未來中國鈷資源需求預測

■ 王 京/石香江/王壽成/唐萍芝

（1.有色金屬礦產地質調查中心，北京 100012；2.中色凱富金屬（北京）有限公司，北京 100012）

鈷是鋼灰色的硬質金屬，硬度5.6，熔點1495℃，沸點2870℃，高溫強度高，耐腐蝕性好、鐵磁性優(yōu)異，具有良好的電化學性能，是制造電池、硬質合金、磁性合金、超級合金以及催化劑和顏料等的重要原料（圖1）。鈷化合物在電池領域的應用是近年推動鈷工業(yè)發(fā)展的重要因素。其中四氧化三鈷和硫酸鈷是生產鋰電池正極材料鈷酸鋰（LCo，LiCoO2）、鎳鈷錳酸鋰（NMC，LiNiMnCoO2）和鎳鈷鋁鋰（NCA，LiNiCoAlO2）的重要原材料。此外，鈷在航天航空、軍工、高分子等應用中具有不可替代的作用，是新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展所需的重要礦產資源。《全國礦產資源規(guī)劃（2016—2020年）》將鈷列為我國24種戰(zhàn)略性礦產之一。歐盟、美國、日本等國也將鈷礦產列入其關鍵礦產目錄。

隨著全球新能源汽車產業(yè)迅猛發(fā)展，鈷作為車用動力電池關鍵原料之一，資源消耗日益增長，全球鈷礦儲采比已由本世紀初的127年降至38年，全球陸地鈷資源保障程度快速下降問題凸顯，且全球陸地鈷資源分布極度不均衡。

中國極度貧鈷，鈷被列為嚴重短缺的9種礦產資源之一。中國鈷基礎儲量為7.7萬噸，不足全球儲量的1%。而中國鈷消費占全球的49%，精煉鈷產量占全球的60%，冶煉原料90%依賴進口。

圖1 2017年世界錫消費結構

1 鈷資源需求情況

1.1 全球鈷需求情況

2017年全球鈷消費量為11.5萬噸，2000年為3.2萬噸，2000—2017年年均增長7.8%。中國鈷消費量保持快速增長，由0.38萬噸增長到5.6萬噸，占全球的比例由12%上升到49%，于2007年超過日本成為世界第一大鈷消費國。日本鈷消費量略有增長，但消費全球占比由27%下降到13%；美國和歐盟鈷消費量保持在每年1萬噸上下波動，全球占比分別由30%和24%下降到9%和8%。

1.2 我國鈷資源需求情況

21世紀以來，中國鈷消費快速增長與手機和微型計算機等3C產品生產帶動電池消費增長密切相關。2000—2017年中國主要3C產品產量由5920萬臺增加到25.7億臺，年均增長26%。同期，中國鈷消費年均增長17.5%（圖2）。2017年中國手機產量為21.6億臺，占主要3C產品的84%，手機出貨量是影響鈷需求的關鍵因素之一。

為促進汽車產品技術進步、保護環(huán)境，推進能源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展，2007年國家發(fā)改委發(fā)布關于對《新能源汽車生產準入管理規(guī)則》征求意見的公告。2008年12月中國正式啟動“十城千輛”工程，此后中國新能源汽車產業(yè)的高速發(fā)展帶動了動力電池對鈷的需求增長，尤其近幾年最為明顯。其中，2014年和2015年中國新能源汽車產量增幅分別達336%和383%。2017年中國新能源汽車產量達79.4萬輛，新能源汽車發(fā)展已成為中國鈷需求增長的最大引擎（圖3）。

2 中國鈷資源供需缺口現狀

2017年中國鈷資源缺口約5.4萬噸，海外權益鈷礦產量為3萬噸。受資源條件約束，中國鈷礦供應增長緩慢，與21世紀以來快速增長的消費和冶煉需求矛盾尖銳。2000—2017年鈷礦產量僅由90噸增長到2000噸，而鈷消費量從3800噸增加到5.6萬噸，資源缺口①國產鈷礦產量與鈷消費之間的缺口。從3000噸擴大約5.4萬噸，資源自給率低于5%。通過大量進口鈷礦、鈷濕法冶煉中間品等鈷原料在國內冶煉，精煉鈷產量快速增長滿足了國內消費需求，但導致了原料缺口②精煉鈷產量與鈷消費之間的缺口。達6.8萬噸（圖4）。

圖2 2000年以來中國鈷消費與3C產品產量增長趨勢

剛果（金）鈷礦企業(yè)中歐美企業(yè)強者恒強，而中國企業(yè)近年也迅速崛起。中國礦產資本于21世紀初開始走進非洲，在夾縫中尋找機會，逐步獲得了部分優(yōu)質鈷礦資源。2017年中國海外權益鈷礦產量合計3萬噸，其中88%的海外產量在剛果（金），產量排名前三的企業(yè)依次是洛鉬集團、金川國際和萬寶礦業(yè)。

2017年，我國鈷礦產量為2000噸，再生鈷產量為5000噸，海外權益鈷礦產量為3萬噸，綜合來看鈷資源缺口仍有1.9萬噸。

圖3 2000年以來中國鈷消費與新能源汽車產量增長趨勢

圖4 1990年以來中國鈷精礦總需求與鈷精礦產量對比

3 全球及中國鈷資源需求預測結果及分析

3.1 需求預測方法選擇

相比銅、鋁、鉛、鋅等大宗金屬，鈷消費量小，消費歷史尚無完整的人均消費軌跡，所以本文采用終端部門消費法，根據主要應用領域的歷史消費和發(fā)展趨勢預測未來鈷需求。鈷應用領域廣泛，隨著科技進步存在跳躍式增長或被替代的可能，因此結合部門消費預測法又對鈷的需求預測分為高、中和低三種情景進行。高情景假定全球經濟增長較快，電動汽車產業(yè)快速發(fā)展帶動含鈷正極材料大規(guī)模應用；中情景假定未來經濟整體發(fā)展穩(wěn)定，各行業(yè)技術無重大突破；低情景假設未來經濟發(fā)展緩慢，電動汽車有所發(fā)展但含鈷正極材料逐步被替代。

3.2 數據來源與研究思路

3.2.1 數據來源

(1)2000—2017年全球和主要消費國家鈷的消費歷史數據來源于美國地質調查局（USGS）、日本礦業(yè)經濟?。↗OGMEC）和有色金屬工業(yè)協(xié)會。

(2)2011—2017全球及中國鋰電池出貨量數據來源于工信部。

(3)2001—2017年中國鈷消費歷史數據來源于有色金屬工業(yè)協(xié)會。

3.2.2 研究思路

本文在系統(tǒng)收集全球近十幾年來鈷消費和鋰電池出貨量數據的基礎上，探索鈷消費規(guī)律，以解釋影響鈷資源需求的主要因素，根據中國的實際消費情況，分情景運用部門預測法，對中國鈷需求進行預測。弄清楚未來10年中國鈷需求走勢，對制定中國鈷資源開發(fā)、產業(yè)發(fā)展和規(guī)劃布局有著重要的現實意義。

3.3 2025年中國鈷需求預測

高情景下，2025年中國鈷消費量為15萬噸，年均增速13%；中情景下，2025年中國鈷消費量為11萬噸,年均增速9%；低情景下，2025年中國鈷消費量為8萬噸,年均增速5%（圖5）。

結合部門消費預測法中情景主要預測依據如下：

圖5 未來中國鈷需求預測情景

(1)2017年中國新能源汽車產量接近79.4萬輛?！丁笆濉眹覒?zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出，到2020年中國新能源汽車產量達到200萬輛；2017年4月，工信部、國家發(fā)改委、科技部三部委共同印發(fā)《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，明確提出“我國汽車產量仍將保持平穩(wěn)增長，2025年將達到3500萬輛左右，到2025年，新能源汽車占汽車產銷20%以上”，則2025年中國新能源汽車產銷將達到700萬輛以上。

(2)2017年中國鋰電池出貨量為62千兆瓦時，其中3C類電池出貨量為29.2千兆瓦時，占鋰電池出貨量的47%；動力鋰電池出貨量為28千兆瓦時，占45%；儲能類鋰電池出貨量為4.8千兆瓦時，占8%。預計到2025年，中國鋰電池的總需求量將達357千兆瓦時，其中動力電池為259千兆瓦時（圖6，表1）。

中國新能源汽車動力鋰電池中NCM類三元電池增長迅速，占比由2015年的27%增至2017年的52%，并且NCM類電池向高鎳低鈷（811）方向發(fā)展，每千兆瓦時對鈷的需求下降，但動力電池總需求量上升，總體還是會帶動鈷需求上漲。預計到2020和2025年，中國新能源汽車對鈷的需求量將分別達1.5萬噸和3.9萬噸（表1）。

(3)2017年中國鈷酸鋰產量為5.2萬噸，按每噸鈷酸鋰含鈷0.602噸折算，消費鈷3.13萬噸。隨著3C領域需求進入穩(wěn)定期，按年均增幅3%測算，到2025年中國3C領域對鈷的需求量為4.2萬噸。綜合考慮3C鋰電池、動力鋰電池以及儲能鋰電池需求，預計到2025年中國鋰電池領域鈷需求量達8.1萬噸。

(4)鈷在傳統(tǒng)工業(yè)領域的應用主要集中在超級合金、硬質合金、催化劑等行業(yè)，總體來看這些領域技術不易替代。并且隨著“中國制造2025”提出全面提升中國制造業(yè)發(fā)展質量和水平的重大戰(zhàn)略部署，對高端制造材料的研發(fā)會有較大帶動，如飛機發(fā)動機渦輪、空間飛行器、火箭發(fā)動機和軍工等所用到的超級合金、硬質合金等，勢必會帶來鈷消費量的增長。這一領域鈷的需求將保持勻速增長，2025年需求量達3.2萬噸。

表1 中國新能源汽車增長對鈷需求預測

綜合分析認為，2025年中國鈷需求量可能達到11.1萬噸，其中鋰電池領域需求量為8.1萬噸。

3.4 2025年全球鈷需求預測

全球鈷消費歷史總體呈增長態(tài)勢，主要增長點來自中國，美日歐消費相對平穩(wěn)（圖7）。在中國，3C產品和新能源汽車產量的增長拉動電池消費是鈷消費高速增長的主要因素。美國和歐洲國家鈷主要用于制造超級合金和高端硬質合金，行業(yè)發(fā)展平穩(wěn)，對鈷的需求不會有劇烈變化。日本電池行業(yè)發(fā)展成熟，對鈷的需求也表現平穩(wěn)。

圖7 全球主要鈷消費國家和地區(qū)鈷消費歷史

從主要部門消費看，電池行業(yè)發(fā)展保持高速增長，硬質級合金、硬質合金和催化劑領域持續(xù)增長，預計到2025年全球鈷需求量為21萬噸，電池仍是第一大消費領域，需求量約13萬噸，占總消費量的62%（表2）。

表2 2016—2025年全球主要終端部門鈷需求預測(萬噸)

4 結論及建議

(1)國內鈷礦供應嚴重短缺。90%的原料依賴進口，鈷資源缺口5.4萬噸，原料缺口達6.8萬噸。隨著需求增長，缺口還將增加。境外鈷礦來源缺乏穩(wěn)定性和可持續(xù)性，安全保障度低。當前海外權益鈷礦產量為3萬噸，仍不能完全彌補我國鈷需求缺口，而且海外權益產量中有88%來自剛果（金）一個國家。

(2)鈷是發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重要礦產資源，鈷資源的緊缺將會在一定程度上制約我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)的發(fā)展。應高度重視鈷資源的安全保障問題。

(3)建議積極拓展剛果（金）以外的海外鈷資源配置，如贊比亞、澳大利亞、新喀里多尼亞等國。鼓勵我國加強高品位共生和伴生鈷礦的利用，提高我國銅鎳礦和各種銅礦中伴生鈷綜合評價和綜合利用水平。適時、適量地對鈷資源進行戰(zhàn)略儲備和儲備釋放，保障我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)穩(wěn)步發(fā)展和“中國制造2025”戰(zhàn)略實施安全。