中國鋰礦資源需求預測

張澤南，張照志，吳 晴，潘昭帥，徐恒逸

(1.中國地質科學院礦產資源研究所自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037；2.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京 100083)

0 引 言

鋰是世界上最輕的金屬，具有較高的熔沸點和較低的密度和硬度，戰略價值極高，被廣泛應用到電池、玻璃、陶瓷、潤滑劑、空氣處理、鋁冶煉等各個領域[1]。全球近50%的鋰消費于鋰電池領域，2017年全球鋰消費量(折合碳酸鋰，下同)為23.76萬t[2]。隨著電子設備的普及和電動汽車行業的發展，我國鋰產品的消費量增長迅速，2007～2017年，我國鋰消費量呈快速上升態勢，年均增速18.52%，從2007年的2.28萬t升至2017年歷史最高值12.47萬t，占全球消費量的52.48%，成為真正意義上的鋰消費大國。2017年我國各行業碳酸鋰需求占比分別為電池42%、玻璃陶瓷31%、鋰基潤滑脂4%、空氣處理3%、其他20%(圖1)。本文通過對消費鋰的四個主要部門的產量及其對碳酸鋰的消費量進行整理及分析研究，利用部門消費法和趨勢分析法進行系統預測，并且根據現實發展情況對得出的數據進行修正，得出未來十五年我國各行業對鋰礦資源需求量，判斷我國鋰資源未來的需求形勢，為鋰礦資源的發展規劃提供參考。

我國很多專家學者通過分析全球及我國資源儲量、鋰產品產量、消費量及一些相關鋰產品進出口量來預測未來幾年我國鋰資源的需求量和我國鋰資源的發展形勢，認為我國鋰資源儲量較大，但是開發存在一定難度[3]，特別是我國鹽湖鋰資源的利用[4]；鄭綿平[5]在2017年第二屆動力電池應用國際峰會暨第三屆中國電池行業智能制造研討會上指出，我國鋰資源對外依存度高達70%；崔曉林[6]利用部門消費法和灰色模型法對我國到2030年鋰礦的需求進行了預測，得出了我國未來鋰礦資源需求量分別為2020年14萬t、2025年22萬t、2030年38萬t，并得出在當前技術水平條件下，未來我國鋰礦資源的供應能力不能滿足需求的結論。

1 中國鋰礦資源供需現狀

我國鋰礦資源較豐富，主要為鹽湖鹵水型和礦物型兩種鋰礦床類型。2017年，我國鹽湖鹵水型鋰礦資源量高達1 078萬t，礦物型鋰礦資源量為230萬t，在鋰礦查明資源儲量中，鹽湖鹵水型和礦物型鋰礦的比例約為7∶3。鹽湖鹵水型鋰礦為我國主要的鋰礦資源，但受自然條件限制以及鹵水中鎂鋰比較高影響，鹵水型鋰礦床的開發難度增大[7-8]。目前，我國的鋰礦多產出于礦物型鋰礦床。

2017年，我國鋰礦開發集中在天齊鋰業、贛鋒鋰業、西藏礦業三家公司；其中，天齊鋰業產量折合碳酸鋰4.08萬t、贛鋒鋰業1.66萬t、西藏礦業0.40萬t，合計6.14萬t。而我國2017年消費量為12.47萬t，缺口部分仍依賴進口，對外依存度高達50.8%。我國采取了多種方式來應對鋰礦石供應不足的問題，如加大勘查開發力度，增加國內產量；通過制定回收機制，對鋰金屬進行回收利用；通過市場購買鋰礦石；加大鹽湖鋰分離技術的研究。目前最為直接有效的方法即從國外進口鋰礦石。

在鹽湖鋰分離技術未突破的情況下，未來十五年我國鋰礦資源供應缺口會一直存在，對外依存度將持續增高，直至完全依賴進口。因此，對我國未來鋰礦資源需求預測是十分必要的，能夠為未來我國鋰礦戰略布局提供參考。

2 中國鋰礦資源需求預測

由于鋰礦資源產品的消費主要集中于電池、玻璃、陶瓷、潤滑劑、空氣處理5個部門[9]，且有一定的變化趨勢，因此本文利用部門消費法和趨勢分析法對鋰礦資源需求進行預測，并調整參數，根據實際消費情況對所得數據進行調節，使所獲預測數據更加貼合發展趨勢。

2.1 電池部門需求預測

2017年，我國鋰電池出貨量達到74.8 GW·h，其中，動力鋰電池38.0 GW·h，儲能鋰電池4.2 GW·h，其他傳統領域32.6 GW·h。通過行業分析及測算，得出鋰電池的平均耗用碳酸鋰為0.7 kg/(kW·h)左右，計算得出我國電池部門消耗碳酸鋰量高達5.236萬t。儲能鋰電池主要應用于儲能電站、調峰調頻電力輔助服務等，近年來增長迅速(圖2)，2017年出貨量達到4.2 GW·h。

在十三五期間，我國將圍繞六個系統的創新鏈，部署三十八個重點研究項目，這六個系統分別是動力電池與電池管理、電機驅動與電力電子、電動汽車智能化、燃料電池動力系統、插電/增程式混合動力系統和純電動力系統，我國將為這一目標投入28.6億元[10]。由此可以看出，我國對電動汽車產業非常重視，電動汽車將會在未來幾年中逐漸代替傳統內燃機汽車成為主流。2017年11月下旬開始，我國新能源汽車已經掛上了專用牌，進一步體現了我國對新能源電動汽車的重視以及對其發展的關注，所以動力鋰電池的需求將進一步增加，鋰礦資源的需求量也會增大。隨著新能源汽車的發展，我國動力鋰電池增長十分迅猛(圖3)，出貨量由2011年的0.64 GW·h增長至2017年的38 GW·h，可以看出自2015年后，增長趨勢呈幾何級變化。 2011～2017年，我國小型鋰電池出貨量逐年增長，主要是由于電子設備的普及，2017年出貨量達32.6 GW·h(圖4)，預計未來對碳酸鋰的需求量將會保持穩定增長。

通過預測得出未來我國電池部門碳酸鋰需求量為2018年6.87萬t、2020年10.17萬t、2025年22.62萬t、2030年39.89萬t(圖5)。

圖2 2011～2017年我國儲能鋰電池出貨量Fig.2 Shipment of lithium batteries for energy storage in China from 2011 to 2017(資料來源：國家統計局)

圖3 2011～2017年我國動力鋰電池出貨量Fig.3 Shipment of lithium power batteries in China from 2011 to 2017(資料來源：國家統計局)

2.2 玻璃部門需求預測

我國主要用于玻璃工業的鋰礦物主要是鋰輝石精礦、鋰云母精礦及其尾礦和冶煉鋰渣。我國玻璃行業用鋰工藝趨于成熟，并且通過對實例的研究及計算得出我國在現今技術水平下，每生產1重量箱玻璃大約需要0.01 kg的Li2O，折合Li2CO3為0.024 8 kg。根據國家統計局數據，我國玻璃產量從2000年的18 352.2萬重量箱增長至2016年80 408.45萬重量箱(圖6)，由此可以看出，我國在21世紀初期的玻璃產量上升趨勢，近年來趨于穩定，波動較小。

通過預測得出未來我國玻璃行業碳酸鋰需求量為2018年2.09萬t、2020年2.15萬t、2025年2.3萬t、2030年2.45萬t(圖7)。

圖4 2011～2017年我國小型鋰電池出貨量Fig.4 Shipment of small lithium batteries in China from 2011 to 2017(資料來源：國家統計局)

圖5 2011～2030年我國電池部門碳酸鋰需求及預測Fig.5 Demand and forecast of lithium carbonate in China’s battery sector from 2011 to 2030(注：帶e的年份為預測數據；資料來源：國家統計局)

圖6 2000～2017年我國玻璃產量變化趨勢Fig.6 Trends of glass production in China from 2000 to 2017(資料來源：國家統計局)

2.3 陶瓷部門需求預測

我國陶瓷主要分為日用陶瓷和建筑陶瓷。陶瓷的冶煉和玻璃相似，加入鋰輝石(鋰云母)可以提高熔化率，降低熔化溫度，延長窯爐使用壽命，并節約熔化能耗，還能使陶瓷器皿性能更好，經得起在微波爐燒烤-餐桌-冰箱冷藏以及其他急冷急熱的考驗。在陶瓷器皿的釉中代替PbO使用，可消除鉛對人體的危害，還能夠增加陶瓷制品的抗腐蝕性能，提高釉面的硬度和彈性以及光澤度和白度[11]。本文將按陶瓷類型分別進行分析預測，得出未來陶瓷行業對碳酸鋰的需求量。

1) 日用陶瓷。日用陶瓷是指人們日常生活使用的陶瓷，例如瓷碗、盤子等器皿。2000年以來我國日用陶瓷產量先上升再下降，隨后明顯增多，預計未來幾年產量保持在550萬t左右(圖8)。

圖7 2012～2030年我國玻璃行業碳酸鋰需求及預測Fig.7 Demand and forecast of lithium carbonate in China’s glass industry from 2012 to 2030(注：帶e的年份為預測數據；資料來源：國家統計局)

圖8 2000～2017年我國日用陶瓷產量變化趨勢Fig.8 Production trends of daily-use ceramics in China from 2000 to 2017(資料來源：國家統計局)

將含0.2% Li2O的鋰輝石加入到坯體中并占坯體質量的2%即可達到工業目標，以此來計算并預測日用陶瓷行業對鋰資源的需求量(圖9)，得出2020年、2025年、2030年碳酸鋰需求量分別為0.66萬t、0.82萬t、0.99萬t。

2) 建筑陶瓷。建筑陶瓷分為衛生陶瓷和瓷磚兩種。衛生陶瓷是指衛生間、廚房和試驗室等場所使用的帶釉陶瓷制品，也稱衛生潔具。2005～2017年我國衛生陶瓷產量在緩慢增加，近年來趨于穩定(圖10)。

圖9 2012～2030年我國日用陶瓷行業碳酸鋰需求及預測Fig.9 Demand and forecast of lithium carbonate in China’s daily-use ceramics industry from 2012 to 2030(注：帶e的年份為預測數據；資料來源：國家統計局)

圖10 2005～2017年我國衛生陶瓷產量變化趨勢Fig.10 Production trends of sanitary ceramics in China from 2005 to 2017(資料來源：國家統計局)

將含0.1% Li2O的鋰輝石加入到坯體中并占坯體質量的5%能夠滿足需求，以此來計算及預測衛生陶瓷行業對鋰資源的需求量(圖11)，得出2020年、2025年、2030年碳酸鋰需求量分別為0.16萬t、0.19萬t、0.22萬t。瓷磚坯體中加入鋰輝石后，可以降低溫度，產生助熔效果，并能使產品更加致密，當鋰輝石加入坯體后，坯體的強度有所增加，色澤有所加深，并且能耗也有所降低，提高了產品質量，降低了成本。2010～2017年我國瓷磚產量逐年緩慢增加(圖12)。我國瓷磚質量約為12 kg/m2，在坯體中加入5% Li2O含量為0.1%的鋰輝石能夠達到冶煉目的，并能提高產品質量。 以此來計算及預測瓷磚行業對鋰資源的需求量(圖13)：2020年1.79萬t、2025年2.09萬t、2030年2.40萬t。

基于上述分析預測，得出我國玻璃陶瓷行業在2020年、2025年、2030年碳酸鋰消費量分別為4.17萬t、4.67萬t、5.17萬t。

圖11 2012～2030年我國衛生陶瓷行業碳酸鋰需求及預測Fig.11 Demand and forecast of lithium carbonate in China’s sanitary ceramics industry from 2012 to 2030(注：帶e的年份為預測數據；資料來源：國家統計局)

圖12 2010～2017年我國瓷磚產量變化趨勢Fig.12 Production trends of ceramic tile in China from 2010 to 2017(資料來源：國家統計局)

圖13 2010～2030年我國瓷磚行業碳酸鋰需求及預測Fig.13 Demand and forecast of lithium carbonate in China’s ceramic tile industry from 2010 to 2030(注：帶e的年份為預測數據；資料來源：國家統計局)

2.4 潤滑脂部門需求預測

鋰作為增稠劑可以將潤滑脂使用壽命延長4年，并能夠提高潤滑性能[12]，2007～2017年我國潤滑脂產量逐年增長，隨后保持穩定波動不大(圖14)。生產每百千克鋰基潤滑脂需要1.5 kg單水氫氧化鋰，并以此計算及預測潤滑脂對碳酸鋰的消費量：2020年0.58萬t、2025年0.72萬t、2030年0.85萬t(圖15)。

圖14 2003～2017年我國潤滑脂產量變化趨勢Fig.14 Production trends of grease in China from 2003 to 2017(資料來源：國家統計局)

圖15 2003～2030年我國潤滑脂行業碳酸鋰需求及預測Fig.15 Demand and forecast of lithium carbonate in China’s grease industry from 2003 to 2030(注：帶e的年份為預測數據；資料來源：國家統計局)

2.5 空氣處理部門需求預測

鋰主要以溴化鋰形式作為空氣處理設備中的吸收劑。我國2006年以來該領域每年消費碳酸鋰保持在0.3萬t左右，增長較為緩慢，因此，本文預測未來15年我國該部門消費量應保持在0.4萬t碳酸鋰當量左右。

2.6 其他部門

除上述五大部門外，我國碳酸鋰還用于鋁冶煉、核工業、醫藥等部門，在這些領域中碳酸鋰消費增長較慢，通過對比鋰業分會數據，本文預測2020～2030年上述領域碳酸鋰消費量將保持在3萬t左右。

綜合上述預測，未來我國碳酸鋰需求量(圖16和圖17)：2020年19萬t、2025年31萬t、2030年50萬t。

3 對預測方法的評述

部門預測法的優勢在于將整體分為幾個不同的部分來對整體進行預測分析，所得結果更加精確可靠，但也因為是分類考慮，因此對各個行業之間所存在的聯系考慮較少，在鋰行業中，對于冶煉過程中能否加入廢玻璃與廢陶瓷并沒有進行深入研究分析，雖然對結果影響不大，但是仍不夠嚴謹。通過與該行業利用不同方式對我國未來鋰礦資源消費量進行過預測的各位專家學者和權威機構的數據進行了廣泛對比，結果表明本文所得數據基本符合發展規律。

4 存在問題、對策及結論

4.1 提出問題

1) 目前我國鋰礦資源明顯不能滿足需求量，鹽湖鹵水型鋰礦床的提取工藝還不足夠投入到大規模生產中。

圖16 2018～2030年我國碳酸鋰需求預測Fig.16 China’s lithium carbonate demand forecast from 2018 to 2030(注：帶e的年份為預測數據；資料來源：國家統計局)

2) 能否找到鋰礦資源的替代品，尤其是在鋰電池行業是否存在比鋰電池性能更為強大的離子電池。

3) 近期全球鋰礦產品價格逐漸降低，各國對鋰礦的投資在減弱，我國礦業公司能否趁此機會通過并購，參股等手段占據境外鋰礦股權并參與到國外鋰礦床的勘查開發中。

4) 我國鋰礦資源未來戰略布局方向。

4.2 對策及解決辦法

1) 國內應著力于發展鹽湖鹵水型礦床開發， 并在鹵水提鋰技術工藝方面加大科研投入和研究，爭取早日實現技術突破并能夠盡快投入生產。

圖17 2020年、2025年、2030年我國碳酸鋰需求預測及各行業碳酸鋰需求比例Fig.17 Forecast of China’s lithium carbonate demand and the proportion of lithium carbonate demand in various industries in 2020,2025 and 2030

2) 在各個行業中尋找替代品，減少鋰礦資源的消費，例如近期國外科研團隊正在研究鈉離子電池，希望能夠替代鋰離子電池，從而減小鋰礦資源的消耗，在其他行業中也同樣可以找尋替代品。

3) 我國礦業公司應該實施全球礦產資源戰略、開展礦業全球化經營、勘查及開發，可以通過勘查境外鋰礦資源、參股或者收購國外鋰礦項目、利用我國技術優勢來參與國際上的鋰礦項目中去，在境外開展市場；同時中資企業應根據近期鋰礦產業形勢，鋰的價格在降低，在各國減弱投入的時機盡快趁勢并購境外鋰礦股權。

4) 我國的勘查開發方向就是戰略布局方向,包括阿根廷、智利、津巴布韋、塞爾維亞等國家的資源潛力區；我國企業也應該在當今局勢發展下注意加強對“一帶一路”沿線國家的合作與開發，主要投資國為阿富汗和塞爾維亞。

5) 加快對我國動力鋰電池性能提升進行研究，使之鋰礦資源消費量降低并能夠有更強大的性能，建立可靠有效的廢舊鋰電池回收利用體系，對國外廢舊電池回收利用方式加以了解學習，完善我國回收利用機制，如果在鋰電池回收利用上有突破性的進展的話，將對我國未來鋰礦資源供應大有幫助。甚至解決供需矛盾。

4.3 結論

1) 按照目前行業發展來看，未來我國碳酸鋰最大的消費部門仍是電池部門，消費占比高達80%。

2) 未來我國碳酸鋰需求量為2020年19萬t、2025年31萬t、2030年50萬t。

3) 我國對鋰礦資源的研究應著重于鹵水提鋰工藝、鋰電池性能提升與鋰資源的二次利用這三個方面。

4) 我國鋰礦資源未來戰略布局方向主要為阿根廷、智利、津巴布韋、塞爾維亞、阿富汗等國家，中資企業應加強與這些國家的合作。