节能：确保国家粮食与资源安全的关键

◎谷树忠 李维明 高世楫等

钾盐是我国重要的战略性矿产资源，是国家粮食安全的重要保障。受国内资源禀赋、国际竞争格局、未来需求走势等因素影响，我国钾盐资源安全形势不容乐观。杂卤石型钾盐资源，在四川地区分布广泛，利用价值高、开发潜力大，有望成为传统钾盐资源的有力补充，对保障国家粮食安全和资源安全、提升国际话语权意义重大，亟待引起高度重视。为此，我们提出了“广勘探、多储备、强保护、慎开发”的方略。

我国是人多地少的发展大国，“民以食为天”是官民之共识。我国特殊的国情和民意、历史和未来，决定了14亿人的“饭碗要端在自己手里”。农业是我国社会经济稳定发展的重要基础，国家粮食安全乃至资源安全是国家安全体系的重要组成部分。包括钾肥在内的肥料，是粮食的重要“食粮”，保障国家粮食安全需要钾肥的充足保障。作为世界农业第一大国，我国钾肥需求量高居世界首位。同时，我国属典型缺钾国家，长期以来主要依靠进口，对外依存度持续保持高位，资源安全形势不容乐观。四川省是我国南方地区钾资源较多的省份，特别是杂卤石型钾盐资源分布较多，远景资源量近百亿吨，具有较高利用价值和开发潜力，有望成为传统钾盐资源的有力补充。为此，需要高度重视四川杂卤石型钾盐资源勘探开发，科学明确开发方略，加强相关政策保障，进而确保我国国家粮食安全和资源安全。

一

认真分析我国钾盐资源的储量与需求，可以深切地感到钾盐安全形势不容乐观。

一是国内探明储量不足、禀赋条件不佳、分布极不均衡。据美国地质调查局最新数据统计（USGS，2014年），中国钾盐资源储量为2.1亿吨（折K2O 100%），仅占全球总量的6%；不同于国外开采多是固体层状矿床，中国钾盐资源储量以盐湖卤水为主，而全球可溶性固体钾盐储量远高于含钾卤水储量。同时，中国可溶性钾盐资源相当贫乏，探明储量和基础储量分别仅占世界1.024%和1.015%；查明储量10.69亿吨（KCl），经济可采部分仅供开采10年。此外，难溶性钾盐资源虽比例大，但探明程度低，未来或可作为可溶性钾盐资源的补充。

我国钾盐属新生代钾盐，资源禀赋条件不佳，开采条件差，生产成本是加拿大等国家钾肥生产成本的2倍左右，且盐盆地具有的“破碎”、“埋深”与“变形”等不利因素，导致早期形成的固体钾盐资源容易流失或者越埋越深。矿石品位低，卤水氧化钾含量仅0.9%-1.92%，已探明的现代盐湖层状固体矿层亦普遍为贫矿，KCL含量仅2%-6%，古钾盐层状矿床KCL含量平均为8.81%，而国外固体钾盐层状矿床矿石品位一般为15-35%（K2O）；质量差，古代钾盐矿石中，固体难溶物和不溶物比较多，选矿和加工难度大；可选性差，云南勐野井钾盐矿含泥砂水不溶物比较多，品位低，选矿难、成本高，而盐湖卤水需经日晒光卤石后才能浮选，增加了盐田投资。

据调查，目前我国探明的卤水钾盐储量主要分布在青海的柴达木盆地和几个现代盐湖中，占到总储量的95%，且多有共伴生矿；可溶性钾盐资源主要分布在青海柴达木盆地，其次是新疆罗布泊北洼地，其余分布在云南、山东、四川、甘肃等地区。资源分布与经济发展逆向分布特征明显。我国钾盐资源绝大部分分布在西北地区（储量占96.9%）和西南地区（储量占2.6%），产地偏僻、交通不便、能源短缺、品位低，制约了国内钾盐产量的提高，而经济较发达、消费量较大的东部地区基本上无钾盐资源分布。

二是钾肥进口量持续增加，对外依存度居高不下。钾盐是我国7种大宗紧缺矿产之一。由于我国钾资源匮乏，供需缺口很大，长期依赖进口满足国内需要。从上世纪70年代开始，受资源和生产技术限制，进口钾肥始终占据中国市场主要地位，2000年以前对外依存度高达90%以上。2006年以来，除2009年国际钾盐价格飙升所导致的国内需求低迷、进口大幅下降之外，多数年份中国钾盐的对外依存度保持在50%以上。据统计，40多年来，中国已经累计进口氯化钾超过1.3亿吨（实物）。

近年来，中国钾盐资源进口量依然持续增长。2014年我国进口钾肥总量达到814.2万吨KCl，比2013年的636.8万吨增长了27.8%。到2015年，由于国际钾肥价格持续下跌，钾肥进口量达到942.9万吨，刷新了我国年度新纪录。在目前全球钾盐资源被垄断的背景下，对外依存度较高将会使得我国不得不支付高额的资源进口成本，加之国内保障程度低下，导致我国钾盐资源整体供给形势不容乐观。

三是国外资源高度垄断，海外开发面临诸多挑战。受成矿地质条件影响，全球钾盐资源分布高度集中，主要分布在欧洲、北美等地区，其中仅加拿大、白俄罗斯和俄罗斯3个国家就占了全球总储量的70%。就可溶性钾资源而言，加拿大、俄罗斯、白俄罗斯、约旦等少数国家占到全球总量的近90%，但其钾盐需求数量并不多。而大量需求钾盐的国家，如中国、印度等却缺少钾盐资源，产能数量有限，从而促进了世界钾盐贸易市场的充分发展，形成了全球钾盐资源的高度垄断性特征。目前全球已有17个国家拥有钾盐生产企业30余家。其中，世界最大钾盐生产企业（加拿大Potash Corp公司）生产能力600万吨，而产量超过百万吨的企业仅有10余家，主要集中在加拿大、俄罗斯、白俄罗斯等国，其余多数企业产量仅有数万吨至数十万吨。

国际钾盐资源垄断格局逼迫我国必须开拓国外资源。目前，中国企业海外开发钾盐资源已有16年历史，已由最初的勘探、开发向技术创新和市场开拓转变，合作形式也在发生变化。尤其在2009年之后，海外开发速度明显加快，先后在老挝、哈萨克斯坦、加拿大、俄罗斯、阿根廷等地取得积极进展，境外钾盐规划产能近千万吨，其中部分项目已经开始反哺国内，正逐步成为中国未来重要的钾盐来源之一。然而，我国企业海外开展钾资源合作仍然面临诸多困难及风险，如对所在国的投资优惠政策是否保持长期延续很难把握；对国内外标准体系差异性的认识不到位，造成对相关资料理解的偏差，以及出现资源条件、开发条件等的信息不对称；对为满足所在国基础设施和环保等方面较高要求所需增加的技术、资金成本考虑不充分；对全球钾盐市场持续疲软背景下企业如何发展缺少深入思考；对当地政治、经济、文化、法律、环保等方面缺乏了解等。此外，鉴于钾盐勘探、建矿、建厂周期长，投资大，因此还存在一定的投资风险。

四是国家粮食安全仍需充足资源保障，未来钾盐需求仍将稳步增长。钾盐是生产钾肥的重要原料，世界上95%的钾盐用于生产化肥，在农业生产的“肥料三要素”中，钾是重要的元素之一。我国是农业大国，钾肥需求量巨大。钾肥是我国粮食丰产、稳产的重要支撑，是保证粮食安全的决定性资源之一。中国从上世纪80年代开始大量施用化肥，钾肥消费量快速增加，此阶段粮食增产主要依靠肥料。2007年中国钾肥消费量突破770万吨(K2O)，之后有所波动，但总体在600万-800万吨左右。

随着世界人口的增长，粮食需求量的增加，充足的钾肥供应成为国家稳定发展的基本保证。预计未来一定时期内，全球钾盐消费总体上升，短期有所波动。而在我国，目前南方8个主要粮食生产省安徽、福建等地的土壤普遍缺钾，面积已达4.5亿亩。长期缺钾，导致作物施肥比例不合理，引起土壤板结化严重，肥力下降，从而威胁粮食安全。预计今后一段时期内，随着全国经济作物耕种面积增加和氮钾比例调整及测土配方技术的大面积推广，中国钾肥需求量增幅将加大，消费量仍然保持一定的增加态势。据农业部预测，到2030年左右，中国钾肥消费总量将达1220万吨左右。同时，随着中国经济结构的调整和产业布局优化，工业用钾需求将会迅速增长，进而加剧全国钾盐资源供需矛盾。因此，中国仍将是全球钾盐第一消费大国，未来钾盐供给一旦难以满足国内需求，将十分不利于我国农业的持续健康发展，势必对国家粮食安全乃至资源安全造成潜在威胁。

二

钾盐供给的严重缺口，需要我们高度重视四川杂卤石型钾盐资源的勘探与开发。

一是资源得天独厚、潜力巨大，有望成为传统钾盐资源之有力补充。杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）是一种常见的钾镁硫酸盐矿物，自1921年被发现以来，一直公认它具有钾、镁、硫综合利用的潜在价值。我国地处世界杂卤石资源相对富集的规律环带之中，且三叠纪和第三纪含盐盆地广布，近年已在四川三叠纪盐盆的川南、川中、川东、川西、川东北次级盐盆，华中-华东第三纪盐盆里的山东大汶口盆地，江苏洪泽凹陷，湖北江汉盆地，河北冀中坳陷等地的近百个钻孔中，钻遇到了杂卤石及其伴生的含钾硫酸盐矿物。四川省是我国南方地区杂卤石型钾资源较多的省份。在四川盆地三叠系，尽管3000米以浅钾盐资源储量尚不清楚，但杂卤石远景资源量（K2O）在90亿吨以上（郑绵平等，2015），主要分布在川中、川东北。同时，杂卤石共生盐类资源丰富，如以已知的数据初步框算，除钾的远景资源量达数十亿吨外，LiCl达数千万吨，B2O3达一亿吨以上，碘达几千万吨；全区KCl资源量达63亿吨，LiCl资源量达1.6亿吨，B2O3资源量达18亿吨，碘资源量达567万吨等。

二是有助于保障国家粮食和资源安全，提升国际市场话语权。作为一种缓释钾肥，杂卤石不仅是一种可以利用的钾盐资源，而且可直接作为复合钾肥使用。通过对包括水稻、小麦、油菜、花生、烟草、西瓜、甘蔗、红橘、蜜橘、棉花、苎麻等进行试验，结果表明，施用杂卤石能明显提高作物产量，增产幅度一般在10-20%。其中，甘蔗增产效果最明显，达到21.47%。现阶段我国杂卤石的开采规模还偏小，开采难度大，远不能满足市场对于杂卤石的需求。未来几年，我国钾肥需求量仍将保持稳步增长，这对于杂卤石矿开发利用有着重要意义。鉴于四川是我国粮食主产区，如果在四川规划建设国家非传统钾矿资源勘查开发与战略储备基地，积极创造条件支持相关企业建设钾盐（钾肥）生产基地，不仅能就近供应四川盆地的钾肥，还能辐射西南、华南和华中、华东部分区域，对改变钾肥生产过于集中西北的状况，改变我国钾肥生产的空间格局，促进现代农业发展、保障粮食安全等，都具有十分重要的意义。同时，从钾盐开发中长期趋势看，未来国内勘探的突破，尤其是以杂卤石型钾盐为主的资源勘探和开采加工关键技术的突破，不仅会大幅增加国内后备储量，更将有助于增加我国国际市场谈判筹码，从而大大提升我国在全球钾盐市场的话语权和治理能力，这对维持全球钾盐市场稳定，改善国内钾盐供需矛盾，减少对国际市场的依赖，打破国外钾盐大国的市场垄断，战略意义重大，值得高度重视。

三是目前勘探开发工作尚处于起步阶段，任重道远。四川杂卤石远景资源量十分可观，但埋藏深度基本在1500-3500m之间，开发难度大，目前是我国尚未开发利用的非传统钾矿资源。为解决深部杂卤石提制取钾肥这一世界性的技术难题，近年来，四川省相关部门及企业在广安经过了多年的研究、实践，取得了积极进展，首次找到了溶取深埋地下3000米杂卤石的化学采矿方法，并提出了一整套集采、选、冶为一体的利用深部杂卤石制取硫酸钾的工艺路线，且该技术已顺利通过省级科技部门鉴定。目前，四川杂卤石型钾盐资源勘探开发的关键问题有四个：一是资源量并不十分清楚。尽管远景资源量在90亿吨以上，但实际储量是多少、可采储量是多少，并不清楚。二是开采技术工艺尚不成熟。杂卤石成分复杂，水溶性差，埋藏较深，开采利用较困难，长期被视为“呆矿”，尽管四川省内大学、科研机构和企业进行了大量研究和探索，但仍缺乏技术可行、经济可行、环境可容的技术工艺。三是钾资源产业化还任重道远。目前已有部分企业、大学和研究机构均在努力，但产学研融合机制尚未形成，科技创新支撑严重不足。四是基础能力薄弱。找矿勘查研究和采矿技术攻关投入不足，高端人才资源缺乏，综合开发利用程度低下，专门性高效管理服务组织和综合性创新、研发平台缺失。

三

要充分发挥四川杂卤石型钾盐资源的替代与补充效应，需要采取科学高效的开发方略。

根据国家钾盐和钾肥总体态势，结合四川杂卤石型钾盐资源现状和四川盆地在国土功能区规划中的定位，建议四川杂卤石型钾盐资源开发坚持“广勘探、多储备、强保护、慎开发”的方略。以国家粮食安全和钾盐资源稳定供应为目标，加大在四川盆地杂卤石资源富集区（广安、达州、南充、自贡、成都等）的勘探开发投资力度，尽快摸清家底、查明资源，使四川成为我国稳定、可靠的钾盐资源供应基地。

钾盐产业属于典型的资源型产业。资源保障能力是影响和制约钾盐产业可持续发展的关键要素。中国已探明钾盐资源主要为陆相钾盐，而且以第四纪盐湖卤水钾盐占绝对主体，也是目前开发利用的主要对象。海相钾盐进展不大，但具有较大的潜力。目前我国钾盐预测的资源量大多在低水平的334级（推断和预测的资源量，地质可靠程度属于预测的潜在资源；经济类型属于内蕴经济的），远远达不到开发利用的水平和程度。就四川而言，钾盐资源勘探开发起步较晚。2008年之前尚无上储量表的钾盐矿产地和资源量，直到2012年之后，有关企业才开始在亭子铺、农会和大龙等主要钾盐矿点开展相关工作。总体来看，四川钾盐勘探程度还很低。要查明钾盐资源储量，必须要加大投入，进行大量的地质勘探工作。如果没有一定的资源储量做保障，四川钾盐的大规模开发利用则无从谈起。

一是以产业化为方向，完善杂卤石开采技术，为未来大规模开发利用提供技术支撑和技术储备。四川杂卤石型钾盐资源有良好的资源前景，但开采技术尚不成熟，且成本较高。因此，开采技术攻关成为其关键和首要目标。应在政府引导下，以企业为主体，通过探索PPP等运营模式，吸引更多社会资本共同参与联合攻关，重点就化学开采溶剂、压裂技术、抽取分离技术进行攻关，争取获得重大突破。到目前为止杂卤石的开采、提取和钾肥生产技术，大多是实验室阶段，有的是小规模试采和试验阶段，要将实验室技术应用放大、中试到大规模工业化生产，还有大量的工程技术试验、示范工作要完成。四川要在成都理工大学实验室技术和佰瑞德小规模开采实验的基础上，在杂卤石资源集聚区，建设中试基地，对钾盐加工利用和产业化中的主要技术经济问题进行试验，解决技术不稳定、生产成本高、能耗较高、废渣和废液的综合利用和环境保护等方面存在的问题，为大规模的开发利用解决技术、经济难题，为未来的大规模产业化提供可供参考的试验数据。

二是以市场为导向，根据国内外需求确定合适的产品方向，形成以钾肥为基础，高附加值钾盐化工系列产品为特色的产品体系。世界上钾盐产品除大部分用作肥料外，其余被用作水软化剂、生产食品和药品、清洁剂、颜料和炸药、防冻剂和钻井泥浆、玻璃和陶瓷制品等。目前中国的钾盐市场已经跨过了短缺时期，未来的钾盐工业不能仅仅生产单一的肥料，需要优化钾盐加工产品品种结构，走差异化道路。要按照适应现代化农业发展，开发高效、环保新型钾肥品种，针对我国土壤酸性日趋严重的现状，依托产业优势，开发以钾为主含多种中微量元素和有机质的全元素专用肥、水溶肥以及开发碱性含钾多元素矿物肥。钾精细化工产品要走高端化、差异化之路，重点发展食品级、医药级氯化钾，及饲料级、食品级、电子级磷酸二氢钾等。对氢氧化钾、碳酸钾、焦磷酸钾等涉及医药级、食品级、电子级等品级的钾精细化工产品，要吸收国外先进装备与技术，创新工艺技术，提高品质、品级。

三是以绿色发展为方向，以技术进步为动力，以循环经济为手段，采用先进技术，推进钾盐生产企业节能降耗，促进钾盐资源可持续利用。我国难溶性钾矿资源十分丰富，分布广泛，品质良好，为钾盐、钾肥产业的发展提供了良好的资源保障。开发利用难溶性钾矿，在利用不同方法破坏含钾矿石的结构，最大限度的溶出钾离子的同时，也产出了许多副产品，如不能加以综合利用，不仅浪费资源，也污染环境。与此同时，钾盐资源一般都共伴生有大量的镁、钠、硼、锂、溴、碘、铷、铯等元素，特别是盐湖卤水，有很高的综合利用价值。开展综合利用，前景非常广阔，有利于企业经济效益成倍增长，促进钾肥生产的良性发展，维护资源的可持续开发。未来四川杂卤石资源的开发利用，从勘探、开采和加工利用整个链条都要以绿色发展为目标，立足于发展钾盐循环经济，千方百计减少开采、加工过程中的工业废渣、废液；同时，重点要简化工艺流程、提高产品附加值、节能降耗、减少环境污染，同时要降低生产成本，以便更好地实现工业化生产。

四

要使四川杂卤石从资源优势转变为经济优势，需要在正确方略指导下综合施策。

一要加强顶层设计，落实“油钾（盐）兼探”，进一步加大地质勘查力度。钾盐及其共伴生其他盐类资源所形成的构造条件、沉积环境、成矿条件与石油、天然气在某些方面具有相似性，常共伴生在同一沉积盆地的不同位置，四川盆地亦是如此。世界上大部分钾盐等盐类资源都是在油气勘探的同时被发现的。我国寻找油气力量雄厚、手段多，大量的深井钻探为发现钾盐矿床提供了较多的机会，但长期以来，由于寻找油气和寻找盐类分属在不同部门，各自为政，造成矿产资源勘探能力的巨大浪费。四川盆地是我国的重要油气勘探区，中石油和中石化有大量的前期油气田钻井资料，同时，我国也已具备多矿兼探和测试井段等技术，如果能实现“油钾（盐）兼探”，在寻找油气过程中兼顾寻找钾盐等盐类资源，势必收到一举两得、事半功倍之功效，这是当前在四川盆地找钾工作的上上之策、重中之重。建议挂靠相关部委成立精干的“国家盐类资源与环境综合利用办公室”（简称“国家盐办”），构建国家层面上的协调管理服务组织，专职负责全国盐类资源找矿勘查等工作。同时，从国家层面，加强高层协调，成立相应职能机构，深入推进“油钾（盐）兼探”和“气钾（盐）兼探”，使国家有限的勘探资金发挥更大的效益。还要积极鼓励石油企业在油气勘查开发中加大对钾盐等盐类资源的勘查力度，支持各种合作方式，充分利用已有的油气钻井数据和地质勘探资料及相关基础设施，充分进行数据挖掘和再利用，深化完善“油钾（盐）兼探”模式。

二要针对杂卤石勘探开发中的关键技术和工艺问题，设立国家重大科技专项，进行联合攻关。从中长期来看，探明杂卤石矿资源的储量、分布、品位，以及探索杂卤石型钾盐的工业开采提取技术，有利于破解我国钾盐资源储量不足的困境，对保障我国国家粮食安全和钾盐资源的持续有效供给，具有重要的战略意义。但由于其投资大、风险高、开采技术复杂，需要纳入国家战略层面予以重视和支持，这是避免西部盐湖钾盐矿产高强度开发的有效途径之一。建议国家在科技攻关专项和重点研发计划方面给予必要的支持，将四川杂卤石钾盐资源（综合）勘探和开发相关的工程、技术与生产工艺等关键问题，列为国家科技重大研究专项。积极争取国家发改委、国土资源部、科技部等相关部门投入科技资金，支持杂卤石型钾盐资源的（综合）勘探、开采和产业化。同时，争取科技部将杂卤石钾盐项目列为国家重点专项、国家重点研发计划或863计划，重点予以支持。

三要加快四川杂卤石型钾盐资源勘探开发中试和产业化示范园区建设。

我国在盐湖钾盐资源开发利用中，加强了钾盐采选与加工技术的自主创新、应用示范与推广，大大推进了钾盐产业的整体快速发展与壮大，尤其是对一些关键工程技术和规模化生产的产业示范，对促进钾盐的大规模开发利用提供了科学依据。四川广安钾盐项目是全国乃至全世界第一个深部杂卤石型钾盐（埋深大于1500米）研究开发项目，未来杂卤石型钾盐勘探开发及产业化同样需要在国家的大力支持下逐步实现。建议将杂卤石型钾盐资源勘探和开发作为国家战略性重大产业项目，在产业政策、资金扶持、产业布局、技术研发和成果转化等方面进行重点支持。对工程技术和产业化相关问题，在加强研究基础上，组织力量进行技术示范和中试，建立国家和行业技术标准，为杂卤石型钾盐勘探开发及产业化提供战略技术支撑，争取尽快将四川建设成为国家钾盐战略基地。

四要尽快设立国家钾（盐类）资源研究平台。据以往经验，由于高层重视，曾成立“国家科委盐湖组”和建立两个盐湖专业研究机构，对青藏高原盐湖调查和察尔汗钾盐基地的建立发挥了重大的作用。考虑到目前盐类资源开发已到达综合利用、整体开发和保护管理的初始阶段，且现有研究机构分散、力量不足，盐类资源找矿勘查、开发利用综合性创新、研发平台缺失，为推进企业成为创新主体，加快产学研深度融合，建议国家建立“国家盐类综合研发创新中心或研究院”；创新中心或研究院属于产业共性科技创新机构，主要通过协同创新，整合多学科、多部门优势资源，着力开展盐类资源应用基础研究、资源综合评价与利用规范研究、中高端产品研发以及科技成果推广和转化研究、盐类地质矿产、气象、水文和监测系统建设、盐类开发及周边地区的污染防控和生态保护等工作。目前，可相应地在四川成都成立“云贵川分中心（包括四川、重庆、云南、贵州、湖北等省盐类资源与产业）”。以此为依托，现阶段重点在杂卤石钾盐资源及产业和生态保护上落实国家创新驱动发展战略。针对杂卤石型钾盐在勘探、开采、加工利用以及产业发展等方面存在的关键科学问题和生产实践中的工程技术问题开展深入研究，优化钾盐开发方式和技术，建立国家和行业技术标准，为四川杂卤石型钾盐资源的开发利用提供科学依据和技术保障。