全球跨區(qū)域鐵資源物質(zhì)流動分析

鐘維瓊，李 丹，代 濤

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國土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(zhì)科學(xué)院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心，北京 100037；3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

0 引 言

鐵是國家工業(yè)化進程中消費量最大的金屬資源，與經(jīng)濟社會發(fā)展息息相關(guān)。然而，國家之間鐵礦石資源存在不平衡性，且鐵礦石資源開發(fā)能力與鋼鐵相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的限制[1]，致使很多國家的鐵資源及鋼鐵產(chǎn)品不能做到自給自足，只能依靠進口鐵及含鐵產(chǎn)品來彌補需求缺口。在全球經(jīng)濟一體化大背景下，各國為了滿足經(jīng)濟社會發(fā)展需要對鐵及含鐵產(chǎn)品展開頻繁的貿(mào)易往來。國際貿(mào)易是各國(或地區(qū))在國際分工的基礎(chǔ)上相互聯(lián)系的主要形式，反映了世界各國(或地區(qū))在經(jīng)濟上的相互依賴關(guān)系。參與國際貿(mào)易的主體眾多，其關(guān)系也錯綜復(fù)雜。本文采用物質(zhì)流分析方法，以全球鐵及含鐵產(chǎn)品國際貿(mào)易整體格局為視角進行分析，剖析全球鐵資源國際貿(mào)易流動的特點及方向。

物質(zhì)流分析是對研究系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)流動和貯存進行系統(tǒng)性評估的一種研究方法，研究主體包括元素、原材料、產(chǎn)品、廢棄物等，主要涉及這些物質(zhì)的源、匯、流向、流量和庫存等[2]。目前，國內(nèi)外已有許多學(xué)者利用物質(zhì)流分析對鐵資源的物質(zhì)流動進行研究。例如，Michaelis等采用Exergy分析法對英國鋼鐵部門進行了代謝研究[3]。Igarashi等通過分析日本不銹鋼企業(yè)生產(chǎn)的動態(tài)物質(zhì)流動狀況，對日本在將來封閉式情況下不銹鋼生產(chǎn)過程中排放的潛在減量進行評估[4]。東北大學(xué)國家環(huán)境保護生態(tài)工業(yè)重點實驗室的杜濤等應(yīng)用基準(zhǔn)物流圖，建立了鋼鐵企業(yè)物質(zhì)流、能量流和污染物流的分析方法[5]。燕凌羽研究了2011年中國鐵全生命周期中不同階段的物質(zhì)流動情況[6]。

在鐵物質(zhì)跨區(qū)域流動研究方面，因含鐵產(chǎn)品種類繁多，不同產(chǎn)品的含鐵量又有區(qū)別，所以大多數(shù)學(xué)者的研究對象是鐵礦石，關(guān)注其價格機制和國際市場研究[7]。卜慶才在鐵礦資源問題上，通過對世界鐵礦資源及貿(mào)易狀況的調(diào)查，掌握了國外可利用的鐵礦資源狀況，弄清了世界鐵礦貿(mào)易的區(qū)域性特點[8]。郝曉晴等根據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計司發(fā)布的國際鐵礦石貿(mào)易數(shù)據(jù)，采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論分析方法，計算其特征，并分析了近10年國際鐵礦石貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的演變規(guī)律[9]。Kawase等通過對澳大利亞，巴西，中國和印度四個國家的鋼鐵庫存及物質(zhì)流動的可持續(xù)性問題進行討論。更好地了解存量和流量，并為實現(xiàn)工業(yè)新陳代謝的政策提供信息，從而使更多國家更好的管理資源及回收鋼鐵[10]。Dong等對中國，韓國和日本之間物質(zhì)流的長期系列數(shù)據(jù)進行分析，為未來高效的全球資源管理政策制定提供了重要建議[11]。

通過文獻分析發(fā)現(xiàn)，鐵物質(zhì)流研究多是基于某一地區(qū)或國家層面的，本文在全球?qū)用鎸﹁F物質(zhì)流進行研究分析。同時，本文的研究范圍包含了國際貿(mào)易當(dāng)中所有含有鐵元素的商品(下文簡稱“含鐵商品”)，并對鐵的全產(chǎn)業(yè)鏈整體以及產(chǎn)業(yè)鏈各個階段的物質(zhì)流動進行了定量分析。本研究彌補了全球?qū)用骅F物質(zhì)流分析的不足，并為鐵資源的跨區(qū)域流動研究引入了產(chǎn)業(yè)鏈視角。

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)源為中國海關(guān)和聯(lián)合國商品貿(mào)易統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫(UN Comtrade)，共包含2000～2015年中國與世界其他200多個國家和地區(qū)之間的鐵及含鐵產(chǎn)品的進出口數(shù)據(jù)，每項數(shù)據(jù)包含進出口含鐵產(chǎn)品所對應(yīng)的具體名稱、進出口國家或地區(qū)、數(shù)量和價值[12]。

1.2 物質(zhì)流測算方法

為了研究世界各大洲之間含鐵產(chǎn)品的貿(mào)易活動，測算含鐵產(chǎn)品的物質(zhì)量流動，本文采用了抽樣統(tǒng)計的方法進行處理[13]。即把總體量大、差異性較大的總體分成若干個同質(zhì)性較強的一階單元，從不同的一階單元中抽取一定數(shù)量的二階單元分別代表該一階單元，由這些二階單元中的總體基本單元組成研究樣本。此方法的優(yōu)點是樣本代表性較強，抽樣誤差比較小[14]。本文從鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈的角度將收集到的數(shù)據(jù)分為6大類以及13小類(表1)，在本文中，將含鐵產(chǎn)品小類分成數(shù)十個同質(zhì)性較強的一階單元，再從一階單元中抽取具有代表性的二階單元組成研究樣本。根據(jù)不同含鐵產(chǎn)品的含鐵系數(shù)及產(chǎn)品量，計算該一階單元的含鐵量[15]。

表1 海關(guān)含鐵產(chǎn)品數(shù)據(jù)分類及含鐵系數(shù)設(shè)定

2 2000～2015年全球鐵物質(zhì)量和價值量演化

2000～2015年全球鐵的物質(zhì)量演化如圖1所示。亞洲為世界上最大的鐵物質(zhì)量進口地區(qū)，且一直保持均勻增長狀態(tài)，其進口物質(zhì)量遠(yuǎn)大于出口物質(zhì)量。歐洲為第二大鐵物質(zhì)量進口地區(qū)。在2014年之前，歐洲是全球最大鐵物質(zhì)量出口地區(qū)，2014年之后被大洋洲超過成為第二大鐵物質(zhì)量出口地區(qū)，且2009年進出口量均有一定幅度減少。北美地區(qū)進口物質(zhì)量大于出口物質(zhì)量，且進出口物質(zhì)量在2004年達(dá)到最大值，2009年達(dá)到最小值。南美洲地區(qū)出口物質(zhì)量遠(yuǎn)大于進口物質(zhì)量，除2009年、2014年出口物質(zhì)量略有減少外，基本呈均勻增長狀態(tài)，其鐵進口量一直維持在非常低的狀態(tài)。大洋洲出口鐵物質(zhì)量遠(yuǎn)大于進口鐵物質(zhì)量，且2014年之后成為世界最大。鐵物質(zhì)量出口地區(qū)。

2000～2015年全球鐵的價值量演化如圖2所示。歐洲為世界上最大的鐵價值量進口地區(qū)，但在2009年進出口價值量急劇減少。亞洲的進出口價值量除2009年有所下降之外，均保持較高水平的增長狀態(tài)，且出口價值量大于進口價值量。北美為世界上第三大鐵價值量進出口地區(qū)，進口價值量大于出口價值量，除2009年有所下降之外，均有緩慢增長。歐洲、南美洲、大洋洲地區(qū)的進出口價值量較少，且其進口價值量略大于出口價值量。

圖1 2000～2015年全球鐵物質(zhì)流演化圖

圖2 2000～2015年全球鐵價值量演化圖

對比物質(zhì)量和價值量演化圖可以發(fā)現(xiàn)，亞洲是進口鐵物質(zhì)量最多的地區(qū)，但不是進口鐵價值量最多的地區(qū)，進口價值量最多的地區(qū)是歐洲。亞洲大量進口鐵礦石原料，所以其物質(zhì)量遠(yuǎn)大于其價值量。而歐洲多進口產(chǎn)品，所以進口價值量遠(yuǎn)大于進口物質(zhì)量。北美洲相對于其他地區(qū)進口價值量比重遠(yuǎn)大于其進口物質(zhì)量比重，這與其進口多為鋼鐵產(chǎn)品相關(guān)。南美洲和大洋洲出口物質(zhì)量比重遠(yuǎn)大于出口價值量比重，這兩個地區(qū)是鐵礦石輸出最多的地區(qū)，因此價值量比重相對較小。

3 各大洲之間的流量矩陣

根據(jù)從中國海關(guān)和聯(lián)合國商品貿(mào)易統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫獲得的數(shù)據(jù)，從產(chǎn)業(yè)鏈角度將其分為六個環(huán)節(jié)，根據(jù)每個環(huán)節(jié)鐵的物質(zhì)流動情況，形成2015年全球各大洲之間的流量矩陣如圖3所示，根據(jù)矩陣中流量由大到小用顏色由深到淺的色階進行表示，并根據(jù)2015年各階段的流量加總繪制桑基圖[16]。

3.1 2015年大洲之間各環(huán)節(jié)的流量矩陣

圖3所示流量矩陣圖左側(cè)表示本階段鐵物質(zhì)量出口大洲，上方代表本階段鐵物質(zhì)量進口大洲。每一橫行數(shù)值加和代表對應(yīng)大洲在本階段的出口鐵物質(zhì)總量，每一豎列數(shù)值加和代表本階段對應(yīng)大洲進口鐵物質(zhì)總量。

鐵礦石環(huán)節(jié)的流量矩陣如圖3(a)所示。各大洲的鐵流量中，流向亞洲的最多為7.73億t，流向歐洲的次之，為0.9億t，而流向非洲和大洋洲的鐵流量最少。其中，大洋洲流向亞洲的鐵流量最多為4.71億t，南美洲流向亞洲的鐵流量次之，為1.97億t。而歐洲地區(qū)的鐵流量多是從南美、歐洲及北美洲地區(qū)流入。其他幾大洲鐵礦石含鐵量物質(zhì)流流入比較少。

生鐵環(huán)節(jié)的流量矩陣如圖3(b)所示。本環(huán)節(jié)中，各大洲的物質(zhì)流向相對鐵礦石環(huán)節(jié)發(fā)生了較大變化。大洋洲、南美洲不再是最大的出口地區(qū)，歐洲成為鐵物質(zhì)流最大流出地區(qū)，出口總量0.14億t。但亞洲仍為鐵物質(zhì)流最大流入地區(qū)，流入亞洲的含鐵物質(zhì)量為0.15億t，且來自亞洲的流量最多，為0.08億t。歐洲為第二大鐵物流流入地區(qū)，進口總量為0.12億t，且來自歐洲的流量最多，為0.08億t。

粗鋼環(huán)節(jié)的流量矩陣3(c)所示。與生鐵環(huán)節(jié)類似，最大的物質(zhì)流入流出地區(qū)仍是亞洲和歐洲。亞洲和歐洲含鐵物質(zhì)流出總量分別為0.15億t和0.23億t，含鐵物質(zhì)流入總量分別為0.2億t和0.13億t。亞洲流向亞洲和歐洲流向歐洲的鐵流量仍是是全球兩個最大的物質(zhì)流流向，分別為0.13億t和0.11億t，其他大洲間的流動相對較小。

圖3 2015年各環(huán)節(jié)鐵物質(zhì)跨區(qū)域流動矩陣圖

鋼材環(huán)節(jié)的流量矩陣3(d)所示。本環(huán)節(jié)流量特點與粗鋼環(huán)節(jié)較為類似。最大的兩個流向為亞洲流入亞洲與歐洲流入歐洲的兩個方向，分別為1.05億t與1.08億t。亞洲、歐洲仍是全球最大的兩個鋼材流出及流入地區(qū)，其含鐵物質(zhì)流出總量分別為1.55億t和1.37億t，含鐵物質(zhì)流入總量分別為1.22億t和1.26億t。此外，北美為較大量的鋼材流入地區(qū)，流入量為0.4億t。其他大洲間的流動相對較少。

鋼鐵產(chǎn)品環(huán)節(jié)的流量矩陣3(e)所示。亞洲和歐洲仍是最大的含鐵物質(zhì)流出地區(qū)，流出量分別為1.1億t和1.06億t。而歐洲和北美洲成為最大含鐵物質(zhì)流入地區(qū)，流入量分別為1.02億t和0.7億t。而亞洲成為第三大進口地區(qū)，進口物質(zhì)量為0.6億t。

廢料環(huán)節(jié)的流量矩陣3(f)所示。鋼鐵廢料環(huán)節(jié)相對于其他環(huán)節(jié)的流量是比較少的，歐洲為最大含鐵廢料輸出地區(qū)，為0.22億t。且歐洲流向歐洲的流量最多為0.15億t。亞洲是最大的含鐵廢料輸入地區(qū)，輸入量為0.2億t。歐洲為第二大含鐵廢料輸入地區(qū)，輸入量為0.15億t。其他大洲之間廢料流動相對較少。

3.2 2015年世界鐵物質(zhì)流?；鶊D

將2015年各大洲之間產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)的流量匯總之后，利用?；鶊D對各大洲之間貿(mào)易流動進行表示(圖4)，圖中延伸的分支的寬度與對應(yīng)數(shù)據(jù)流量的大小成正比。

圖4 2015年全球含鐵物質(zhì)貿(mào)易流動總量?；鶊D

2015年全球含鐵產(chǎn)品貿(mào)易往來中，大洋洲是最大的鐵資源出口國家，出口總物質(zhì)量為47.41億t，主要出口流向亞洲,流出量為47.22億t。亞洲、歐洲和南美洲是較大的含鐵產(chǎn)品流出地區(qū)。亞洲是世界上最大的含鐵產(chǎn)品流入地區(qū)，流入量為100.98億t。歐洲和北美洲也有大量含鐵產(chǎn)品流入。

4 結(jié)論與分析

本文通過對2000～2015年全球鐵物質(zhì)流量以及2015年產(chǎn)業(yè)鏈各階段的物質(zhì)流量進行分析，得出以下結(jié)論。

1) 2000～2015年各地區(qū)鐵進出口物質(zhì)量和價值量總體呈增長趨勢。經(jīng)濟形勢的變化與礦產(chǎn)品貿(mào)易量關(guān)系密切。受2009年全球金融危機影響，全球各地區(qū)貿(mào)易量呈下降趨勢。尤其是歐洲、北美洲等發(fā)達(dá)地區(qū)，在2009年進出口量明顯下降，貿(mào)易量達(dá)到最小值，受金融危機影響顯著。而亞洲、非洲等地區(qū)進出口物質(zhì)量變化受金融危機影響較小，進出口量略有下降。

2) 2000～2015全球跨區(qū)域鐵資源物質(zhì)流動演化過程中，亞洲、歐洲進口物質(zhì)量大于出口物質(zhì)量，為鐵資源凈進口地區(qū)；大洋洲和南美洲出口物質(zhì)量大于進口物質(zhì)量，為鐵資源凈出口地區(qū)。

3) 全球不同地區(qū)鐵資源進口和出口類型及需求品種存在很大差異。進口方面，亞洲鐵資源對外依存度高，為世界上最大的鐵物質(zhì)量進口地區(qū)，且主要進口鐵礦石，2015年進口鐵礦石77億t。歐洲是進口鐵價值量最多的地區(qū)，進口產(chǎn)品主要為鋼材及鋼鐵產(chǎn)品等。出口方面，南美洲和大洋洲鐵礦石資源豐富，大量出口鐵礦石，2015年大洋洲出口47.1億t鐵礦石，南美洲出口約23.9億t鐵礦石，但其他環(huán)節(jié)產(chǎn)品出口貿(mào)易量較少。亞洲和歐洲形成了“進口原料，出口產(chǎn)品”的貿(mào)易格局，鐵礦石出口量較少，其他四個環(huán)節(jié)出口量相對較多。這與各地區(qū)的自然資源稟賦條件的差異有關(guān)，也和本地區(qū)技術(shù)水平和資本充裕度有關(guān)[17]。

4) 鋼鐵廢料環(huán)節(jié)流量少于其他環(huán)節(jié)流量。以2015年為例，廢料環(huán)節(jié)的流量明顯小于其他環(huán)節(jié)。世界各國金屬回收和二次利用是非常完善而龐大的產(chǎn)業(yè)，許多國家的再生鋼鐵等金屬的產(chǎn)量已經(jīng)超過其原生金屬產(chǎn)量[18]。但是由于鋼鐵廢料價值量不高，且考慮到運輸成本因素，鋼鐵廢料多在本地區(qū)內(nèi)部加工利用，較少參與跨地區(qū)國際貿(mào)易。

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