科技发展
您当前的位置 > 首页 > 科技发展
名称 基于系统动力学的我国磷矿资源需求情景预测
发布机构 科技外事处 索引号 2189234/2020-00226
主题分类 科技发展 文号
发布日期 2020-12-23 主题词

基于系统动力学的我国磷矿资源需求情景预测

发布日期:2020-12-23 09:48 信息来源:科技外事处 访问量:? 字体 :[ 大 ][ 中 ][ 小 ]

基于系统动力学的我国磷矿资源需求情景预测

0引言

磷主要以碳酸盐矿的形式存在于自然界,许多国家将其列为战略性矿产。磷虽然是我国的优势矿产,但由于过度开采导致其优势地位不断下降。早在2010年,中国、德国、日本、英国、美国就将磷矿资源列为需要保护的天然资源;2016年我国出台《全国矿产资源规划(20162020年)》,首次将包含磷矿在内的24种矿产资源纳入战略性矿产目录。

根据矿产资源年报统计,2017年中国磷矿(折含P20530%的标矿)储量18.7亿t,主要分布在湖北、贵州、云南和四川4省,分布不均衡,且低品位矿较多,大多数品位低于25%,平均品位17%左右,一级矿仅占总量的11.3%2017年中国磷矿石(折含P20530%的标矿)产量1.23亿t,产储比高达6.58%,预计剩余可开采年限约15a,我国磷矿资源将面临巨大的供应风险,因此构建系统动力学模型预测磷矿资源的供需,根据预测结果提出改进建议,为国家相关部门总体把控磷矿资源、制定相关政策提供依据,具有一定的现实意义。

我国的磷矿石主要用于生产磷肥,该领域消费量占消费总量的67%以上,因此许多学者不仅对我国磷资源供需进行了预测,还对我国磷肥的供需进行了预测。谢如林等、林葆等和张卫峰等对我国磷肥需求进行预测;赵明结合我国磷矿和磷肥供需的历史数据,预测了我国磷矿2015年、2020年和2030年的需求量;孙小虹等预测中国磷肥需求峰值预计可能在20202025年到来,磷矿石的需求将进一步扩大;刘艳飞根据中国磷肥需求趋势,得到磷矿石需求趋势,研究表明到2030年磷矿石需求呈下降趋势;陈莉利用灰色神经网络模型对我国磷矿资源的需求进行了预测,研究表明在2020年我国磷矿资源将出现供大于求的情况,并且得出我国磷矿资源存在储产比低和下游产业链磷肥产能过剩的问题。国外学者大多是对磷资源的供给进行了预测,发现全球磷矿石供应将日益趋紧,如果没有适当的管理,磷矿资源将会出现严重赤字。

磷矿资源的供需受到了国民经济发展速度、产业结构变化、市场价格等多种因素的影响,并且各种影响因素之间也会有相互作用,系统动力学正是通过建立由一系列相关变量相互联系和反馈的系统模型来研究社会经济中复杂问题的分析方法。它通过构建系统与反馈回路表示出整个系统的因果关系和流量关系,把各变量之间关系定量化,建立系统的结构方程式,并利用计算机软件进行仿真模拟,研究不同政策条件下输出结果的变动情况。近几年,有许多学者用该方法对我国铁矿石、煤炭、石油、钴等矿产资源的供需预测进行了研究。目前运用系统动力学对我国磷矿资源需求预测的研究比较少,因此本文在前人的基础上,运用系统动力学模型,预测了20182025年我国磷矿资源的需求量。

1资源现状

1.1储量概况

全球磷矿储量丰富,但分布不均匀,主要分布在非洲、中东地区和美洲。根据美国地质调查局《Mineral Commodity Summaries》统计,全球磷矿储量第一的国家是摩洛哥和西撒哈拉,占比为71.43%,其次是中国,占比为4.7%

1.2产量概况

从国家分布来看,全球共有30多个国家生产磷矿石,主要生产国为中国、摩洛哥和美国。2006年中国磷矿石产量超过美国和摩洛哥,成为世界磷矿石产量增长的主导力量,之后整体呈上升趋势。2017年我国磷矿石产量(折含P20530%的标矿)为1.23亿t,较2016年下降9%,一方面是由于国家对于磷矿石的保护性开采,限产力度进一步加大;另一方面是由于近几年环保政策的制定,限制了磷化工等高污染行业的发展,有效供给下降。

1.3消费概况

中国是全球磷消费大国,20002016年中国磷矿石消费量(折含P20530%的标矿)呈上升的趋势,由0.16亿t增长到1.44亿t,年均增速为15.05%2016年之后,我国磷矿石消费量呈下降趋势。随着中国磷矿石消费量的变化,20002015年中国占世界总消费量的比重也呈逐渐上升趋势,由2000年的11.97%上升到2015年的最大值58.84%2015年之后该比重也呈下降趋势。

我国磷矿石主要用于生产磷肥,包括磷酸一铵、磷酸二铵等;同时磷是生物体内必须的营养元素,主要用于生产食品级磷酸和动物饲料;磷矿石也是我国化工产品的重要原料,其产品较多用于医药、金属和塑料加工及表面处理和催化剂等。近几年随着科学技术的发展,磷矿石逐渐应用于尖端技术,磷酸二氢铝胶材料耐火度高、耐冲击性好、耐腐蚀性强、电性能优越,磷灰石晶体是最理想的激光发射材料。从终端消费领域来看,目前国内磷矿石67%用于生产磷肥,5.4%用于生产动物饲料,4.4%磷矿用于食品加工,12.4%用于化工行业,10.8%用于其他。

2模型构建

2.1模型数据来源

本文构建系统动力学模型的数据主要来源于:《中国统计年鉴》(20002018年)、《中国农业年鉴》(20092018年)、《世界矿产资源年评》(20002016)、《中国工业统计年鉴>20092018年)、美国地质调查局《矿产品概要》(20002018年)、UNComtrade Database

2.2参数设定

通过分析磷矿石的应用领域,本文选取了第一产业的农业和牧业两个行业,第二产业的食品制造业、化学原料和化学制品制造业以及其他行业三个行业来分析磷矿资源的应用情况。在计算磷矿资源的需求量时,根据20082017年各行业增加值的历史数据,设定了20182025年各行业增加值占比,其中,第一产业占比和第二产业占比以2017年的值为基础每年分别减少0.29%0.71%,农业占比和牧业占比均以2017年值计算,其他行业占比、食品制造业占比、化学原料和化学制品制造业占比以2017年的值为基础每年分别增加0.28%0.08%0.18%。本文假定各行业20182025年亿元磷矿石消费量保持不变,取2017年值进行计算。20182025年产量变化率取20082017年均值进行计算。磷是我国的优势矿种,几乎不存在进口,且由于磷矿石出口关税政策和出口配额许可证管理的实施,相对于国内磷矿石总产量,出口体量微乎其微,对国内有效供给影响不大,因此本文在构建模型时不考虑磷矿石的进出口。模型中涉及到的磷矿石的供应量、消费量和供需差的值均为含P20530%的标矿的值。

2.3模型仿真流图与方程式

通过对变量的选取及参数的分析,基于20082017年历史数据,使用VensimPLE软件构建了磷资源供需系统动力学流程图。

3行为仿真及情景模拟

3.1模型检验

本文选取的时间范围是20082025年,2008年为基准年,20082017年是历史统计年,20182025年为模拟预测年,对于GDP增速,2017年之前沿用历史数据,2018年及以后根据权威机构预测情况和历史数据,将其设为6%。为了检验模型是否可以科学反映磷矿资源供需情况,本文选取磷矿石消费量来检验模型预测结果的可靠性,将20082017年的预测值与实际值进行误差检验。结果表明,模拟值和实际值拟合程度较好,平均误差均在10%以内,符合一致性要求,表明本文构建的磷矿资源需求预测模型是可行的,可以比较真实地反映实际情况。

3.2基期情况下供需预测

3.2.1磷矿资源供需总量预测结果分析

本文将GDP增速在基期情况下设定为6%,在该情景下,通过模拟仿真得到20182025年我国磷矿石消费量、供应量和供需差的预测值。由表3可知,我国磷矿石消费量从2018年的13694.7t增长至2025年的20923.0t,年均增速为6.25%,与刘艳飞预测的2025年我国磷矿石需求量为2.04亿t相近;供应量从2018年的13451.5t增长至2025年的21712.6t,年均增速为7.08%,其中,2020年我国磷矿石供应量为15423.5t,达到了《全国矿产资源规划(20162020)》规定的2020年磷矿开采量1.5亿t的开发利用指标。供应量的增速大于消费量的增速,到2019年,我国磷矿石供应量超过需求量,出现供大于求的局面,到2025年供需差为789.6t

通过模型预测可以发现,未来几年我国磷矿石的供应量将超过消费量,磷矿石由供不应求转为供大于求,由于我国磷矿资源具有不可再生性、不可回收利用性、不可替代的特性,且基础储量有限,按照当前生产能力,到2025年其剩余可开采年限将不超过20a,我国磷矿资源将面临严峻的供应危机。因此,国家应该尽早采取措施来调整我国磷矿石的产消结构,保障磷资源的可持续发展。

3.2.2消费领域需求量预测结果分析

GDP增速为6%的情景下,通过模拟仿真得到20182025年我国磷矿石在不同领域的消费情况。其中,消费最多的是农业部门.由2018年的9067.83t上升到2025年的12041.6t,年均增速为4.14%。磷矿石在该部门主要是生产磷肥,我国每年生产磷肥需要消耗67%左右的磷矿石,因此磷肥的生产对我国磷矿石的需求有重要影响。我国是世界上最大的磷肥生产国,磷铵产品除了自用以外,还有相当一部分比例用于出口,2017年我国磷酸一铵出口量占当期国内产量比重的12%,出口占比基本达到过去几年的高位水平;磷酸二铵出口量占当期国内产量比重更是达到35%,二者几乎达到我国磷肥产量的一半,按照当前的出口增速未来也将快速增长,因此农业部门消费量呈上升趋势。其他消费领域磷矿石的消费量均也呈上升趋势,尤其是食品制造业、化学原料和化学制品制造业年均增速均达到10%左右,主要是由于这些行业为人们的生产和生活提供基础的保障,与人们的生活息息相关,随着经济的发展,人民生活水平的提高,这些行业迅速发展,因此对磷矿石的需求也不断上升。

3.3不同情景下的需求预测

3.3.1情景设置

本文主要以GDP增速为依据设置不同的情景,分析我国磷矿资源在不同GDP增速下的需求变化情况。世界银行预测20182020年我国GDP增长速度将继续下降,分别为6.5%6.3%6.2%,并且在全球经济发展滞缓的背景下,我国GDP的增速可能进一步下降;国际货币基金组织预测我国到2021年之前,经济增速较之前有所放缓;“十三五”规划提出,2021年之前我国GDP平均增速保持在6.5%以上;黄季焜预测20162020年中国GDP增速在6.3%左右;李京文等认为20112020年我国GDP增速为6.4%20122030年为5.4%。本文结合前人的研究,设定以下3种情景方案:低速发展情景(GDP增速为5%)、中速发展情景(即基期发展情景、GDP增速为6%)和高速发展情景(GDP增速为7%)

3.3.2不同情景下的预测结果分析

通过模型仿真模拟,得到了20182025年中国磷矿资源的需求情况,GDP增速在低速、中速、高速三种情况下,磷矿资源的需求量在2020年分别为14901Ot15035.6t15172.3t,在2025年分别为20723.2t20923.0t21126.8t

通过预测结果可知,中国磷矿资源的需求量与GDP增速有着密切的联系,且二者呈正比关系。GDP增速为5%,磷矿资源的需求量呈上升趋势,2025年达到20723.2tGDP增速为6%,磷矿资源的需求量同样呈上升趋势,2025年达到20923.0t,比GDP低速情况高出199.8tGDP增速为7%,磷矿资源的需求量同样呈上升趋势,2025年达到21126.8t,比GDP中速情况高出203.8t。说明随着GDP增速的提高,中国磷矿资源测需求量也呈上升趋势。

4结论与建议

本文运用系统动力学模型对我国磷矿资源的需求进行预测,得到了20182025年磷矿石的消费量。通过分析,得到以下结论。

1)在基期情况下,20182025年我国磷矿石消费量和供应量均呈上升趋势,且到2019年,磷矿石由供不应求的状态转变为供大于求的状态。

2)从消费领域来看,20182025年我国磷矿石在各部门的消费量均呈上升趋势,其中,农业部门磷矿石的消费量占比最大,食品制造业及化学原料和化学制品制造业的磷矿石消费量的年均增速均在10%以上。

3)在不同GDP增速情况下,随着GDP增速的提高,磷矿石的消费量呈上升的趋势,当GDP增长速度分别为5%6%7%时,2025年我国磷矿石的消费量分别为20723.2t20923.0t21126.8t

通过模型分析,我国磷矿资源在20182025年期间将出现供大于求的状态,结合当前磷矿资源发展的情况,如果不改变当前的供应模式,降低国内磷矿资源的产量,提高国外优质磷矿石的进口量,我国磷矿资源将会失去优势地位,甚至会进入缺磷国家的行列。因此,国家应该尽早采取措施避免这种局面的出现。基于本文的分析,对磷矿资源的可持续发展提出以下几点建议。

1)采取有效措施科学施肥,保证国家粮食安全。一方面提高磷肥利用效率,对磷肥消耗量较大的作物面积进行调整,改进施肥方式,推广缓释肥、水溶肥、颗粒磷肥等高效新型磷肥,因地制宜,根据不同作物品种及其生长期精准施肥;另一方面推广有机肥的使用,通过禽畜粪便等农家肥的资源化利用、秸秆养分还田等方式,部分替代化肥。

2)加大磷矿资源勘查投入力度,提高磷矿资源保障程度。针对中国磷矿资源静态保障年限不足,现有资源分布不均衡、品位低的现状,国家应该加大找矿经费的投入,南方找富矿,北方找磷矿,提高矿产资源保障程度;进一步提高磷矿石出口关税,减少出口,同时适量进口高品位磷矿石,降低我国优质磷矿石消费量,从而控制优质磷矿石开采规模,提高磷矿资源保障程度。

3)发展先进采选技术,加强中低品位矿的利用。我国目前低品位磷矿较多,大多数品位低于25%,且大部分磷矿石需经过选矿才能利用,选矿成本较高。因此在积极寻找高品位磷矿的同时,国家应该进一步加强科技投入力度,鼓励个人和企业技术创新,改善传统技术,发展先进的采选技术,提高中低品位磷矿的利用率。

4)磷为大宗矿产,会有大量的伴生矿产,加强与其他矿产伴生的磷矿资源的综合开发利用,具有重要的现实意义。例如织金磷矿中稀土资源的利用、变质型黄麦岭磷矿中硫铁矿的回收、岩浆岩型矾山磷矿中铁矿的提取。同时,磷尾矿可以用来生产硫酸铵、硫酸、水泥、微晶玻璃板材和元素硅,避免尾矿渣覆盖土地,污染环境。因此磷矿企业要依靠技术创新,发展循环经济,推进磷矿资源集约利用,引进磷矿山固体废弃物无害填充技术,减少资源浪费,降低土地和环境污染,促进我国磷矿资源的可持续发展。

摘自:《中国矿业》2020年第3

扫一扫在手机打开当前页

基于系统动力学的我国磷矿资源需求情景预测

科技外事处 2020-12-23

基于系统动力学的我国磷矿资源需求情景预测

0引言

磷主要以碳酸盐矿的形式存在于自然界,许多国家将其列为战略性矿产。磷虽然是我国的优势矿产,但由于过度开采导致其优势地位不断下降。早在2010年,中国、德国、日本、英国、美国就将磷矿资源列为需要保护的天然资源;2016年我国出台《全国矿产资源规划(20162020年)》,首次将包含磷矿在内的24种矿产资源纳入战略性矿产目录。

根据矿产资源年报统计,2017年中国磷矿(折含P20530%的标矿)储量18.7亿t,主要分布在湖北、贵州、云南和四川4省,分布不均衡,且低品位矿较多,大多数品位低于25%,平均品位17%左右,一级矿仅占总量的11.3%2017年中国磷矿石(折含P20530%的标矿)产量1.23亿t,产储比高达6.58%,预计剩余可开采年限约15a,我国磷矿资源将面临巨大的供应风险,因此构建系统动力学模型预测磷矿资源的供需,根据预测结果提出改进建议,为国家相关部门总体把控磷矿资源、制定相关政策提供依据,具有一定的现实意义。

我国的磷矿石主要用于生产磷肥,该领域消费量占消费总量的67%以上,因此许多学者不仅对我国磷资源供需进行了预测,还对我国磷肥的供需进行了预测。谢如林等、林葆等和张卫峰等对我国磷肥需求进行预测;赵明结合我国磷矿和磷肥供需的历史数据,预测了我国磷矿2015年、2020年和2030年的需求量;孙小虹等预测中国磷肥需求峰值预计可能在20202025年到来,磷矿石的需求将进一步扩大;刘艳飞根据中国磷肥需求趋势,得到磷矿石需求趋势,研究表明到2030年磷矿石需求呈下降趋势;陈莉利用灰色神经网络模型对我国磷矿资源的需求进行了预测,研究表明在2020年我国磷矿资源将出现供大于求的情况,并且得出我国磷矿资源存在储产比低和下游产业链磷肥产能过剩的问题。国外学者大多是对磷资源的供给进行了预测,发现全球磷矿石供应将日益趋紧,如果没有适当的管理,磷矿资源将会出现严重赤字。

磷矿资源的供需受到了国民经济发展速度、产业结构变化、市场价格等多种因素的影响,并且各种影响因素之间也会有相互作用,系统动力学正是通过建立由一系列相关变量相互联系和反馈的系统模型来研究社会经济中复杂问题的分析方法。它通过构建系统与反馈回路表示出整个系统的因果关系和流量关系,把各变量之间关系定量化,建立系统的结构方程式,并利用计算机软件进行仿真模拟,研究不同政策条件下输出结果的变动情况。近几年,有许多学者用该方法对我国铁矿石、煤炭、石油、钴等矿产资源的供需预测进行了研究。目前运用系统动力学对我国磷矿资源需求预测的研究比较少,因此本文在前人的基础上,运用系统动力学模型,预测了20182025年我国磷矿资源的需求量。

1资源现状

1.1储量概况

全球磷矿储量丰富,但分布不均匀,主要分布在非洲、中东地区和美洲。根据美国地质调查局《Mineral Commodity Summaries》统计,全球磷矿储量第一的国家是摩洛哥和西撒哈拉,占比为71.43%,其次是中国,占比为4.7%

1.2产量概况

从国家分布来看,全球共有30多个国家生产磷矿石,主要生产国为中国、摩洛哥和美国。2006年中国磷矿石产量超过美国和摩洛哥,成为世界磷矿石产量增长的主导力量,之后整体呈上升趋势。2017年我国磷矿石产量(折含P20530%的标矿)为1.23亿t,较2016年下降9%,一方面是由于国家对于磷矿石的保护性开采,限产力度进一步加大;另一方面是由于近几年环保政策的制定,限制了磷化工等高污染行业的发展,有效供给下降。

1.3消费概况

中国是全球磷消费大国,20002016年中国磷矿石消费量(折含P20530%的标矿)呈上升的趋势,由0.16亿t增长到1.44亿t,年均增速为15.05%2016年之后,我国磷矿石消费量呈下降趋势。随着中国磷矿石消费量的变化,20002015年中国占世界总消费量的比重也呈逐渐上升趋势,由2000年的11.97%上升到2015年的最大值58.84%2015年之后该比重也呈下降趋势。

我国磷矿石主要用于生产磷肥,包括磷酸一铵、磷酸二铵等;同时磷是生物体内必须的营养元素,主要用于生产食品级磷酸和动物饲料;磷矿石也是我国化工产品的重要原料,其产品较多用于医药、金属和塑料加工及表面处理和催化剂等。近几年随着科学技术的发展,磷矿石逐渐应用于尖端技术,磷酸二氢铝胶材料耐火度高、耐冲击性好、耐腐蚀性强、电性能优越,磷灰石晶体是最理想的激光发射材料。从终端消费领域来看,目前国内磷矿石67%用于生产磷肥,5.4%用于生产动物饲料,4.4%磷矿用于食品加工,12.4%用于化工行业,10.8%用于其他。

2模型构建

2.1模型数据来源

本文构建系统动力学模型的数据主要来源于:《中国统计年鉴》(20002018年)、《中国农业年鉴》(20092018年)、《世界矿产资源年评》(20002016)、《中国工业统计年鉴>20092018年)、美国地质调查局《矿产品概要》(20002018年)、UNComtrade Database

2.2参数设定

通过分析磷矿石的应用领域,本文选取了第一产业的农业和牧业两个行业,第二产业的食品制造业、化学原料和化学制品制造业以及其他行业三个行业来分析磷矿资源的应用情况。在计算磷矿资源的需求量时,根据20082017年各行业增加值的历史数据,设定了20182025年各行业增加值占比,其中,第一产业占比和第二产业占比以2017年的值为基础每年分别减少0.29%0.71%,农业占比和牧业占比均以2017年值计算,其他行业占比、食品制造业占比、化学原料和化学制品制造业占比以2017年的值为基础每年分别增加0.28%0.08%0.18%。本文假定各行业20182025年亿元磷矿石消费量保持不变,取2017年值进行计算。20182025年产量变化率取20082017年均值进行计算。磷是我国的优势矿种,几乎不存在进口,且由于磷矿石出口关税政策和出口配额许可证管理的实施,相对于国内磷矿石总产量,出口体量微乎其微,对国内有效供给影响不大,因此本文在构建模型时不考虑磷矿石的进出口。模型中涉及到的磷矿石的供应量、消费量和供需差的值均为含P20530%的标矿的值。

2.3模型仿真流图与方程式

通过对变量的选取及参数的分析,基于20082017年历史数据,使用VensimPLE软件构建了磷资源供需系统动力学流程图。

3行为仿真及情景模拟

3.1模型检验

本文选取的时间范围是20082025年,2008年为基准年,20082017年是历史统计年,20182025年为模拟预测年,对于GDP增速,2017年之前沿用历史数据,2018年及以后根据权威机构预测情况和历史数据,将其设为6%。为了检验模型是否可以科学反映磷矿资源供需情况,本文选取磷矿石消费量来检验模型预测结果的可靠性,将20082017年的预测值与实际值进行误差检验。结果表明,模拟值和实际值拟合程度较好,平均误差均在10%以内,符合一致性要求,表明本文构建的磷矿资源需求预测模型是可行的,可以比较真实地反映实际情况。

3.2基期情况下供需预测

3.2.1磷矿资源供需总量预测结果分析

本文将GDP增速在基期情况下设定为6%,在该情景下,通过模拟仿真得到20182025年我国磷矿石消费量、供应量和供需差的预测值。由表3可知,我国磷矿石消费量从2018年的13694.7t增长至2025年的20923.0t,年均增速为6.25%,与刘艳飞预测的2025年我国磷矿石需求量为2.04亿t相近;供应量从2018年的13451.5t增长至2025年的21712.6t,年均增速为7.08%,其中,2020年我国磷矿石供应量为15423.5t,达到了《全国矿产资源规划(20162020)》规定的2020年磷矿开采量1.5亿t的开发利用指标。供应量的增速大于消费量的增速,到2019年,我国磷矿石供应量超过需求量,出现供大于求的局面,到2025年供需差为789.6t

通过模型预测可以发现,未来几年我国磷矿石的供应量将超过消费量,磷矿石由供不应求转为供大于求,由于我国磷矿资源具有不可再生性、不可回收利用性、不可替代的特性,且基础储量有限,按照当前生产能力,到2025年其剩余可开采年限将不超过20a,我国磷矿资源将面临严峻的供应危机。因此,国家应该尽早采取措施来调整我国磷矿石的产消结构,保障磷资源的可持续发展。

3.2.2消费领域需求量预测结果分析

GDP增速为6%的情景下,通过模拟仿真得到20182025年我国磷矿石在不同领域的消费情况。其中,消费最多的是农业部门.由2018年的9067.83t上升到2025年的12041.6t,年均增速为4.14%。磷矿石在该部门主要是生产磷肥,我国每年生产磷肥需要消耗67%左右的磷矿石,因此磷肥的生产对我国磷矿石的需求有重要影响。我国是世界上最大的磷肥生产国,磷铵产品除了自用以外,还有相当一部分比例用于出口,2017年我国磷酸一铵出口量占当期国内产量比重的12%,出口占比基本达到过去几年的高位水平;磷酸二铵出口量占当期国内产量比重更是达到35%,二者几乎达到我国磷肥产量的一半,按照当前的出口增速未来也将快速增长,因此农业部门消费量呈上升趋势。其他消费领域磷矿石的消费量均也呈上升趋势,尤其是食品制造业、化学原料和化学制品制造业年均增速均达到10%左右,主要是由于这些行业为人们的生产和生活提供基础的保障,与人们的生活息息相关,随着经济的发展,人民生活水平的提高,这些行业迅速发展,因此对磷矿石的需求也不断上升。

3.3不同情景下的需求预测

3.3.1情景设置

本文主要以GDP增速为依据设置不同的情景,分析我国磷矿资源在不同GDP增速下的需求变化情况。世界银行预测20182020年我国GDP增长速度将继续下降,分别为6.5%6.3%6.2%,并且在全球经济发展滞缓的背景下,我国GDP的增速可能进一步下降;国际货币基金组织预测我国到2021年之前,经济增速较之前有所放缓;“十三五”规划提出,2021年之前我国GDP平均增速保持在6.5%以上;黄季焜预测20162020年中国GDP增速在6.3%左右;李京文等认为20112020年我国GDP增速为6.4%20122030年为5.4%。本文结合前人的研究,设定以下3种情景方案:低速发展情景(GDP增速为5%)、中速发展情景(即基期发展情景、GDP增速为6%)和高速发展情景(GDP增速为7%)

3.3.2不同情景下的预测结果分析

通过模型仿真模拟,得到了20182025年中国磷矿资源的需求情况,GDP增速在低速、中速、高速三种情况下,磷矿资源的需求量在2020年分别为14901Ot15035.6t15172.3t,在2025年分别为20723.2t20923.0t21126.8t

通过预测结果可知,中国磷矿资源的需求量与GDP增速有着密切的联系,且二者呈正比关系。GDP增速为5%,磷矿资源的需求量呈上升趋势,2025年达到20723.2tGDP增速为6%,磷矿资源的需求量同样呈上升趋势,2025年达到20923.0t,比GDP低速情况高出199.8tGDP增速为7%,磷矿资源的需求量同样呈上升趋势,2025年达到21126.8t,比GDP中速情况高出203.8t。说明随着GDP增速的提高,中国磷矿资源测需求量也呈上升趋势。

4结论与建议

本文运用系统动力学模型对我国磷矿资源的需求进行预测,得到了20182025年磷矿石的消费量。通过分析,得到以下结论。

1)在基期情况下,20182025年我国磷矿石消费量和供应量均呈上升趋势,且到2019年,磷矿石由供不应求的状态转变为供大于求的状态。

2)从消费领域来看,20182025年我国磷矿石在各部门的消费量均呈上升趋势,其中,农业部门磷矿石的消费量占比最大,食品制造业及化学原料和化学制品制造业的磷矿石消费量的年均增速均在10%以上。

3)在不同GDP增速情况下,随着GDP增速的提高,磷矿石的消费量呈上升的趋势,当GDP增长速度分别为5%6%7%时,2025年我国磷矿石的消费量分别为20723.2t20923.0t21126.8t

通过模型分析,我国磷矿资源在20182025年期间将出现供大于求的状态,结合当前磷矿资源发展的情况,如果不改变当前的供应模式,降低国内磷矿资源的产量,提高国外优质磷矿石的进口量,我国磷矿资源将会失去优势地位,甚至会进入缺磷国家的行列。因此,国家应该尽早采取措施避免这种局面的出现。基于本文的分析,对磷矿资源的可持续发展提出以下几点建议。

1)采取有效措施科学施肥,保证国家粮食安全。一方面提高磷肥利用效率,对磷肥消耗量较大的作物面积进行调整,改进施肥方式,推广缓释肥、水溶肥、颗粒磷肥等高效新型磷肥,因地制宜,根据不同作物品种及其生长期精准施肥;另一方面推广有机肥的使用,通过禽畜粪便等农家肥的资源化利用、秸秆养分还田等方式,部分替代化肥。

2)加大磷矿资源勘查投入力度,提高磷矿资源保障程度。针对中国磷矿资源静态保障年限不足,现有资源分布不均衡、品位低的现状,国家应该加大找矿经费的投入,南方找富矿,北方找磷矿,提高矿产资源保障程度;进一步提高磷矿石出口关税,减少出口,同时适量进口高品位磷矿石,降低我国优质磷矿石消费量,从而控制优质磷矿石开采规模,提高磷矿资源保障程度。

3)发展先进采选技术,加强中低品位矿的利用。我国目前低品位磷矿较多,大多数品位低于25%,且大部分磷矿石需经过选矿才能利用,选矿成本较高。因此在积极寻找高品位磷矿的同时,国家应该进一步加强科技投入力度,鼓励个人和企业技术创新,改善传统技术,发展先进的采选技术,提高中低品位磷矿的利用率。

4)磷为大宗矿产,会有大量的伴生矿产,加强与其他矿产伴生的磷矿资源的综合开发利用,具有重要的现实意义。例如织金磷矿中稀土资源的利用、变质型黄麦岭磷矿中硫铁矿的回收、岩浆岩型矾山磷矿中铁矿的提取。同时,磷尾矿可以用来生产硫酸铵、硫酸、水泥、微晶玻璃板材和元素硅,避免尾矿渣覆盖土地,污染环境。因此磷矿企业要依靠技术创新,发展循环经济,推进磷矿资源集约利用,引进磷矿山固体废弃物无害填充技术,减少资源浪费,降低土地和环境污染,促进我国磷矿资源的可持续发展。

摘自:《中国矿业》2020年第3