摘要：分析了1961—2019年世界肥料产业的发展历程，发现肥料生产及消费数量仍处于上升阶段，但速度有所放缓。发展中国家在肥料产业中占据的地位越来越高,肥料生产、消费区域发生了较大转移，尤其是氮肥、磷肥逐渐转向资源丰富以及需求量大的区域，钾肥生产区域布局并无太大变化。从肥料产品结构变化来看，不同国家差异显著，发展中国家逐渐由单质肥料向多元复合肥料的方向发展，而发达国家发展趋势相反。从未来发展趋势来看，肥料需求仍将上升，但受资源和能源形势、环保政策以及国际贸易形势影响，生产布局会进一步调整。

世界肥料产业从上世纪六七十年代进入快速发展阶段，化肥消费和生产总体趋势呈现稳步上升的趋势，但肥料生产、消费水平以及产品结构在时间和空间尺度上发生了较大变化。马文奇等通过分析世界肥料消费和生产进程，得出了不同国情背景下的4种发展模式，肥料产业发展与国家经济发展水平、政策以及国际贸易形势息息相关。随着近些年联合国可持续发展以及碳中和目标的确立，加之化肥产业与可持续发展息息相关的现实背景，不断倒逼肥料产业进行产品和产业结构的转型，以适应农业绿色减碳的时代需求。尤其是作为世界最大肥料生产和消费地区的中国，在一系列化肥减量政策的实施下，化肥施用量已实现六连降，减施化肥近800万t。通过分析世界肥料产业发展进程，得出近些年在国际形势、环境政策的变动下肥料产业发展的新动态，指出不同区域肥料生产、消费的最新变化，从而得出肥料产业的发展趋势，为中国化肥产业发展提供参考。

1  全球现代肥料产业起源及发展历程

1.1  肥料创新进程及总量

伴随着矿质营养学说理论的诞生，世界各国开始了对化肥生产技术的摸索。1842年英国科学家John Lawes用硫酸和磷矿生产出过磷酸钙，开启了磷肥工业发展的历程。1861年在德国首次开采光卤石钾矿，为钾肥产业奠定了原料基础。1908年德国巴斯夫的哈伯发明了合成氨技术，氮素生产有了基本保障。1922年，用氨和二氧化碳为原料合成尿素的第一个工厂在德国投入了生产。复合肥料首次在1920年美国氰氨公司投入运转。20世纪30年代初，用硝酸分解磷矿并用氨中和加工制造硝酸磷肥的奥达法首先在德国建厂。

进入20世纪60年代，肥料产业快速发展。据世界肥料工业协会（IFA）统计数据来看，世界肥料生产经历了“上升-下降-再上升-再下降-上升”5个阶段，生产总量从1961年的3250.6万t增长至2019年的20943.6万t，增长了6.4倍。其中1961—1988年期间肥料产量增速最快，以平均每年431.5万t的产量迅速增加；近几年肥料产量保持稳中有升的态势。据世界肥料工业协会预测，受环境政策和国家法规影响，未来五年全球肥料产量增长率将进一步放缓。

1.2  氮肥生产进程及总量

据IFA统计数据，世界氮肥生产从1961年的1233.75万t增长至2019年的11955.38万t，增长8.7倍。期间氮肥产量有短暂几年下降外，总体保持持续增长的趋势，但不同阶段增速有所不同：第一阶段1961—1989年以年均20%的速度增至8276.4万t；第二阶段1991—2013年增长速度放缓至4%的增长水平，从7084.8万t增长至12876.5万t。近几年氮肥生产保持着稳中有升的增速，详见图1。

1.3  磷肥生产进程及总量

世界磷肥生产从1961年的1081.36万t增长至2019年的4711.81万t，增长3.36倍，期间经历过“增长-下降-再增长-下降”4个阶段。磷肥生产从1961年的1081.36万t增长至1988年3969.72万t后呈现下降趋势，直至1993年降至最低点2806.54万t，随后开始缓慢增长，直至2017年到达峰值4937.38万t，目前已连续三年呈现下降的趋势，这一下降主要由于中国产量降低引起，中国减产的贡献达50.1%，详见图1。

1.4  钾肥生产进程及总量

世界钾肥生产从1961年的935.53万t增长至2019年的4276.36万t，涨幅达457%，期间经历了“增长-下降-增长-下降-增长”5个阶段。第一阶段从935.53万t增长至3143.78万t后到1993年降至1976.75万t；随后开始持续增长到2007年的3418.61万t后开始下降，尤其是2008—2009年期间，世界钾肥产量迅速从3320.03万t跌至1990.12万t，随后迅速反弹至3384.97万t后缓慢上升，直至2019年产量有一定的下降，降幅为3.6%，详见图1。

图1  世界肥料生产进程及总量

注：数据来源于IFA数据库。

1.5  化肥施用量变化

根据IFA和世界粮农组织（FAO）数据库，全球化肥施用总量从1961年的3165.7万t增长至2019年的19080.8万t，单位耕地面积化肥用量从1961年的24.87kg/ha增长至2019年的137.93kg/ha。其中在1988—1993年期间，化肥施用总量经历一定时期的下降；在2007—2009年期间，受全球金融危机影响，肥料用量又一次下跌，氮磷钾在一年内施用总量分别下跌4.4%、12.8%、16.3%，但随后又迅速反弹至金融危机前的施用水平并持续增长。

2019年氮磷钾肥单位耕地面积用量分别已达到77.75kg/ha、33.50kg/ha、26.69kg/ha。如果施用有机肥，这一用量水平对于部分作物体系已经足够，但如果单纯依靠化肥，则无法满足高产需要（例如高产粮食作物氮磷需求量大约在200kg/ha及60kg/ha）。然而，目前化肥使用逐渐从农田转向人工草地和林地。按照FAO统计数据，我们分析了3种情境下的单位面积化肥用量，从结果来看，如果考虑长期草场施肥（再加上耕地），单位面积施肥量为41.67kg/ha；如果考虑长期草场和经济林（人工种植，如中国的桉树），则单位面积化肥用量下降为39.12kg/ha。因此，虽然目前全球长期草场和经济林并没有普遍使用化肥，但如果草地和林地施用时，化肥用量将具有非常大的增长空间。世界化肥施用总量及单位面积用量变化见图2。

图2  世界化肥施用总量及

单位面积用量变化

注：肥料总量数据来源于IFA数据库，耕地面积、草地面积、林地面积（人工林）来源于FAO统计数据。

2  肥料产业国别特征

2.1  生产国别特征

2.1.1  氮肥生产快速由发达国家向发展中国家转移

现代氮肥工业起源于欧洲，并率先在发达国家普及，随后才普及到发展中国家。据IFA统计数据，1961年北美和西欧分别占氮肥生产总量的26.9%、13.5%，尤其美国和德国分别占24.7%、11.7%。亚洲氮肥生产量仅占世界生产总量的7.8%，其中中国和印度氮肥分别仅占3.9%、1.2%。1991年以来增长幅度最大的是非洲和亚洲，增长幅度分别为298%、214%，北美洲增长幅度仅为114%，西欧氮肥产量降幅已达23%。到2019年亚洲地区氮肥生产总量已达7467.75万t，占比62.5%，中国和印度分别占25.2%、11.5%。北美和西欧地区占比下降至13.6%、8.6%，其中美国和德国生产占比分别降至10.8%、1.2%。中国于1990年氮肥产量首次跃居全球第一，到2019年已保持30年，自1991年后对全球氮肥产量增长的贡献达到30.9%。从氮肥生产进程来看，发展中国家在氮肥生产中占据的地位越来越重要，氮肥生产逐渐由经济发达地区向资源丰富地区以及消费量高的地区转移。不同年份氮肥生产及消费量排名前10位的国家详见表1。

表1  不同年份氮肥生产及消费量

排名前10位的国家

注：数据来源于2020年IFA数据库。

2.1.2  磷肥生产快速转向资源丰富及需求量大的国家

现代磷肥工业也起源于欧洲，并率先在发达国家普及，随后才普及到发展中国家。从生产区域变化来看，1961年西欧和北美产量占当年世界磷肥总产量的43.8%、27.1%，亚洲和非洲地区占比仅为8.5%、2.1%。随着肥料生产技术完善、经济发展以及肥料需求量的不断增加，磷肥生产的主要区域已转移至亚洲地区，尤其是东亚地区，磷肥生产量从1961年的82.76万t增长至1799.84万t， 2019年亚洲地区占磷肥生产总量的57.5%。中国在1993年后磷肥产量增加对世界磷肥产量增加的贡献达到32.7%，并于2005年磷肥产量首次超过美国跃居第一，此后产量一直保持在第一位的水平，2019年占世界磷肥生产总量的35.2%。相反，西欧地区逐步退出磷肥生产，产量从1961年的473.35万t降至2019年的80.2万t。不同年份磷肥生产及消费量排名前10位的国家详见表2。

表2  不同年份磷肥生产及消费量

排名前10位的国家

注：数据来源于2020年IFA数据库。

2.2  肥料施用国别特征

自20世纪60年代“绿色革命之父”Norman Borlaug创立作物高产育种技术以来，世界各国爆发了通过增施化肥来换取粮食增产的“绿色革命”时代，化肥施用量迅速提高。由于区域发展不均衡，全球化肥使用大致经历了“上升—（下降）—稳定”3个阶段（见图3）。欧美日等发达国家化肥使用量在20世纪80年代达到顶峰后开始逐渐降低，其中德国和日本的下降趋势仍在延续，美国的氮肥用量稳中略增，磷钾肥用量保持稳定已达到30年。中国自2015年实现化肥负增长，目前用量仍在持续下降。

目前，中国肥料总用量稳居世界首位，2019年单位耕地面积用量达到350.7 kg/ha，是世界平均水平的2.5倍。其中氮肥自1990年单位面积用量首次进入世界前10位后，近些年一直稳居世界前5位，2019年单位面积用量达198.23 kg/ha，是世界平均水平的2.6倍。磷肥分别在2010年、2012年、2014年达到世界单位面积用量的第一位，目前保持在前5位左右水平，达76.1 kg/ha，是世界平均水平的2.3倍。钾肥用量从1978年的2.35 kg/ha增到2019年的76.29kg/ha，稳定保持在世界单位面积钾肥用量排名的前15位。未来随着人口、经济、环保各种形式的变化，各国化肥用量仍将发生大幅度变动（见图3）。

图3  不同国家化肥施用总量变化

注：数据来源于2020年IFA数据库。

2.3  肥料国际贸易特征

由于能源资源储量以及经济发展水平的不同，肥料在国际间的贸易成为了保证世界粮食生产的关键，近些年肥料贸易占世界肥料生产量的比例也是逐步提高。肥料贸易从20世纪60年代一直保持着上升的态势，直至近几年氮肥、钾肥贸易占比逐渐趋于稳定，贸易量保持在总产量的40%、80%左右，但磷肥仍呈现上升趋势，截至2019年已占据世界磷肥生产总量的47%。每年世界肥料总产量中肥料贸易占比情况如图4所示。

图4  每年世界肥料总产量中肥料

贸易占比情况

注：数据来源于IFA数据库。

2.4  中国在全球肥料产业体系中的角色和竞争力

随着中国肥料产业的快速发展，化肥生产总量已稳居世界第一位，占世界生产总量的24%。尤其是近20年，中国肥料产业更是突飞猛进，据IFA统计数据来看，2000—2019年中国肥料产量增加对世界总产量增加的贡献度为36.5%，其中氮肥、磷肥、钾肥贡献度分别为24%、68.5%、33.7%；中国肥料出口在2019年仅落后于俄罗斯和加拿大居于世界第三位，达1143.23万t，占世界肥料出口总量的11.5%，其中氮肥、磷肥出口总量分别居于世界第二位、第一位，分别为587.14万t、508.91万t，分别占世界总量的13.5%、23.1%。

3  肥料产品结构国别特征

处于不同发展阶段国家的肥料产品发展道路有很大差异。以中、美、德三国为例，1980年前后中国氮肥产品结构主要以单质氮肥为主，尿素占1/3以上市场份额， 2009年中国尿素市场份额已接近七成，近些年逐渐转变成以三元复合肥为主要产品的氮肥施用结构。美国、德国三元复合肥占比逐渐减少，以单质肥料和二元复合肥为主。美国氮肥产品结构向氨水、尿素、氮溶液3种产品均衡施用的方向发展。德国则一直以硝酸铵钙为主，但占比从1980年的55.6%降至2019年的37.2%，单质氮肥和尿素占比超过半数（见表4）。从磷肥产品施用结构来看，中国从以过磷酸钙为主逐渐转变成以磷铵复合肥、三元复合肥为主的消费结构，美国和德国则逐渐由三元复合肥向二元磷铵复合肥转变（见表5）。中国与德国、美国钾肥产品结构发展路径截然相反，中国从以氯化钾为主要施用产品转变成以三元复合肥为主，德国、美国则以三元复合肥施用为主转变成以氯化钾为主要产品（见表6）。中国复合肥占比较高是因为末端配肥系统不发达，而美德等发达国家由于完备的配肥系统，基本以供应单质肥为主。

注：数据来源于IFA数据库，总用量为折纯量。

表5  全球主要国家磷肥产品施用结构变化

注：数据来源于IFA数据库，总用量为折纯量。

注：数据来源于IFA数据库，总用量为折纯量。

注：数据来源于IFA数据库，总用量为折纯量。

4  世界肥料产业发展趋势

4.1  资源和能源形势主导肥料产业格局发展总体趋势

肥料生产需要的主要资源有煤炭、天然气、磷矿、硫磺、钾矿等，资源和能源的供应将会对肥料生产产生巨大影响。当下，氮肥生产主要依赖于煤炭、天然气能源供应，随着能源价格的大幅上涨，氮肥生产将逐渐集中于一些原材料丰富以及能源价格低的区域。另外，随着环境治理力度的不断加深，以煤炭为能源生产肥料的区域将逐渐受到限制。高品位磷矿短缺，且磷矿资源不断整合，磷矿龙头公司摩洛哥磷酸盐集团和美国美盛公司控制着全球40%以上的磷矿资源，国际市场竞争将进一步加剧，磷矿渣及尾矿处理等环境问题会成为磷肥生产的主要限制因素。世界钾矿资源较为丰富，环境压力相对较小，除了运输和战争等不可抗拒因素外，钾肥生产受其他因素的限制较小。未来肥料生产将更加集中于资源丰富、运输方便以及清洁型能源的地区。

4.2  环境保护政策推动肥料产业走向绿色、优质、高效

联合国可持续发展目标的确立使得许多国家和地区加大了环境保护的力度。近些年来，不合理施肥导致的空气质量下降、土壤酸化、地下水污染等问题日趋普遍，化肥减量增效也成为了农业绿色发展的关键步骤。各个国家加大了对肥料厂商的监管力度，排放多、污染大、质量低的肥料逐渐被市场淘汰，同时出台了一系列化肥减量增效的政策。发达国家较早开展了肥料减量增效的行动，如欧盟采取法制强制性政策和经济激励性政策来限制肥料使用，成功使氮肥、磷肥、钾肥减量了30%~50%。美国主要通过完善的市场服务体系，采取最佳管理措施的经济激励方式来提高肥料利用效率，成功地将农业面源污染面积减少了66%左右。日本主要通过优化养分管理体系，驱动产品由数量到质量的转变，加之政策激励、限制，农业技术创新、社会服务组织（农协）的完善实现了化肥减量增效。中国在工业减排、产品创新、技术服务方面也开展了大量探索性工作，力求进一步实现化肥减量增效。

4.3  国际贸易形势影响肥料市场的流通速度

肥料作为大宗商品，国际间贸易政策影响着肥料市场流通速度。近些年，限制性贸易政策的增多，导致贸易自由化的步伐减慢，限制了肥料的正常生产流通。另外，在新冠疫情世界流行的背景下，使得世界经济发展变缓、经济复苏乏力、大宗工业品需求疲软。加之近几年，北非、西亚等地新建磷肥产能集中释放，全球磷肥生产贸易格局发生巨大变化，美国美盛、摩洛哥OCP等磷肥行业龙头不断继续巩固地位，加速抢占磷肥市场。随着俄乌战争的爆发，乌克兰、俄罗斯作为世界上粮食的主要出口国，粮食短缺促使肥料等投入品需求的增加，加之俄罗斯作为肥料出口量最大的国家，短期内肥料市场在国际上的流通将受到冲击，国际磷钾肥市场供应紧张，价格存在较大幅度上涨的趋势。

5  结语

肥料作为粮食安全的基石，未来仍将继续发展。但区域的不均衡，尤其是在国际政治、疫情、各国环境政策驱使下，产业布局仍会发生较大变化。在纷乱复杂的国际形势下，保障资源持续供给是根本，创新产品和施用技术及服务体系、实现高效施用、满足绿色发展是当前中国应着力的关键。

来源：现代化工