2030年全球及中國錸資源需求芻議

黃 翀，陳其慎，李 穎，柳群義

(1.中國地質大學(北京)，北京 100083；2.中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037；3.全球礦產資源戰略研究中心，北京 100037)

錸在地殼中豐度極低，屬稀有稀散金屬。關于錸的用途、供需形勢等一直以來并沒有受到人們的重視。但隨著當今世界航空航天事業的發展，錸的重要性越來越凸顯，因此在了解全球和國內錸資源概況的基礎上，分析全球和中國未來錸資源的需求形勢，更有利于我國制定未來錸資源戰略。

1 錸資源狀況

1.1 全球錸資源概況

全球錸資源分布不均衡，集中于智利、美國和俄羅斯等少數國家。2012年世界錸儲量2500t，其中智利1300t，占全球錸儲量的半數以上，其余主要國家依次為美國(390t)、俄羅斯(310t)、哈薩克斯坦(190t)和亞美尼亞(95t)等[1](圖1)。

1.2 中國錸資源概況

我國錸資源并不豐富，2012年我國錸的保有資源儲量237t[2]。陜西占全國錸總儲量的44.3%，其余依次為黑龍江(31.6%)、河南(12.7%)，三省的錸儲量占全國錸儲量的近90%(圖2)。產錸礦床有11處，分布于9個省，幾乎全部伴生于鉬礦床中，儲量集中分布在陜西金堆城斑巖鉬礦、河南欒川南泥湖斑巖-矽卡巖型鉬礦、吉林大黑山斑巖鉬礦等大-超大型礦床中[3]。

圖1 2012年全球錸儲量占比圖(數據來源：USGS)

圖2 中國錸儲量占比圖(數據來源：濕法冶金)

2 錸的用途及消費

錸最大的用途是用于制造航空發動機渦輪葉片，鎳基錸超合金可以提高合金的蠕變強度和葉片的工作溫度，這是其它金屬無法替代的作用；其次是用作煉油用的重整催化劑(鉑-錸催化劑)。2012年全球錸消費量69t，航空航天領域的消費占比高達65%左右，鉑-錸催化劑的消費占比為22%，這兩大部門主導了錸的消費市場。

圖3 2012全球錸消費結構占比圖(數據來源：mmta)

美國是世界領先的航空航天高溫合金生產商，也是世界最大的錸消費國。2012年美國錸的消費量44t，占全球消費量的63.8%，是2003年的2.3倍，年均增速9.6%。其中，美國三大消費商Cannon Muskegon Corp、GE、Pratt & Whitney消費錸約40t，占全球消費量的60%左右。

近年來，中國的錸消費量穩定在10t左右，由于國內含錸鉬礦的綜合利用水平較低，導致錸的產量偏低，需要從國外進口來滿足部分需求，對外依存度達50%。

3 錸資源需求預測

全球錸資源需求主要來自航空航天領域，隨著全球民用航空市場的擴大以及低成本航空公司在世界各地的持續擴張，民用航空發動機的數量將保持增長；由于亞太地區持續動蕩的政局形勢以及可能發生的武裝沖突，亞太地區是全球增長速度最快的軍用裝備市場。此外，烏克蘭局勢的緊張也將導致美國、歐盟、俄羅斯等軍事大國加強自身的軍隊建設。另外，一旦中國突破了先進航空發動機研制的瓶頸，其產量將也將出現大幅增長。因此，預計未來10～20年，全球錸資源的需求量可能出現2～3倍的增長。

由于錸的消費領域集中，因此本文采用部門預測法，分別對航空航天領域及催化劑領域進行分析預測。雖然通常情況下，民用航空發動機渦輪直徑要略大于軍用航空發動機渦輪直徑，但二者在葉片的錸含量、葉片數量及規格上各有不同，因此，本文統一按照單臺發動機含錸量25kg(Lipmann Walton & CO LTD數據)，同時假設平均一架飛機配備2臺發動機(有單發、雙發、同時有備用)[4]進行測算。

3.1 全球錸資源需求預測

3.1.1 民用航空發動機需求分析

據波音公司《2012～2031年全球飛機市場展望》預測，到2031年全球民用飛機新機交付量為34000架，則發動機需求數量約68000臺，累計需求錸約1700t，平均每年消耗85t。

3.1.2 軍用航空發動機需求分析

據Rolls-Royce(全球四大航空發動機制造商之一)2012年預測，未來20年，全球軍用航空發動機新機市場銷售總價值為1600億美元。按單臺發動機售價500萬美元計算[5]，未來20年新機銷售量約為32000臺，累計需求錸約800t，平均每年消耗約40t。

因此，預計2012～2030年全球錸在航空航天方面的需求總量累計接近2400t，平均每年消耗約125t。

3.1.3 未來全球重整催化劑對錸資源需求分析

錸在石油化工方面的主要用途是作為煉汽油用的重整催化劑。每年全球約有15t的錸用以重整催化劑。2012年，全球汽油產量約9億t，粗略估算煉1t油需要錸1.7×10-8t。據美國能源咨詢公司Hart energy預測，2030年全球汽油需求量約為11億t，所以預計2030年在催化劑方面的錸需求量約為18t。

綜合考慮航空發動機、催化劑及其他方面的需求，預計2012～2030年全球錸需求量約2800t，平均每年需求量約150t。

3.2 中國錸資源需求預測

3.2.1 未來中國民用航空發動機需求分析

我國目前無法自主生產民用航空發動機，據新華網報道，預計10～15年后，中國能研制出自己的先進航空發動機。因此，2025年以前，我國民用航空發動機將繼續依賴進口。如果2025年之后，國產民用航空發動機能夠量產，按年產350臺計算(參考《民航行業發展統計公報2012》數據)，到2030年，錸的累計需求量為44t，平均每年消耗約10t。

3.2.2 未來中國軍用航空發動機需求分析

軍用航空發動機的需求主要來自于三方面：①對本國國防力量的維持及提高;②發動機的更新換代及維護;③本國與其他國家的局勢緊張將導致軍需裝備的擴張。

我國從20世紀90年代開始，軍費一直保持兩位數的增幅，過去十年，我國軍費增幅位居世界第二，僅次于美國。2012年溫家寶總理在十一屆全國人大五次會議上提出要“大力提高國防科技和武器裝備自主創新能力”，這表示國家在軍事研發和軍事裝備上的投入將繼續加大，以提高我國的國防力量。據“洞察中國”分析，未來5～10年中國將造出下一代WS-15發動機，同時中國海軍將裝備數艘“遼寧艦”級大型航母，艦載機殲-15產量也將隨之增加，未來中國的空中力量將進一步增強。

2007年以來，中國戰斗機的數量明顯減少，數量由2007年的1520架減少到2013年的1230架，但三代以上戰機比例由22%提高到了41%，先進戰斗機的比例顯著提高(圖4)。戰斗機的更新換代離不開發動機的更新換代，目前中國最新研制出的WS-10發動機正在逐步列裝于J-10、J-11及J-15戰機，未來WS-10發動機普及率將繼續增大。

圖4 2007年及2013年中國戰機對比(數據來源：簡氏防務)

近年來，中國與周邊一些鄰國在領土及歷史問題上爭端不斷，地區局勢的緊張使得我國必須加強國防建設才能捍衛主權和自身利益。因此，軍用航空發動機的研制及發展必然成為我國當下及未來的要務。

2010年，中國軍用飛機產量為94架，據“簡氏防務”預測，到2020年中國軍用飛機產量將超過190架，年均增長率為7%。另外，我國有望在2020～2030年間研制成功新一代軍用航空發動機WS-15，同時WS-10系列發動機也將在此期間達到規模化量產，因此我國軍用飛機產量在2020～2030年間將繼續保持穩定增長，預計到2030年軍用飛機年產量將超過380架，帶動錸需求量約20t。

3.2.3 未來中國催化劑對錸資源需求分析

美國是全球汽油生產大國，每年約有20%的錸用于汽油的煉制。2000～2012年，美國錸在催化劑中的消費量與汽油的產量之比在1.8×10-8至3×10-8之間波動，較為穩定，比例系數均值為2.2×10-8(圖5)。

圖5 2000～2012美國催化劑錸消費量與汽油產量之比(數據來源：EIA)

2000以來，中國的汽油產量一直保持著較高的增速，年均增長率在7%左右。每年中國汽油主要消費于交通領域，因此，中國的汽油消費與汽車、摩托車等行業的發展密切相關，當國家汽車、摩托車產量和保有量達到峰值時，汽油消費峰值也同時到來。據中國地質科學院全球礦產資源戰略研究中心成果，中國的汽車產量及保有量在2025年前后到達峰值，預計2025年之前，中國的汽油產量將繼續保持7%左右的增速，之后到2030年增速放緩。因此，預測2030年我國汽油產量將達到2.7億t左右，錸在催化劑方面的需求量約為6t。

由于中國的航空工業特別是民用航空發動機研制方面的不確定因素較大，因此未來中國錸資源需求也同樣具有不確定性，但需求量無疑呈上升趨勢。綜合前文分析，2030年我國錸資源需求量約在30～40t左右，2012～2030年我國錸資源累計需求量約在330～380t左右。

4 結語

隨著未來航空航天業的發展及軍用需求的加大，全球錸需求量將保持增長趨勢。中國擁有全球第二大航空運輸市場，一旦掌握了先進航空發動機制造技術，中國錸的消費量將會有大幅增長，目前中國錸消費量約占全球消費量的1/7，預計2030年，中國錸需求量最大約40t，占全球比例將接近1/5，并有繼續提高的趨勢。

中國錸的保有資源儲量237t，按照預測的消費趨勢，國內資源僅能保障到2025年前后，資源保障程度較低。同時，國內大多數企業并沒有在錸的生產方面實現產業化，導致很多資源無法利用甚至白白浪費。

因此，建議提高鉬礦山綜合利用水平，增加礦山錸產量；鼓勵企業加強錸的回收，形成錸資源回收產業化；錸在國防軍工方面有重要作用，有必要建立錸的戰略儲備機制。通過以上這些途徑，來保證我國錸資源的供應安全。

[1] Désirée E Polyak，Jr.RHENIUM Mineral Commodity Summaries[R].Reston:US Geological Survey，2011-2013.

[2] 彭真.從礦石中回收錸的研究進展[J].濕法冶金，2012(2):76-78.

[3] 吳賢.錸的性質及錸資源分布[J].礦業快報，2008(11)：67-69.

[4] 吳華.航空發動機行業研究報告[R].興業證券，2012.

[5] 陸洲.軍工行業系列報告之二十二[R].光大證券，2013.