅礦、四角羊-牛苦頭礦區(qū)、蘭坪鉛鋅礦, 年產(chǎn)鋅礦石量1510萬t(International Lead and Zinc Study Group, 2019)。

5.2 鋅儲采比(Cn)低, 可持續(xù)性不強

中國是世界鋅資源大國。2019年儲量為4400萬t, 占全球的18%, 排名世界第二(圖1)。目前, 我國鋅查明資源儲量主要分布在內(nèi)蒙古、云南、新疆、廣西、甘肅等省(區(qū))五省(商務(wù)部流通業(yè)發(fā)展司, 2019)。

2009年以來, 我國的鋅資源儲采比總體保持在10以內(nèi), 2019年為9.3, 遠遠低于鋁(儲采比約100)等其他有色金屬。這表明我國鋅礦資源形勢十分緊缺, 可持續(xù)開采性很低。

這不僅是中國面臨的問題, 更是世界性的難題。從全球十大鉛鋅礦山中可以看出(表6), 大部分礦山可將在未來 10年內(nèi)開采殆盡, 壽命最長的礦山澳大利亞McArthur River也將在23年后資源枯竭。這就要求全球必須不斷地發(fā)現(xiàn)新鉛鋅大礦, 來彌補未來供應(yīng)缺口。

表6 全球10大鉛鋅礦山Table 6 Top 10 lead-zinc mines in the world

目前, 雖然有俄羅斯Kholodninskoye鉛鋅礦、Ozernoe鉛鋅礦、印尼的Dairi鉛鋅礦、阿爾及利亞的Tala Hamza鉛鋅礦、澳大利亞Dugald River以及我國火燒云鉛鋅礦等多個在建或者待開發(fā)大型鉛鋅礦。但總體來看在建或待建鋅礦的開發(fā)條件和資源質(zhì)量將劣于目前在產(chǎn)或最近關(guān)閉的。新增產(chǎn)能對推動全球鋅礦產(chǎn)量復(fù)蘇的力量將十分有限。而在未來更長的一段時間里鋅礦供應(yīng)或依然呈現(xiàn)起伏不斷，但整體偏緊缺的狀態(tài)(馬志偉, 2016)。

5.3 鋅砂礦及其精礦進口集中度高

根據(jù)中國鋅進口數(shù)據(jù), 得出HHI值約為 2037,位于1500～2500, 這表明中國鋅資源進口集中度較高, 有一定的風(fēng)險。例如中國鋅精礦進口 34.5%來自澳大利亞, 這意味著中國的鋅資源供應(yīng)很大程度上受這個國家的政策、投資環(huán)境等各方面因素制約。

秘魯、澳大利亞、美國、玻利維亞、土耳其是全球五大鋅礦出口國, 中國、韓國、西班牙、比利時、日本是全球五大鋅精礦進口國(Resourcetrade.Earth, 2018)。

根據(jù) 1980年日本公正交易委員會公布的分類方法(表 7), 中國的鋅進口市場結(jié)構(gòu)屬于高寡占型Ⅱ。這也說明中國鋅進口來源較為集中。

表7 日本公正交易委員會對市場結(jié)構(gòu)的分類Table 7 Classification of market structure by the Japan Fair Trade Commission

6 結(jié)論

(1)中國鋅資源未來長期將處于緊缺狀態(tài)

中國是全球第二大鋅資源國, 第一大消費國、生產(chǎn)國和進口國。近年以來, 中國一直是全球鋅資源消費主體, 且在未來較長一段時間內(nèi), 這種格局依然保持不變。排除新冠肺炎疫情對全球的短期影響, 未來長期而言, 全球鋅資源枯竭問題嚴峻, 中國鋅資源供需形勢不容樂觀, 長期將處于資源緊缺狀態(tài)。

(2)中國鋅產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展承壓增大

在過去相對良好的國內(nèi)、國際環(huán)境下, 我國鋅產(chǎn)業(yè)整體基本平穩(wěn)運行, 但未來面臨轉(zhuǎn)型發(fā)展的巨大壓力, 主要表現(xiàn)在：一是中國鋅產(chǎn)品進口集中度高, 屬于寡占型進口市場結(jié)構(gòu), 隨著未來國際貿(mào)易壁壘的加大, 鋅產(chǎn)品的海外供應(yīng)端承壓增大。二是鋅礦生產(chǎn)集中度小, 開采效率低, 開發(fā)成本大, 不符合未來追求“降本增效”的發(fā)展理念, 矛盾加大。三是中國鋅資源儲采比低, 僅為 10左右(圖 6), 隨著未來開采活動由淺部逐步向深部的趨勢, 勘探經(jīng)費投入減少, 以及生態(tài)環(huán)境保護意識加強等因素,鋅資源開采潛力受限。未來鋅產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)矛盾將不斷突出, 亟待轉(zhuǎn)型升級發(fā)展。

圖6 2009—2019年中國鋅精礦產(chǎn)量、儲量以及儲采比Fig.6 China’s zinc concentrate production, reserves and reserve-production ratio during 2009-2019

Acknowledgements:

This study was supported by China Geological Survey (Nos.DD20201118, DD20190482 and DD20190400).