全球石墨资源供需现状及趋势分析

安 彤，李建武

(1.中国地质大学(北京)，北京 100083；2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037)

全球石墨资源供需现状及趋势分析

安 彤1，2，李建武2

(1.中国地质大学(北京)，北京 100083；2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037)

石墨是一种用途广泛的战略性矿产资源，是传统产业和战略新兴产业所必须的基础矿物原料，也是支撑高新技术发展的重要战略资源。中国既是石墨资源大国，也是石墨资源生产消费大国，但却不是石墨资源强国。为使我国走向石墨资源强国，我们应该对石墨资源供需情况进行深入了解。本文从资源入手，主要对天然石墨的供需形势现状进行了阐述和分析。从石墨资源角度来看，全球石墨资源储量丰富，中国石墨资源位居全球第三；从供需情况来看，全球石墨生产集中，消费分散；未来石墨消费结构将从传统领域转向新兴领域，在传统领域，石墨需求量将呈现稳定状态，在新兴领域，石墨需求量将呈现增长趋势。

石墨资源；消费结构；需求预测；石墨烯

石墨是重要的非金属矿产资源之一，晶质石墨被《全国矿产资源规划(2016～2020年)》列入战略性矿产目录。石墨具有耐高温性、导电导热性、润滑性、化学稳定性等多种优良性能，过去主要应用于耐火材料、铸造等传统工业领域。随着战略新兴产业发展和石墨加工技术进步，石墨烯技术突破，石墨在新能源汽车、储能、核能、环保等领域需求快速增加，消费结构正在由传统领域转向新兴领域转变，石墨的资源价值和战略地位迅速增加，全球石墨资源供需格局将会产生深刻变化[1]。

1 石墨资源储量及分布现状

1.1全球石墨资源

全球石墨矿产资源储量丰富、分布集中。2016年，全球石墨储量2.5亿t，主要分布在土耳其、中国和巴西三国，总储量占世界储量的86.80%，其中，土耳其9 000万t，占比36.00%；中国5 500万t，占比22.00%；巴西7 200万t，占比28.80%。另外，莫桑比克、印度、坦桑尼亚、墨西哥、马达加斯加、韩国、加拿大等国也有一定的石墨资源。由于土耳其石墨资源以隐晶质石墨为主，在现有技术条件下，开发和利用价值较低，巴西和中国以晶质石墨为主，石墨资源地位高于土耳其。2016年全球石墨储量占比见图1[2]。

图1 2016年全球石墨储量比例图(数据来源：文献[2])

1.2中国石墨资源

中国石墨资源丰富，石墨(包括晶质、隐晶质石墨)查明资源储量约为3亿t。晶质石墨资源量约2.6亿t，主要分布在黑龙江、内蒙古、四川、山东和山西等省(区)，其中黑龙江省查明资源储量达12 406.4万t，占到全国的46.9%，排名第一。隐晶质石墨查明资源储量为3 548.1万t，主要分布在内蒙古、湖南、陕西和吉林等省(区)。2015年，晶质石墨查明资源储量分布见图2[3]。

2 石墨生产现状及未来供应能力

2.1全球石墨生产情况分析

目前全球石墨矿山生产高度集中于中国、印度和巴西3国。2016年，全球石墨矿山产量为120万t，三国合计103万t，占总量的88%。其中，中国78万t，占65%；印度17万t，占17%；巴西8万t，占7%。除这三国之外，朝鲜、加拿大、土耳其、墨西哥、坦桑尼亚、马达加斯加等国家也生产天然石墨。1980～2016年全球主要国家石墨矿山产量见图3[4]。

中国、印度和巴西是最主要的石墨矿山生产国，需求和供应一体。20世纪90年代以来，这三国产量快速增长，全球占比快速增加，长期稳定在85%以上[4]。

图2 2015年晶质石墨查明资源储量分布图(数据来源：文献[3])

图3 1980～2016年全球主要国家石墨矿山产量图(数据来源：文献[4])

2.2中国石墨生产情况分析

近十几年来，中国石墨产量稳居世界第一，是石墨第一生产大国。1990年产量14万t、占比23.40%，到1995年已达到35万t，占比48.61%，2004年产量首次突破70万t，此后全球占比保持在65%以上[4]。

2.3未来石墨供应能力分析

从全球来看，2016年全球石墨储量2.5亿t[2]，2016年全球矿山产量120万t[4]，可计算出，全球石墨储采比高达208。由于土耳其石墨资源主要以隐晶质石墨为主，开发价值较低，如果去除土耳其的储量，折算后的储采比仍高达133。在主要的石墨资源大国中，巴西储采比达到了900，墨西哥、中国和印度等资源大国石墨资源静态储采比分别达为141、71和47。按照现有的开发速度，就已查明的石墨资源已可以满足未来相当长一段时期内的石墨消费需求。

中国的石墨供应能力也较强，找矿突破战略行动实施以来，石墨资源勘探成果显著，进一步提升了石墨资源供应保障能力。2015年，内蒙古阿拉善地区发现了一处超大型大鳞片石墨矿床-查汗木胡鲁石墨矿，其石墨资源量超过1.3亿t，大鳞片石墨矿物量多达703万t，平均品位为5.45%[5]。2016年，在内蒙古巴彦淖尔地区又探获了大乌淀、高勒图、查干文都日3处超大型石墨矿床，查明石墨资源储量(矿物量)4 200多万吨[6]。2016年，新疆东准噶尔地区发现卡拉先格尔、阿尔曼太-大哈甫提克山、吐尔库里等3个晶质石墨成矿远景区，远景储量超过3亿t[7]。

3 全球石墨资源消费现状及未来发展趋势

3.1全球石墨消费现状分析

3.1.1 全球石墨消费量变化

2015年全球石墨表观消费量约128.11万t，主要集中于中国、印度、巴西、日本、美国等国。2015年，中国消费量占全球总量的47.91%，位居全球第一，印度、巴西、美国、日本的占比分别为19.90%、4.66%、4.26%和4.14%，这些国家的消费量约占世界总消费量的76.50%。2015年全球各国石墨表观消费量见图4[8-9]。

图4 2015年全球各国石墨表观消费占比图注：表观消费量=进口量+产量-出口量(数据来源：文献[8]、文献[9])

21世纪以来，中国凭借资源优势成为全球最主要的石墨供应国，日、美、欧等西方国家不断大量的从中国进口石墨资源。随着中国科学技术的不断发展提高，石墨消费正在从传统领域转向新兴领域，目前正处于转变期，全球石墨消费量总体呈缓慢上升趋势。2011～2015年，全球石墨消费量从123.33万t增长到128.11万t，年增速仅0.96%。

3.1.2 全球石墨消费结构分析

长期以来，石墨消费集中在耐火材料、坩埚、铸造等传统工业领域，1983年全球石墨消费中，耐火材料、坩埚、燃烧器等和铸造分别占总消费量的32%，27%和19%。1983年和2013年全球石墨消费结构对比见表1[10]。

随着科学技术的进步和石墨材料的开发应用，2013年，消费结构有了明显的变化，耐火材料由原来的32%占比减少到26%，摩擦材料由2%增加到13%，消费应用领域增加了润滑剂领域(占比14%)，且其他应用领域占比从13%增加到25%[11](本文将新兴领域涵盖到其他领域中)。可以注意到的是，石墨的消费应用领域正在从传统领域慢慢向新兴领域转变。

表1 1983年和2013年全球石墨消费结构

数据来源：文献[10]。

3.2中国石墨资源消费情况

3.2.1 中国石墨消费量

根据中国非金属矿工业协会统计，2000～2014年，中国石墨消费量总体呈缓慢上升的趋势。2002年加入世界贸易组织(WTO)后，受到关税降低的影响，我国石墨消费量有所减少。2004～2007年，受国际石墨价格走低等的影响，石墨年消费量变化不大。

近年来，我国石墨消费量保持在65万t左右。

3.2.2 中国石墨消费结构分析

2015年我国天然石墨消费量达到64.7万t，耐火材料、炼钢占42%，电池、膨胀石墨、碳刷等占23%，润滑剂、胶体石墨、铸造占12%，制动衬片及摩擦材料占10%，铅笔、墨粉等占10%。2015年中国石墨消费结构见图6[3]。

3.3石墨资源需求趋势分析

3.3.1 石墨在传统领域的需求趋势分析

3.3.1.1 钢铁领域

传统领域里，石墨主要应用在冶金领域，如：生产耐火材料和炼钢行业。2012年，钢铁行业耐火材料消耗量占耐火材料总量的73%[11]。虽然石墨的应用领域不断扩大，且正在从传统领域向新兴领域转变，我国钢铁、耐火材料行业石墨占总消费量的比重由20世纪80年代末的67%～68%，减少为2015年的40%[12]，但仍然是石墨消费量最大的工业部门，且短期内不会发生太大变化。以钢铁为例。美国粗钢产量与美国炼钢用石墨量呈正相关。1978～1997年，随着新材料的发现与应用，炼钢用石墨趋向于减少。1978～1997年美国粗钢产量及炼钢用石墨对比见图7[13-14]。

图6 2015年中国石墨消费结构图(数据来源：文献[3])

图7 1978～1997年美国粗钢产量及炼钢用石墨对比(数据来源：文献[13]、文献[14])

注：中国石墨表观消费量=进口量+产量-出口量图8 中国石墨消费及粗钢产量对比(数据来源：文献[13]、文献[14])

2001～2015年，中国石墨表观消费量与中国粗钢产量总体也呈正相关关系，随着我国粗钢产量的增长，中国石墨消费量也呈增长趋势。预测近几年内，石墨消费量会缓慢增加，但不会出现太大变化。中国石墨消费及粗钢产量对比见图8[13-14]。

3.3.1.2 其他领域

铅笔、墨粉作为石墨的传统用途之一，在消费结构中占比约6%[3]。一般的隐晶质石墨就可以制造铅笔。2015年中国铅笔出口约182.3万t[9]，占全球总出口量的90%以上，且目前中国铅笔产量占全球80%以上，需求量保持稳定。

石墨润滑材料的生产占石墨消费的12%[3]，随着科学技术的发展，石墨在润滑材料领域中的应用由单一的石墨润滑剂，已经扩展至可用于润滑材料、润滑油添加剂的石墨复合材料及纳米材料，预计石墨在润滑材料领域的需求也将会平稳增长。

石墨在机械、化工领域的应用需求也很大，且汽车行业、新能源汽车行业的快速发展，加大了密封材料和摩擦材料在市场的需求，如刹车片、制动衬片、汽缸垫等。

3.3.2 石墨资源在新兴领域的需求趋势分析

石墨在新兴领域的应用目前最热的是电池领域，其中包含锂离子电池领域，新能源汽车领域等。2010年，石墨烯的发现使学者注意到这个神奇的新材料，随着科学技术的发展，石墨烯也变得越来越重要。

3.3.2.1 电池领域

石墨是目前应用最广泛的锂离子电池负极材料。随着科学技术的不断进步，锂离子电池产业发展迅速，根据前瞻产业研究院《中国锂电池行业市场需求预测与投资分析报告》显示，截至2016年11月底，中国锂离子电池产量达69.5亿只，相对2015年增长32.8%[15]。同时随着对新材料(石墨烯等)的发展与研究，锂离子电池性能提升速度赶不上市场的需求，市场消费类电子产品已出现饱和，2011～2014年，锂离子电池市场需求年增长率从43.29%降低到31.82%。

相反，锂离子电池在电动汽车领域的发展进入快速发展阶段。根据莫纳什大学材料工程系Anthony Pandolfo教授的研究数据[16]，一台普通电动汽车的电池大约需要50 kg的石墨，而一台混动车也需要将近10 kg的石墨作为电池原料，电动自行车电池的石墨使用量在1 kg左右。根据起点研究(SPIR)数据显示[15]，2016年中国新能源汽车产量达50.7万量，对应的锂电池需求达到27.9 GW·h。受新能源汽车相关政策的影响，2016年新能源汽车销量增速大幅下降。未来几年，中国新能源汽车将继续快速稳定发展，增速将保持在40%～50%，预计到2020年，中国新能源汽车销量将达205万辆，对锂电池市场需求量达126 GW·h。2011～2016年新能源汽车销量及增速示意图见图9[15]。

注：“F”表示预测图9 2011～2016年新能源汽车销量及增速示意图(数据来源：文献[15])

3.3.2.2 石墨烯领域

石墨烯的发展目前还处于初级阶段，上游和中游已经形成。上游(石墨烯的制备)：主要为生产石墨烯所用的各种原料，石墨、烃类物质等。目前合成石墨烯的主要方法有机械剥离法液相剥离法、氧化还原法、气相沉积法及外延生长法。中游：主要为各类石墨烯，包括石墨烯薄膜、石墨烯粉体以及石墨烯浆料等产品。虽然离实现石墨烯产品产业化还有很大距离，但基本制备技术已掌握。下游：目前石墨烯下游产业链还并未形成，对未来石墨需求量也无法判断，而依据石墨烯发展态势判断，近期内石墨烯领域对石墨的需求量不会特别大。待石墨烯实现产业化，石墨烯下游产业链将涵盖石墨烯各个应用领域，继而才会提升对石墨的需求量。

3.3.3 全球石墨需求趋势分析

综上所述，冶金行业石墨消费量将保持稳定，目前，钢铁领域石墨消费呈下降趋势，但在机械化工领域会因为汽车、新能源汽车的快速发展而呈现上升趋势，所以在传统领域里石墨的消费量的变化不会很大。在新兴领域中，石墨的消费量会呈增长趋势，锂离子电池的快速发展、新能源汽车的快速发展，使得石墨在其储能材料、摩擦材料等的应用快速增加。石墨在石墨烯领域中的消费近年来会呈平稳趋势。

4 结 语

1)全球石墨资源丰富，可以保障未来相当长时期内资源供给。中国石墨资源勘探开发有过热趋势，需要警惕。中国是石墨资源大国，石墨资源储量丰富，2015年和2016年内蒙古、新疆新发现的石墨矿资源为中国石墨、石墨烯产业的发展奠定了坚实的原材料基础。中国也是石墨生产大国，产量占比全球第一。同时中国也是石墨消费大国，占全球47.91%(图4)。但需要注意的是，由于资源丰富、储量丰富、勘查新增资源量丰富，而石墨消费量变化不大，将会导致我国石墨产能过剩、石墨资源浪费、贸易“高进低出”现象。为抑制这种现象发生，我们应该科学合理地、以可持续发展思想来勘查、开采、使用石墨资源。

2)全球石墨消费结构转型，未来战略新兴领域消费比例将快速增加，高端石墨产业发展面临机遇。中国不是石墨强国，虽然目前消费领域正在从传统领域向新兴领域转变，但转变速度相对美国等发达国家较慢。提高科学技术水平、提高石墨深加工技术，致力于高端石墨产业的发展、高端石墨产品的开发，变得刻不容缓。

3)中国应在高端石墨材料领域提前布局，有利于石墨发展转型机遇期，做大做强石墨产业。在未来，冶金领域即传统领域石墨的消费量短期内将保持稳定或呈缓慢下降状态，而石墨在新兴领域包括电池行业、汽车行业、石墨烯行业等的消费需求短期内将缓慢增加，尤其是电池行业，对石墨的需求将急速增加，新能源汽车行业的快速发展，更会带动石墨在密封材料和摩擦材料中的应用。

[1] 高天明，陈其慎，于汶加，等.中国天然石墨未来需求与发展展望[J].资源科学，2015，37(5)：1059-1067.

[2] James F Carlin，Mineral Commodity Summaries[R].Reston：US Geological Survey，2016.

[3] 张生辉，蔺志勇，刘波，等.中国石墨资源调查报告[R].中国地质科学院矿产资源研究所，2016.

[4] James F Carlin.Mineral Commodity Summaries(1980-2016)[R].Reston：US Geological Survey，2016.

[5] 中国粉体网.内蒙古阿拉善发现超大型晶质大鳞片石墨矿[EB/OL].[2015-08-04].http：//www.cnpowder.com.cn/news/33824.html.

[6] 中国电池网.内蒙古探获3处超大型石墨矿床矿物量4200多万吨[EB/OL].[2016-09-17].http：//www.itdcw.com/news/focus/091LJ512016.html.

[7] OFweek锂电网.中国新发现50余处矿床找到矿石墨矿资源量达3.32亿吨.[EB/OL].[2017-03-13].http：//libattery.ofweek.com/2017-03/ART-36008-8120-30113321.html.

[8] James F Carlin.Mineral Commodity Summaries[R].Reston：US Geological Survey，2015.

[9] UN Comtrade Database.United Nations.https：//comtrade.un.org/data/，2015.

[10] 国土资源部信息中心.世界矿产资源年评2014[M].北京：地质出版社，2014.

[11] 赵瑞.全球耐火材料供应和需求形势[J].耐火与石灰，2015，40(2)：38-41.

[12] 徐雅琴，李凤芝.石墨利用现状与开发方向[J].化学工程师，199(6)：36-38.

[13] 中国钢铁工业协会.中国钢铁工业年鉴(1978-1997)[M].北京：中国钢铁工业年鉴社，1997.

[14] James F Carlin.Historical Statistics for Mineral and Material Commodities in the United States[R].Reston：US Geological Survey，Data Serial 140.

[15] 起点研究.2017-2021年中国动力锂电池市场研究报告及发展预测[R].新能源产业权威研究机构，2016.

[16] 凤凰汽车.外媒：特斯拉车型在华推广加剧石墨污染[EB/OL].[2014-03-18].http：//auto.ifeng.com/xinwen/20140318/1010540.shtml.

[17] 中国摩擦密封材料协会.中国摩擦密封材料行业“十二五”发展规划纲要[EB/OL].[2010-07-13].http：//www.doc88.com/p-607163945643.html.

Analysisofthepresentsupply-demandsituationandthetrendofglobalgraphiteresource

AN Tong1，2，LI Jianwu2

(1.China University of Geosciences(Beijing)，Beijing100083，China；2.Institute of Mineral Resources，China Academy of Geological Sciences，Beijing100037，China)

Graphite，which have the unique physical structure and excellent physical/chemical properties，is not only an wide range of strategic mineral resources，but also the mineral raw materials which is the basis of traditional industry and strategic emerging industries，and also is the important strategic resources which will support the development of high and new technology.China have more graphite resources and more graphite resources consumption than other countries，but China is not the best country of graphite resource yet.In order to make our country become the best country of the word of graphite resource，we have to understand deeply in graphite resource supply and demand situation.This article，from the perspective of graphite resources，mainly analyzes the situation of supply and demand situation of natural graphite.From the angle of graphite resource，global graphite resource is an abundant，China is the third highest country in the world.From the supply and demand situation，graphite production is concentration，and the consumption is decentralize.Graphite consumption structure will be shifting from traditional areas to emerging areas in the future.In the traditional field，demand of graphite will be stable；in the emerging field：demand of graphite will be increasing.

graphite resource；consumption structure；demand forecasting；graphene

2017-07-09责任编辑：宋菲

“中国能源与矿产资源安全动态评价与决策支持系统”项目资助(编号：1212011030001501112)

安彤(1993-)，女，内蒙古人，硕士，资源产业经济专业，主要研究方向为矿产资源产业经济与管理，E-mail：1023225383@qq.com。

李建武(1967-)，男，研究员，工学博士，主要研究方向为矿产资源战略，E-mail：jwli67@126.com。

F407.1

：A

：1004-4051(2017)09-0011-05