我国水泥用石灰岩资源格局与利用潜力

2013-07-25赵建安罗立帆

中国矿业 2013年1期

周浔，赵建安，崔彬，罗立帆

（1.中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083；2.中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101；3.中海油能源发展有限公司监督监理技术公司，天津 300452）

水泥用灰岩是水泥工业的基本原料。据预测，我国水泥用石灰岩矿产资源远景储量约为3万亿～4万亿t［1］。截止到2011年底，我国石灰岩矿产累计查明矿产资源储量为1098.32亿t［2］。作为世界最大水泥生产与消费国，我国石灰石资源较丰富，极有利于我国现代化建设。尽管中国2011年人均水泥消费量达到1.5t，远高于世界平均水平，显示行业成长巅峰已过，但中国人均水泥累积消费量仅为15t，城镇化率刚突破50%，二维指标均显示未来中国水泥需求仍有增长空间，行业将渐入成熟期，但还未到衰退期。考虑到我国的水泥生产技术创新与进步状况，水泥生产对石灰岩矿产资源的大量需求仍将持续较长时期。

我国水泥用石灰岩资源是否能够满足水泥生产对石灰石的巨大需求？目前学术界就水泥用石灰石资源的使用年限的分歧较大，大致可以划分为悲观派与乐观派。悲观派认为，我国水泥消费日益增长，在相当长的时期内，我国经济建设，社会发展仍有很大空间，对水泥消费的需求仍然处于增长时期；根据《中国矿情》提供的数据，我国可利用的水泥石灰岩储量为238亿t，根据该数据推算，认为水泥石灰岩只够水泥工业生产用30年［3］；乐观派认为，虽然我国水泥消费需求量日益见长，但在短期内石灰石资源在某些地方还是能够维持相当长的时期，我国石灰石资源丰富，加之石灰岩的勘探较易，可以随用随勘探随开采，对于水泥产业来说，石灰岩资源不是问题［4］。

对于我国石灰岩资源储量及对我国水泥生产供给，有关专家曾做过相关研究，如刘志学，刘发荣等预测，全国水泥用灰岩资源潜在资源总量为3万亿～5万亿t，其中华东、中南、西南、西北资源量最多，资源储量保障度最高的是青海125.9年，最低的是江苏11.6年［5］。范金禾、李辉、崔源声认为，我国水泥产量在2015年后将达到饱和，之后开始出现缓慢下滑［6］。对于我国水泥用灰岩资源的格局与利用潜力，本文认为我国水泥生产目前年产量基数已经很大，并且呈每年上升的趋势，对我国石灰岩资源能否满足我国水泥生产需求，不能报过于乐观的态度，同时，鉴于我国的石灰岩资源潜在储量比较丰富，也不必感到悲观。本文将从三个方面对我国水泥用灰岩资源消费作出讨论：①首先对我国历年水泥产量做一个总结，结合我国目前发展状况，推算出我国水泥消费的拐点；②对我国石灰石资源储量作出分区的统计，并且通过2004年及2011年的资源储量对比，对我国资源潜在储量进行预测；③根据我国石灰岩资源储量及潜在储量，测算我国石灰岩资源消费的保障年限，并提出相关建议。

1 我国水泥工业发展及消费拐点

1.1 我国水泥工业发展现状

水泥产业是资源依赖性强、资金密集、工艺专一的窑炉工业，属于“遍在型”的产业［7］。随着我国经济体制改革步伐加快，水泥投资主体呈现多元化，市场导向作用逐步得到发挥，水泥产能快速扩张，到2011年已达近30亿t，且技术装备日趋成熟，日产2500t/d、5000t/d乃至10000t/d成为水泥生产的主体；同时，由于水泥运输方式的革新与变化，人们逐渐认识到公路运输的灵活性和水路运输的巨大优势，至“十五”中期，我国水泥工业己形成“网络布局”的架构雏形，并涌现出一批引领行业蓬勃发展的大型企业集团。这些大型企业集团，又围绕长三角、珠三角、环渤海湾“三大经济圈”，即三大水泥消费热点地区，以及西部大开发、振兴东北老工业基地，形成了各具特色的战略布局。如水泥界领军企业——海螺集团率先实施原国家建材局提出的水泥工业沿江沿海布局的“T”型发展战略，充分显现出发挥沿江沿海水运的优势；山水集团提出“以济南为中心，沿胶济铁路东进西扩、南北辐射”的战略布局；冀东水泥股份公司制定的“三北”（即壮大华北、挺进东北、开拓西北）战略布局等，都充分体现出与国家总体发展战略相适应的布局特点。

近年来，我国在处理水泥市场与石灰石资源分布不对称的矛盾方面，呈现出鲜活的布局特点，即在有资源的地方建熟料生产线，在有市场的地方建粉磨站，突破了企业组织结构青一色“全能厂”的格局。并通过兼并重组、优势互补、资源整合、市场整合等实现做大做强，提高了经济效益，开创了布局结构的新局面；同时，我国水泥工业“大而不强”，厂家众多、区域布局不尽合理，产品大多同质化，产业集中度偏低等问题依然存在。现有企业近5000家，前10家企业集团产能占总产能不到30%，产业组织结构亟待优化。

1.2 我国水泥消费拐点计算

1.2.1 水泥生产增速趋缓

众所周知，我国是世界水泥生产大国，自1985年我国水泥产量突破1.45亿t以来，已连续27年全球水泥年生产量第一。在近几年，我国水泥生产量呈现加速增长的态势。据国家统计局发布数据显示，2000～2011年中，全国水泥产量只有三个年份保持在一位数的增长速度，2003年增长速度最快，达到18.91%；2009年，再达高峰18.59%。2000年我国水泥产量5.97亿t，自2005年水泥产量突破10亿t，到2012年产量已增至22.01亿t，基本上实现产量五年翻一番。我国历年水泥具体产量及增长率见表1、图1［8］。

表1 2000～2011年我国水泥产量及增长率

图1 2000～2012年我国水泥产量及增长率

但从国外发达国家水泥消费特点分析，水泥消费在一定时期内，随着经济的增长而增长，且水泥消费增长速度快于经济增长速度；但经济发展到一定阶段后，水泥消费将达到最高点。随着经济的增长，水泥消费量将不再增长，或有所下降。因此，我们把水泥消费的最高点称为水泥消费之拐点［9］。相关数据显示，2012年，我国建材工业经济运行呈现趋稳增长发展态势，但水泥产量增速下降至6.84%。从长远趋势上来看，水泥产量很难再保持较高的增速。其原因除了水泥年产量基数已经比较庞大以外，还会受到其它因素影响。其中，受投资的影响就较高。

2008年以前，全社会固定资产投资呈现过两次高增长，第一次是1991～1995年，最高增速达到60%，第二次是2003～2007年，增速保持在了25%以上［10］，其间水泥产量平均增速达到13.4%，水泥产量增速与固定资产投资保持了较高的正相关性，2009—2012年，我国全社会固定资产投资平均增速为20.5%，但水泥产量增速下降至6.84%。

1.2.2 单位固定资产投资消耗水泥量将趋缓

近年来，我国单位固定资产投资消耗的水泥量已呈逐年下降的趋势。2012年全社会固定资产投资增速为16.1%，按以往经验，在五年规划中，第二、三年国内固定资产投资增速最快，之后则进入回落阶段，在此设平均每年固定资产投资增速16%，单位固定资产投资消耗水泥量每年减少0.05万t，则水泥年产增长率从正变为负的趋势性拐点在2017年出现。

式中：Xn为第n年单位固定资产投资消耗水泥量；Yn为第n年我国全社会固定资产投资额；Zn为第n年我国水泥年产量。

此外，我们还可以用水泥累计人均消费量来计算我国水泥生产的成长空间。按以往发达国家经验，人均水泥累计消费量达到22～24t时，水泥消费达到峰值，则水泥消费将呈下滑趋势。我国2012年底预计人均水泥积累消费量达到16.5t，如果假设水泥消费年均增长率为5%，总人口在13.8亿的基础上每年递增1000万，那么达到人均24t的消费顶峰在2017年，与上述预测相符（测算结果见表2）。

式中：为第n年我国水泥年消费量为第n年我国人口数量；为第n年水泥人均累计消费量。

由上述分析可知，随着水泥年消费量和人均水泥积累消费量的不断增长，水泥需求增长的空间将越来越小，增速将越来越慢。理论上说，在2017年人均水泥消费达到峰值后，我国对水泥的需求量将出现缓慢下滑。

表2 我国水泥消费拐点推算

2 我国水泥用石灰岩资源概况

石灰岩是一种以方解石为主要成分的碳酸盐岩，石灰岩矿产资源可分为水泥用灰岩，制灰用灰岩，制碱用灰岩和电石用灰岩等种类。其中水泥用灰岩的工业品位要求最低，其他种类除本身用途之外，均可用于水泥工业生产。

我国是世界上重要的石灰岩资源产出国，资源储量丰富，分布广泛，在许多地层中，均有石灰岩矿床赋存，主要有寒武系、奥陶系、泥盆系、石炭系、二叠系和三叠系。我国目前已探明的石灰岩资源量大部分为优质石灰岩，主要分布在中南、华东、西南地区的泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系等层位中，寒武系、奥陶系中的石灰岩矿床主要分布于北方地区［11］。按大地构造划分，我国的成矿区域可分为华北地台、扬子地台、塔里木地台和青藏高原四大成矿区、天山－阿尔泰、内蒙古大兴安岭、昆仑山、祁连山、秦岭、“三江”、华南七大成矿带共11个成矿带。除了上海、台湾和西藏三省市区外，预计有待探明潜在的水泥用灰岩资源总量约为15万亿t左右［12］。

截止到2011年底，我国探明有石灰岩资源储存的矿区产地有2248处，查明资源量为1098.32亿t，其中基础储量408.77亿t，资源量为689.55亿t。我国水泥用灰岩在全国各大区及29个省市均有分布，其中华东地区最多，中南区次之，西南区第三，华北区、西北区、东北区分别排名第四、第五、第六位（图2）。石灰岩资源储量排名居全国前十位省（区）分别是安徽、山东、河南、山西、河北、四川、内蒙古、广东、广西、重庆，其资源量分别是123.99亿t、95.2亿t、72.88亿t、72.5亿t、60.56亿t、60.38亿t、53.35亿t、52.21亿t、48.93亿t、47.41亿t，占全国石灰岩资源总储量的62.59%（参见表3、图2、图3）。近几年，我国加大对矿产资源勘探力度，石灰岩资源探明量较往年有所增加。其中，安徽省目前石灰岩矿区数大约为140个，查明石灰岩矿资源量为123.99亿t，主要分布在淮北宿州、凤阳、凤台、滁州、全椒、泾县及宁国等地；山东省目前石灰岩矿区数大约为109个，查明石灰岩矿资源量为95.2亿t，集中分布于济南－淄博、莱芜－沂源、新泰－蒙阴、泗水－临沂、枣庄－苍山等地；河南省目前有石灰岩矿119个，查明石灰岩矿资源量为72.88亿t，主要分布在河南省西北部（渑池－焦作－新乡－安阳）、中部（宜阳－荥阳－舞阳－南阳）、南部（信阳－新县）、河南省西南部（淅川－邓州）等。

图2 我国水泥用灰岩资源储量地域分布情况

表3 2011年我国水泥用灰岩分布概况/亿t

续表3

图3 我国石灰岩资源分布

表4 2004年、2011年我国石灰岩资源储量对比/亿t

表4对我国2004年及2011年全国各地市石灰岩资源储量进行了对比，结果表明，2011年除北京和西藏石灰岩资源储量有所下降外，其他所有地区有不同程度增加，其中安徽资源探明储量增加90亿t左右，其所在的华东地区增量为200亿t左右。在目前水泥消费对石灰岩需求日益增加的情况下，加大对我国各地区石灰岩资源的勘查力度，相信今后我国的石灰岩资源储量会有很大提升空间。

3 我国石灰岩资源的保障年限

3.1 我国总体石灰岩资源保障年限

一方面，我国已探明石灰岩资源储量总量到2011年底为1098.32亿t；另一方面，经预测从2000～2017年，我国水泥年产量平均值为16.4亿t，水泥产量达到峰值后，预计其后10年将处于动态平衡状态，大约为15亿～17亿t。

根据配料的不同，我国平均每生产1t水泥大约需消耗石灰石矿石1.3t左右［13］。则我国石灰岩资源保障年限可用下述方法计算

式中：Y为矿产资源保障年限；T为矿产资源探明总量；P为水泥年产量。

按照目前探明总储量1098.32亿t计算，取年产量最大值27.34亿t，计算出资源保障年限大约为31年。

按照目前探明总储量1098.32亿t计算，取年产量平稳值16亿t，石灰岩保障年限大约为53年。

以上预测计算可知，总体上我国已探明石灰岩资源储量可保障开采年限为31～53年。

3.2 各省区石灰岩资源静态保障年限

我国水泥产量以东部沿海地区为主，2011年水泥生产主要地区是山东省1.5亿t、江苏省1.49亿t、河北省1.4亿t、河南省1.37亿t、浙江省1.21亿t，四川成为西南地区的水泥生产大省，年产量为1.45亿t。按照1t水泥消耗1.3t石灰石计算，2011年各省探明石灰岩资源静态保障年限见表5。

表5 2011年全国各省区石灰岩资源静态保障年限

续表5

我国2011年静态石灰岩资源整体保障年限为42年，其中，石灰岩资源保障年限最高的是青海省为110.4年，其次为安徽省103.6年，资源保障程度较低的有江苏16.1年、西藏18.5年、浙江20.1年、天津20.9年等。

4 结论与建议

4.1 结论

总的来说，我国水泥用石灰岩资源比较丰富，有待进一步勘探开发的资源储量巨大。截止到2004年底，我国已探明石灰岩资源储量为700.71亿t，而到2011年，我国加大了石灰岩矿产资源勘察力度，探明石灰岩资源储量增至1098.32亿t，大部分地区的资源保障程度较往年有所增加，但由于我国人口多，水泥消费基数大，并且不断增长，从整体来看，我国已探明水泥用灰岩可开采利用31～53年，在我国已有石灰岩资源远景储量中，只要加大勘察投入，我国石灰岩资源保障年限可远远大于53年甚至达数百年。具有较高的保障度。

但由于我国石灰岩资源分布不均匀，局部地区已出现了资源枯竭态势，如江苏，浙江，福建、天津等地，资源储量保障年限仅为20年左右。但对于江苏、浙江等石灰石资源面临枯竭的发达地区，可充分利用资源相对丰富且距离较近的安徽省熟料生产，借助长江水运优势，进一步发挥水泥工业沿江沿海的“T”型布局功能，在江苏、浙江沿江一带建立粉磨站，通过安徽省熟料运销持续该地的水泥供给。

由于地理位置、历史条件及工业布局等原因，我国水泥用灰岩资源地质勘探评价工作程度比较高的地区集中在人口多、城镇密集和工业发达的地区，而边远地区特别是西部地区，勘察程度相当低，甚至有的地方是空白区，在今后发展中，对上述地质勘察程度低的地区投入更多的石灰岩资源勘探是有必要的，对我水泥用石灰岩资源持续利用具有重要的意义。

4.2 对我国水泥行业的建议

4.2.1 大力开发利用资源替代

众所周知，当今气候变化引起了全球人类的关注，而水泥行业是我国与全球节能减排的重点领域，目前我国80%以上水泥生产已采用新型干法，其节能减排的技术创新与运用已成为目前水泥行业工作的重点。更为重要的是，开发利用替代资源，重点是对石灰石资源的替代，不仅对水泥生产节能减排有积极作用，也对我国石灰岩资源开采年限延长有积极意义，目前世界上已有对无石灰石水泥生产的研究与产业运用，这些技术如果能够在我国全面推进，在有替代资源保障的前提下，就可以大幅度减少了水泥生产的CO2排放。目前水泥行业能够普遍大力发展的是以下方面。

第一，水泥燃料部分替代。水泥燃料部分替代是指利用如下可供选择的燃料部分替代水泥行业中的矿石燃料（煤）：例如矿物资源产生的废物，如轮胎、塑料制品、聚合体的纺织物、橡胶等；过剩的生物残留物甚至会在缺乏项目活动的情况下被倾倒或任其衰退或没有利用，用其在替代能源的非控制方式下燃烧，可减少有毒气体的排放并且被完全燃烧分解，不仅减少资源浪费，还带来很好的环境效益。

第二，水泥生料替代。用不含碳酸盐化学成分的各类矿物部分替代或全部替代石灰石作为生料来生产水泥熟料，主要包括：火电厂产生的粉煤灰、高炉矿渣、石膏、萤石、电石渣、各种尾矿等等。

第三，水泥熟料替代。水泥生产可通过高性能混凝土掺合料来增加粉煤灰、高炉矿渣、石膏等在水泥中的用量，从而减少水泥中熟料的比例。由于二氧化碳排放主要是在水泥熟料生产过程中产生，此方法既减少了熟料的用量也降低了二氧化碳的排放。

4.2.2 加大勘察力度，加强矿区规划与保护

目前我国石灰石资源有待深层次勘察的地区很多，特别是西部地区，加强对这些地区的勘察开发，对我国今后水泥工业的持续发展提供资源保障。加强对水泥用灰岩资源预测区的保护，关闭预测区内所有民采建筑石料宕口，使其不被破坏和浪费。水泥用灰岩预测区内的探矿权实行有偿取得。实现规模化开采，改变当前骨料粗放掠夺式开采，不仅对资源实现有效利用，更加具有保护生态环境的社会意义。

4.2.3 大力发展利用水泥生产先进技术

我国石灰岩资源的保护，不仅体现在加强采矿权管理，规范矿业开发秩序等方面，更是体现在水泥生产的全过程当中。在矿山开采中推广先进技术和管理方法，实行开采规范化，边开边绿化，采矿无害化的“三化”管理方式［14］。大力发展利用数字化矿山技术、破碎中波动辊式筛分技术，以及高效粉磨技术、变频调速、新一代高效纯低温余热发电等先进技术。水泥生产技术进步了，不仅对生态环境起到保护作用，对减少石灰石资源浪费，延长石灰岩资源使用年限也起到间接的作用。

［1］刘志学，中国水泥灰岩矿产分布与资源潜力分析［C］.2011矿山论坛文集，2011：23-26.

［2］国土资源部.全国矿产资源储量通报［R］.2012.

［3］郑慧荣.我国水泥石灰岩够用30年的说法不确切［N］.中国建材报，2005-01-04.

［4］郑慧荣.我国石灰岩基础储量：358亿吨［N］.中国建材报，2004-10-15.

［5］刘志学，刘发荣.我国水泥用石灰质原料含矿建造分布规律及资源潜力分析［J］.中国非金属矿工业导刊，2009（76）：3-6.

［6］范金禾，李辉，崔源声.中国水泥工业发展状况［J］.水泥技术，2008（5）：19-22.

［7］昃向祯.要重视水泥工业合理布局与合理规模［J］.中国水泥，2005（6）：18-24.

［8］国家统计局.中国统计年鉴（2010）［M］.北京：中国统计出版社，2011.

［9］国家统计局.中国统计年鉴（2011）［M］.北京：中国统计出版社，2012.

［9］杨松涛，王刚.我国水泥消费之拐点［J］.中国水泥，2004（11）：52-55.

［10］江孔亮，蒲世林.水泥行业研究报告［R］.上海：海通证券，2009：29-30.

［11］刘发荣，杨风辰.我国水泥用灰岩矿产资源现状与需求预测研究［J］.中国非金属矿工业导刊，2004（39）：52-55.