磷矿石危机:中国产量占全球40%,为何却可能被“卡脖子”?
磷作为现代农业与新兴工业不可或缺的关键元素,其产业链条深深根植于资源约束与技术升级的双重逻辑之中。我国是全球最大的磷矿石生产国,却面临储采比严重偏低、资源保障压力突出的现实;与此同时,磷化工体系正从传统化肥主导逐渐转向新能源材料、精细化学品等多领域协同驱动。我国磷矿资源保障能力较弱,产业链安全与价值提升较为依赖技术突破与资源高效利用。未来,磷产业将加速向高附加值、绿色化及循环经济方向转型,成为支撑粮食安全与能源转型的“隐形支柱”。
磷(Phosphorus),元素周期表第三周期第15族非金属元素,元素符号P,原子序数15,相对原子质量30.973762。磷有多种同素异形体,如白磷(或黄磷)、红磷等。白磷有两种形态,在通常状态下,白磷是一种蜡状白色固体,纯化后的白磷是无色透明的。白磷不溶于水,但可溶于二硫化碳。白磷在空气中会发生自燃,生成磷氧化物的主要产物 P₄O₁₀(一般写作P₂O₅);当暴露在阳光照射下或在隔绝空气加热到250℃的情况下时,白磷会转化为红磷。红磷不会发生自燃,危险性也比白磷要低一些。红磷相当稳定,并可在1个标准大气压、417℃时升华。
磷矿是一种重要的非金属化工原料,用于制造磷酸、磷肥、黄磷,其磷化物及其磷酸盐产品在农业、化工、医药、食品等领域均有应用。近年来,随着国民经济、环保问题被提高到国家安全的重要高度,作为战略性新兴矿产之一的磷矿,国家对其高效开发和清洁利用的支持力度空前加大。
以磷矿石为原料,通过化学方法提取其中的磷元素并加工成众多化工产品,这一产业链被称为磷化工行业。磷矿石是上游主要原材料,黄磷、磷酸是重要中间体,下游产品主要用于农业和工业两大领域。
产业链上游:
磷化工产业链上游原料主要是磷矿石和硫磺。磷矿石是一种具有不可再生性的稀缺矿产资源,是我国重要的经济矿产和战略性非金属矿产资源,在2016年被列入我国“战略性矿产目录”。从全球磷矿储量来看,北非国家摩洛哥磷矿石储量163亿吨,占全球的37.45%,但是年产量只有3900万吨,在全球产量占比中只有17.7%,储量大、开采少,资源丰富。相比之下,我国磷矿石储量大约37.6亿吨,在全球储量占比只有5.1%,然而2023年我国年产量却高达9000万吨,占到全球总产量的40.9%,资源消耗非常快。目前,我国磷矿的储采比只有34,远低于全球308的平均水平。

2019-2024年中国磷矿石产量变化(单位:万吨)
(来源:https://www.chyxx.com/industry/1212063.html)
产业链中游:
在中游产业链中黄磷和磷酸为两大核心材料,磷化工中间产品皆是围绕其加工制备的一级、二级原料产品。“磷矿石+黄磷+热法磷酸”制得三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、电子级磷酸、工业级磷酸、食品级磷酸和磷酸氢钙,应用于工业、食品、电子等行业,“磷矿石+湿法磷酸”制得磷酸一铵、磷酸二铵,工业级磷酸和磷酸氢二铵,应用于农业。
产业链下游:
从下游应用领域和消费构成上来看,目前超过70%的磷矿用于生产磷肥(包括磷酸一铵、磷酸二铵以及重过磷酸钙等),其余用于提取黄磷制造磷酸及其他磷酸盐系列产品,主要应用于饲料、含磷农药、清洁洗涤、食品、日化、新能源等领域。
磷酸盐矿床可以分为四种类型,即沉积型、岩浆型、变质型和次生型。其中,最重要的是沉积型磷酸盐矿床。磷酸盐矿床分布在世界各地,富集程度各异。主要集中在北非、中东和东南亚地区,摩洛哥的磷酸盐资源最为丰富。磷酸盐的开发主要集中在北非、中东和东南亚地区。截至2022年底,共有293个磷化项目,其中50个有储备数据,覆盖19个国家。全球磷酸盐储量估计为435亿t(矿石),主要分布在摩洛哥(37.45%)、俄罗斯(15.27%)、哈萨克斯坦(8.89%)、中国(8.64%)、南非(3.80%)、巴西(3.27%)、沙特阿拉伯(3.06%)和约旦(2.87%)。中国的磷矿储量为37.6亿t,占全球总量的8.64%。
2022年全球主要国家磷矿储量

(来源:杨稳权,蔡忠俊,张华,等)
我国是全球最大的磷矿石、磷化学品生产国。2022年我国磷矿石产量达1.05亿t,占全球的比重为43.71%,但我国磷矿石储量仅为37.6亿t,占全球的比重为5.1%,储采比为34,远远低于全球平均水平308,资源保障能力较弱,过度开采问题突出。从2016年开始,我国将磷矿列为战略性资源加以保护,每年产量控制在1.5亿t以下,并对新增磷矿开发进行限定规划。2016—2020年我国磷矿石产量逐年下降,产量从2016年的1.44亿t降至2020年的0.89亿t。2021年以来我国磷矿产量明显增长,主要原因是2021年下半年以来,随着矿山开采进一步规范、一些磷化工项目陆续投产,磷矿整体需求量出现了增长,磷矿的国内供应多次出现局部时段、局部区域供应紧张的情况,价格也出现了较大幅度的增长

2011—2024年我国磷矿石产量变化曲线
(来源:杨稳权,蔡忠俊,张华,等)