“雙碳”經(jīng)濟(jì)背景下的重晶石資源安全保障戰(zhàn)略研究

劉丙秋，焦 森，鄭厚義，商朋強(qiáng)，向文淵，湯 飛

（1.中化地質(zhì)礦山總局湖南地質(zhì)勘查院，湖南 長沙 410000；2.中化地質(zhì)礦山總局，北京 100013）

0 引言

重晶石是一種重要的非金屬原料礦物，以BaSO4為主要成分，廣泛應(yīng)用于石油、化工、輕工、冶金、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、原子能、軍事及建材等行業(yè)[1]。隨著“碳達(dá)峰、碳中和”在國內(nèi)的積極穩(wěn)妥推進(jìn)[2]，研究“雙碳”經(jīng)濟(jì)背景下重晶石資源現(xiàn)狀、開發(fā)利用潛力與綜合利用效率，對保障重晶石資源安全具有重要戰(zhàn)略意義。相對于戰(zhàn)略性礦產(chǎn)而言，國內(nèi)關(guān)于重晶石資源安全保障的研究較少。王春連等[3]研究了重晶石的重要性、用途及供需形勢，認(rèn)為重晶石是我國優(yōu)勢非金屬礦產(chǎn)，是具有影響和改變?nèi)蚬?yīng)格局的礦產(chǎn)，在特定的新興產(chǎn)業(yè)中具有不可替代的屬性，強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)戰(zhàn)略儲備。劉秋穎等[4]分析了中國、美國等國重晶石礦產(chǎn)資源生產(chǎn)、消費(fèi)現(xiàn)狀及其在國際市場中的貢獻(xiàn)，認(rèn)為長遠(yuǎn)來看，重晶石的需求仍會呈現(xiàn)上升趨勢，世界重晶石供需格局將基本保持長期穩(wěn)定，提出中國應(yīng)該合理有效開發(fā)，科學(xué)規(guī)劃重晶石出口，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級，以實(shí)現(xiàn)重晶石資源的經(jīng)濟(jì)效益最大化，保持我國優(yōu)勢地位。陳甲斌等[5]對比分析了重晶石資源儲量、生產(chǎn)、消費(fèi)、進(jìn)出口貿(mào)易及流向等多個(gè)方面，認(rèn)為重晶石等19 種礦產(chǎn)在中國具有顯著的優(yōu)勢或者是在全球市場上有較大的影響力，同時(shí)美歐對中國有較強(qiáng)的依賴性。姜雅等[6]從重晶石在美國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展地位、資源不可替代性、對國際市場的影響力等三方面分析了將其列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的必要性，提出我國應(yīng)高度重視重晶石品位逐年下降問題，將其列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)加以科學(xué)規(guī)劃和有序開發(fā)，構(gòu)建與優(yōu)勢礦產(chǎn)相匹配的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，逐步提升國際競爭力。王嘉毅等[7]分析了當(dāng)前國內(nèi)重晶石產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀，并預(yù)測了未來重晶石產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢主要集中的六個(gè)方向。陳正國等[8]通過分析戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所必需、供應(yīng)存在風(fēng)險(xiǎn)、國內(nèi)資源豐富等三方面戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)界定原則，提出重晶石近年來由于過度開發(fā)，正逐漸由優(yōu)勢礦產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫o缺礦產(chǎn)，初步厘定其為戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)。汪靈[9]根據(jù)我國非金屬礦產(chǎn)資源在國家經(jīng)濟(jì)安全、國防安全和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要作用，結(jié)合礦產(chǎn)資源的保障能力與特色，建議將重晶石列為我國在當(dāng)前和今后一段時(shí)期內(nèi)的戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)。姜雅等[10]研究了重晶石全球資源儲量及分布情況，以及中美貿(mào)易供需形勢，分析假設(shè)美國不從中國進(jìn)口重晶石可能發(fā)生的幾種可能性，認(rèn)為現(xiàn)階段我國調(diào)整重晶石價(jià)格及貿(mào)易政策的籌碼支撐不足，應(yīng)將重晶石列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)，統(tǒng)籌優(yōu)化頂層重晶石行業(yè)結(jié)構(gòu)，調(diào)整全球視角產(chǎn)業(yè)貿(mào)易政策，以提升我國重晶石國際貿(mào)易地位作用，更好發(fā)揮其國際影響力。前人在重晶石資源安全保障方面的研究，大多側(cè)重于其在國際貿(mào)易中的地位作用，充分認(rèn)識到過度開采帶來的形勢轉(zhuǎn)變，并建議將其列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)，但幾乎沒有文章研究“碳達(dá)峰”與“碳中和”對重晶石資源保障帶來的沖擊與影響。本文將在前人研究基礎(chǔ)上對“雙碳”經(jīng)濟(jì)背景下的重晶石資源安全保障戰(zhàn)略研究進(jìn)行探索性思考，側(cè)重研究“碳達(dá)峰”與“碳中和”如何影響重晶石資源保障，為我國重晶石資源安全保障提供重要的參考。

1 我國重晶石資源現(xiàn)狀

1.1 我國重晶石資源儲量分布與開發(fā)

我國是重晶石大國，不僅資源豐富，而且分布廣泛[11]。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）2021 年礦物產(chǎn)品綜述數(shù)據(jù)，中國以3 600 萬t 重晶石儲量位居全球第五位，約占全球已探明重晶石礦物資源儲量的9%，如圖1 所示；且儲量在2018—2021 年基本保持穩(wěn)定[12]，如圖2 所示。根據(jù)《中國礦產(chǎn)資源報(bào)告》（2022）[13]，截至2021 年底，全國重晶石儲量9 154.87 萬t，其中，排名前五位的省份為貴州省、甘肅省、廣西壯族自治區(qū)、湖南省、浙江省，儲量分別為3 505.88 萬t、1 248.69 萬t、1 241.09 萬t、803.93 萬t、732.79 萬t，如圖3 所示。優(yōu)質(zhì)富礦（BaSO4品位＞92.5%）則主要集中分布在貴州省和廣西壯族自治區(qū)。

圖1 2021 年世界重晶石資源儲量分布Fig.1 Distribution of barite resource reserves in the world in 2021

圖2 2016—2021 年我國重晶石儲量變化情況Fig.2 Changes of barite reserves in China from 2016 to 2021

圖3 2021 年全國主要省份重晶石儲量Fig.3 Barite reserves of major provinces in China in 2021

我國重晶石礦床以大型、中型為主，但實(shí)際開采則以鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)或個(gè)體小礦為主。截至2022 年末，我國共有重晶石礦山502 個(gè)，小型礦山約占總礦山數(shù)量的57.2%，中小型企業(yè)加小礦占總量的97%，開采企業(yè)散小弱亂，開采效率不高，資源特點(diǎn)與行業(yè)開發(fā)規(guī)模不匹配。BaSO4品位低于50%的重晶石經(jīng)濟(jì)性不佳，大多不予開采，重晶石開發(fā)普遍存在“采富棄貧”現(xiàn)象。例如：一直是重晶石生產(chǎn)出口大省的貴州省，近年采出的重晶石已由優(yōu)質(zhì)白礦變?yōu)镃 元素較高的黑色礦石，企業(yè)開始到四川省、湖南省等鄰近省份購買重晶石礦石。

1.2 重晶石用途與消費(fèi)

重晶石在全球范圍內(nèi)廣泛用于石油、化工、建材、輕工、冶金、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、原子能、軍事及新能源等領(lǐng)域，其用途已超過2 000 項(xiàng)，如圖4 所示。鉆井泥漿加重劑是重晶石最主要的用途，占其總消費(fèi)量的85%，用于冷卻鉆頭、加固井壁、控制原油和天然氣的壓力，從而穩(wěn)定油氣產(chǎn)量，防止井噴事故，美國在該用途上對重晶石有著旺盛需求，因此，美國成為世界第一大重晶石進(jìn)口國和消費(fèi)國。重晶石的第二大用途是用于生產(chǎn)氧化鋇、碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、沉淀硫酸鋇、氫氧化鋇等鋇化工原料，占其總消費(fèi)量的9%，中國和歐洲在該用途上對重晶石保持著持續(xù)穩(wěn)定需求。重晶石還用于制造鋅鋇白顏料、油漆、水泥礦化劑、防輻射混泥土及消化道造影劑（即“鋇餐”）等。近年來，隨著科技創(chuàng)新水平的提高和新能源電池行業(yè)的興起，重晶石大量用于生產(chǎn)超白超細(xì)高純硫酸鋇、高光硫酸鋇、鋇鐵氧體磁性材料、納米材料、導(dǎo)電材料、防輻射纖維、高反射性涂料等新興應(yīng)用領(lǐng)域，因其主成分硫酸鋇（BaSO4）與硫酸鉛（PbSO4）具有相同的晶格結(jié)構(gòu)，可廣泛用于蓄電池中加強(qiáng)負(fù)極極板的活性，防止極板板結(jié)，延長蓄電池壽命，其在新能源領(lǐng)域中的應(yīng)用正隨著電池技術(shù)的進(jìn)步逐漸豐富。

圖4 全球重晶石用途Fig.4 Use of barite in global

1.3 重晶石供需形勢分析

產(chǎn)量方面，我國是全球最大的重晶石生產(chǎn)國。我國重晶石經(jīng)過20 多年的高強(qiáng)度開采，儲采比由2001 年的29.04 快速下降到2019 年的11.96，資源安全風(fēng)險(xiǎn)不斷升高。全球重晶石產(chǎn)量自2017 年開始穩(wěn)步增長，并一直保持高位；2020 年，受新冠肺炎疫情的影響，產(chǎn)量大幅下降；2021 年，全球重晶石總產(chǎn)量為730 萬t，如圖5 所示。國內(nèi)重晶石產(chǎn)量則由于出口政策的調(diào)整，自2017 年開始穩(wěn)步下降；2020 年，受新冠肺炎疫情的影響，產(chǎn)量降至最低值250 萬t；2021 年，全國重晶石產(chǎn)能基本恢復(fù)正常，總產(chǎn)量為280 萬t，如圖6 所示。我國重晶石產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的38%，穩(wěn)定保持在全球第一位，如圖7 所示。我國重晶石儲量全球占比僅為9%，產(chǎn)量卻占全球的38%，開發(fā)強(qiáng)度明顯過高，而且這樣的供應(yīng)格局仍將在很長一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)保持。若干年后，重晶石或?qū)⒊蔀槲覈亩倘辟Y源。

圖5 2015—2021 年全球重晶石產(chǎn)量及增速情況Fig.5 Production and growth rate of barite in global from 2015 to 2021

圖6 2015—2021 年中國重晶石產(chǎn)量及增速情況Fig.6 Production and growth rate of barite in China from 2015 to 2021

圖7 2021 年全球重晶石產(chǎn)量地區(qū)分布Fig.7 Regional distribution of barite production in global in 2021

進(jìn)出口方面，我國是世界上最大的鉆井級重晶石原材料供給國，每年有超過65%的重晶石產(chǎn)量用于出口，出口規(guī)模遠(yuǎn)大于進(jìn)口規(guī)模，重晶石出口量及出口金額自2017 年開始隨著國內(nèi)產(chǎn)能下調(diào)而逐步下降。2020 年，受新冠肺炎疫情疊加影響，出口量及出口金額降至最低值54.13 萬t、0.88 億美元。2021 年，全國重晶石產(chǎn)能基本恢復(fù)正常，重晶石出口量也回調(diào)至正常水平，為92.36 萬t，出口金額為1.40 億美元，但出口規(guī)模逐年下降的趨勢未發(fā)生變化，如圖8所示。

圖8 2017—2022 年11 月中國重晶石出口貿(mào)易情況Fig.8 Export trade of barite in China from 2017 to November 2022

1.4 歷年重晶石產(chǎn)量漲跌規(guī)律

我國重晶石開采及出口經(jīng)歷過兩次高峰和兩次低谷。自2002 年起，我國重晶石開采及出口進(jìn)入快速增長階段，到2008 年達(dá)到產(chǎn)量和出口量的第一個(gè)高峰。2009 年，我國開始出臺政策限制重晶石出口，并加征出口關(guān)稅，重晶石價(jià)格隨之上漲，加之重晶石最大消費(fèi)國美國爆發(fā)次貸危機(jī)，大量油井停產(chǎn)，導(dǎo)致2009—2011 年我國重晶石的產(chǎn)量和出口量均下跌，出現(xiàn)第一個(gè)低谷。2012 年，全球經(jīng)濟(jì)緩慢復(fù)蘇，我國重晶石出現(xiàn)了第二個(gè)開采與出口的小高峰，但緊隨而來的全球石油價(jià)格暴跌使得美國關(guān)閉了國內(nèi)60%的石油鉆井平臺，我國重晶石出口第二次陷入低谷，之后則進(jìn)入緩慢復(fù)蘇、穩(wěn)步增長階段[14]。據(jù)此，我國歷年重晶石產(chǎn)量漲跌與全球及我國油氣產(chǎn)量變化規(guī)律基本一致。

2 “雙碳”經(jīng)濟(jì)背景下重晶石行業(yè)發(fā)展新特征

2.1 “雙碳”經(jīng)濟(jì)對重晶石資源保障的沖擊與影響

伴隨著市場需求與環(huán)保政策發(fā)生的雙重變化，“雙碳”經(jīng)濟(jì)對重晶石資源保障產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的沖擊與影響，重晶石資源消費(fèi)正在朝著高端化與低碳化方向進(jìn)行調(diào)整，終端產(chǎn)品發(fā)展方向也正向更符合市場需求的新能源領(lǐng)域轉(zhuǎn)變[15]。

2.1.1 重晶石消費(fèi)量伴隨著油氣礦產(chǎn)勘查投入的變化呈現(xiàn)“先升后降”的趨勢

就全球范圍而言，在“碳達(dá)峰”與“碳中和”背景下，世界各國為減少碳排放，將嚴(yán)格控制化石能源（煤炭、石油、天然氣）的用量。根據(jù)2016 年《巴黎協(xié)定》要求，世界各國應(yīng)根據(jù)不同化石能源的特點(diǎn)，加快煤炭退出一次能源消費(fèi)與石油消費(fèi)盡早達(dá)峰。因此，在過去的若干年，世界主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體紛紛大幅減少了煤炭用量，控制了石油用量的增幅，而天然氣則憑借其相對低污染、低排放的優(yōu)勢成為“過度能源”，其用量反而呈現(xiàn)快速增長趨勢，全球范圍內(nèi)“煤降、油穩(wěn)、氣升”這一組合現(xiàn)象將至少持續(xù)至“碳達(dá)峰”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。就國內(nèi)而言，天然氣亦將是我國當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和優(yōu)化的過程中首選的過渡能源，油氣資源在國內(nèi)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比也將在2030 年“碳達(dá)峰”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)前呈穩(wěn)步上升趨勢?！吨腥A人民共和國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》強(qiáng)調(diào)要推動油氣增儲上產(chǎn)，而根據(jù)《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016—2030）》，中國2030 年天然氣占比將達(dá)到15.0%，而2022 年僅為8.4%，尚具有較大增長空間。全國范圍內(nèi)開展的新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動則在短期～中期加大了油氣礦產(chǎn)勘查投入，促使全國油氣礦產(chǎn)勘查投入創(chuàng)歷史新高，2022 年達(dá)到822 億元，同比增長3.1%，2023年上半年，全國油氣礦產(chǎn)勘查投入同比增長7.5%[16]。全球范圍內(nèi)油氣鉆井?dāng)?shù)量的增加也間接佐證了上述觀點(diǎn)，2022 年，全球油氣鉆井?dāng)?shù)量為38 777 口，同比增加7.4%。

綜上所述，可以預(yù)測到在實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”目標(biāo)之前，全球范圍內(nèi)油氣礦產(chǎn)的勘查與開發(fā)仍將持續(xù)高位運(yùn)行，但在2030 年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”目標(biāo)之后，一次能源結(jié)構(gòu)中的油氣資源占比將在很長時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)步下降，油氣礦產(chǎn)勘查與開發(fā)也將隨之穩(wěn)步下降。與之相對應(yīng)，主要用于油氣勘查的重晶石消費(fèi)量也將在2030—2040 年間達(dá)到峰值，期間將保持5.82%左右的復(fù)合年增長率，2040 年之后穩(wěn)步下降。

2.1.2 新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展產(chǎn)生了新的重晶石資源需求

“碳達(dá)峰”與“碳中和”背景下，世界各國為減少碳排放，嚴(yán)格控制煤炭用量，同時(shí)加大了石油和天然氣的勘查與開采力度，此舉將在全球范圍內(nèi)持續(xù)提升重晶石消費(fèi)量。與此同時(shí)，隨著“碳達(dá)峰”與“碳中和”在全國范圍內(nèi)的積極穩(wěn)妥推進(jìn)，“雙碳”政策體系得以加快構(gòu)建，新能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)特別是儲能電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，創(chuàng)造了重晶石資源新的需求增長極。如隨著電池工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，氯酸鋇（Ba（ClO3）2）由于高溶解度和高電導(dǎo)率，用于固態(tài)電池的電解液，可以提供穩(wěn)定、高效的電解質(zhì)環(huán)境，以確保電池在不同溫度和壓力下穩(wěn)定工作；氯酸鋇（Ba（ClO3）2）可同時(shí)用于電池防火劑、催化劑、添加劑，增加電池的容量、性能、生命周期和整體效率。鋇燃料電池作為一種高能化學(xué)電源，具有能量高、使用安全方便、原材料來源豐富、成本低、燃料易于儲運(yùn)、可使用溫度范圍寬及污染小等特點(diǎn)，擁有良好的應(yīng)用前景。另外，以高純鈦酸鋇為核心材料的“超級電容”相關(guān)研究正在不斷深入，不論成功與否，重晶石與新能源產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，且相對鋰、鎂等其他電池原材料更“物美價(jià)廉”，使其應(yīng)用于儲能電池等新能源材料的占比越來越高。

2.1.3 政府層面的低碳綠色引導(dǎo)推動了重晶石資源高效高質(zhì)利用

大氣污染物監(jiān)測點(diǎn)布置：煙塵監(jiān)測在#3、#4機(jī)組鍋爐煙氣除塵設(shè)施進(jìn)、出口及脫硫系統(tǒng)進(jìn)、出口煙道上設(shè)置監(jiān)測斷面，按（《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T16157-1996）和《固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 397-2007）規(guī)定布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，氣態(tài)污染物在每一監(jiān)測斷面中心點(diǎn)附近設(shè)一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。廢氣連續(xù)監(jiān)測2天，每天監(jiān)測3次。

為促進(jìn)重晶石相關(guān)產(chǎn)業(yè)低碳綠色發(fā)展，國家層面特別是重晶石資源大省在重晶石產(chǎn)業(yè)布局上進(jìn)行了科學(xué)有序的引導(dǎo)。全國范圍內(nèi)清退位于自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)域的礦業(yè)權(quán)，執(zhí)法制止以探代采、占而不采、亂采濫挖、采富棄貧等違法違規(guī)行為。國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布《西部地區(qū)鼓勵類產(chǎn)業(yè)目錄（2020 年本）》[17]，鼓勵貴州省黔東南州積極發(fā)展綠色鋇鹽產(chǎn)業(yè)，著力開發(fā)鋇化工新工藝、新技術(shù)，推進(jìn)鋇鹽精深加工，重點(diǎn)發(fā)展電子級、試劑級、醫(yī)藥級等鋇鹽產(chǎn)品，加大鋇鹽廢棄物資源綜合利用，推動鋇鹽產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展。貴州省正在實(shí)施的《貴州省現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2019－2025 年）》和《貴州省特色化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2019－2025 年）》[18]，均對鋇鹽化工產(chǎn)業(yè)布局有著明確的規(guī)劃，力求發(fā)展高端鋇化工，生產(chǎn)精細(xì)化、專用化的多功能納米級、電子級鋇鹽化學(xué)品。

2.2 “雙碳”經(jīng)濟(jì)背景下重晶石資源安全保障面臨的新挑戰(zhàn)

重晶石是我國的優(yōu)勢礦產(chǎn)，以外貿(mào)出口為主，深加工程度和綜合利用工藝技術(shù)水平較低，且廢鉆井液中重晶石回收利用率低，使其資源安全保障在“碳達(dá)峰”與“碳中和”的沖擊和影響下面臨著新的挑戰(zhàn)。

2.2.1 重晶石資源安全保障年限不容樂觀

“雙碳”背景下，長期（2041—2060 年）來看，油氣資源被新型清潔能源替代的趨勢不可逆轉(zhuǎn)，但短期～中期（2024—2030 年）來看，由于全球范圍內(nèi)油氣資源的短期不可替代性，全球油氣產(chǎn)量仍將居高不下，我國重晶石產(chǎn)量也將維持高位運(yùn)行。

由于重晶石用途消費(fèi)中有85%都用于油氣鉆井，而油氣鉆井深度和數(shù)量與油氣產(chǎn)量呈線性正相關(guān)，在不考慮國內(nèi)重晶石與油氣進(jìn)出口政策調(diào)整、國內(nèi)重晶石消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化，以及科技進(jìn)步等因素的前提下，可采用固定比率分析法預(yù)測未來重晶石產(chǎn)量，并估算重晶石資源安全保障年限，見式（1）。

2022 年，我國一次能源消費(fèi)總量為159.39 EJ（折合約54.46 億t 標(biāo)準(zhǔn)煤），其中，油氣消費(fèi)占比26.4%，為42.08 EJ（折合約14.38 億t 標(biāo)準(zhǔn)煤）[19]。2024—2040 年，國內(nèi)油氣消費(fèi)占比仍將維持主體能源地位，2030—2040 年，我國的能源需求將步入峰值平臺期，約為175.62 EJ（折合約60.00 億t 標(biāo)準(zhǔn)煤），油氣消費(fèi)占比也將于2040 年達(dá)到峰值50.0%，則可推算出2040 年的油氣消費(fèi)量為87.81 EJ（折合約30.00 億t 標(biāo)準(zhǔn)煤）[20]，對應(yīng)重晶石產(chǎn)量約590.55 萬t，2021—2040 年間重晶石產(chǎn)量復(fù)合增速為4.01%。2040—2060 年，我國一次能源消費(fèi)總量將逐步回落。2060 年，我國一次能源消費(fèi)總量預(yù)計(jì)為169.47 EJ（折合約57.90 億t標(biāo)準(zhǔn)煤），油氣消費(fèi)占比也將降至23.0%，則該年油氣消費(fèi)量為38.98 EJ（折合約13.32 億t 標(biāo)準(zhǔn)煤），對應(yīng)重晶石產(chǎn)量約262.11 萬t，2041—2060 年間重晶石產(chǎn)量復(fù)合減速為3.98%。綜上，可預(yù)測出2021—2060 年間重晶石年度產(chǎn)量，如圖9 所示。

圖9 2021—2060 年預(yù)測重晶石年度產(chǎn)量Fig.9 Forecast annual production of barite from 2021 to 2060

根據(jù)2021—2060 年預(yù)測重晶石年度產(chǎn)量，以2021 年底自然資源部發(fā)布的重晶石儲量9 154.87 萬t數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，則2041 年全國重晶石產(chǎn)量為567.05 萬t，2041 年末重晶石儲量剩余521.75 萬t，已不足以支撐2042 年重晶石消費(fèi)量，則我國重晶石儲量靜態(tài)保障年限為18 a（至2041 年）。總體上來看，我國重晶石儲量在2030 年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”前尚可滿足國內(nèi)重晶石需求，但顯然無法支撐至2060 年實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)。隨著“碳達(dá)峰”與“碳中和”的穩(wěn)定推進(jìn)，新能源相關(guān)的重晶石資源需求量逐年變大，且重晶石資源需求逐漸多元化，同時(shí)，重晶石出口在近年有所下滑的情況下仍然能保持每年約100 萬t 的出口量，疊加上述多重因素后的我國重晶石資源保障年限或?qū)⒋蠓s短，低于18 a。

石油和天然氣鉆井產(chǎn)生了大量的廢鉆井液。我國每年因石油鉆井排放的廢棄鉆井液超過100 萬m3，其中包含的加重材料重晶石體積含量超過40%，每立方米鉆井液重晶石的消耗約占鉆井總費(fèi)用的75%[21]。我國在廢鉆井液中回收利用重晶石的技術(shù)尚處于較低水平，主要采用較原始的離心機(jī)方法，利用離心作用使密度較大的加重劑與鉆井液中其他組分分離。該方法僅適用于低密度廢鉆井液，且處理量有限，對組成復(fù)雜、處理難度大的高密度廢鉆井液則無法實(shí)現(xiàn)重晶石資源的充分回收利用。

3 “雙碳”經(jīng)濟(jì)背景下的重晶石資源安全保障對策

隨著“碳達(dá)峰”與“碳中和”的穩(wěn)妥推進(jìn)，“采富棄貧”式的重晶石資源開發(fā)、“低效粗放”式的重晶石產(chǎn)業(yè)布局、“物美價(jià)廉”式的出口貿(mào)易已不能適應(yīng)新的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢，對新形勢下的重晶石資源安全保障提出以下對策建議。

3.1 適度加大勘查力度，合理有效開采資源，保持重晶石資源可持續(xù)供應(yīng)

勘查方面，科學(xué)規(guī)劃、大力推進(jìn)實(shí)施新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動，適度加大重晶石資源勘查力度。建議從微觀尺度上對重晶石礦床的成礦過程進(jìn)行精細(xì)化的厘定[22]，500 m 以淺重晶石資源應(yīng)加強(qiáng)富礦詳查找礦，找礦方向集中在揚(yáng)子地塊南緣和北緣的沉積型重晶石礦；1 000 m 以淺重晶石資源應(yīng)加強(qiáng)預(yù)普查找礦，提高已有重晶石資源勘查級別，找礦方向集中在揚(yáng)子地塊和華北地塊的碳酸鹽巖地臺區(qū)，主要為淺成中～低溫?zé)嵋盒椭鼐V[23]。開采方面，政府層面應(yīng)充分行使監(jiān)督執(zhí)紀(jì)職能，減少普遍存在的“濫采亂挖”“采富棄貧”和“過度開發(fā)”等浪費(fèi)資源現(xiàn)象。開展專項(xiàng)科技攻關(guān)，提高共（伴）生礦、低品位礦綜合利用率。推廣使用低品位重晶石制備防輻射性板材等技術(shù)，提高礦業(yè)“三廢”回收利用率[24]。

3.2 列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)，持續(xù)調(diào)整出口結(jié)構(gòu)，保持國際貿(mào)易優(yōu)勢地位

近年來，美歐等發(fā)達(dá)國家都將重晶石列為關(guān)鍵礦產(chǎn)。我國作為國際資源需求增量大國，一方面，應(yīng)盡快將重晶石列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)，出臺相關(guān)的出口管理政策，嚴(yán)格限制其出口比例與出口總量，調(diào)節(jié)進(jìn)出口量平衡；利用國際“大循環(huán)”，充分發(fā)揮資源全球化配置的便利性，通過“一帶一路”與重晶石資源大國（哈薩克斯坦等）開展國際合作，減緩我國重晶石資源的耗竭速度。另一方面，應(yīng)高度重視我國重晶石資源在國際貿(mào)易中的地位和作用，調(diào)整出口結(jié)構(gòu)，增加高附加值產(chǎn)品的出口，逐步減少原礦礦粉等低價(jià)值、競爭力不足的產(chǎn)品出口，注重產(chǎn)品質(zhì)量，提升出口重晶石資源附加值，提高我國重晶石出口的國際市場占有率，保持國際貿(mào)易的優(yōu)勢地位。

3.3 探索新的回收利用技術(shù)，提高廢鉆井液中重晶石回收利用率

加大科技創(chuàng)新力度，持續(xù)推進(jìn)廢鉆井液中重晶石回收利用等核心技術(shù)研究攻關(guān)。提升離心機(jī)回收重晶石技術(shù)性能，加強(qiáng)固控設(shè)備自動化、智能化研究，提升離心機(jī)單機(jī)處理能力。開展“揭榜掛帥”專項(xiàng)科技攻關(guān)，攻克廢鉆井液中重晶石浮選回收技術(shù)難題，提高高密度廢鉆井液中重晶石回收利用率，大幅降低廢鉆井液處理成本，減少廢棄物排放，提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)油氣田環(huán)境保護(hù)與重晶石資源綜合利用。

3.4 以全球格局整合重晶石相關(guān)企業(yè)，形成具有充分競爭力的全球產(chǎn)業(yè)貿(mào)易鏈

我國作為世界上最大的重晶石生產(chǎn)國和出口國，具有先天的資源優(yōu)勢，但一直存在的“產(chǎn)業(yè)低端”“優(yōu)外劣內(nèi)”等問題使得資源優(yōu)勢沒有轉(zhuǎn)化為應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)以全球格局整合國內(nèi)重晶石生產(chǎn)與出口企業(yè)，閉環(huán)部署重晶石勘查、開發(fā)、研發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)、出口等各個(gè)環(huán)節(jié)。利用新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動契機(jī)有意識地引導(dǎo)國內(nèi)企業(yè)加大境外重晶石資源勘查與開發(fā)力度，參股國外規(guī)模以上重晶石礦業(yè)權(quán)上游項(xiàng)目，在全球范圍內(nèi)占有重晶石資源。利用重晶石出口市場占有率優(yōu)勢，根據(jù)全球重晶石消費(fèi)需求制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，提升國內(nèi)重晶石資源附加值，樹立重晶石中國品牌，提高我國企業(yè)全球核心競爭力，保障產(chǎn)銷鏈條的全球閉環(huán)供應(yīng)機(jī)制，進(jìn)而形成具有充分競爭力的全球產(chǎn)業(yè)貿(mào)易鏈，使我國重晶石出口能在一個(gè)較高的水平上參與對外競爭。

4 結(jié)論及建議

隨著全國范圍內(nèi)“碳達(dá)峰”與“碳中和”相關(guān)政策的推進(jìn)，市場需求與環(huán)保政策發(fā)生了雙重變化。重晶石資源消費(fèi)正朝著高端化與低碳化方向進(jìn)行調(diào)整，終端產(chǎn)品發(fā)展方向也正向更符合市場需求的新能源領(lǐng)域轉(zhuǎn)變，國家層面也在重晶石產(chǎn)業(yè)布局上進(jìn)行了科學(xué)有序的低碳綠色引導(dǎo)。重晶石資源安全保障不容樂觀，靜態(tài)保障年限僅為18 a（至2041 年），無法支撐至2060 年實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)，加之重晶石資源利用率不高，廢鉆井液中重晶石回收再利用率低，均導(dǎo)致我國重晶石資源安全保障面臨著新的挑戰(zhàn)。

“雙碳”背景下，為提高我國重晶石資源安全保障程度，應(yīng)從保持供應(yīng)、調(diào)整出口、提高回收利用率和全球格局整合等4 個(gè)方面進(jìn)行安全戰(zhàn)略部署，以保障資源的可持續(xù)發(fā)展：①適度加大勘查力度，合理有效開采資源，保持重晶石資源可持續(xù)供應(yīng)；②列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)，持續(xù)調(diào)整出口結(jié)構(gòu)，保持國際貿(mào)易的優(yōu)勢地位；③探索新的回收利用技術(shù)，提高廢鉆井液中重晶石回收利用率；④以全球格局整合重晶石相關(guān)企業(yè)，形成具有充分競爭力的全球產(chǎn)業(yè)貿(mào)易鏈。

致謝：論文得到中化地質(zhì)礦山總局化工地質(zhì)科技項(xiàng)目“湘西北地區(qū)螢石、重晶石礦產(chǎn)調(diào)查評價(jià)”（編號：ZHDK202312）、中國煤炭地質(zhì)總局科技創(chuàng)新項(xiàng)目“磷礦伴生氟資源評價(jià)及利用研究”（編號：ZMKJ-2020-J06-2）、湖南省自然科學(xué)基金（部門聯(lián)合基金項(xiàng)目）“湖南省新寧縣龍口銻礦典型蝕變礦物的形成環(huán)境及其對銻成礦的制約”（編號：2023JJ60189）聯(lián)合資助，得到中化地質(zhì)礦山總局總工程師焦森及鄭厚義、商朋強(qiáng)兩位博士悉心指導(dǎo)，在此一并致謝。