我國磷化工行業創新發展思路探討

高永峰

（石油和化學工業規劃院，北京 100013）

我國目前已發展成為全球最大的磷化工生產、消費和產品貿易大國，為滿足全球磷化工產品的需求作出了重大的貢獻。進入新的歷史時期，在全國工業、經濟深化供應側結構性改革、產業轉型和創新發展的大背景下，重新審視我國磷化工行業發展情況，充分認識我國磷化工行業存在的深層次的問題，是每個磷化工人關心的問題。筆者通過分析我國磷化工行業發展狀況、支撐行業發展的條件，提出磷化工行業可持續性發展必須關注的主要問題，并對行業創新發展思路提出建議。

1 我國磷化工行業發展現狀

經過多年的發展和技術改造升級，我國磷化工行業工業體系健全，產品品種齊全，科研和產品應用系統完備，是國內非常完善的工業體系之一。分析近幾年磷化工行業的發展情況，有如下特點。

1.1 主要產品生產規模大，多數產品供大于求

1）磷復肥 我國磷復肥產品產量、消費量和國際市場貿易量均占全球總量的30%以上，自2007 年以來，國產磷復肥的市場滿足率一直維持在100%以上。其中，2015 年國內磷肥產量占全球總量的40%，出口量占產量的32%，國產磷肥滿足率為144%，達到歷史最高。

2000—2018年國內磷肥的供需平衡情況見圖1。

圖1 國內磷肥的供需平衡情況

2）磷酸 全球磷酸基本以濕法磷酸為主。我國磷酸有濕法、熱法兩種生產工藝，熱法磷酸全球產量最大，占磷酸總量比例最高。從近幾年統計情況看，我國磷酸總產能占全球總產能的35%左右，磷酸產量占全球總產量的40%左右，為全球磷酸最大生產國。

近幾年，主要磷酸生產國磷酸產能和產量在全球的占比情況分別見圖2、圖3。

圖2 主要磷酸生產國磷酸產能占比

圖3 主要磷酸生產國磷酸產量全球占比

3）黃磷 我國是黃磷生產大國，生產規模巨大。從最近幾年全球的產能情況看，我國黃磷產能占全球總量的87%左右，占絕對的優勢地位。從生產情況看，國內黃磷產量一直最大，近幾年的產量占全球總產量的85%左右。

近幾年，主要黃磷生產國黃磷產能和產量在全球的占比情況分別見圖4、圖5。

圖4 主要黃磷生產國產能全球占比

圖5 主要黃磷生產國產量全球占比

國內黃磷的消費量全球最大，國內消費量占全國生產總量的95%以上。黃磷產品出口量小，但下游產品出口量大。我國黃磷當量消費量占60%左右，約占全國產量40%的黃磷的后加工產品出口到國外，對外依存度高。

4）磷銨 全球磷銨產品的總加工量占全部磷礦資源加工量的70%以上。

綜合近幾年的情況，我國磷銨生產能力占全球總產能的42%左右，產量占全球總產量的49%左右，產能和產量是全球排名第二位的3 ～4倍。磷銨出口量約占全球總貿易量的32%，是最大的磷銨產品出口國。

其中，我國磷酸二銨產能約占全球總量的38%，產量約占全球總量的45%，出口量約占全球總量的36%；磷酸一銨產能約占全球總量的47%，產量占全球總量的50%以上，出口量約占全球總量的24%。

近幾年來，主要磷銨生產國磷銨產品產能、產量和出口量在全球的占比情況分別見圖6、圖7、圖8。

圖6 主要磷銨生產國磷銨產能全球占比

圖7 主要磷銨生產國磷銨產量全球占比

圖8 主要磷銨生產國磷銨出口量全球占比

1.2 產品結構趨于單一，磷肥產品以高濃度產品為主

隨著我國磷復肥行業的快速發展，我國磷復肥行業的產品結構有了很大變化，但產品結構單一的狀況沒有得到根本的改變。據統計，目前我國磷復肥產品中高濃度的磷酸二銨（DAP）、磷酸一銨（MAP）、重鈣（TSP）、通用三元復合肥（NPK）品種的產量占磷肥總產量的90%以上，其中磷銨產品占85%，這類品種目前國內基本上是供大于求。而代表肥料發展方向的特種肥、專用肥品種比例仍然很低，產品結構不盡合理，仍需完善。

目前國內磷復肥產品結構見圖9。

圖9 國內磷復肥產品結構

國內磷復肥產品趨于高濃度化，會存在如下的缺陷：首先，產品單一，同質化嚴重，市場競爭激烈，對行業發展不利；其次，肥料養分單一，許多中微量營養元素在磷礦處理過程中被浪費掉，作物養分供應不平衡，需要重新施用，施肥成本增加，農戶負擔加重；再次，生產高濃度磷復肥產品需配套選礦生產裝置，既增加了投資，又提高了肥料產品的生產成本，同時還排放了選礦尾礦和磷石膏等固體廢棄物，加大了后續妥善處理、堆存和綜合利用的工作量。

1.3 行業經濟效益差

隨著國內磷復肥行業的發展，產品供大于求的現象嚴重，行業整體盈利能力下降，經濟效益越來越差。2011年以來，磷肥行業經濟效益下降，利潤率降低，2016年以后利潤率稍有反彈。近幾年磷肥行業利潤率在2%～3%，復合肥經濟效益相對穩定，且利潤率好于磷肥。

磷復肥行業的利潤率總體低于全國石化行業利潤率，磷肥則更差。預計今后一段時間，行業經濟效益還會出現波動，行業總體經濟效益不高。

2011—2018 年國內磷肥、復混肥行業利潤率及變化情況見圖10。

圖10 2011—2018年國內磷肥行業利潤率

2 磷化工行業發展的主要支撐條件

2.1 資源支撐條件

2.1.1 磷礦資源相對豐富、產量大，但競爭態勢差

2.1.1.1 世界磷礦資源儲量及生產情況

1）磷礦儲量情況

根據美國地質調查局公布數據，2017 年世界探明磷礦石儲量702.39 億t，分布在非洲、亞洲、美洲等60 多個國家和地區。非洲磷礦資源占比超過80%，亞洲約占10%，美洲、大洋洲也有一些磷礦資源。

磷礦儲量在10億t以上的國家（地區）有摩洛哥、中國等11 個國家，合計儲量約666 億t，占世界總儲量的94.87%。

磷礦儲量最大的是摩洛哥和西撒哈拉，占世界總儲量的71%。

我國磷礦資源相對豐富，是世界磷礦資源主要賦存國家，探明儲量占全球總量的5%，排名第二位，但與排名第一有摩洛哥相差甚遠，磷資源競爭態勢不容樂觀。

2017 年世界主要磷礦資源國家探明磷礦資源的占比情況見圖11。

圖11 2017年主要磷礦資源國家探明磷礦資源占比

2）生產情況

世界磷礦產量多年來持續增長。2000—2018年世界磷礦的產量情況見圖12。

圖12 2000—2018年世界磷礦產量

據美國《化工經濟手冊市場研究報告（CEH）》統計，2018年全球磷礦P2O5產量為7 727萬t，折標礦為2.577億t，前9個國家磷礦的產量占全球總產量的90%。其中，中國磷礦生產量第一，占全球總量的50%，占有絕對領先地位。其次是摩洛哥、美國、俄羅斯，其產量分別占全球總量的12%、10%和7%。

2.1.1.2 國內磷礦資源儲量及生產情況

我國磷礦基礎儲量為34.39億t，分布在全國26個省（自治區），主要集中在云、貴、川、鄂、湘5省。5省查明資源總量約占全國總量的74%。

國內磷礦以中低品位居多，平均品位w（P2O5）為17%，w（P2O5）大于30%的富礦僅占總資源儲量的9.2%，其余為中低品位磷礦。國內磷礦的品質與摩洛哥磷礦品質相差甚遠。

近20 年來，國內磷礦產量持續增加，2016 年達到最高后，近兩年有所下降。國家統計局統計，2018 年全國磷礦產量為9 632 萬t，相比2017年大幅度下降。圖13 為國家統計局統計的2002—2018 年國內磷礦的產量情況。

圖13 2002—2018年國內磷礦產量

2.1.2 硫資源需求量大，國內滿足率持續低

硫資源是磷化工生產的第二大資源。我國硫酸產量占全球產量的30%以上，是全球第一的硫酸生產大國。2018年國內硫酸產量為9 686萬t，同比增長0.9%，創歷史新高。年需要硫資源量（以硫黃計）3 200多萬噸，需求量大。

國內硫酸的生產原料主要是硫黃、冶煉煙氣和硫鐵礦，其中硫黃原料比例占45%左右，由于國產硫黃的比例不高，國產硫黃的自給率僅為30% ～40%，大量的硫黃須通過進口解決。

為滿足國內硫酸生產增長需要，十多年來，我國進口硫黃量持續增長，2002—2018 年我國硫黃進口情況見圖14。

圖14 2002—2018年國內硫黃進口量

雖然國內千方百計地提高硫資源的供應量，但由于硫資源相對缺乏，需求又持續增長，多年來我國硫資源的對外依存度為50%～60%，國內滿足率較低，維持在40%～50%。

2013—2018 年國內硫資源對外依存度情況見圖15。

圖15 2013—2018年硫資源對外依存度

2.2 磷化工產品市場支撐情況

2.2.1 磷肥市場

從磷肥市場情況看，雖然近幾年來全球整體磷肥需求量一直為緩慢增長的態勢，但整體處于供大于求的狀態。

2.2.1.1 國內市場情況

前已述及，我國國內磷肥和主要磷肥產品均為供大于求狀態。自2008 年以來供大于求狀況愈加嚴重，國內磷肥自給率為120%～140%，2015年最高達到144%。

預測我國磷肥消費量將維持在P2O51 100 萬～1 200萬t，而且還有下降的趨勢。磷肥國內市場情況不支持磷化工行業的持續走強。

2.2.1.2 國際市場情況

我國磷復肥產品在國際市場貿易中占有較大的比例，也具有一定的競爭能力，但是在國際市場上我國磷復肥產品已經并且將會面臨更大的市場競爭。

首先，以摩洛哥、沙特為代表的磷復肥產品出口導向型國家是我國磷復肥產品出口的主要競爭對手。

摩洛哥磷資源條件得天獨厚，品位高、質量好，憑借優越的磷礦資源和便利的磷石膏排放條件，磷復肥的生產規模快速釋放，向國際市場提供了大量低成本的磷銨產品，對我國磷復肥產品形成強有力競爭。

1991—2017 年摩洛哥磷復肥的生產和消費情況以及2025年預測情況見圖16。

圖16 1991—2017年摩洛哥磷復肥的生產和消費及2025年預測

可以看出，摩洛哥近10 年磷復肥大幅度增產，預測今后5年還有快速的增長，且產品國內消費量很小，生產的產品幾乎全部出口。

沙特阿拉伯具有較好的磷礦資源條件，以及非常好的硫資源和合成氨資源條件，能夠生產低成本的磷復肥產品，而且沙特磷復肥產品國內消費量非常低，也是以出口為導向的，大部分產品用于出口。與摩洛哥類似，該國近10 年磷復肥的生產已經有了大幅度增長，預測今后5年還會有較大幅度的增長。其磷復肥產品也會對我國產品形成強有力的競爭。

1991—2017 年沙特阿拉伯磷復肥的生產和消費情況以及2025年預測情況見圖17。

圖17 1991—2017年沙特阿拉伯磷復肥的生產和消費及2025年預測

其次是老牌的磷復肥生產國家，如美國、蘇聯及中亞國家等，雖然其磷復肥生產出現一定程度下降，但仍然在國際市場上非常活躍，并具有一定的競爭能力，也是不可小視的。

美國磷資源比較豐富，曾經是磷復肥的最大生產國，從20 世紀中期開始產量有所下降，但一直是全球磷復肥的主要生產國、出口國。憑借其規模大的優勢和豐富的銷售經驗，其磷復肥產品仍然會在國際市場上對我國形成較強的競爭。

1981—2017 年美國磷復肥的生產和消費情況以及2025年預測情況見圖18。

圖18 1981—2017年美國磷復肥的生產和消費及2025年預測

蘇聯磷資源豐富，在20世紀90年代前是全球主要的磷復肥生產地區，蘇聯的解體對該地區內的磷復肥生產產生了很大的打擊，導致了斷崖式下降。之后，隨著政局穩定，磷復肥的生產緩慢恢復，該地區生產呈現穩定增長的趨勢。其對國際市場的影響也應引起重視。

1961—2017 年蘇聯、俄羅斯磷復肥的生產和消費見圖19。

圖19 1961—2017年蘇聯、俄羅斯磷復肥的生產和消費及預測

另外，以印度為代表的磷復肥產品進口大國近幾年來也通過在境內外建設生產裝置，以致力于提高國內磷復肥產品的供應水平，這也將會對我國磷復肥產品出口產生影響。

因此，磷復肥產品國際市場的形勢及預測同樣不是非常樂觀。

2.2.2 黃磷及其后加工產品市場

2000—2018年我國黃磷的供需情況及走勢見圖20。從其供需情況看，自2013年產量和消費量達到最高以后，開始逐漸下降，開工率維持在50%左右，說明黃磷產品為供大于求產品。

圖20 2000—2018年我國黃磷的供需情況

從主要的下游加工產品的發展趨勢看，也不支持黃磷的增長。因此，預測我國黃磷今后的需求將繼續呈現下降的走勢。

我國黃磷的后加工產品主要為熱法磷酸、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉等產品，這些產品目前基本處于供大于求的狀態。特別是熱法磷酸，是黃磷的主要加工產品，隨著濕法凈化磷酸產量的快速增長，其市場份額越來越小，需求量將會呈現大幅度下降的趨勢。因此，主要的黃磷后加工產品的市場也呈現萎縮的趨勢。

2.3 環境、生態支撐情況

2.3.1 “三磷”問題

長江沿岸省（直轄市）主要包括上海、江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重慶、四川、云南、貴州11個省（直轄市），面積約205萬km2。長江沿岸是我國磷化工的重要布局地區，初步統計，占全國總量98.8%的磷礦、83%的磷肥、86%的磷銨、近100%的黃磷生產布局在長江經濟帶地區，我國磷化工產業在長江流域的地位非常重要。

隨著對長江流域總磷含量超標的關注度提高和國務院《關于加強長江經濟帶工業綠色發展的指導意見》的實施，長江流域的“三磷”污染治理問題提到議事日程。“三磷”系指磷礦、磷化工和磷石膏庫。長江“三磷”專項整治行動是“長江保護修復攻堅戰”的重要環節，爭取利用2 年左右時間，基本摸清“三磷”行業底數，重點解決“三磷”行業中污染重、風險大、嚴重違法違規等突出生態環境問題。

長江“三磷”專項整治行動已經或將繼續對我國磷化工產業產生影響。

2.3.2 磷石膏問題

磷石膏是磷化工生產過程中排放的主要固體廢棄物，排放量大，目前主要采取堆存的處理方式，需要大量的土地資源用于堆存，并且若磷石膏堆場處理不當，還會對周邊環境產生污染。目前，磷石膏已經成為制約磷化工行業綠色和可持續性發展的主要問題。

近幾年來，國家和行業雖大力推進磷石膏的綜合利用，磷石膏當年綜合利用率已經超過30%，但仍然有大量的磷石膏需要妥善堆存。國家政策和環境因素對磷石膏的妥善堆存和綜合利用要求越來越嚴格，一些省份已經提出對磷石膏“以用定產”的政策。磷石膏的問題越來越受到相關部門的重視，對磷化工行業的影響也會越來越深刻。

3 磷化工行業須關注的問題

通過對我國磷化工行業發展的現狀及支撐行業發展的主要條件分析，筆者認為必須關注如下問題。

（1）我國以占全球5%的磷資源探明儲量，每年生產全球磷礦產量50%的磷礦量，進口當年硫資源需求量50%的硫資源，生產了全球39%的磷酸、49%的磷銨、87%的黃磷。從資源條件來看，能否支撐我國如此大規模的磷化工行業的可持續性發展？

（2）生產的主要磷化工產品在國內市場上供大于求。在國際市場上，我國出口占產量30%的磷肥產品，還面臨著國外其他低成本產品生產國家的強烈競爭。從市場需求及預測方面，能否支撐行業的可持續性發展？

（3）多年來整個磷復肥行業的利潤率為2%～3%，遠低于我國石化、化工行業的平均利潤率，市場低谷時，還會有大部分企業虧損。從經濟效益方面看，在低利潤率情況下行業能夠可持續性發展嗎？

（4）維持我國磷化工行業的正常生產，每年需要開采上億噸的磷礦，每年排放磷石膏7 000萬～8 000萬t，而且還需要安全堆存和綜合利用。開采磷礦對地質和生態產生影響，磷石膏的堆存和利用需要大量的環境、土地和資金等資源。從環境、生態等方面能否支撐我國磷化工行業的長期、可持續發展？

這些深層次的問題，值得我國有關部門和每一個磷化工人認真地思考！

4 創新發展方向

如何逐步解決我國磷化工行業存在的深層次的問題，維持行業可持續性發展呢？建議從如下方面創新發展入手。

1）技術裝備水平提升

通過技術改造提升現有裝置的技術和裝備水平，節能降耗，提升競爭能力。主要思路為磷酸生產工藝技術提升。將二水磷酸工藝改造為半水-二水或二水-半水工藝，節能降耗，提高磷的利用率，提高磷石膏品質，降低磷石膏中氟和磷的含量，有利于磷石膏的綜合利用；利用大型、節能、先進的黃磷生產技術和裝備改造提升現有黃磷生產裝置，降低能耗和資源消耗，提供低成本的基礎黃磷產品；大力推廣和應用先進、高效的污染物減排工藝、生產技術，污染物治理、處理技術，提高“三廢”防治水平，降低對環境的污染；其他技術改造和提升，如高效磷礦選礦技術、高品質磷銨生產技術、高效磷酸萃取和磷石膏結晶技術、磷酸優化利用技術、新型肥料生產技術、微反應技術、資源回收技術等。

2）技術創新

技術創新方面，應從提升磷化工行業整體技術水平、突破行業發展的技術瓶頸入手進行創新發展。主要研發和產業化的技術如下：不產生或少產生磷石膏的工藝技術和裝備；黃磷生產過程中氟、碘資源的回收技術開發；料漿法磷銨生產過程中氟、碘資源回收技術；其他伴生資源回收技術，例如鎂、鈣、稀有金屬等資源；大型、低能耗黃磷成套生產技術和裝備的開發；高效磷礦選礦技術開發及產業化；專用肥料、精細磷化物、高端磷酸鹽的新產品、生產技術。

3）逐步減小產業的總規模

從對環保、安全、節能嚴格監管方面入手，倒逼企業關停生產規模小、技術落后、存在環保和安全隱患的生產裝置，通過規范行業發展，逐步減小供大于求的基礎產品生產規模，從而逐步減小行業總體生產規模，提高資源保障程度，維持生態環境的可持續性。

4）提高產業層次，促進產品升級

我國磷化工行業的發展，已經完成了滿足基礎產品的需求階段，如黃磷、濕熱法磷酸、三氯化磷、基礎磷酸鹽、磷酸一銨、磷酸二銨、重過磷酸鈣以及復合肥等基礎產品目前基本是供大于求狀態；行業目前所處的階段是滿足功能化產品階段，主要的功能化產品為高純、低砷黃磷，電子級黃磷、磷酸，潤滑油級五硫化二磷，工業級、食品級磷酸，工業級、食品級、飼料級磷酸鹽，聚磷酸銨等新型專用肥料基礎產品，含磷農藥及中間體等。

下一階段應該大力發展的是高端新材料和專用產品產業，逐步實現磷化工產業的轉型升級發展。高端新材料和專用產品主要包括：磷系專用材料，如阻燃劑、凈水劑、增塑劑、抗氧劑等；磷系電池材料產品（六氟磷鋰、磷酸鐵鋰等）；磷系復合材料（含磷石墨烯復合材料、含磷生物材料等）；磷系催化材料；磷系光學材料；含磷醫藥及中間體；高端含磷精細化學品等。

5）伴共生資源的回收和高端綜合利用

磷資源的開發利用是由利用單一的磷素到資源綜合利用的過程。我國磷化工產業已經完成單一利用磷素的過程，行業的發展應該是對磷資源伴生的所有資源進行回收及綜合開發利用。

首先是資源回收。在磷資源開發利用過程中，對伴共生的資源進行回收。回收的資源種類有氟、硅、碘、鎂、鈣、稀土金屬、稀有金屬等。同時擴大回收范圍，磷化工生產的各個過程都要進行資源回收，如黃磷生產裝置氟回收、料漿法磷銨氟回收、選礦過程中鎂資源回收等。

其次是資源的高端加工利用。對回收的氟、硅、碘等資源進行精深加工，發展新材料和專用化學品，提升資源的利用價值。

最后是廢棄物資源的利用。對選礦尾礦、磷石膏、黃磷尾氣、黃磷爐渣、磷鐵、酸性廢水等排放的資源同樣進行高端化利用。

6）組織結構優化

鼓勵通過多種方式對磷化工企業重組，提高產業集中度，培育發展規模化、大型化、綜合性大型企業集團。

礦肥結合：鼓勵肥料企業縱向與磷、硫、氨資源整合，形成上下游一體綜合企業。

肥化結合：實施磷肥、黃磷及后加工企業結合，形成緊密的橫向產業耦合的綜合企業，培育發展新的產業群體。

濕熱結合：以磷酸為平臺，濕法、熱法企業結合，優化磷酸利用方式，構建大型磷化工企業聯合體。

跨區整合：通過跨省、跨地區，乃至跨國家整合、重組磷化工企業，培育磷化工行業的“航母級”跨國公司。

通過上述各種措施，大幅度減少企業數量，控制行業總規模，充分發揮大型、綜合性企業集團的組合優勢，提升整個行業的競爭實力。

7）其他創新發展方向

在企業制度、管理體系、用人機制、營銷方式等各方面進行創新。

通過上述各種創新發展模式，使我國磷化工行業創造更多的國際先進和領先，實現磷化工產業規模全球第一向產業技術先進性、產品高端化的第一過渡，維持我國磷化工行業高端、可持續性發展。