金屬礦產資源經濟重要性評估研究

李芳琴，李建武

(中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037)

金屬礦產資源是指經過加工冶煉可以從中提取金屬元素的礦產資源，是人類從事生產活動的重要物質基礎，是經濟發展的重要保障?？v觀全球各大工業國經濟發展歷史，金屬礦產資源起著至關重要的作用，無論是已完成工業化的發達國家，還是后崛起的新興經濟體，乃至廣大欠發達國家，未來經濟的進一步發展，需要持續不斷的資源供應。礦產資源對經濟發展的支撐作用可以概括為兩類：一類是通過大量消費礦產資源來支撐經濟發展，如美國、英國、德國、日本等國家；另一類是將礦產資源作為重要商品，通過大量出口資源支撐經濟發展，如沙特阿拉伯、科威特等中東石油資源大國以及智力、南非等固體礦產資源大國[1]。本文研究的金屬礦產資源經濟重要性[注]經濟重要性是指金屬礦產資源作為原材料對經濟的重要性。主要是指一國進入生產領域的礦產資源，考慮到90%之上的金屬礦產資源均應用于制造業，所以本文主要研究金屬礦產資源在制造業領域的經濟重要性。

在未來一段時期，全球經濟增長伴隨著技術變革將會增加對許多原材料的需求[2-3]。金屬礦產資源作為最初的原材料是經濟增長的源頭，從產品生命周期角度考慮(圖1)，礦產資源作為原材料處在整個生產鏈的前端，通過一步步輸入不同的經濟部門，形成最終產品，最終產品再以消費品的形式流入人們的日常生活，進而通過有益的消費一步步拉動經濟增長。那么，在這一過程中，礦產資源發揮了多大效用，如何來評估礦產資源對經濟的重要程度。

圖1 礦產資源生命周期流程圖

目前，國內針對金屬礦產資源的研究較少，基本都停留在對礦產資源理論定性分析的層面。金碚[4-6]從工業化的視角研究了礦產資源的重要性，認為中國離以美國為代表的發達工業國至少還有30～50年的差距，未來需要消耗大量的礦產資源來支撐工業化發展。李鵬飛等[7-8]從戰略性新興產業發展視角，認為稀有礦產資源在戰略性新興產業中的作用日益增強。王世軍[9]、吳琪等[10]、高清等[11]從區域角度研究了礦產資源與區域經濟發展的關系。任忠寶等[12]運用BP神經網絡和嶺回歸預測方法，研究預測了未來我國經濟發展還需要多少礦產資源，但礦產資源對經濟發展的重要性只是作了定性描述。李鋼等[13-14]對礦產資源對中國經濟增長的約束進行了估算，認為礦產資源對經濟的短期約束較大，長期約束較小。

國外已做了一部分探索性研究，基本上都是在研究關鍵礦產、戰略礦產時將經濟重要性作為一項指標來考量。比較具有代表性的是NRC在研究關鍵礦產資源與美國經濟時，量化了礦物替代性的經濟重要性，認為對于某一礦產資源而言，替代品越少，該礦產越是經濟重要[15]。BUIJS等[16]在研究關鍵礦產時將礦產資源經濟重要性作為一項重要指標來考察，認為在經濟上更加重要的且供應中斷風險比較高的礦產為關鍵礦產，之后，BGS、DOD、SKIRROW等、GRAEDEL等、NSTC等均在其基礎上做了相關研究[17-21]。歐盟委員會原材料供應小組通過考量礦產資源作為原材料進入生產領域后所流動的部門的增加值來評估經濟重要性[22-24]，在此基礎上2017年該小組考慮到礦產資源的替代也可以改變供應短缺對歐盟經濟的影響，將替代指標納入經濟重要性[25]?？紤]到本文的落腳點為金屬礦產資源作為一種原材料對經濟重要性的排序，本文借鑒歐盟的研究方法展開研究。

總體來看,目前國內關于中國礦產資源經濟重要性的研究比較有限，尤其是定量化分析研究，可以說處于初步階段，本文是對這方面研究的補充。

1 研究方法

本文采取歐盟委員會的做法，根據金屬礦產資源的最終用途以及它們所流動部門的增加值來評估經濟重要性(根據原材料對不同行業的貢獻來評估經濟重要性。首先，分解金屬礦產資源作為原材料的最終用途；其次，將每種用途都與國民經濟所劃分的行業相對應，使每一種礦產的經濟重要性都歸因于以該礦產作為輸入行業的增加值，見圖2)。具體而言，采用價值增值鏈方法，將鏈條的經濟價值與該鏈條所用原材料的經濟重要性聯系起來，由于增值鏈的每一步都是基于以前的步驟，原材料供應的上游瓶頸將威脅整個價值鏈，作為原材料的金屬礦產資源進入不同的價值鏈，都會產生不同的經濟重要性。該方法的好處是獨立于單礦種市場規模的大小、價格的高低，僅考慮其作為原材料對經濟的重要性。

圖2 原材料經濟重要性評估流程

同時，為了更加真實地刻畫原材料地實際貢獻，引入資源替代(僅考慮容易獲得的替代品)這一指標。

這一做法的好處是直接將替代指數納入經濟重要性的計算，不用再過分強調替代作為緩解策略的作用，具體計算公式見式(1)。

EI=∑S(AS×QS)×SI(1)

式中：EI(Economic importance)表示經濟重要性(金屬礦產資源作為原材料對經濟的重要性)；AS為金屬礦產資源在部門S最終使用份額；QS是S部門的增加值；SI是原材料的替代指數；S表示部門。

以鋰為例，表1為鋰經濟重要性計算。需要收集鋰的最終用途數據,并對最終用途進行行業歸類,計算對應行業增加值(表1為歐盟2013年數據)，同時，還需計算鋰的替代指數。

表1 鋰經濟重要性計算

由于鋰的替代指數為0.92[25]，根據式(1)可計算得經濟重要性指數為：78 044.37×0.92=71 800。

最后，對數據進行標準化處理：將計算結果除以行業增加值的最大值，同時乘以10，將最終結果調整為0～10之間的數值(下文同樣處理)，可得鋰的經濟重要性為：LiEI=(78 044.37×0.92/191 750.10)×10=3.744。

2 研究對象篩選與數據來源

2.1 研究對象篩選

根據《礦產資源法實施細則》(國務院令第152號)附件《礦產資源分類細則》中金屬礦產共有59種②59種金屬中沒有稀土元素钷。。根據工業用途及金屬元素的性質，金屬礦產資源分為：黑色金屬、有色金屬、貴金屬、稀有金屬、稀土金屬、稀散金屬。后三者俗稱“三稀”金屬。其中，稀土金屬是17種稀土元素的合稱，稀有稀散金屬指在地殼中豐度低，分布稀散，難以從礦石中提取的金屬資源。本文將鉑族金屬(鉑、鈀、釕、鋨、銥、銠)歸為一類，將稀土金屬(鈧、鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釔、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥)歸為一類來研究。由于有色金屬汞、稀散金屬鉈有劇毒且用量小，稀有金屬銣、銫數據獲取有限，因此，將汞、鉈、銣和銫剔除。具體而言，本文研究的金屬礦產資源為余下35種金屬礦產，見表2。

表2 本文研究的35種金屬礦產資源

① 也即消費結構，指鋰資源用于某一行業的份額。

2.2 數據來源

由式(1)可知，計算金屬礦產資源經濟重要性需要的數據為：金屬礦產資源最終用途、資源替代指數以及制造業分行業增加值。金屬礦產資源最終用途數據需要搜集整理2016年我國金屬礦產資源的消費結構，并根據不同的消費結構進一步將其劃分為相應的行業；資源替代指數計算工作量較大，本文采用歐盟委員會的結果，僅考慮容易獲得的替代品；由于現有的公開統計資料并沒有公布制造業分行業增加值數據(2016年)，本文根據國家統計局公布的2015年投入產出表中增加值(TVA)，結合《國民經濟行業分類》(GB/T 4754—2011)與2017年中國工業統計年鑒(收錄的為2016年的數據)中規模以上工業企業銷售產值數據，自定義近似算法，對2016年制造業分行業增加值進行了估算。

2.2.1 金屬礦產資源最終用途

2016年中國金屬礦產資源消費結構數據根據美國地質調查局(USGS)、北京安泰科信息股份有限公司(簡稱安泰科)、萬德(Wind)以及公開資料整理，由于現有統計資料，鈹、鉿、鎘、碲的數據未能獲得，故本文采用全球消費結構代替，由于篇幅限制，具體消費結構數據(略)。獲得金屬礦產資源消費結構數據后按照其最終用途一一對應于國民經濟分類的制造業行業中(具體行業及行業代碼見表5)，篇幅限制，本文僅列出鐵、鈹最終用途(圖3)。對于消費結構中未能歸于具體行業的“其他”項，本文在歐盟委員會方法的基礎上，做了改進，近似地將消費結構可對應行業增加值的平均值等同于“其他”項對應的增加值(圖3，以鈹為例，其他4%的消費未能具體歸類到某一行業，在計算經濟重要性時，該項對應的增加值近似地采用鈹應用到可歸類行業增加值的平均值)。

圖3 2016年鐵(中國)、鈹(全球)最終用途①具體行業代碼對應行業查閱表5。

② 基于現行成本。

2.2.2 資源替代指數

僅考慮容易獲得的替代品，資源替代指數計算公式見式(2)。

SI=∑i∑aSCPi,a×Sub-sharei,a×Sharea

(2)

式中：i表示某種替代材料；a表示候選材料的單獨應用；SCPi(Substitute cost-performance)指材料i的替代成本、性能參數；SCP綜合考慮了替代成本與替代材料的技術性能(具體評價見表3)；Share指候選材料在最終用途中的份額；Sub-share指給定應用中每個替代品的子份額。

表3 SCP評價矩陣

本文引用歐盟委員會的計算結果[26]，替代指數為1的金屬礦產資源：鍺、鈹、鉛、鈷、銅、鉍、銀、鉬、錳、鉿、鉻、錸、金(稀土、鎘、鍶、鉑族、鋯未給出，本文假定其替代指數為1)；替代指數為0.9的金屬礦產資源：銦、銻、鈦、錫、鎂、鉭、鋰、硒、鎵、鎳、鈮、鐵、釩、鎢、鋅；替代指數為0.8的金屬礦產資源：碲、鋁。

2.2.3 制造業分行業增加值數據

由于制造業分行業增加值數據獲取困難，中國目前現有可考究的數據是2015年的全國投入產出表、投入產出表對整個國民經濟以不同產品的的生產進行部門分類[27](投入產出表對制造業的分類見表4，產品部門)，與國民經濟統計分類(按國民經濟統計劃分的制造業分類及相應代碼見表5)的統計維度有出入。本文對有出入的部分做了處理，對余下部分做了近似代替，具體結果見表4。同時，本文把投入產出表中產品部門的增加值記為TVA，把按國民經濟統計分類的行業增加值記為GVA。

由于2015年全國投入產出表中的產品部門分類中(表4)食品和煙草、紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品、木材加工品和家具、造紙印刷和文教體育用品、化學產品、金屬冶煉和壓延加工品、交通運輸設備均對應國民經濟行業分類中的若干項，為了得到每一項的行業增加值數值(GVA)，本文定義了分類權重估算方法來實現增加值的計算。具體方法：以食品和煙草為例，由于食品和煙草增加值(26 011億元)占制造業總增加值(196 784億元[注]將表4中各產品部門增加值求和可得。)的比重(f)可以直接計算得出，而食品和煙草按照本文的處理方法，近似地對應于按照國民經濟分類中的四大行業：

(13)農副食品加工業、(14)食品制造業、(15)酒、飲料和精制茶制造業、(16)煙草制品業，本文對四大行業各自占比權重(總和為1)近似地采用2016年規模以上企業工業銷售產值占比[28]，四大行業各自占比權重乘以f即為其在國民經濟行業分類中制造業增加值的權重，進一步根據2016年制造業增加值(214 289億元[注]數據來源：Wind數據。 ③ 投入產出表中增加值簡稱TVA，按當年生產者價格計算，單位：億元。 ④ 為按國民經濟統計劃分的制造業分類及相應代碼，具體分類查閱表5。)，可以計算得出四大行業各自增加值，具體流程見圖4。

表4 2015年全國投入產出表(制造業部分)

圖4 分行業GVA估算流程

對于投入產出表中余下產品部門：紡織品；石油、煉焦產品和核燃料加工品；金屬制品；通用設備；專用設備；電氣機械和器材；通信設備、計算機和其他電子設備；儀器儀表；其他制造產品；廢品廢料；金屬制品；機械和設備修理服務均近似地對應于國民經濟行業分類中的各個行業(具體見表4和表5)。在具體計算其2016年制造業分行業增加值時，用各自在投入產出表中增加值(TVA)占比(與制造業總增加值196 784億元相比)，來近似地代替2016年各自在國民經濟行業統計中的增加值(GVA)占比。

綜上，2016年制造業分行業增加值估算結果見表5。

2017年，阿里巴巴向東南亞領先的電商與物流公司Lazad a投資10億美元，把對該公司的持股比例提高至83%，顯示出阿里巴巴對該地區物流市場的積極押注。Lazad a在其平臺上有13萬個商戶，還擁有14個倉庫和130個規模更小的物流中心。而主權財富基金中投公司（CIC）也收購了在17個國家擁有倉庫的歐洲領先物流公司Logicor，收購資金規模甚至達到了122.5億歐元。而中遠海運集團在全球收購碼頭的戰略更是至今沒有停息。

3 計算結果及分析

3.1 計算結果

將35種金屬礦產資源各自最終用途、資源替代指數以及最終用途對應分行業增加值數據分別整理成表1模式，按照式(1)，計算各自的經濟重要性(35種金屬礦產資源經濟重要性的計算過程分別同本文第2部分鋰資源經濟重要性計算過程，內容龐大，此處略去)，對計算結果進行標準化處理，處理為0～10之間的數值，具體結果見圖5。

從計算結果可以看出，排序前三的分別為：稀散金屬礦產鍺、稀有金屬礦產鋯以及稀散金屬礦產銦。整體上，“三稀”金屬礦產資源排序較為靠前，在前8位中占據5位；其次是有色金屬銻、錫、鈷等；之后為貴金屬銀、鉑族；黑色金屬除鈦排第5位外，其余排序均較為靠后。

表5 2016年制造業分行業增加值估算結果

圖5 金屬礦產資源經濟重要性計算結果及排序

3.2 結果分析

3.2.1 影響因素分析

1) 由于本文采取價值增值鏈的方法，將金屬礦產資源的重要性歸因于其應用行業的增加值，這在一定程度上可能會夸大金屬礦產資源在整個經濟中的作用。但考慮到價值增值鏈的每一步都是基于以前的步驟，原材料供應的上游瓶頸將威脅整個價值鏈，所以作為原材料的金屬礦產資源對整個經濟都比較重要。同時，考慮到對研究的35種金屬礦產資源均采用同一做法，并對計算結果作了標準化處理，且預期得出的是各種金屬礦產資源經濟重要性的排序，所以這一方法相對可行。

2) 本文采用的方法可能會導致個別金屬礦產資源經濟重要性估算結果偏離。比如，鈦2016年的消費結構中83%用來制造鈦白粉，按照本文的方法，將鈦白粉對應于國民經濟行業分類中的(26)化學原料和化學制品制造業，而2016年該行業的增加值為16 770億元，為31個制造業分行業中增加值最大的項，所以，很有可能造成鈦經濟重要性的估算值偏大。

3) 由于在計算資源替代指數時僅考慮容易獲得的替代品，現實經濟中客觀存在的或由于科技進步正在發生的而未能實際統計的替代并沒有考慮進來，這會對計算結果的客觀性造成一定程度的影響。

4) 此外，由于制造業分行業增加值為估算數據，其誤差度也會帶來計算結果的小幅偏離。

為了驗證上述經濟重要性估算結果的可靠性，本文研究了以美國為代表的先行工業化國家90年[注]“三稀”金屬在工業上應用相對晚些，表觀消費量數據獲取也相對較晚。來金屬礦產資源消費規律：隨著人均實際GDP的不斷增長，金屬礦產資源消費規律表現出一定的階段性特征，在工業化前中期，大量消耗鐵、鉻等黑色金屬礦產；工業化中期，有色金屬礦產消費增加；進入工業化后期，稀有稀散金屬消費增長較快(圖6)。工業化過程是一個國家不可逾越的發展階段[1]，按照美國工業化進程中金屬礦產資源消費規律，在未來一段時期，中國對大宗金屬礦產資源的需求會逐步減弱，有色金屬礦產需求穩健，對稀有稀散金屬礦產資源需求會逐步加大。這是對本文估算結果的輔助證明，我國目前處于工業化中后期階段，“三稀”金屬礦產在經濟中發揮越來越重要的作用，有色金屬與貴族金屬次之，黑色金屬相對靠后。

金屬礦產資源消費規律表現出的階段性特征，并不是強調哪一種礦產資源對經濟發展不再重要。本文研究的35種金屬礦產資源的經濟重要性，獨立于礦產資源市場規模的大小、獨立于資源價格的高低，是基于價值增值鏈的相對排序。

圖6 1929～2017年美國人均實際GDP與銦、鋯、銻、鈷、鉬以及鐵礦石表觀消費量①數據來源：人均實際GDP根據美國經濟分析局(BEA)數據計算。銦、鋯、銻、鈷、鉬以及鐵礦石表觀消費量取自美國地質調查局(USGS)，由于USGS數據目前更新至2015年，2016與2017年數據均近似地取2013/2014/2015三年的平均值。美國進入工業化后期以來，隨著人均實際GDP的上漲，稀有稀散金屬消費強勁，增幅較大，尤其是銦、鋯精礦、鎵等，鉭、鈹、鍺、鉿、碲、硒、錸次之；有色金屬銻、錫、鈷、鎳消費量平穩波動，略有上升，以鐵礦石為代表的黑色大宗金屬礦產消費量下降較為明顯。

4 結 語

當前，中國處在工業化的中后期階段，隨著“中國制造2025”“互聯網+”“雙創”新興工業革命的不斷興起，金屬礦產資源將會扮演越來越重要的角色。對金屬礦產資源的經濟重要性進行評估以期為國家制定實施金屬礦產資源戰略提供一定的參照，為維護國家資源安全添磚加瓦。之所以采用價值增值鏈的方法，也是一種探索，由于原材料供應的上游瓶頸將威脅整個價值鏈，強調金屬礦產資源作為原材料對經濟的重要性，將每一種礦產的經濟重要性都歸因于以該礦產作為輸入行業的增加值，獨立于礦種市場規模、市場價格，單純就礦種本身的用途來考量其對經濟的重要性。對我國2016年金屬礦產資源經濟重要性的研究結果表明：“三稀”金屬礦產排序靠前，有色金屬與貴族金屬次之，黑色金屬較為靠后，該結論與先行工業化國家金屬礦產資源消費規律基本吻合。

未來一段時期，隨著全球工業革命的進一步深化，各大主要工業國之間圍繞金屬礦產資源的競爭將會加劇。目前，中國大多數金屬礦產消費量均位居世界前列，而以鋯、鈹、鈷等為代表的金屬資源狀況堪憂，對外依存嚴重，面臨各種供應風險，難以滿足國內需求，中國應加緊制定實施金屬礦產資源戰略，以保障國家資源安全，推動經濟平穩健康發展。