中国锂矿资源需求预测

张泽南，张照志，吴 晴，潘昭帅，徐恒逸

(1.中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037；2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京 100083)

0 引 言

锂是世界上最轻的金属，具有较高的熔沸点和较低的密度和硬度，战略价值极高，被广泛应用到电池、玻璃、陶瓷、润滑剂、空气处理、铝冶炼等各个领域[1]。全球近50%的锂消费于锂电池领域，2017年全球锂消费量(折合碳酸锂，下同)为23.76万t[2]。随着电子设备的普及和电动汽车行业的发展，我国锂产品的消费量增长迅速，2007～2017年，我国锂消费量呈快速上升态势，年均增速18.52%，从2007年的2.28万t升至2017年历史最高值12.47万t，占全球消费量的52.48%，成为真正意义上的锂消费大国。2017年我国各行业碳酸锂需求占比分别为电池42%、玻璃陶瓷31%、锂基润滑脂4%、空气处理3%、其他20%(图1)。本文通过对消费锂的四个主要部门的产量及其对碳酸锂的消费量进行整理及分析研究，利用部门消费法和趋势分析法进行系统预测，并且根据现实发展情况对得出的数据进行修正，得出未来十五年我国各行业对锂矿资源需求量，判断我国锂资源未来的需求形势，为锂矿资源的发展规划提供参考。

我国很多专家学者通过分析全球及我国资源储量、锂产品产量、消费量及一些相关锂产品进出口量来预测未来几年我国锂资源的需求量和我国锂资源的发展形势，认为我国锂资源储量较大，但是开发存在一定难度[3]，特别是我国盐湖锂资源的利用[4]；郑绵平[5]在2017年第二届动力电池应用国际峰会暨第三届中国电池行业智能制造研讨会上指出，我国锂资源对外依存度高达70%；崔晓林[6]利用部门消费法和灰色模型法对我国到2030年锂矿的需求进行了预测，得出了我国未来锂矿资源需求量分别为2020年14万t、2025年22万t、2030年38万t，并得出在当前技术水平条件下，未来我国锂矿资源的供应能力不能满足需求的结论。

1 中国锂矿资源供需现状

我国锂矿资源较丰富，主要为盐湖卤水型和矿物型两种锂矿床类型。2017年，我国盐湖卤水型锂矿资源量高达1 078万t，矿物型锂矿资源量为230万t，在锂矿查明资源储量中，盐湖卤水型和矿物型锂矿的比例约为7∶3。盐湖卤水型锂矿为我国主要的锂矿资源，但受自然条件限制以及卤水中镁锂比较高影响，卤水型锂矿床的开发难度增大[7-8]。目前，我国的锂矿多产出于矿物型锂矿床。

2017年，我国锂矿开发集中在天齐锂业、赣锋锂业、西藏矿业三家公司；其中，天齐锂业产量折合碳酸锂4.08万t、赣锋锂业1.66万t、西藏矿业0.40万t，合计6.14万t。而我国2017年消费量为12.47万t，缺口部分仍依赖进口，对外依存度高达50.8%。我国采取了多种方式来应对锂矿石供应不足的问题，如加大勘查开发力度，增加国内产量；通过制定回收机制，对锂金属进行回收利用；通过市场购买锂矿石；加大盐湖锂分离技术的研究。目前最为直接有效的方法即从国外进口锂矿石。

在盐湖锂分离技术未突破的情况下，未来十五年我国锂矿资源供应缺口会一直存在，对外依存度将持续增高，直至完全依赖进口。因此，对我国未来锂矿资源需求预测是十分必要的，能够为未来我国锂矿战略布局提供参考。

2 中国锂矿资源需求预测

由于锂矿资源产品的消费主要集中于电池、玻璃、陶瓷、润滑剂、空气处理5个部门[9]，且有一定的变化趋势，因此本文利用部门消费法和趋势分析法对锂矿资源需求进行预测，并调整参数，根据实际消费情况对所得数据进行调节，使所获预测数据更加贴合发展趋势。

2.1 电池部门需求预测

2017年，我国锂电池出货量达到74.8 GW·h，其中，动力锂电池38.0 GW·h，储能锂电池4.2 GW·h，其他传统领域32.6 GW·h。通过行业分析及测算，得出锂电池的平均耗用碳酸锂为0.7 kg/(kW·h)左右，计算得出我国电池部门消耗碳酸锂量高达5.236万t。储能锂电池主要应用于储能电站、调峰调频电力辅助服务等，近年来增长迅速(图2)，2017年出货量达到4.2 GW·h。

在十三五期间，我国将围绕六个系统的创新链，部署三十八个重点研究项目，这六个系统分别是动力电池与电池管理、电机驱动与电力电子、电动汽车智能化、燃料电池动力系统、插电/增程式混合动力系统和纯电动力系统，我国将为这一目标投入28.6亿元[10]。由此可以看出，我国对电动汽车产业非常重视，电动汽车将会在未来几年中逐渐代替传统内燃机汽车成为主流。2017年11月下旬开始，我国新能源汽车已经挂上了专用牌，进一步体现了我国对新能源电动汽车的重视以及对其发展的关注，所以动力锂电池的需求将进一步增加，锂矿资源的需求量也会增大。随着新能源汽车的发展，我国动力锂电池增长十分迅猛(图3)，出货量由2011年的0.64 GW·h增长至2017年的38 GW·h，可以看出自2015年后，增长趋势呈几何级变化。 2011～2017年，我国小型锂电池出货量逐年增长，主要是由于电子设备的普及，2017年出货量达32.6 GW·h(图4)，预计未来对碳酸锂的需求量将会保持稳定增长。

通过预测得出未来我国电池部门碳酸锂需求量为2018年6.87万t、2020年10.17万t、2025年22.62万t、2030年39.89万t(图5)。

图2 2011～2017年我国储能锂电池出货量Fig.2 Shipment of lithium batteries for energy storage in China from 2011 to 2017(资料来源：国家统计局)

图3 2011～2017年我国动力锂电池出货量Fig.3 Shipment of lithium power batteries in China from 2011 to 2017(资料来源：国家统计局)

2.2 玻璃部门需求预测

我国主要用于玻璃工业的锂矿物主要是锂辉石精矿、锂云母精矿及其尾矿和冶炼锂渣。我国玻璃行业用锂工艺趋于成熟，并且通过对实例的研究及计算得出我国在现今技术水平下，每生产1重量箱玻璃大约需要0.01 kg的Li2O，折合Li2CO3为0.024 8 kg。根据国家统计局数据，我国玻璃产量从2000年的18 352.2万重量箱增长至2016年80 408.45万重量箱(图6)，由此可以看出，我国在21世纪初期的玻璃产量上升趋势，近年来趋于稳定，波动较小。

通过预测得出未来我国玻璃行业碳酸锂需求量为2018年2.09万t、2020年2.15万t、2025年2.3万t、2030年2.45万t(图7)。

图4 2011～2017年我国小型锂电池出货量Fig.4 Shipment of small lithium batteries in China from 2011 to 2017(资料来源：国家统计局)

图5 2011～2030年我国电池部门碳酸锂需求及预测Fig.5 Demand and forecast of lithium carbonate in China’s battery sector from 2011 to 2030(注：带e的年份为预测数据；资料来源：国家统计局)

图6 2000～2017年我国玻璃产量变化趋势Fig.6 Trends of glass production in China from 2000 to 2017(资料来源：国家统计局)

2.3 陶瓷部门需求预测

我国陶瓷主要分为日用陶瓷和建筑陶瓷。陶瓷的冶炼和玻璃相似，加入锂辉石(锂云母)可以提高熔化率，降低熔化温度，延长窑炉使用寿命，并节约熔化能耗，还能使陶瓷器皿性能更好，经得起在微波炉烧烤-餐桌-冰箱冷藏以及其他急冷急热的考验。在陶瓷器皿的釉中代替PbO使用，可消除铅对人体的危害，还能够增加陶瓷制品的抗腐蚀性能，提高釉面的硬度和弹性以及光泽度和白度[11]。本文将按陶瓷类型分别进行分析预测，得出未来陶瓷行业对碳酸锂的需求量。

1) 日用陶瓷。日用陶瓷是指人们日常生活使用的陶瓷，例如瓷碗、盘子等器皿。2000年以来我国日用陶瓷产量先上升再下降，随后明显增多，预计未来几年产量保持在550万t左右(图8)。

图7 2012～2030年我国玻璃行业碳酸锂需求及预测Fig.7 Demand and forecast of lithium carbonate in China’s glass industry from 2012 to 2030(注：带e的年份为预测数据；资料来源：国家统计局)

图8 2000～2017年我国日用陶瓷产量变化趋势Fig.8 Production trends of daily-use ceramics in China from 2000 to 2017(资料来源：国家统计局)

将含0.2% Li2O的锂辉石加入到坯体中并占坯体质量的2%即可达到工业目标，以此来计算并预测日用陶瓷行业对锂资源的需求量(图9)，得出2020年、2025年、2030年碳酸锂需求量分别为0.66万t、0.82万t、0.99万t。

2) 建筑陶瓷。建筑陶瓷分为卫生陶瓷和瓷砖两种。卫生陶瓷是指卫生间、厨房和试验室等场所使用的带釉陶瓷制品，也称卫生洁具。2005～2017年我国卫生陶瓷产量在缓慢增加，近年来趋于稳定(图10)。

图9 2012～2030年我国日用陶瓷行业碳酸锂需求及预测Fig.9 Demand and forecast of lithium carbonate in China’s daily-use ceramics industry from 2012 to 2030(注：带e的年份为预测数据；资料来源：国家统计局)

图10 2005～2017年我国卫生陶瓷产量变化趋势Fig.10 Production trends of sanitary ceramics in China from 2005 to 2017(资料来源：国家统计局)

将含0.1% Li2O的锂辉石加入到坯体中并占坯体质量的5%能够满足需求，以此来计算及预测卫生陶瓷行业对锂资源的需求量(图11)，得出2020年、2025年、2030年碳酸锂需求量分别为0.16万t、0.19万t、0.22万t。瓷砖坯体中加入锂辉石后，可以降低温度，产生助熔效果，并能使产品更加致密，当锂辉石加入坯体后，坯体的强度有所增加，色泽有所加深，并且能耗也有所降低，提高了产品质量，降低了成本。2010～2017年我国瓷砖产量逐年缓慢增加(图12)。我国瓷砖质量约为12 kg/m2，在坯体中加入5% Li2O含量为0.1%的锂辉石能够达到冶炼目的，并能提高产品质量。 以此来计算及预测瓷砖行业对锂资源的需求量(图13)：2020年1.79万t、2025年2.09万t、2030年2.40万t。

基于上述分析预测，得出我国玻璃陶瓷行业在2020年、2025年、2030年碳酸锂消费量分别为4.17万t、4.67万t、5.17万t。

图11 2012～2030年我国卫生陶瓷行业碳酸锂需求及预测Fig.11 Demand and forecast of lithium carbonate in China’s sanitary ceramics industry from 2012 to 2030(注：带e的年份为预测数据；资料来源：国家统计局)

图12 2010～2017年我国瓷砖产量变化趋势Fig.12 Production trends of ceramic tile in China from 2010 to 2017(资料来源：国家统计局)

图13 2010～2030年我国瓷砖行业碳酸锂需求及预测Fig.13 Demand and forecast of lithium carbonate in China’s ceramic tile industry from 2010 to 2030(注：带e的年份为预测数据；资料来源：国家统计局)

2.4 润滑脂部门需求预测

锂作为增稠剂可以将润滑脂使用寿命延长4年，并能够提高润滑性能[12]，2007～2017年我国润滑脂产量逐年增长，随后保持稳定波动不大(图14)。生产每百千克锂基润滑脂需要1.5 kg单水氢氧化锂，并以此计算及预测润滑脂对碳酸锂的消费量：2020年0.58万t、2025年0.72万t、2030年0.85万t(图15)。

图14 2003～2017年我国润滑脂产量变化趋势Fig.14 Production trends of grease in China from 2003 to 2017(资料来源：国家统计局)

图15 2003～2030年我国润滑脂行业碳酸锂需求及预测Fig.15 Demand and forecast of lithium carbonate in China’s grease industry from 2003 to 2030(注：带e的年份为预测数据；资料来源：国家统计局)

2.5 空气处理部门需求预测

锂主要以溴化锂形式作为空气处理设备中的吸收剂。我国2006年以来该领域每年消费碳酸锂保持在0.3万t左右，增长较为缓慢，因此，本文预测未来15年我国该部门消费量应保持在0.4万t碳酸锂当量左右。

2.6 其他部门

除上述五大部门外，我国碳酸锂还用于铝冶炼、核工业、医药等部门，在这些领域中碳酸锂消费增长较慢，通过对比锂业分会数据，本文预测2020～2030年上述领域碳酸锂消费量将保持在3万t左右。

综合上述预测，未来我国碳酸锂需求量(图16和图17)：2020年19万t、2025年31万t、2030年50万t。

3 对预测方法的评述

部门预测法的优势在于将整体分为几个不同的部分来对整体进行预测分析，所得结果更加精确可靠，但也因为是分类考虑，因此对各个行业之间所存在的联系考虑较少，在锂行业中，对于冶炼过程中能否加入废玻璃与废陶瓷并没有进行深入研究分析，虽然对结果影响不大，但是仍不够严谨。通过与该行业利用不同方式对我国未来锂矿资源消费量进行过预测的各位专家学者和权威机构的数据进行了广泛对比，结果表明本文所得数据基本符合发展规律。

4 存在问题、对策及结论

4.1 提出问题

1) 目前我国锂矿资源明显不能满足需求量，盐湖卤水型锂矿床的提取工艺还不足够投入到大规模生产中。

图16 2018～2030年我国碳酸锂需求预测Fig.16 China’s lithium carbonate demand forecast from 2018 to 2030(注：带e的年份为预测数据；资料来源：国家统计局)

2) 能否找到锂矿资源的替代品，尤其是在锂电池行业是否存在比锂电池性能更为强大的离子电池。

3) 近期全球锂矿产品价格逐渐降低，各国对锂矿的投资在减弱，我国矿业公司能否趁此机会通过并购，参股等手段占据境外锂矿股权并参与到国外锂矿床的勘查开发中。

4) 我国锂矿资源未来战略布局方向。

4.2 对策及解决办法

1) 国内应着力于发展盐湖卤水型矿床开发， 并在卤水提锂技术工艺方面加大科研投入和研究，争取早日实现技术突破并能够尽快投入生产。

图17 2020年、2025年、2030年我国碳酸锂需求预测及各行业碳酸锂需求比例Fig.17 Forecast of China’s lithium carbonate demand and the proportion of lithium carbonate demand in various industries in 2020,2025 and 2030

2) 在各个行业中寻找替代品，减少锂矿资源的消费，例如近期国外科研团队正在研究钠离子电池，希望能够替代锂离子电池，从而减小锂矿资源的消耗，在其他行业中也同样可以找寻替代品。

3) 我国矿业公司应该实施全球矿产资源战略、开展矿业全球化经营、勘查及开发，可以通过勘查境外锂矿资源、参股或者收购国外锂矿项目、利用我国技术优势来参与国际上的锂矿项目中去，在境外开展市场；同时中资企业应根据近期锂矿产业形势，锂的价格在降低，在各国减弱投入的时机尽快趁势并购境外锂矿股权。

4) 我国的勘查开发方向就是战略布局方向,包括阿根廷、智利、津巴布韦、塞尔维亚等国家的资源潜力区；我国企业也应该在当今局势发展下注意加强对“一带一路”沿线国家的合作与开发，主要投资国为阿富汗和塞尔维亚。

5) 加快对我国动力锂电池性能提升进行研究，使之锂矿资源消费量降低并能够有更强大的性能，建立可靠有效的废旧锂电池回收利用体系，对国外废旧电池回收利用方式加以了解学习，完善我国回收利用机制，如果在锂电池回收利用上有突破性的进展的话，将对我国未来锂矿资源供应大有帮助。甚至解决供需矛盾。

4.3 结论

1) 按照目前行业发展来看，未来我国碳酸锂最大的消费部门仍是电池部门，消费占比高达80%。

2) 未来我国碳酸锂需求量为2020年19万t、2025年31万t、2030年50万t。

3) 我国对锂矿资源的研究应着重于卤水提锂工艺、锂电池性能提升与锂资源的二次利用这三个方面。

4) 我国锂矿资源未来战略布局方向主要为阿根廷、智利、津巴布韦、塞尔维亚、阿富汗等国家，中资企业应加强与这些国家的合作。