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改革开放四十周年石化化工行业发展回顾与展望 ——钾肥行业
作者:尚建壮
日期:2018-12-01
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1 四十年发展历程
 

  改革开放以来,我国钾肥行业通过多措并举、多元布局等切实可行的方式,为中国农业粮食生产和钾肥安全提供了安全保障。中国是一个固体可溶性钾资源匮乏的国家,找钾工作是发展我国钾肥产业的重中之重,也是产业发展的基石。

 

1.1 找矿历程

 

  新中国成立后,我国政府高度重视钾盐找矿工作,在第一个“五年建设规划”期间,我国便开始了找钾成矿预测工作,出版相关成矿理论,着手组建钾盐找矿队伍。1956年,国家制定的“中国十二年国家重大科学技术长远规划”中,明确了以找钾、硼为主要任务的盐湖科学考察。1955-1956年,我国钾盐工作者在青海察尔汗盐湖中取得突破性进展,青海省交通厅公路局在修筑敦格公路时,发现了著名的察尔汗盐滩,在青海柴达木盆地、察尔汗盐湖及周边小盐湖,找到了以卤水为主的大型钾盐矿床。1957年,国家组建了以中国科学院化学所学部委员刘大纲研究院为队长的“中国科学院盐湖科学调查队”,开始了艰苦、漫长的盐湖考察工作,翻开了中国钾盐规划、发展建设的历史篇章。同时,我国找钾实践为中国的成钾理论研究和找钾事业奠定了基础。

  1985年为了迅速改变中国严重缺钾状况,地质部专门安排了中国柴达木盆地西部和北部钾盐的普查项目,为日后钾盐资源的重大发现,打下了坚实基础。在“八五”期间,找钾工作在新疆罗布泊获得重大发现。地矿部技术人员在研究中发现罗布泊也蕴藏着丰富的钾盐资源。1995年组织了“罗布泊远景区成钾”专题组,并在“罗北凹地”发现卤水钾矿。截至2014年,我国钾资源基础储量5.9亿吨,占世界钾资源基础储量的3.14%,超过95%钾盐来自盐湖卤水。

  我国查明钾资源主要分布在青海柴达木盆地,其余分布在云南、新疆、四川和湖北等省(区)。从矿床类型看,我国以现代盐湖型钾盐矿为主,青海柴达木盆地及新疆等省(区)的钾矿均属此类型;云南钾矿为古代沉积矿床;四川自贡邓井关为地下卤水钾盐矿,数量极少。从钾矿资源分布情况看,我国钾矿储量主要集中在青海的柴达木盆地和新疆的罗布泊地区,地理位置相对偏僻、交通不便,约占总储量的95%以上。

 

1.2 钾肥生产历程

 

  1958-1999年,第一代盐湖人开始创业,条件相对比较艰苦,生产装置规模维持在较低水平,2000年以前我国钾肥自给率始终维持在10%以下。

  1999-2005年第二次创业适逢难得的发展机遇。1999年国家十大部委领导考察“盐湖”后,作出“青海百万吨钾肥项目由盐湖集团作为业主建设”的决策;2002年国家西部大开发首批十大标志性工程之一的青海百万吨钾肥项目开工典礼,并于2004年首次突破年产量100万吨。2005年后,立足于做强做大的新起点,盐湖集团钾肥产量首次突破200万吨,钾肥自给率提高到20%左右。

  2005-2010年期间,国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司总投资48亿元,被列为国家“十一五“重点建设项目之一的新疆罗布泊钾肥基地年产120万吨钾肥项目正式建成,并一次性投料试车成功。项目建成后,国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司成为我国最大的硫酸钾生产基地,硫酸钾生产能力位居世界第一。2010年自给率进一步提升至50.7%,国际市场钾肥价格洼地得到保障。

  “十二五“期间,随着青海省盐湖资源的进一步整合,藏格钾肥整合了察尔汗盐湖铁路以西的盐湖资源,产能规模逐渐扩大,形成了我国第三个百万吨钾肥生产企业。

  目前全国钾肥企业150多家,其中资源型钾肥生产企业(直接从钾盐矿加工生产钾肥)32家,加工型钾肥企业(主要利用氯化钾生产硫酸钾、硝酸钾、硫酸镁钾等钾肥品种)118 家。按地域统计,我国钾肥总产量中青海省占80.79%,新疆占14.01%。近年来,随着国内钾肥产业的不断扩大,产量快速提高,国产钾肥企业的发展对中国化肥产业作出了巨大贡献,国产钾产量的不断增加,保障了我国钾肥的自给能力,提升了我国在国际钾肥市场地位和进口谈判主动权,减少了我国钾肥的对外依存度,为保障我国粮食安全作出了突出的贡献。

  我国钾肥供需平衡情况 单位:万吨/年,万吨,%

年份

生产能力

产量

开工率

进口量

出口量

表观消费量

自给率

1980

0.5

2.0

421.3

36.6

 

38.6

5.2

1985

1.7

2.4

139.0

44.5

 

46.9

5.1

1990

3.8

3.7

97.9

166.2

 

169.9

2.2

1995

32.0

16.7

52.3

277.0

15.1

278.6

6.0

2000

50.0

30.25

60.5

399.8

37.7

392.4

7.7

2005

180

150

83.3

574.3

9.6

715

21.0

2010

390

348

89

346.1

7.1

687

50.7

2015

625

565

90.4

599.8

24.8

1164.8

48.5

2017

640

599.5

93.7

457.1

21.8

1034.8

57.9

 

  *硝酸钾作为熔盐出口量增加

  其他出口多为转口贸易。

 

2 重大成就

 

2.1 产量大幅提升

 

  截至2017年底,我国已形成的资源型钾肥有效生产能力约640万吨/年,与1980年相比增长了1280倍;产品种类基本能够满足国民经济发展需求,适应水溶肥发展的硝酸钾、磷酸二氢钾等产品规模快速增长,适应新能源产业的熔盐级硝酸钾产品出口至西班牙。由于钾资源不足,每年国家要花大量外汇进口钾肥来弥补国内的短缺。随着自给能力的不断提升,钾肥行业国际话语权增强,我国钾肥价格保持相对有效地保障了农业安全。

 

2.2 重大生产基地已经形成

 

  我国目前探明的资源储量以盐湖钾矿为主,主要分布在青海柴达木盆地和新疆罗布泊。随着两大钾肥基地的建成,特别是近十年来,我国先后突破了低品位固体钾盐、尾矿利用、深部卤水开采等技术,使得钾盐可采量成倍增加。

 

2.3 自主创新能力强

 

  自主创新能力强。特别是近十年来,我国先后突破了低品位固体钾盐、尾矿利用、深部卤水开采等技术,使得钾盐可采量成倍增加。目前我国钾盐主要开采卤水钾矿,开采方式采用沟渠法,卤水经盐田晒制光卤石后进行浮选富集。主要采用反浮选冷结晶技术和冷分解浮选技术,少数采用“兑卤脱钠-控速分解生产高浓度氯化钾”。我国最大的钾盐生产装置是青海盐湖集团二期工程的100万吨/年氯化钾(实物),采用的是井渠联合开采。目前盐田光卤石回采率90%,选矿回收率60%,综合回收率82-83%。 盐湖股份独特创立的钾资源‘固液转化、驱动开采、贫富兼采、循环回收’开发模式,让钾资源总利用率大幅度提高,钾肥品种从单一粉状氯化钾产品发展到晶体氯化钾、大颗粒氯化钾、氢氧化钾、硝酸钾等系列产品。目前我国在盐湖类型钾肥生产处于国际领先水平,中国企业开始向国外输出资本、技术和人员,由中国企业总承包建设的玻利维亚波托西钾盐工厂项目已经于2018年试生产。

  我国在盐湖提取氯化钾和硫酸钾方面拥有了自主技术,并在主要工艺上及其盐湖资源综合利用上有了重大突破;主体设备实现了国产化。我国钾肥在盐湖资源的开发利用上具有明显的技术优势。

 

2.4 绿色生产体系相对完善

 

  我国钾肥资源主要为盐湖资源,发挥西部空间和太阳能资源优势,实现绿色能源利用。此外钾盐生产能源消耗主要在采卤、输卤、光卤石采运、浮选等工序,生产1吨氯化钾精矿平均耗电100度,氯化钾精矿干燥还需消耗煤或天然气,平均每吨氯化钾产品耗煤20公斤。目前我国钾盐生产能源消耗指标与以色列利用死海资源生产氯化钾的指标大致相同。

  盐湖股份通过打造光伏(光热)(提供电能)-钾肥、金属镁(钾肥生产尾卤)-镁铝合金、储热材料(钾盐产品)--光伏(光热)绿色闭合产品链,可以进一步提高清洁能源使用比例,对于推动世界盐湖绿色可持续发展具有重要意义。

 

3 主要经验

 

3.1 自主创新,以我为主

 

  我国钾肥行业主要依靠自主创新技术自主发展, 青海百万吨钾肥基地原拟引进以色列技术和装备, 总投资46亿元, 后通过自主研发,开发了成套技术和水采船、加工厂等装备, 项目投资大幅下降到26亿元,吨氯化钾降低投资2000元, 取得了显著效果。罗布泊钾肥基地也是依靠自主创新技术发展起来的。无氯钾肥硫酸钾和硝酸钾生产技术国内也取得突破, 使我国一跃成为世界无氯钾肥生产大国。国产化技术装备支撑了我国钾肥工业的低成本发展。

 

3.2 国家支持,引导企业投入

 

  钾矿的勘探、开发周期长,建成投产需要较长的时间。由于盐湖组分不同的特点,开发需要的周期较长,盐湖股份历经40余年发展产能超过百万吨,罗钾、藏格在盐湖股份百万基础上需要的时间较短,经历10年左右,同时由于钾肥装置相对较同类型肥料企业投资回收期较长,因此政府通过多种财政手段,进行扶持,并引导企业投入,是我国钾肥工业得到快速发展的主要因素之一。钾肥投资本身就是一个长周期、高投入的行业,这也是世界钾矿开采形成寡头垄断的主要原因。

 

3.3 重视资源勘探,上下游一体化

 

  从建国初期,我国就非常重视钾矿资源勘探工作,可溶性钾矿资源储量相比改革开放初期有了大幅度提高。我国是钾资源严重缺乏的国家之一,因此比较重视难溶性钾如明矾石、钾长石、霞石、杂卤石等和海水钾资源的开发, 但由于技术、经济等原因尚未开发利用。通过研究难溶性钾和海水钾资源生产技术, 建立示范性工程等,为非常规钾资源利用提供技术储备。产品类型基本能够满足市场,目前我国钾肥主要以单质钾肥为主,一般作为复合肥原料,产品结构上有进一步优化的空间。随着社会经济的发展及我国对钾肥需求的日益增加。钾肥企业营销体系建设是行业发展的关键。钾肥企业通过营销体系建设大力开展测土配方制定施肥计划和方案, 引导农民合理施肥。建立“ 测土、配方、生产、供应和施肥技术指导” 一条龙的科学施肥体系,使专家系统、肥料生产企业、销售系统、农业指导站和农民直接施肥相结合,肥料利用率大幅度提高。

 

4 面临的形势

 

4.1 行业发展受限于资源短缺

 

  截止2014年底,我国可溶性钾矿查明资源储量6.51亿吨(折K2O计,下同),同比增加8%;其中储量1.26亿吨,约占世界钾矿基础储量总量的2.2%,相比2002年1.63%有所提高,其中大型6处,分布在青海、新疆、西藏、云南、山东、甘肃等省区。我国主要钾矿所在地地理位置偏僻,开采条件差,钾矿品位相对较低,因而生产成本相对较高。从资源禀赋和开采条件来看,资源短缺是制约我国钾盐行业可持续发展的主要因素。

 

4.2 缺钾土壤面积较大要求钾肥施用量维持在一定水平

 

  我国土地普遍严重缺钾,需要补钾的耕地占60%以上,一方面是由于我国自然条件所致,另一方面也由于我国农业多年来只强调氮、磷肥的使用,而忽视了钾元素的补充。

  消费预测1:根据农业部主持的各种农作物主产地“3414 田间肥效试验”的结果,大致测算了全国各作物钾肥的最佳钾肥施用量,假设中国大多数作物钾肥施用量达到了理论最佳水平;在这种情况下,钾肥年需求量大约在1,900 万吨左右达到稳定。但在实际当中,由于使用习惯以及经济型等多种因素制约,很难达到最佳施用量,因此需求量达到1,900 万吨的可能性比较小。

  消费预测2:农作物养分需求量预测。

  2017年,我国主要农作物需钾肥约为2861万吨K2O。其中秸秆含钾量约占总用量的80%,则秸秆含钾约为2300万吨,目前我国秸秆还田比例不到50%,假定养分流失和土壤中难溶钾平衡,秸秆还田钾在土壤中较长时间内能够全部吸收,则年需钾肥2861-2300×0.5=1711万吨,从以上方面可以说明:一是我国土壤缺钾面积不断扩大;二是我国土壤需施钾肥量基本和3414试验结果基本相符。

  我国农田增减幅度较小,按照长期秸秆还田分别达到60%,70%计算,考虑农作物结构不发生较大的变化,则需钾肥量分别为1481万吨和1251万吨。

  该计算有以下几个不确定因素:养分流失数量(20%左右)、土壤中难溶钾溶出速度、目前我国秸秆返田比例不足50%。综合评价,从农作物养分需求量预测我国钾肥需求量应超过1500万吨。

  预测3:根据主要钾盐消费国施用情况

  主要钾盐消费国化肥施用情况表

单位:吨K2O/吨粮食产量

序号

国别

钾素养分

氮素养分

K:N

1

中国

0.01299

0.063237

0.180417656

2

印度

0.013887

0.057909

0.42605915

3

美国

0.020486

0.027896

0.266242625

4

巴西

0.028747

0.016119

1.504502659

  2007~2016年平均值

  从上表可以看出我国钾肥相对于其它钾盐主要消费国施用比例较低,而氮肥则明显高于其它国家。据测算,全球化肥施用比例为1:0.38:0.28(N:P2O5:K2O),而我国为1:0.36:0.19,即使静态来看,我国钾盐市场需求仍然有着约50%的空间。保守估计2020年我国钾盐施用比例能够达到0.25,则钾盐需求量将达到1134万吨。

  消费预测:考虑农田面积潜力扩大有限和农作物结构未有大幅度调整的基础上,预测我国钾肥消费量应该在1100~1200万吨。由于农民施肥习惯受价格影响较大,钾肥价格出现较大幅度的变动,可能对钾肥的施用量产生较大的影响。

  从保证我国粮食安全的角度来看,我国耕地面积扩大的潜力已十分有限,粮食种植面积呈现下降趋势,在今后相当长一段时期内,我国粮食增产将主要依赖于合理施用化肥,调整化肥的施用结构。全球钾资源分布严重不均,我国钾矿资源储量仅占世界基础储量的2.2%,是钾资源严重缺乏国家之一。国内钾盐资源主要分布在青海和罗布泊。受资源限制,根据我国钾资源的储量情况及规划开发规模,我国钾盐生产发展速度低于钾盐消费的增长速度,消费缺口越来越大。

 

4.3 一带一路战略为走出去创造条件

 

  世界钾盐矿床分布很不均衡,超大型钾矿床主要分布在北美、欧洲、南美、中东和亚洲等,钾肥生产依赖于资源,钾矿资源高度集中在少数几个国家,决定了钾肥行业是一个国际化程度非常高的行业。国家 “十三五”规划明确提出,加快实施“走出去”战略,按照市场导向和企业自主决策原则,引导各类所有制企业有序开展境外投资合作。中国“一带一路”战略的实施,为我国钾盐行业“走出去”创造了良好的战略机遇。世界钾矿资源并不紧缺,世界钾矿探明储量57亿吨,基础储量108亿吨,资源量1,500亿吨,钾矿资源十分。丰富,按目前的生产水平,现有探明储量可供世界开采300年以上丰富的境外钾矿资源。

 

5 未来发展趋势和重点

 

5.1 合理控制国内产能

 

  钾肥对于农业和国民经济安全具有重要的意义,由于钾资源不足,每年我国进口大量钾肥弥补国内市场缺口。进口必须保持价格稳定,保持价格稳定就必须有一定规模的自产量作为筹码。我国用2.2%的资源保障20%以上的市场需求,因此钾肥行业应在保护性开发资源的前提下,稳定产能规模才是行业可持续发展的第一要素。

 

5.2 建设境外生产基地

 

  随着我国对外开放程度日益提高,我国经济与世界经济的联系更加紧密,企业对外投资发展迅速。我国对外直接投资净居发展中国家首位。我国人均耕地面积只占世界平均水平的1/3;随着人们生活水平的提高,对农作物尤其是经济作物的需求将日益增加,而我国可溶性钾矿资源仅占世界钾矿资源的2.2%,钾盐作为粮食的“粮食”,其供需矛盾将日益提高。我国钾矿资源严重不足,由于经济作物种植面积增加和测土配方施肥的推广,钾盐需求量不断增加。加强我国钾矿资源勘探和开发,合理利用国际市场资源,是解决我国钾盐供需矛盾的重要措施。

  从我国资源状况分析,应逐步形成由国际钾肥市场、国内钾肥生产和境外钾肥生产三大部分构成的供应格局。鼓励国内企业在北美(加拿大)、非洲、东南亚、俄罗斯和白俄罗斯等钾资源相对丰富的区域建设生产装置。

 

5.3 调整产业结构适应发展要求

 

  适应新型农业发展的需要,发展硝酸钾、磷酸二氢钾等新型肥料;鼓励就地加工,提高产品链竞争力,进一步延伸工业级钾盐产品如氢氧化钾、碳酸钾等;同时考虑高附加值钾盐产品的开发利用,如电子级硝酸钾系列产品、食品级氯化钾系列产品等;从而实现钾肥行业适应新型农业施肥方式的农业级钾肥、具有较强竞争力的工业级钾盐和高附加值电子级钾盐的梯级加工模式。

  加强大型装置的推广应用,鼓励低品位钾矿海水钾、不溶性钾矿、井盐钾等资源的自主产业化成套技术与装备开发,优化传统盐湖钾肥生产工艺,提高先进技术的产能占比,带动行业提质升级。组织盐湖科研力量,建立盐湖资源综合开发产业化示范基地,形成钾、硼、锂、镁综合开发的工程技术体系与管理模式。进一步降低行业能耗指标,严格把好环保安全关,凡不符合规范或不达标的落后产能,坚决依法依规淘汰。

  提升自主创新能力。加大研发投入,集中力量突破一批制约行业转型升级的重大关键技术与装备,形成一批创新型示范企业,在大型先进装备和清洁生产技术改造方面、特色产品结构调整方面、提高市场竞争优势方面具有典范带头作用,带动行业加快自主创新。

 

5.4 实现盐湖绿色开发

 

  积极引导走规模生产的道路,坚持一个盐湖一个开发主体,使优势资源向优势企业转移,提高其采收率,科学规划采卤和限制废卤排放,稳定青海盐湖股份、国投新疆罗钾、青海藏格钾肥龙头地位,形成盐湖开发利用企业为主体的科研体系;在察尔汗、东、西台乃吉尔和一里坪地区进行综合利用的基础上增加钾盐和提锂等的生产能力;青海的昆特依盐湖、大浪滩盐湖作为综合开发提钾的后备基地。加快淘汰落后产能,对于生产经营存在困难较多、产能利用率和销售利润率长期过低、难以扭转困境的企业,逐步引导主动退出。

  作者联系方式:电话010-64283277 邮箱shangjianzhuang@ciccc.com