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我国硫资源保障程度分析

2017-03-31刘超

硫酸工业 2017年1期
关键词:硫铁矿制酸资源量

刘超

(中国国土资源经济研究院,北京 101149)

综述与专论

我国硫资源保障程度分析

刘超

(中国国土资源经济研究院,北京 101149)

从硫资源状况、利用方式、供应来源和结构方面分析了我国硫资源未来的供应能力,分情景预测了未来硫资源需求量,对未来供需平衡进行了对比分析,认为我国硫资源对外依存度将呈下降趋势。结合当前行业面临的产能过剩、环境保护、技术改造升级等方面的问题,提出了以资源保障为目标,加强供给侧结构性改革,优化产业结构等方面的建议。

硫资源 保障程度 需求 预测 供应 分析

硫作为重要的化工原料在我国呈既过剩又短缺的现象:从资源角度看,我国硫资源短缺,每年需进口大量硫磺补充国内不足;但从产品角度看,硫酸产能又过剩。据中国硫酸工业协会统计,当前硫酸产能发挥率不足75%[1]。硫酸行业产能过剩、需求持续低迷、市场竞争激烈以及环保压力加大等形势,倒逼企业进行技术改造,提升内部管理,淘汰落后产能,节能减排和清洁生产水平不断提高[2]。

我国硫资源对外依存度较高,面对复杂的国际环境,探讨国内硫资源保障程度并提出合理的提高硫资源保障程度的政策建议,对国家长期硫资源安全尤为重要。

1 我国硫资源状况

近年来,我国可利用硫资源不足问题凸显。硫资源以石油、天然气炼化回收硫、硫铁矿制酸、有色金属冶炼回收硫为主,而世界其他国家主要以油气精炼回收硫磺及有色金属冶炼回收利用硫资源为主。

除硫铁矿可单独作为硫资源使用外,油气精炼回收硫磺及有色金属冶炼回收利用硫资源受油气和有色金属生产约束。因此,笔者从资源的角度出发,主要分析硫铁矿、伴生硫及自然硫的资源情况。我国石油多数为低硫油,油气中硫资源含量有限。因此,硫铁矿和伴生硫铁矿仍将是中国当前以至今后相当长一段时期的主要硫资源之一。

1.1 硫铁矿勘查

2006—2014年我国累计勘查投入3.32亿元,累计新查明硫铁矿资源量655 Mt。2006—2014年,我国硫铁矿勘查投入及新增资源量变化见图1。

由图1可见:自2007年起勘查投入增长幅度较大,原因是2006年国务院出台了《国务院关于加强地质工作的决定》(国发〔2006〕4号),目的是为了全面增强地质勘查的资源保障能力和服务功能,促进地质工作更好地满足经济社会发展的需要。近几年来随着经济增速放缓,勘查投入有所减少。

图1 我国硫铁矿勘查投入及新增资源量变化

1.2 自然硫

截至2014年底,我国自然硫基础储量1.144 5 Mt(以S计,下同),同比增长60.18%;查明资源储量354.867 Mt,同比增长2.28%。其中96%以上的自然硫查明资源量集中在山东,资源集中度非常高,但目前因采选技术尚不成熟,短期内还难以开发利用。2002—2014年我国自然硫查明资源量变化及分布见图2。

图2 2002—2014年我国自然硫查明资源量变化及分布

1.3 硫铁矿

截至2014年底,硫铁矿储量538.6 Mt(矿石量),同比下降6.34%;查明资源量5 830.2 Mt(矿石量),同比增长2.41%。从分布看,主要分布在四川、安徽、贵州、云南、内蒙古、广东、山东等省区,7省区查明资源量占到全国的81.5%,硫铁矿资源分布表现出集中度较高的特点。2002—2014年我国硫铁矿资源量变化情况及分布见图3。

图3 2002—2014年我国硫铁矿资源量变化及分布

由于近年来富硫铁矿的快速消耗,w(S)>35%高品位硫铁矿储量呈下降趋势。从2003年的112.4 Mt下降到2014年的59 Mt,下降幅度近一半。2003—2014年我国高品位硫铁矿资源量变化见图4。

图4 2003—2014年我国高品位硫铁矿资源量变化

高品位硫铁矿占比较低,截至2014年底,高品位硫铁矿储量占全部硫铁矿储量的10.93%,资源量仅占到全部硫铁矿资源量的3.03%,表现出贫矿多、富矿少的特点,同时勘查程度普遍不高。2014年我国富硫铁矿储量、查明资源量结构见图5。

图5 2014年我国富硫铁矿储量、查明资源量结构

1.4 伴生硫

截至2014年底伴生硫储量为36.297 Mt,同比下降5.28%,查明资源储量457.344 Mt,同比增长1.16%。从分布看,主要集中在江西、安徽、吉林、陕西、内蒙、云南等6省区,合计占全国查明资源量的56.55%。2014年我国伴生硫查明资源量变化及分布见图6。

图6 2014年我国伴生硫查明资源量变化及分布

总体而言,我国不同类型的硫资源分布相对集中。硫铁矿以四川最为集中,占16.34%,伴生硫铁矿以安徽最为集中,占14.59%,自然硫以山东较为集中,占96.18%。

2 我国硫资源供需及贸易

2.1 我国硫资源生产情况

我国硫产量呈增长趋势,已经形成三大来源三足鼎立的硫资源利用形势,包括硫铁矿、伴生硫铁矿、自然硫以及冶炼烟气中回收的硫和从石油、天然气中回收的硫磺。此外,以煤为原料的合成氨厂、炼焦厂在生产合成氨和煤气的同时也回收少量的硫磺。

近年来,我国硫产量呈持续快速增长趋势,2006—2015年产量从9.160 Mt升至21.780 Mt,年均增长10.12%。从来源构成看,虽然3种主要硫来源产量总体呈上升趋势,但是占比构成变化却不同。硫磺、冶炼酸占比上升,而硫铁矿占比下降。对比2005—2015年数据可以发现,硫铁矿占比从47.91%下降到26.54%,硫磺和冶炼酸占比分别从11.68%和38.14%上升到26.35%和47.11%,我国硫资源产量和结构变化见图7和图8[3-4]。

2.2 我国硫资源消费状况

2015年我国硫表观消费量为34.087 Mt,同比增长2.4%。由于经济增速放缓,需求增速出现明显下滑。2001—2015年我国硫消费量年均增长率为8.9%,2001—2015年我国硫产量、消费量变化见图9。

图7 我国硫产量变化

图8 我国硫产量结构变化

图9 2001—2015年我国硫产量、消费量变化

当前面临硫资源短缺的问题,2015年国产硫磺约5.740 Mt,进口11.930 Mt,硫磺自给率32.5%,比2014年下降4.1%;进口硫酸1.171 Mt,同比下降16.7%。

3 我国硫资源保障程度分析

3.1 硫资源需求预测

因为硫资源需求量与化肥需求量关系较为密切,化肥用酸中约90%主要用于生产磷肥。硫资源是国家粮食安全的重要保障,作为化肥的生产原料,目前尚无其他原料可以代替。因此硫酸消费量受磷肥产量影响,近年来我国磷肥消费量已接近饱和点,未来产量分2种情况:

1)乐观情况。国家逐步放松磷肥出口政策,2016年1月1日起实施的《2016年关税实施方案》关于化肥出口的关税与2015年保持一致,因此出口带动的化肥增量仍将保持,但增幅有限,从而带动硫资源消费量提高。但随着国内磷矿资源消耗,保障程度降低。同时,政策方面也已经多次提及化肥使用增长要求。2015年2月17日,农业部就发布了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》。2016年中央一号文件又再次明确到2020年全国化肥农药用量实现零增长。2016年3月5日国务院总理李克强在第十二届全国人民代表大会第四次会议上做的《2016年国务院政府工作报告》也明确指出:加强农业科技创新与推广,深入开展粮食绿色高产高效创建,实施化肥农药零增长行动。

预计在2020年之前磷肥产量保持较低增长率,到2020年产量将不再增长,按照硫资源消费增长率与磷肥产量增长率相协调的关系,2015年硫消费同比增长率只有2.4%,未来增速不会有较大增长,因此2016—2020年硫资源消费量年均增长率为3%, 2021—2025年年均增长率为1%,2026—2030年年均增长率为0。以2015年硫资源消费量34.08 Mt为基础,则计算出2020年消费量为39.51Mt,到2025年消费量达到41.52 Mt,此后消费量趋于稳定。

2)保守情况。保守认为目前国内磷肥产消量已经达到峰值,且没有出口宽松政策支持,则磷肥产量趋于稳定,随后出现下降。2016—2020年、2021—2025年、2026—2030年硫资源消费量增长率分别按照2%,0,0计算,则硫资源消费量到2020年达到37.63 Mt,此后消费量维持稳定。

2001—2016年、2017—2030年我国硫消费量预测趋势见图10。

图10 2001—2016年、2017—2030年我国硫消费量预测趋势

3.2 硫资源供应分析

若暂不考虑进口硫资源,未来硫资源供应仍将以有色金属(主要为铜、铅、锌)冶炼烟气回收硫、硫铁矿和石油天然气炼化回收硫磺为主。

3.2.1有色金属冶炼回收硫产量预测

该部分硫资源是国内有色金属冶炼的副产品,产量主要随铜、铅、锌等有色金属的冶炼产量而定。根据有关机构按照人均矿产资源消费量与人均GDP的“S”型消费规律预测,铜、铅、锌等冶炼产量如下:

1)铜。预计未来随着电力、交通、电子通信等行业的快速发展,中国铜需求将持续上升,2025年国内铜需求量将达到15 Mt左右的消费顶点,之后需求将趋于稳定,并在一段时期内高位运行。因此精炼铜产量在2025年达到峰值,随后趋于稳定。

2)铅。主要用于生产机动车蓄电池,其消费量与汽车、摩托车等行业发展密切相关,据《全国新一轮矿产资源保障程度论证》报告预测:约2020年中国铅消费量达到峰值,届时铅需求量约为6.9 Mt,2025年需求量约为6.87 Mt,2030年需求量约6.85 Mt。假设精炼铅产量和消费量同期达到峰值,则2020年精炼铅产量也达到峰值,随后缓慢下降。

3)锌。主要应用于建筑、汽车、船舶等行业,当前房地产发展趋缓,建筑镀锌用量下降;机械制造等领域用锌也开始出现下滑,汽车领域用锌仍处于增长态势。发达国家经验表明:当人均GDP达到约1.2万美元时,锌主要用于建筑、交通运输等行业的国家,锌消费量达到峰值。因此,预计2020年前后中国锌消费量达到峰值,届时锌需求量约7.52 Mt,人均锌需求量5.2 kg,2025年需求量约7.38 Mt,2030年需求量约7.22 Mt,即2020年后锌需求量呈现缓慢下降趋势。假设2020年精炼锌年产量达到峰值,随后趋于稳定至缓慢下降。

由于冶炼烟气制酸回收硫主要来自铜系统和铅、锌系统,铜消费需求量将在2025年前后达到峰值,铅、锌消费量将在2020年前后达到峰值,那么作为冶炼过程中副产的硫也将在2025年前后达到峰值。2015年冶炼烟气制酸回收硫(以S计,下同)同比增长率为6.9%,产量为10.26 Mt。假设2016—2020年年均增长率为6.5%,2021—2025年年均增长率为3%,2026—2030年年均增长率为0,则2025年有色冶炼回收硫产量达到16.296 Mt峰值,此后产量将维持稳定,有色金属冶炼烟气制酸回收硫产量预测见图11。

图11 有色金属冶炼回收硫产量及预测产量

3.2.2硫铁矿制酸利用硫产量预测

由于环保等方面原因,我国成为世界上极少数用硫铁矿制酸的国家,2015年硫铁矿制酸占全球矿酸产量的90%以上。近年来随着《中华人民共和国循环经济法》、《硫酸工业污染物排放标准》等一系列法律、法规及规范性文件的出台,硫铁矿制酸发展面临巨大的环保压力。从硫资源矿情考虑,我国油气资源多为低硫油,铜、铅资源长期短缺,对外依存度长期保持高位(尤其是铜);而硫铁矿资源丰富,因此短期内硫铁矿制酸仍占有一席之地,但其发展空间会随着有色冶炼回收硫和石油、天然气炼化回收硫磺的快速增长而被挤压。2006—2015年我国硫铁矿制酸产量从4.17 Mt增加到5.78 Mt,年均增长率为4%;其中2015年同比增长率为-5%,显然增速已经开始出现下滑。假设在现有政策没有太大变化的情况下,2016—2020年年均增长率为3%,2021—2025年年均增长率为1%,2026—2030年年均增长率为0,预测硫铁矿制酸产量到2020年为6.7 Mt,到2025年为7.04 Mt,此后产量维持稳定,硫铁矿制酸产量及预测产量见图12。

图12 硫铁矿制酸产量及预测产量

3.2.3石油天然气炼化回收硫磺产量预测

1)石油。随着我国交通运输等行业的快速发展,中国石油需求在未来20年将继续增长,但是增速放缓,2015年消费量543 Mt,同比增涨4.8%。受国内供应能力限制,到2020,2030年,国内原油产量在210 Mt左右,即维持当前生产能力。据新一轮保障程度成果预计,2030年到达消费顶点,预计到2020,2025,2030年消费量将分别达到620,680,700 Mt。未来原油进口量会维持在高位,硫磺回收多为进口原油冶炼过程中回收,因此这部分硫磺产量也会随之增长。

2)天然气。未来30年,中国天然气消费规模将持续扩大,预计2020,2025,2030年消费量将分别达到4 000亿立方米、5 400亿立方米、6 000亿立方米。

我国90%以上硫磺来自石油、天然气炼化回收硫磺,这是一种高效、节能、环保的硫资源利用方式。随着石油、天然气消费量扩张,硫磺产量也将继续保持高增长率。由于石油消费顶点在2030年,因此硫磺产量增速在2030年后将出现下滑。2006—2015年硫磺产量从1.2 Mt增加到5.74 Mt,年均增长率为14.51%(2009年同比增幅约为87%,作为异常值剔除)。保守预计,假设2016—2020年,2021—2025年,2026—2030年硫磺产量年均增长率分别为8%,5%,3%,则到2030年硫磺产量为12.48 Mt。2006—2030年硫磺产量及预测产量见图13。

图13 2006—2030年硫磺产量及预测产量

3.3 硫资源保障程度研判

不考虑直接进口硫磺及硫酸情况,将国内各种形式的硫资源产量预测量与消费量预测量进行对比,计算得出资产硫保障程度。

在磷肥出口政策宽松情况下,2014至2020年,2025,2030年的自产硫不能保障国内需求,见表1。

表1 未来磷肥宽松出口政策的情况下硫资源保障程度

在磷肥出口政策偏紧的情况下,2014年至2020,2025,2030年的保障程度系数0.5≤n≤1,自产硫属于不能保障情况,但保障程度系数呈增大趋势,且到2030年,国内资产硫资源已基本可以满足国内需求,对外依存度下降为5%,未来限制磷肥出口的情况下硫资源保障程度见表2。

表2 未来限制磷肥出口的情况下硫资源保障程度

随着经济增速放缓,消费需求量增速将明显放缓。从资源角度讲,保障程度提高了,但仍然面临资源不足的问题。短期内我国硫铁矿制酸、冶炼烟气制酸和硫磺制酸“三分天下”的格局仍难以改变。未来冶炼酸和石油天然气炼化回收硫磺在硫资源利用占比将进一步扩大,硫铁矿制酸所占比例会越来越小,我国硫资源自给率将不断提高。我国作为硫磺净进口国的角色仍不会改变,但对外依存度将有所下降。

4 结语

中国硫酸工业发展迅速,未来应认真落实“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,正确处理硫资源当前与未来、局部与整体、资源与环境、国内与国外的关系,以资源保障为目标,加强供给侧结构性改革,优化产业结构。

1)立足国内硫资源保障,确保国内硫资源供应安全。着力打造以市场为导向的多元投资平台,鼓励和引进社会资本投入硫铁矿地质找矿,增加资源储量,扩大资源基础,尤其是增加储量。优先利用冶炼烟气制酸、含硫废弃物回收酸,提高硫资源自给率。

2)优化硫资源布局,促进行业协调发展。集中在产磷四省布局大型硫酸装置,降低化肥生产企业原料成本。为保障磷复肥供应能力,“十三五”末磷矿石开采总量预计保持在135 Mt/a,需加强伴生硫和油气资源中硫资源的综合回收,保持硫资源供给(以S计)在18 Mt/a以上。

3)加强科技创新,推进绿色发展。改进硫资源回收利用技术,提高回收利用率。坚决淘汰高污染、高排放、高耗能、落后产能,严格新产能建设审批。

4)多元保障硫资源供应安全。统筹两种资源两个市场,有效利用国外硫资源,构建硫资源全球配置体系。灵活调整硫磺进口关税及化肥出口关税,开源节流地利用硫资源。

[1]李崇.硫酸工业:踏平坎坷成大道[J].化工管理,2015 (10):34-36.

[2]李崇.中国硫酸工业现状及“十三五”发展思路[J].硫酸工业,2016(1):1-6.

[3]中国硫酸工业协会.2015年度硫酸行业生产运行报告[R].北京:中国硫酸工业协会,2016:56-72.

[4]陈甲斌,马茁卉.主要矿产品供需形势分析报告(2015年)[M].北京:地质出版社,2015:12.

Analysis on the guarantee degree of sulphur resource in China

LIU Chao
(Chinese Academy of Land&Resource Economics,Beijing,101149,China)

Future deliverability of sulphur resource in China is analyzed in terms of resource status,usage pattern,source and structure of supply.Sulphur resource demand in different scenarios is predicted,and contrastive analysis between future demand and supply balance shows that the foreign-trade dependence of sulphur resource in China will be on a declining curve.Combined with issues of excess production capacity,environmental protection,technical transformation,propose of strengthening supply-side structural reform,optimizing industrial structure regarding of resource guarantee are put forward.

sulphur resource;guarantee degree;demand;predication;supply;analysis

TQ111.14

B

1002-1507(2017)01-0001-08

2016-08-02。

刘超,男,中国国土资源经济研究院助理研究员,主要从事矿产资源经济研究工作。电话:18610581843,010-61592438;E-mail:tcliuchao1120@163.com。

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