世界石墨资源概况及需求分析

周起忠，闫卫东，尹丽文，徐桂芬，王文利，江伟华

（1.自然资源部信息中心，北京 100830；2.中国非金属矿工业协会，北京 100831）

石墨是碳元素在特定高温还原条件下结晶的矿物，与金刚石同是碳的同质多象变体，是一类重要的无机非金属材料，一般形成于高温地质条件，广泛分布于变质矿床，由富含有机质或碳质的沉积岩经区域变质作用形成。石墨也可以在2600～3000℃的电炉中用石油焦人工合成。根据矿石结晶程度划分，石墨可分为晶质石墨（又称鳞片石墨）和隐晶质石墨（又称为土状石墨）两大类。石墨具有特殊的物理化学性质，是传统工业和战略性新兴产业必需的矿物原料，广泛应用于科技工程领域。当前世界石墨资源分布不平衡，新资源的发现有望改变现有石墨分布格局。受制于石墨资源分布影响，石墨生产也相对集中。本文将详细论述全球石墨的资源分布、生产以及贸易和消费情况，基于对以上情况的研究，最后做出全球石墨消费预测。

1 石墨资源储量与分布

1.1 资源储量

世界石墨资源近几年增长稳定。 2012年前，世界石墨储量维持在7000万～9000万t之间。2012年之后，全球石墨矿产勘查开发力度不断加大，勘探呈现出空前繁荣的局面，2015年后世界石墨储量呈现出快速增长的趋势。截至2018年底，世界石墨资源储量已达3.0亿t（图1）。

图1 2010～2018年世界石墨储量变化趋势

1.2 资源分布

世界石墨资源分布较为集中。据美国地质调查局（USGS）统计，截止到2018年，土耳其石墨储量9000万t，占全球的30.00%，居全球第一（图2）；中国7300万t，占全球的24.33%，居全球第二；巴西7200万t，占全球的24.00%，居全球第三；印度800万t，占全球的2.67%。世界石墨资源分布较为集中[2，3]，土耳其、中国、巴西、印度等国石墨储量占全球石墨资源储量的80%以上。

图2 世界主要国家石墨资源储量

1.3 新发现资源

近五年全球石墨有不同程度的新发现。据S&L Global Market Intelligence数据，2016年突破较大，发现石墨资源20588万t，主要集中在莫桑比克，达17051万t，占同年世界新发现的82.82%。其中，所属特里同矿产有限公司（Triton Minerals Ltd.）的新发现16657万t，当前处于可行性研究起始阶段；所属博恩稀土有限公司（Frontier Rare Earths Ltd.）的新发现394万t，当前处于增储阶段。2017年全球新发现石墨资源2958万t，主要集中在坦桑尼亚，达1965万t，占同年世界新发现的66.43%。其中所属黑岩矿业有限公司（Black Rock Mining Ltd.）的新发现1660万t，当前已完成可行性研究。2018年全球新发现石墨资源6114万t，虽然新发现总量较大，但并未有大型石墨矿，最大的位于加拿大，仅1431万t，属于梅森石墨有限公司（Mason Graphite Inc.），当前处于建设规划阶段（图3）。

图3 2013～2018年全球新发现石墨资源储量

2 石墨生产情况

2.1 产量分布

目前世界石墨生产主要集中在中国、巴西、印度、加拿大等国家。据美国地质调查局和中国非金属矿工业协会统计， 2018年全球天然石墨产量为155万t。其中，中国125.00万t，占比80.65%，为世界石墨生产第一大国；巴西9.50万t，占比6.13%；加拿大、印度石墨产量分别为4.00万t和3.50万t，分别占比2.58%和2.26%。中国石墨产量一直稳居世界第一，2018年，中国晶质石墨产量80万t，隐晶石墨产量约45万t。石墨矿山分布在黑龙江、山东、内蒙古、山西、四川和福建等20个省区，石墨加工主要集中在黑龙江鸡西、黑龙江萝北、内蒙古兴和、山东平度、湖南郴州和吉林磐石等六大石墨生产加工基地，2018年六大石墨生产加工基地石墨产量108万t，占全国当年石墨总产量的70%。巴西国家石墨有限公司（National de Grafite）是世界上天然晶质石墨的最大生产者之一，石墨生产能力为5.2万t/年，产量约占巴西全部产量的2/3。目前，世界石墨生产分布较为集中，以上四国石墨产量占比世界石墨总产量约达91%（图4）。

图4 2018年世界主要国家石墨产量占比

2.2 产量变化

全球石墨生产近30年来总体上处于稳步增长状态。根据美国地质调查局数据，从近30年世界石墨产量情况来看，基本上可以分为两个阶段。第一阶段：2003年以前，世界石墨产量总体稳定在75万t左右。虽然总产量基本稳定，但中国石墨产量总体上稳步上升，从1991年的28.89万t逐步上升到2003年的45万t，国外石墨产量略有下降，从1991年的48.2万t逐步下降到2003年的29.2万t。第二阶段：从2004年至今，世界石墨产量基本保持稳中有升的趋势，至2018年，世界石墨产量已增长至155万t，期间我国石墨产量增长较快，2018年达125万t左右，国外石墨产量则在2004～2018年基本维持在在30万～ 40万t之间（图5）。

图5 世界石墨产量变化

2.3 新增产能

近年国外石墨新增产能已超过140万t/年[2，6]（图6），新增产能主要集中在莫桑比克、坦桑尼亚等非洲国家，此外澳大利亚、加拿大扩产后产能也较大（图6）。非洲地区，西拉资源公司（Syrah）、特里同矿产公司（Triton）、AMG集团石墨公司在莫桑比克巴拉马西、巴拉马东、安夸贝地区石墨生产能力合计约53万t/年，产品主要用于耐火材料、润滑剂和电池市场。麦格尼资源公司（Magnis）、黑岩公司（Black Rock Mining）、福特公司（Volt Resources Ltd）正在开发坦桑尼亚纳楚鳞片石墨矿床，规划石墨生产能力合计约40万t/年，主要用于生产锂离子电池正极材料和复合材料。索夫林公司（Sovereign）在马拉维石墨生产能力约11万t/年。另外，马达加斯加石墨生产能力约5万t/年，在其他国家，六方公司（Hexagon Resources）、奥克代尔公司（Oakdale）、瓦朗斯公司（Valence）在澳大利亚的生产能力合计约21万t/年。梅森石墨公司（Mason）、福克斯石墨公司（Focus）、北方石墨公司（Northern）在加拿大的石墨生产能力合计约17万t/年。美国生产能力约1.5万t/年。

图6 世界新增石墨产能

除了这些新增产能外，我国石墨产能也未完全释放，如2017年山东地区受环保督察影响，部分企业停工；黑龙江萝北地区因矿石供应不足，产能仅释放了一半左右。随着非洲地区产能的快速释放，可以预计未来数年，全球石墨供应格局将产生较大变化。

3 石墨贸易情况

3.1 石墨出口

2017年全球石墨出口量49.46万t，主要出口国是中国（34.24万t，69.23%）、巴西（2.35万t，4.74%）、德国（1.46万t，2.95%）、马达加斯加（1.45万t，2.94%）、荷兰（1.45万t，2.93%）、墨西哥（1.42万t，2.88%）、美国（1.39万t，2.81%）、加拿大 （1.39万t，2.80%）等。全球石墨供应高度集中[7]，中国是第一大出口国，全球出口量占比近70%；其他出口国占比均低于10%。2017年石墨出口国家分布见图7。

图7 2017年全球石墨出口国家出口量占比

3.2 石墨进口

2017年全球天然石墨进口量为67.09万t，主要进口国分别是加拿大（20.78万t，30.98%）、中国（14.75万t，21.98%）、朝鲜（4.84万t，7.22%）、德国（4.59万t，6.85%）、印度（4.00万t，5.96%）、马来西亚（2.61万t，3.89%）等。加拿大进口量最多，占世界总进口量的30%以上；其次为中国，进口量占世界总量的21.98%；其他各国进口量占比均在10%之下，石墨需求方相对分散。2017年石墨主要进口国占比见图8。

图8 2017年全球石墨进口国家进口量占比

4 石墨资源消费情况

利用天然石墨耐高温、导电、传热、润滑和密封等优异物理性质，可以制取各种石墨功能材料，如耐火材料、导电材料、导热材料、耐高温润滑剂、导电油墨、密封材料、抗静电橡胶和塑料，汽油防爆剂、高压电缆保护层、防腐蚀材料、防腐蚀涂料和防辐射材料等，广泛应用于冶金、化工、机械、核工业、电子、航空航天和国防等行业。

自2013年以来，全球石墨消费量稳步增长。冶金、铸造仍是石墨消费的主要市场，分别占世界石墨总消费的45%和14%；其次是电池行业，消费占比15%；摩擦材料、润滑剂以及增碳剂用量较小，分别占比6%、5%和4%；清洁能源汽车、电子信息和核工业等其他行业石墨消费量占11%左右[9]（图9）。

图9 2017年全球石墨消费占比

5 石墨资源未来市场需求及预测

未来世界经济建设对石墨需求平稳增加。钢铁和铸造及铅笔等传统产业对石墨需求基本稳定，天然石墨年需求量100万t左右。清洁能源汽车等战略性新兴产业对石墨消费将较大幅度增加，主要是锂离子电池行业。世界各国正努力推动可再生能源开发利用，支持清洁能源汽车制造和使用，未来10年，电动汽车汹涌发展浪潮将推动锂离子电池行业快速发展。德意志银行预测2020年全球锂离子电池产能达535GW·h，球形石墨需求量约53.5万吨。

未来全球石墨供应量将大幅度增加。近期国外新建石墨项目有10多个，在生产和新建的石墨矿山生产能力超过100万t/年，新建石墨项目主要在莫桑比克、坦桑尼亚和马达加斯加，东非将成为世界石墨生产中心。目前全球石墨生产能力超过200万t/年，全球石墨原料供应过剩，预测石墨价格难以上涨。

近期石墨烯制取技术与石墨烯应用技术捷报频传，由石墨制取的不同质量的石墨烯产品已经能够量产，石墨烯导电剂、石墨烯防腐涂料和石墨烯复合橡胶轮胎相继被研制出来并实现量产。石墨烯应用将扩展石墨应用领域，但是，石墨烯生产成本高，石墨烯产业尚处于起步阶段，大规模商业化应用还需时日，短期内石墨烯产业对石墨需求量还很少。