全球鳞片石墨资源与消费预测

王政

(河北寰球工程有限公司，河北 涿州市 072754)

1 战略性资源

1.1 石墨应用领域

石墨具有一系列优异的物理、化学特性，不仅广泛应用于润滑、密封、铸造、电极电刷、耐火材料、铅笔等传统领域，也是新能源产业（太阳能电池等）、新能源汽车产业（超级电容、锂离子电池负极材料等）、新一代信息技术产业（计算机芯片、通信工具、电子元器件等）、新材料产业等战略性新兴产业的战略性矿产。

作为战略性新兴产业中最基础的一部分，美国、日本、欧盟等国家或地区高度重视战略性矿产的供应安全。中国的《战略性新兴产业分类（2018）》、《全国矿产资源规划（2016—2020 年）》，欧盟的《The list of Critical Raw Materials（2017）》、《Report on Raw Materials for Battery Applications（2018）》，美国能源部发布的《Critical Materials Strategy（2011）》以及美国内政部发布的《Final List of Critical Minerals （2018）》都对石墨的战略地位进行了肯定[1]。

1.2 鳞片石墨

天然石墨分为鳞片石墨（晶质石墨）、块状石墨（致密结晶状石墨）和隐晶质石墨（土状石墨、微晶石墨）[2]。

鳞片石墨是在高强压力下变质形成的晶体，呈现鳞片状，具有比其他类型石墨更优异的可塑性、润滑性、可浮性，具有很大的工业价值。根据总石墨碳含量（Total Graphitic Carbon，TGC），鳞片石墨分为高纯石墨（TGC≥99.9%）、高碳石墨（TGC 94.0%～99.9%）、中碳石墨（TGC 80.0%～94.0%）及低碳石墨（TGC≤50.0%～80.0%）四类。根据鳞片大小，鳞片石墨分为大鳞片石墨（＞147 µm）、小鳞片石墨（＜147 µm）。鳞片石墨的应用领域见表1。

表1 鳞片石墨应用领域

2 全球鳞片石墨储量与生产

2.1 资源储量

天然鳞片石墨矿床是世界上主要的石墨矿床类型，主要蕴藏在亚洲的中国和斯里兰卡，欧洲的乌克兰，非洲的莫桑比克、马达加斯加、坦桑尼亚以及南美洲的巴西等国，2020年全球天然鳞片石墨储量分布如图1所示，其中莫桑比克、坦桑尼亚、马达加斯加等国盛产（超）大鳞片石墨，具有较高的工业价值[3]。美国地质调查局（USGS）发布的《MINERAL COMMODITY SUMMARIES 2021》显示，截至 2020年底，世界上已探明的天然鳞片石墨储为量2.3亿t，其中中国、巴西、马达加斯加、莫桑比克占比84%以上。

图1 2020年全球天然鳞片石墨储量分布[4]

2.2 天然鳞片石墨的生产

目前，天然鳞片石墨的主要生产国为中国、巴西和印度。2011—2016年，全球天然鳞片石墨的生产量保持稳定，维持在110～120万t/a。受一系列因素影响，2017年骤降至89.7万t；2018年慢慢回升至93万t；2019年由于莫桑比克天然鳞片石墨供应量提高，恢复到110万t。2020年，中国鳞片石墨产量为65万t，约占世界总产量的59%，是全球第一大生产国；莫桑比克鳞片石墨产量为12万t，占世界总产量的11%，成为第二大生产国。2017年，在莫桑比克北部的 Balama石墨矿投入生产运营，为目前全球最大的单一鳞片石墨矿。

2011—2020年，全球天然鳞片石墨产量及变化情况见图2。

图2 2011-2020年全球天然鳞片石墨产量及变化情况[4]

主要天然鳞片石墨生产国产能见表2。

表2 2014-2020年世界主要天然石墨生产国产能/万t [4]

2.3 全球贸易格局

目前，世界上天然鳞片石墨以中国、巴西、莫桑比克、马达加斯加等国家为主要出口国，以中国、美国、印度、日本、德国、加拿大等国家为主要进口国。中国既是天然鳞片石墨的主要出口国，也是主要进口国，是全球最大的石墨生产国和消费国之一，在全球石墨贸易市场地位举足轻重。

中国主要出口鳞片石墨原矿、低品位鳞片石墨等粗加工、低附加值的石墨产品，而美国、日本、德国等发达国家则主要出口氟化石墨、膨胀石墨、高纯石墨等深加工、高附加值的石墨产品[5]。

中国拥有丰富的石墨资源，伴随国内天然石墨供应缺口不断增大，及初级产品生产成本的增加，以及许多石墨矿床开采成本越来越高，加之国内环保压力和其他生产成本上升，石墨加工企业正在寻求国外石墨供应来源，特别是非洲。中国的大尺寸鳞片石墨资源相对有限，非洲的马达加斯加、莫桑比克及坦桑尼亚等国家生产优质大鳞片石墨，＞174 µm粒级含量远高于国内相同类型石墨矿[6]。随着非洲石墨企业的不断投产，很多企业以中国为目标市场。同时，中国对原产非洲的鳞片石墨免征进口关税，预计未来将有更多的非洲天然鳞片石墨进入国内。

3 国内外市场需求

3.1 国际市场石墨需求

相当长一段时间以来，天然鳞片石墨市场集中在铸造、耐火材料和坩埚领域，但是伴随着全球钢铁产业进入缓慢发展期，与钢铁产业相关的鳞片石墨消费量增速逐渐放缓，甚至开始下降。高端石墨材料产品在新能源产业、新能源汽车产业、新一代信息技术产业、新材料产业等战略性新兴产业领域的消费量增长快速，天然鳞片石墨的消费正在由传统产业领域转向战略性新兴产业领域。目前，锂离子电池负极材料是天然鳞片石墨应用最广泛的行业。2020年以来，中国的《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》将新能源汽车提升为国家战略措施，欧洲重视绿色经济，将碳排放目标收紧和对新能源汽车行业投入补贴，以及美国新政府重拾清洁能源发展，都将促使新能源汽车产业快速发展，从而促起新一轮石墨消费向锂离子电池负极材料领域的转型，使电池行业成为石墨消费市场快速增长的领域。全球石墨消费分布领域情况见图3。

图3 全球石墨消费分布领域

目前，战略性新兴产业已经成为天然鳞片石墨需求增长的主要领域，而在传统的工业领域中，耐火材料行业仍会是鳞片石墨最主要的消费领域，而且在一段时间内需求量会相对稳定。未来 10年全球天然鳞片石墨的需求预测见图4。

图4 2020—2030年全球天然鳞片石墨需求预测

3.2 中国市场消费预测

中国拥有全球最大的石墨消费市场，目前每年平均消费石墨约100万t，行业年产值超过100亿元，其中，消费的鳞片石墨超过了1/2，约为50万～75万t，主要集中在钢铁和铸造业、耐火材料等传统产业领域，在战略性新兴产业领域占比还比较少[4]。近年由于受到国家一系列产业政策和替代品的影响，传统应用领域的需求量在逐渐减少，石墨消费量增速不大，由于战略性新兴产业领域需求强劲，2020年中国天然石墨消费量超过 80万 t。2011-2020年中国石墨消费量统计情况见图5。

图5 2011-2020年中国石墨消费量统计

近几年，中国天然鳞片石墨进口量明显增加，2019年达到19.19万t；而出口量逐年减少，2019年降至11.43万t。中国石墨需求巨大，国内产能缩减叠加非洲新建项目大量投产，2019年中国已成为天然鳞片石墨净进口国。2020年，受新型冠状病毒肺炎疫情影响，大部分国外新增石墨矿未能投入运营，而且莫桑比克的 Balama石墨矿停工，国内天然鳞片石墨仅进口1.76万t，下滑严重。

目前，耐火材料行业依旧是石墨消费的重要领域[7]。随着中国逐渐调整经济结构，天然鳞片石墨的应用领域明显转向新材料、新能源领域[8]，包括航天军工及氟化石墨、超硬材料、核工业、锂离子电池、碱性电池等，大幅提升了石墨新应用领域的消费量，预计到2025年将超过40%。尤其是随着动力锂电池的广泛应用，加大了对鳞片石墨的需求。2020年中国新能源汽车产销量136万辆，预计2021年产销量可达到180万辆。根据国务院办公厅发布的《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》预测，到2025年，新能源汽车产销量将达到500万～600万辆，若2/3的汽车采用动力锂电池，石墨的需求量会剧增，需要鳞片石墨45万～60万t。

4 结论和建议

（1）借力“一带一路”，深度挖掘海外优质鳞片石墨资源。非洲地区蕴藏着丰富的品质优良的天然鳞片石墨资源，其石墨鳞片大、原矿总石墨碳含量高，而且容易磨矿和浮选，具有非常大的开发潜力和经济价值[6]。当前非洲东南部的马达加斯加、莫桑比克、坦桑尼亚三国的部分石墨矿已经深度开发。国内石墨勘探、开发、生产企业应该借助“一带一路”，制定非洲石墨资源勘查开发战略，深度挖掘海外优质鳞片石墨资源，为国家资源供应安全保驾护航。

（2）以科技创新为抓手，加快研发石墨深加工技术，突破关键技术。当前，我国天然鳞片石墨仍以粗放型的资源开发为主，石墨提纯、深加工技术与美国、日本、德国等国家的差距较大，未能将资源优势转化为技术优势和经济优势。随着战略性新兴产业的发展，对石墨资源的供给保障、科学规划、开发利用等提出了更高的要求[9]。国家、地方政府、行业协会应当鼓励、支持、引导相关企业进行石墨开发、提纯、加工利用等高新技术的研究开发，增加石墨产品的附加值，提高我国在石墨深加工领域的国际话语权；围绕战略性新兴产业的需求，抢占石墨烯技术制高点，以领先的石墨烯制备技术打破欧美国家在石墨提纯、深加工领域的技术垄断，引领我国天然鳞片石墨产业的发展，将我国由石墨资源大国发展为石墨制造强国[10]。