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中国钴需求与供应前景分析

发布时间: 2017-08-21 13:59:19   试剂信息网

在动力电池领域,三元材料已经在市场上替代钴酸锂,渐成主流。不过钴在电动车领域,依然不可或缺。而中国的钴资源较少,全球主要供应国刚果(金)又存在安全隐患,电动车又一日千里,还是要及早考虑原料供应以及和电池发展的节奏。


下面一篇文章,是2014年发表的,供大家借鉴。数据有更新,形势不变。



文/周艳晶 李颖 柳群义 张艳飞,中国地质科学院矿产资源研究所 中国地质大学

 

钴是战略性新兴产业发展不可或缺的重要原料。我国是钴第一消费大国,但是钴资源极其匮乏,2012年钴消费量占全球总消费量的1/3,储量仅占全球的1.1%。

 

根据中国矿业联合会的研究,到2020年钴将成为严重短缺的九大矿种之一。供需关系的严重失衡导致我国钴原料大量依靠进口,2011年钴资源对外依存度高达85%,供应存在安全隐患。因此,对我国钴需求进行预测,掌握未来钴的需求趋势,分析国内钴供应存在的问题,对于提高钴资源对国内需求的保障能力和及早寻找解决供应安全问题的途径,有着重要意义。

 

1钴的应用

 

钴是一种银白色的硬质金属,沸点2927℃,居里点(热作用下失去磁性的温度)高,耐磨性好,磁性优,是仅磁化一次就能保持磁性的少数金属之一。随着科学技术的进步与发展,钴的应用领域不断拓宽,广泛应用于电池、航空发动机、机械和陶瓷等领域,在人类社会的发展过程中起到了重要作用。

 

钴在充电电池领域中主要是以钴酸锂和三元材料的形式作为锂电池正极材料;在硬质合金生产中主要是以钴粉形式作为粘结剂,含量通常为7%~10%;在陶瓷工业中以氧化钴的形式作为着色颜料;在磁性材料制作中主要用于生产Sm-Co合金、Al-Ni-Co合金以及稀土强力永磁性材料。

 

此外,钴在医学领域中也发挥着不容忽视的作用,Co放射出的C射线可用来治疗癌症,维生素B12中钴含量高达4.5%。钴的具体应用详见表1。

 

 

2 中国钴的消费历史与前景

 

2.1我国钴消费量增长迅速

 

21世纪以来,随着中国经济快速发展,国内钴消费增长势头明显。1998年,我国消费钴金属量2786t,约占全球总消费量的9%;2007年钴消费量为14700t,占全球总消费量的24%,首次超越日本成为第一钴消费国;2012年钴消费量增长至26880t,占全球的比例增加至32%。1998~2012年我国钴消费量平均每年增长17.5%,远高于其他有色金属的消费增速。

 

2.2 我国钴消费结构发生改变

 

随着电子产品和战略性新兴产业—新能源汽车的快速发展,我国钴的消费结构也在悄然改变。主要表现在电池领域钴的消费占比快速增加;而硬质合金、磁性材料和陶瓷色釉等传统领域中钴的消费比例呈下降趋势。

 

2006年电池领域钴的消费量为5474t,占总消费量的45%,2012年电池领域的耗钴量增加至18520t,占比变为66%;硬质合金领域钴的消费量由1716t增加到2600t,然而占比却下降了5%;同时陶瓷色釉、磁性材料和高温合金等其他领域中钴的消费量也稳步增长,但是占比都不同程度地表现出下降趋势。各领域钴的消费变化见图2。

 

2.3 我国钴需求预测

 

我国钴的消费主要集中在电池和硬质合金两个领域,针对这一消费特点,本文采用部门需求预测法对我国未来钴的需求进行预测。


2.3.1电池领域

 

2012年电池领域消费钴金属1.8万t,占我国钴消费总量的66%,其中80%用于锂电池的正极材料,因此未来钴消费与锂电池行业发展强度密切相关。历史上钴在电池领域中的消费主要受小型锂电池的驱动,考虑到电子信息产业大幅扩张的时代已经远去,预计未来小型锂电池的增速将有所放缓。

 

未来十年将是新能源汽车快速发展的时期,因此动力锂电池将成为拉动锂电池发展的主要动力。《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》提出:到2015年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆;到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。

 

显然,新能源汽车的发展已是大势所趋,其必将成为钴在电池领域消费的强劲推动力,但是实现规划目标的过程中存在诸多困难,且动力锂电池市场全面启动存在滞后性,因此动力锂电池产量的增长难以达到规划中新能源汽车的增速。结合锂电池产量的历史增速,本文估计未来十年我国锂电池的产量将保持20%左右的增速。目前实现产业化的锂离子电池正极材料主要有四种,其中含钴的有钴酸锂和三元材料,前者含钴量60%,后者约28%。

 

2011年中国锂电池正极材料消费量为2.85万t,其中钴酸锂占49%,三元材料占22%,其他材料占29%。尽管目前钴酸锂仍然占据正极材料市场的半壁江山,但是其市场份额较2006年的75%已经下降很多,而且受安全性能影响,钴酸锂只适用于小型锂电池中;三元材料主要应用于动力锂电领域,其市场份额由2006年的10%增加到22%,据业内人士分析,三元材料未来可能逐步取代钴酸锂在小型锂电领域大展其能;其他正极材料因价格优势占有一定的市场份额,在新能源汽车政策的推动下,未来消费量仍将稳步增长。可见,未来钴酸锂在正极材料中的市场份额会进一步下降,三元材料将成为锂电池正极材料的首选,而其他正极材料的消费量也将稳步增长。

 

综上,随着三元材料在正极材料市场中地位的增加,单位电池的含钴量将有所降低,因此本文估计到2025年钴在电池领域的年均增速将慢于锂电池产量增速,约为10%~14%。

 

2.3.2硬质合金领域

 

硬质合金是我国钴消费的第二大领域,2012年我国硬质合金产量23500t,消费钴金属约2420t,占总消费量的9%。随着汽车产业迅猛发展,以及钢铁、建筑等领域对硬质合金需求的带动,我国硬质合金发展前景十分广阔。《新材料产业“十二五”发展规划》明确指出要大力发展硬质合金行业,到“十二五”末期,我国硬质合金产量将达到3万t,则2012~2015年,我国硬质合金产量的年均增速为8%,按此速度预测到2025年,我国硬质合金的产量将达到6.4万t左右。按照硬质合金的含钴量7%~10%计算,2025年我国硬质合金行业钴的需求量为4480~6400t。

 

然而,由于国内钴资源稀缺且价格昂贵,近年来一些少钴或无钴硬质合金研发活跃,前景乐观,考虑到新技术突破具有较大未知性,本文保守估计未来钴在硬质合金市场中的消费增速要慢于硬质合金产量增速,约为5%~7%。

 

2.3.3其他领域

 

2012年钴在陶瓷色釉、磁性材料、高温合金及其他领域的用量分别为1600t、1650t、800t和2680t,合计占当年总消费量的25%。近年来各领域中钴的消费量见图3,结合历史增速及各领域发展现状及前景综合判断,未来钴在这些领域的消费将保持缓慢增长地态势,年均增长率约为3%~5%。

 

 

 

2.3.4总量预测结果

 

综上,未来电池领域仍然是钴消费增长的最大驱动力,与此同时,钴在硬质合金、磁性材料和陶瓷色釉等传统领域的消费也将保持稳定上升的态势,但是消费占比可能有所下降。

 

总体看来,未来我国对钴资源的需求将呈现稳步增长的局面,然而受电池和硬质合金两大领域增速放缓的影响,未来钴的需求很难达到历史的增速水平,2002~2012年钴消费量的年均增速为18.32%,预计到2025年期间年均增速将维持在10%~12%左右,2025年我国钴消费量有望超过10万t。具体预测结果见表2。

 

3 中国钴供应问题分析

 

3.1我国钴资源短缺


全球范围内的钴资源较为丰富,2013年钴储量720万t,储产比60年(高于铜、铅、锌等金属)。我国钴资源紧缺,2012年钴储量仅占全球的1.1%。中国单一的钴矿为钴土矿,储量仅占全国总储量的2%左右,绝大多数钴资源以伴生形式赋存于铜、镍、铁等矿床中。

 

我国钴资源品位低,据有关部门对全国储量大于1000t的50多个矿床进行统计,钴的平均品位为0.02%,远低于澳大利亚主要镍钴矿床平均品位的0.07%、加拿大硫化铜镍矿平均品位的0.04%~0.1%和刚果(金)铜钴矿平均品位的1%~0.5%。

 

3.2我国钴资源对外依存度高居不下

 

我国钴资源匮乏,却是世界上最大的精炼钴生产国,2012年精炼钴产量31200t,占全球总产量的40%。这就导致我国自产钴长期不能满足市场需求,2011年钴资源对外依存度高达85%,国内企业不得不大量进口钴矿石原料及其他钴产品,以弥补国内供应缺口。

 

3.3我国钴进口来源过于集中

 

根据海关信息网,2012年我国共进口钴矿砂及其精矿17.6万t,占全球贸易的97%,其中94%来自刚果(金);进口未锻轧钴和钴粉8.3万t,占全球贸易的46%,其中92%来自刚果(金);进口钴湿法冶炼中间产品7.3万t,其中97% 来自刚果 (金)。显然,我国钴资源进口严重依赖刚果(金),刚果(金)的矿业政策及政局稳定性将对我国钴的供应产生重大影响,我国钴资源供应安全问题不容小觑。

 

4钴资源供应安全问题的对策建议

 

4.1积极“走出去”

 

我国钴资源形势随着需求的日益高涨而愈发严峻,加之国内市场存在的巨大供需缺口,中国矿业公司“走出去”进行海外投资已是大势所趋。事实上国内企业“走出去”参与境外钴资源勘查投资早有先例:如中铁资源有限公司以参股的方式取得了刚果(金)MKM铜钴矿的开发权益,华刚矿业股份有限公司通过技术经济援助在刚果(金)换取资源的成功典范也对其他企业有重要的借鉴意义。

 

4.2加强二次资源的循环利用

 

回收利用是矿产资源供应过程中的一个关键环节,含钴合金、催化剂和废电池等均可作为回收钴的来源。

 

受技术条件所限,目前我国钴二次资源的回收利用量仅占消费量的10%左右,2013年美国这一比例可达26%,因此其较为领先的回收技术和经验都是值得国内回收部 门 借鉴的 对象。需要强调的是,钴在回收利用的过程中会不可避免的对环境产生污染,因此在加强回收利用的同时应采取相关措施将污染降至最低。

 

4.3建立钴相关产品的储备体系

 

钴作为重要的战略性新兴矿产,供应不足将会严重制约我国经济社会的可持续发展。西方发达国家可谓未雨绸缪,在20世纪就建立了钴矿产品的储备制度,近期美国又将钴酸锂列为2015年新增矿产储备种类。因此,以战略的高度重视钴资源,建立健全钴矿产品储备制度,对储备产品及数量进行专业调控,对维护我国安全具有重要意义。

 

4.4 鼓励技术创新及替代品研发

 

目前含钴硬质合金及锂电池正极材料均有相应替代品问世,如新型少钴或无钴的硬质合金替代传统的含钴合金,钴含量低的正极材料———三元材料替代钴含量高的钴酸锂等,这些少用钴的产品为其他行业减少钴的用量树立了典范。虽然表观上硬质合金和电池领域对钴的需求并未降低,但单位产品用钴量的减少在一定程度上缓和了钴的供需矛盾

 

4.5加大国内钴矿勘查力度,提高自给能力

 

近年来我国钴矿勘查取得了可喜的成绩,在华北、西部、赣西和湘东北等地区均有钴矿发现,此外,在中国西部昆秦造山带发现多个钴矿床、矿化点及化探异常,因此我国钴资源的潜力巨大。同时应注意到我国钴资源主要与铁、镍、铜等矿产伴生,因此今后在寻找上述三种资源的同时应加强伴生钴的综合评价。