石墨是傳統工業(yè)中所必需的礦物原料，一直以來(lái)在鋼鐵、冶金、鑄造、機械設備、化工等領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用，尤其是作為耐火材料在鋼鐵行業(yè)中的應用量最大。隨著(zhù)科技進(jìn)步，石墨新材料在新能源、核工業(yè)、電子信息、航空航天和國防等高新產(chǎn)業(yè)中的應用潛力逐漸被挖掘，石墨被認為是新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所必需的戰略資源而逐漸受到重視。
世界天然石墨資源豐富，據USGS（美國地質(zhì)調查局）統計，2015年，全球探明的天然石墨儲量約為2.3億噸，其中98%集中分布在土耳其、巴西、中國、印度4個(gè)國家，儲量分別為9000萬(wàn)噸、7200萬(wàn)噸、5500萬(wàn)噸、800萬(wàn)噸。
我國是石墨資源大國，石墨生產(chǎn)除滿(mǎn)足國內巨大的石墨需求外，還大量出口日本及歐洲各國，長(cháng)期以來(lái)扮演著(zhù)世界最大的天然石墨資源供應國的角色。近年隨著(zhù)石墨新材料在新興產(chǎn)業(yè)中的應用，世界各國對石墨資源愈加重視。我國作為世界最大的石墨生產(chǎn)及消費國，把握未來(lái)石墨資源的應用及國際貿易格局變化對促進(jìn)石墨資源的合理開(kāi)發(fā)有著(zhù)重要意義。
1、石墨消費結構演變
?。?）全球天然石墨消費結構演變
2013年，天然石墨的消費結構為：耐火材料及煉鋼占26%，鑄造15%，潤滑材料14%，摩擦材料13%，鉛筆7%，其他（碳制品、電池、膨脹石墨等）25%。耐火材料、鋼鐵冶金等傳統領(lǐng)域的天然石墨需求仍然占據著(zhù)主要的地位，但其比重已經(jīng)下降到45%。
?。?）美國天然石墨消費結構演變
美國作為發(fā)達國家中的石墨消費大國，其消費變化具有很強的代表性。隨著(zhù)60年代碳鎂鋁磚及石墨增添劑在北美的大規模應用，天然石墨被大規模投人到煉鋼及耐火材料生產(chǎn)中，耐火材料、煉鋼、鑄造逐漸成為美國的天然石墨消費的主導產(chǎn)業(yè)，消費占比約60%。自20世紀80年代中期開(kāi)始，人造石墨在鋼鐵增碳劑等方面逐漸替代了天然石墨，耐火材料生產(chǎn)成為美國天然石墨最主要的消費領(lǐng)域。2012年美國消費天然石墨5.09萬(wàn)噸，其中：耐火材料領(lǐng)域消費占比55%，制動(dòng)襯片占5%，鑄造占3%，軸承、碳刷等碳制品占3%，潤滑劑和粉末冶金各占1%，其他消費領(lǐng)域主要包括電池電極、增竭、鉛筆、工業(yè)鉆石、密封及阻燃材料等，共占34%。
?。?）中國天然石墨消費結構
我國是石墨資源消費大國，2013年我國天然石墨消費量達到64.7萬(wàn)噸，其中：耐火材料、煉鋼占42%，電池、膨脹石墨、碳刷等占23%，潤滑劑、膠體石墨、鑄造占12%，制動(dòng)襯片及摩擦材料占10%，鉛筆、墨粉等占10%。
?。?）石墨消費結構未來(lái)演變趨勢
科技的發(fā)展、應用技術(shù)的突破直接關(guān)系到石墨在新興產(chǎn)業(yè)中的應用，是影響未來(lái)石墨需求的重要因素，難以量化，同時(shí)世界能源市場(chǎng)的變化也會(huì )對新能源產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響，從而影響對石墨的需求。
天然石墨最主要的消費領(lǐng)域是鋼鐵冶金行業(yè)，對石墨的需求來(lái)源包括耐火材料的生產(chǎn)、鋼鐵增碳劑、煉鋼爐電極等。據國際鋼鐵協(xié)會(huì )統計，2015年全球粗鋼產(chǎn)量16.23億噸，預計至2030年全球鋼鐵產(chǎn)量將達到20億噸，印度將成為鋼鐵產(chǎn)量主要增長(cháng)來(lái)源。而我國鋼鐵產(chǎn)能已經(jīng)過(guò)剩，我國鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規劃預計中國鋼鐵產(chǎn)量將在2015-2020年達到峰值，因此對石墨的需求也會(huì )趨于穩定。綜合考慮到隨著(zhù)耐火材料生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，耐火材料壽命延長(cháng)，低碳鎂碳磚的推廣，單位鋼鐵生產(chǎn)消耗的耐火材料減少等因素，未來(lái)鋼鐵冶金工業(yè)對天然石墨需求的增長(cháng)空間十分有限。
汽車(chē)工業(yè)是天然石墨的另一重要消費領(lǐng)域，傳統汽車(chē)工業(yè)的石墨需求主要來(lái)自汽車(chē)蓄電池、制動(dòng)襯片、汽缸墊等方面，此外，隨著(zhù)新能源汽車(chē)性能及成本被市場(chǎng)接受，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量爆發(fā)式的增長(cháng)，鋰離子汽車(chē)電池對石墨負極產(chǎn)量的需求也將迅速增長(cháng)。據各國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )發(fā)布數據，2015年全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達到54.9萬(wàn)噸，其中中國銷(xiāo)量增速最快，2015年達到33萬(wàn)輛，相比2014年增長(cháng)了300%以上，據國內學(xué)者計算，每100萬(wàn)輛采用鋰離子電池做為動(dòng)力的汽車(chē)，需鱗片石墨15-18萬(wàn)噸，新能源汽車(chē)將成為未來(lái)石墨消費增長(cháng)最快的應用領(lǐng)域之一。
除鋰離子電池外，另一個(gè)石墨消費增長(cháng)最快的領(lǐng)域是膨脹石墨材料，膨脹石墨材料是新型石墨阻燃、環(huán)保材料的原料，由膨脹石墨加工而成的柔性石墨材料可用于生產(chǎn)石墨密封、散熱材料及燃料電池，其生產(chǎn)需要以大鱗片石墨為原料。新型石墨材料，尤其是石墨密封及阻燃材料相比傳統材料性能更佳，近年來(lái)有逐漸替代傳統材料的趨勢，包括石墨盤(pán)根可取代鐵絲，石墨粉、盤(pán)可取代鋼筋、石墨紙取代鋁膜等。同時(shí)，環(huán)保型石墨在吸附、過(guò)濾產(chǎn)品中應用以及石墨散熱材料在電子產(chǎn)品中的應用前景也非常廣闊。
石墨潤滑材料的生產(chǎn)占石墨消費的14%，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，石墨在潤滑材料領(lǐng)域中的應用已經(jīng)由單一的石墨潤滑劑擴展至可用于潤滑材料、潤滑油添加劑的石墨復合材料及納米材料，預計石墨在潤滑材料領(lǐng)域的需求將會(huì )快速增長(cháng)。
石墨烯是近年興起的一種新型納米材料，具有諸多優(yōu)異性能，一經(jīng)發(fā)現即受到各國重視，被認為在鋰電、太陽(yáng)能電池、超級電容器、傳感器、生物醫藥、柔性顯示器件、復合材料以及環(huán)保等諸多領(lǐng)域具有很強的應用潛力。目前石墨烯的制備及應用仍不成熟，對天然石墨資源需求的影響不確定性很強。
目前已發(fā)現多種石墨烯制備方法，其中具有大規模應用潛力的方法主要是氧化還原法以及化學(xué)氣相沉積法兩種，前者以大鱗片石墨為原料，通過(guò)剝離天然石墨獲取石墨烯粉體，后者則主要通過(guò)氣體碳源制備石墨烯，不依賴(lài)天然石墨資源。目前兩種方法均實(shí)現了初步的產(chǎn)業(yè)化，未來(lái)石墨烯大規模低成本制備技術(shù)及可產(chǎn)業(yè)化應用技術(shù)將決定了石墨烯產(chǎn)業(yè)對天然石墨資源的需求。
綜上所述，未來(lái)石墨需求的增長(cháng)主要在新能源汽車(chē)以及新材料領(lǐng)域中，而在傳統工業(yè)中，雖然對石墨需求的增長(cháng)空間有限，但考慮到其巨大的消費量，傳統工業(yè)尤其是耐火材料產(chǎn)業(yè)短期內仍將是主要的石墨消費領(lǐng)域。
2、全球貿易格局
2015年全球天然石墨總產(chǎn)量達119萬(wàn)噸，主要生產(chǎn)國有中國、印度、巴西、土耳其、朝鮮、加拿大、墨西哥等。其中中國產(chǎn)量達到78萬(wàn)噸，占總產(chǎn)量的65.55%；其次是印度，產(chǎn)量為17萬(wàn)噸，占總產(chǎn)量的14.29%；巴西產(chǎn)量為8萬(wàn)噸，占總產(chǎn)量的6.72%；中國、印度、巴西的產(chǎn)量總和占全球產(chǎn)量的86.55%。
?。?）貿易格局
世界天然石墨主要出口國有中國、朝鮮、巴西、墨西哥、德國等。
中國是世界最大天然石墨出口國和第二大進(jìn)口國，石墨商品大量出口至日本、歐洲、韓國、美國、印度等國，2014年出口天然石墨28.26萬(wàn)噸，占全球總量的58%。進(jìn)口方面除從朝鮮、坦桑尼亞進(jìn)口石墨原礦外，主要從日本、韓國、美國、德國、荷蘭等發(fā)達國家高價(jià)進(jìn)口高級石墨產(chǎn)品。
朝鮮是第二大天然石墨出口國，2014年僅與中國有石墨貿易，出口天然石墨6.07萬(wàn)噸。巴西是世界第三大天然石墨出口國，2014年出口總量2.22萬(wàn)噸，主要出口至德國、美國及其他歐洲國家、日本等，進(jìn)口量?jì)H1423t，主要來(lái)自德國、中國。墨西哥是世界第四大天然石墨出口國，出口商品以隱晶質(zhì)石墨為主，2014年出口量為2.15萬(wàn)噸，97%均出口至美國，進(jìn)口量?jì)H3374t，主要來(lái)自美國、中國、加拿大。除中國外，天然石墨的主要進(jìn)口國有美國、日本、德國、俄羅斯、印度、韓國等。2014年，美國進(jìn)口6.96萬(wàn)噸，占全球總進(jìn)口量的14.9%；中國進(jìn)日6.35萬(wàn)噸，占比13.6%；日本進(jìn)口5.75萬(wàn)噸，占比12.31%；德國進(jìn)口5.34萬(wàn)噸，占比11.42%；俄羅斯進(jìn)口2.67萬(wàn)噸，占比5.71%；其他國家進(jìn)口量19.64萬(wàn)噸，占比42.04%。
美國是世界第一大天然石墨進(jìn)口國，2014年從墨西哥、中國、加拿大、巴西等多個(gè)國家進(jìn)口天然石墨6.96萬(wàn)噸，占全球總進(jìn)口量的14.9%，同年出日量1.21萬(wàn)噸，主要出口到加拿大、墨西哥等北美周邊國家。
日本是世界重要的石墨進(jìn)口國和消費國，2014年進(jìn)口天然石墨5.75萬(wàn)噸，其中90%以上來(lái)自中國，其進(jìn)口天然石墨多用于本國消費及儲備，出日則以深加工產(chǎn)品為主，主要出口至韓國、美國、中國。
歐洲發(fā)達國家20年來(lái)一直對其石墨資源進(jìn)行保護，天然石墨主要依靠進(jìn)口，每年從歐洲以外地區進(jìn)口的天然石墨約10萬(wàn)噸，進(jìn)口量最大的是德國，2014年進(jìn)口天然石墨5.33萬(wàn)噸，其他主要石墨進(jìn)口國還有荷蘭、英國、法國等。
印度雖然是世界第二大天然石墨生產(chǎn)國，但近年來(lái)國內石墨消費量迅速增長(cháng)，無(wú)法滿(mǎn)足自身需求，需從中國、馬達加斯加進(jìn)口。2014年印度共進(jìn)口天然石墨2.52萬(wàn)噸，其中90%來(lái)自中國。
?。?）中國在石墨國際貿易中的地位
我國是世界重要的石墨資源供應國，長(cháng)期大量出口石墨原料及初級加工產(chǎn)品，而精深加工產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口。
我國石墨出口產(chǎn)品以石墨原料及各規格的石墨粉片、粉末等初級產(chǎn)品為主，自2009年以來(lái)出口產(chǎn)品中增加了用于生產(chǎn)鋰離子電池負極材料的原料的球化石墨，屬于附加值較高的深加工產(chǎn)品，隨著(zhù)我國的球化石墨出口量逐年增加，由2009年的僅千余噸增加到2014年的2.9萬(wàn)噸，我國石墨產(chǎn)品的出口均價(jià)也有了明顯的提升，“低出高進(jìn)”的現象有所改善。
2014年我國天然石墨進(jìn)口結構中，99%以上是進(jìn)口自朝鮮、坦桑尼亞、斯里蘭卡等國的石墨原礦，其中進(jìn)口量最多的朝鮮石墨原礦進(jìn)口價(jià)格僅129美元//t。而來(lái)自日本、德國等發(fā)達國家進(jìn)口的天然石墨產(chǎn)品則以精深加工產(chǎn)品為主，2014年進(jìn)口量?jì)H2040t，進(jìn)口均價(jià)達到7802.5美元//t。
可見(jiàn)雖然近年石墨加工技術(shù)有所提高，出口產(chǎn)品價(jià)格有明顯提升，但與日本、德國等發(fā)達國家相比仍有較大差距。
?。?）石墨原料價(jià)格變化
近30年來(lái)我國出口對國際市場(chǎng)影響深遠，20世紀八九十年代起，我國石墨的大量出口致使國際市場(chǎng)價(jià)格大幅度下降，1993-2004年的十余年間，國際市場(chǎng)天然石墨價(jià)格一直在谷底徘徊。
2005年開(kāi)始出現上漲趨勢，至2008年10月天然石墨價(jià)格達到1993-2008年期間的最高價(jià)位。2008-2009年的全球金融危機期間，各規格石墨產(chǎn)品均受到影響，產(chǎn)生了短期的價(jià)格波動(dòng)。2010年3月，高純石墨產(chǎn)品價(jià)格開(kāi)始上漲，2010年10月諾貝爾獎的頒布使石墨烯在全球受到關(guān)注，期貨市場(chǎng)炒作等因素推動(dòng)石墨價(jià)格在短期內出現大幅上漲，在2011年達到歷史最高水平，之后開(kāi)始逐漸下降并保持平穩。當前各規格的鱗片石墨產(chǎn)品在全球礦業(yè)低迷的大背景下保持著(zhù)較高的價(jià)格，相比之下，較低規格的石墨產(chǎn)品價(jià)格并未發(fā)生劇烈的波動(dòng)，價(jià)格一直保持在500美元//t左右。
可見(jiàn)影響石墨價(jià)格的主要因素來(lái)源于對優(yōu)質(zhì)石墨產(chǎn)品的需求變化。
3、結論
通過(guò)本文對石墨消費結構演變，與貿易格局的分析，可得出以下三條結論：
?。?）在應用趨勢方面，鋼鐵冶金工業(yè)、汽車(chē)工業(yè)、以及新能源新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展決定了未來(lái)石墨需求趨勢，未來(lái)傳統工業(yè)在對石墨需求的提升空間不大，在汽車(chē)工業(yè)及新材料產(chǎn)業(yè)中，新能源汽車(chē)及石墨密封、阻燃材料的應用有較好的前景，將帶動(dòng)未來(lái)石墨資源尤其是優(yōu)質(zhì)石墨資源的需求。
?。?）在國際貿易方面，我國石墨資源豐富，對石墨資源的開(kāi)發(fā)程度較高，長(cháng)期扮演著(zhù)世界最大天然石墨生產(chǎn)和供應國的角色。2004年以來(lái)，由于中國石墨的過(guò)量低價(jià)出口，使大部分國家中止了對國內石墨資源的開(kāi)發(fā)，近年來(lái)隨著(zhù)市場(chǎng)環(huán)境的明顯改善，全世界范圍內對石墨的勘查開(kāi)發(fā)力度明顯增大，澳大利亞、加拿大、土耳其、巴西、莫桑比克、坦桑尼亞等國做為石墨資源供應國的地位有望得到提升，同時(shí)我國為滿(mǎn)足國內新興產(chǎn)業(yè)對優(yōu)質(zhì)石墨產(chǎn)品日益增長(cháng)的需求，保護優(yōu)質(zhì)石墨資源已成為國內政策的主要趨勢，我國未來(lái)做為資源供應國的地位將會(huì )下降，預計天然石墨出口量將持續走低。
?。?）在價(jià)格方面，隨著(zhù)石墨戰略意義的凸顯，主要的生產(chǎn)國的生產(chǎn)和貿易將會(huì )受到控制，預計未來(lái)石墨產(chǎn)品，尤其是優(yōu)質(zhì)石墨原料的市場(chǎng)價(jià)格仍將呈上升趨勢。同時(shí)，在近年來(lái)全球礦業(yè)低迷的大背景下，石墨做為新興礦產(chǎn)具有很強的吸引力，石墨價(jià)格將難免受到市場(chǎng)因素影響，產(chǎn)生類(lèi)似2011年的短期價(jià)格波動(dòng)。
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