引言

天然石墨是在高温下有机成因的碳质物变质而成，呈钢灰色、黑灰色，具有半金属光泽，晶体结构属六方晶系，呈六边形层状结构，熔点3 850±50 ℃，沸点4 250 ℃，呈晶体状、薄片状、鳞片状、条纹状和层状散布在变质岩中，具有耐高温、导热、导电、润滑、可塑和抗腐蚀性等特性。天然石墨可分为晶质石墨和隐晶质石墨两大类。晶质石墨又可分为致密结晶状石墨和鳞片状石墨。应用领域早期主要用于制作耐火材料和颜料等传统行业，近年来主要用于新兴环保材料、新兴热交换材料、储能、导电材料、石墨烯及新型超级电容器材料等，尤其是被称为“21世纪新材料之王”石墨烯的发现，引起电子通讯、锂离子电池、军工航天和生物医药等新兴领域的广泛关注^[1]，大鳞片晶质石墨(>0.147 mm)是制备石墨烯的关键原料^[2]。

石墨被国际公认为是“21世纪支撑高新技术发展的战略资源”。欧盟等国家根据经济重要性和供应风险将石墨列入关键矿产名单，我国2016年将晶质石墨确定为战略性矿产，工业和信息化部将石墨烯入选为2019年工业强基工程“一条龙”应用计划。未来天然石墨将被广泛地应用到高新技术领域，成为支撑高新技术发展的重要战略资源，对国家未来发展具有重要的战略意义。以往学者在石墨矿床地质^[3-9]、技术研发^[10-15]、产业发展^[16]、潜力评价^[17-21]和政策^[22]等方面研究较多。本文拟从石墨资源世界宏观角度和我国发展现状出发，基于最新产业的发展形势和权威数据，应对美国等发达国家贸易风险，深度剖析新时代背景下国内外石墨资源的分布、供需、消费结构和贸易特征，并提出适应我国石墨产业发展的建议和拓展方向。

1 石墨资源分布特征 1.1 全球石墨资源分布特征

全球石墨资源分布广泛，但储量分布集中。世界上已发现的大型和中型石墨矿床主要分布在中国、印度、巴西、捷克、加拿大和墨西哥等国家^{[13, 15]}。其中晶质石墨矿床主要蕴藏在中国、乌克兰、斯里兰卡、马达加斯加和巴西等国，隐晶质石墨矿床主要分布于印度、韩国、墨西哥、奥地利和中国等^[3]。2018年全球石墨储量3亿t，其中土耳其、巴西和中国储量位居前三，占全球总储量的78%(图 1)。其中土耳其石墨资源主要以隐晶质石墨为主，开发价值较低。

1.2 中国石墨资源分布特征

中国天然石墨资源具有分布广、储量大、质量好、易于开采等特点，20个省(区、市)都有分布，共有195个矿区，总保有储量居世界第一位，是中国的优势矿种之一。根据自然资源部发布的《中国矿产资源报告2018年》显示，2017年我国晶质石墨查明资源储量为3.67亿t，隐晶质石墨0.87亿t。目前，我国已在黑龙江、内蒙古、山东、湖南和吉林5个省(区)形成六大石墨生产基地，以黑龙江和内蒙古为主要产区(表 1)。根据石墨成矿条件和成矿规律，全国划分出15个重点成矿区带(表 2)。晶质石墨查明资源储量最大的是黑龙江省，其次为内蒙古、四川和山东等地；隐晶质石墨查明资源储量内蒙古自治区最多，其次是湖南、吉林和广东等地^[19]。根据2017年全国重要矿产潜力动态评价结果，500 m以浅的石墨资源量达20.14亿t，主要分布在黑龙江、内蒙古、新疆、四川、山东等省(区)。近年来，我国石墨矿产找矿取得系列突破成果，石墨资源储量增长迅速，新疆黄羊山石墨矿、黑龙江萝北云山石墨矿、鸡西柳毛石墨矿、内蒙古查汗木胡鲁特大型优质石墨矿、辽宁锦州市北镇杜屯大型石墨矿和四川米仓山地区特大型晶质鳞片石墨等均有重大找矿进展。

2 世界石墨主要生产矿山企业

因石墨应用领域广泛，世界生产石墨的矿山企业众多，有中国奥宇石墨集团、巴西Nationalede Grafit、美国Fortune Gaphite Producers和加拿大Timcal等公司。此外，还有挪威Skaland Graphiteas、乌克兰Zavalievsky Grafitovy Kombinat、印度Tami Nadu Minerals Ltd等都是世界著名的石墨公司(表 3)。我国的奥宇石墨集团拥有完整的节能、环保、新材料和新能源不可缺少的全产业链技术，郴州恒昌石墨有限公司拥有世界闻名的优质微晶石墨生产基地-鲁塘，生产的微晶石墨在全世界都是极为罕见，可用于高新技术和尖端科学领域。巴西Nationalde Grafitelt公司为世界最大石墨生产者之一，提供着巴西所有的天然石墨。美国Asbury Carbon是美国最大的天然石墨加工者与出口者，但没有自己的石墨矿，通过矿山附近的许多石墨生产厂将生产的石墨输出。加拿大是北美唯一有石墨开采活动的国家，Endustrial Mineral Scanadainc为北美最大鳞片结晶石墨生产者。近年来，非洲国家也出现了许多石墨生产企业，对全球石墨资源贸易关系产生重要影响。

3 世界石墨资源供需情况 3.1 主要生产国与出口国

全球石墨矿山生产高度集中于中国、印度和巴西3国，约占世界总产量的90%。中国石墨生产量稳居世界第一，2018年中国生产了世界70%的石墨(表 4)，其次为巴西、加拿大和印度等。印度石墨产量稳定，其中马德拉斯邦矿区的石墨产量占全印度石墨产量的76%。马达加斯加、坦桑尼亚和莫桑比克等一些非洲国家新发现了储量较大的石墨矿区，潜力较大，如莫桑比克2018年的巴拉马石墨矿项目，资源量为5.64亿t，是目前世界上最大的石墨矿。美国2018年国内生产石墨为零，已近20年未有生产过石墨。

中国是世界上石墨第一大出口国，出口量远超其他国家，占世界总出口量的65%，其次为朝鲜、巴西、德国、美国、加拿大和墨西哥。2018年中国出口量同比持续增长，达33.97万t。中国和巴西等发展中国家主要出口初级石墨产品，进口深加工产品；美国和日本等发达国家出于资源储量及战略性储备等考虑，主要将进口的初级产品深加工后进行出口和自用。

3.2 主要消费国与进口国

石墨是工业体系中多个产业部门的基础性原料，对工业发展有重要作用(图 2)。世界石墨的消费结构以制造耐火材料和铸造为主，石墨烯材料和高纯石墨、球形石墨、膨胀石墨等高端材料在新能源汽车、储能和环保等战略性新兴产业领域逐年迅速增长。

中国是世界第一大消费国，占世界总消费量的一半以上，其次为印度和巴西，美国、日本、韩国和欧洲等发达国家合占两成。2013—2018年，全球石墨消费量呈稳步增长态势。据美国地质调查局统计发布，2018年美国天然石墨的主要用途是刹车片、润滑油、金属粉、耐火材料和炼钢，其中刹车片和耐火材料共占天然石墨消耗量的40%，铸造用和润滑剂占13%。中国虽为石墨消费第一大国，但石墨深加工技术落后，而美国、德国、英国和日本等发达国家的石墨应用技术居世界领先地位，其中高纯柔性石墨只有日本才能够生产，2018年中国球形石墨97%来自日本。

日本为世界第一大石墨进口国，中国为第二大石墨进口国，其次为德国、美国、印度、加拿大和马来西亚。从石墨产品的进出口价格看(表 5)，发展中国家中国和巴西以低端产口出口为主，即“低出高进”；发达国家日本、美国和德国则通过高手段加工技术制成高精产品高价出售，即“低进高出”。据美国地调局发布，2018年美国约有95家公司进口天然石墨5.2万t，消耗4万t石墨，其中片状和高纯石墨约占75%，隐晶质石墨占24%，块状和片状石墨占1%，主要分布在五大湖区、东北部地区、阿拉巴马州和田纳西州，估计价值3 700万美元；2018年美国主要天然石墨进口来源国依次为中国、墨西哥、加拿大、巴西、马达加斯加、香港、斯里兰卡、英国和日本，其中，墨西哥提供大量的隐晶质石墨，斯里兰卡提供了块状和片状粉末，中国提供了+200目较小粒度的片状石墨。

4 中国石墨贸易分析和消费现状与趋势 4.1 中国石墨贸易现状分析

中国是世界上最大的石墨资源出口国，占世界总出口量的七成。2018年，持续2017年增长势头，中国石墨出口量为33.97万t(图 3)，其中出口量的近一半流向日本，其次为韩国、印度、德国和美国，少量出口孟加拉国、荷兰、土耳其和伊朗等国。主要以出口低附加值的石墨精矿和低品位石墨精矿等石墨初级产品为主。日本的石墨几乎全部进口于我国，美国的石墨近四成来自于中国。

中国是世界上第二大石墨资源进口国，仅次于日本。2018年中国石墨进口量为10.82万t(图 3)，同比2017年有所下降。往年由于地缘政治关系有九成进口于朝鲜，2018年“一带一路”非洲国家进口量大幅增长，主要为朝鲜(41.6%)、莫桑比克(26.8%)和马来西亚(26%)，少数来自坦桑尼亚和日本，这可能与“一带一路”倡议合作有关。

从进出口价格上分析，我国石墨进口价格平均为317美元/t，出口价格平均为817美元/t。2017年初主要由于中国政府取消了20%的鳞片状石墨出口税，石墨价格下滑，出口价格平均为776美元/t(图 4)。从2018年鳞片石墨进口价格看(图 5)，如不考虑从朝鲜及非洲国家进口的低端石墨，中国从日本进口石墨单价均值达到5 273美元/t，从德国进口单价均值达到8 853美元/t，从美国进口单价值达到3 210美元/t。中国石墨产业技术水平和深加工能力亟待提高。

4.2 中国石墨主要消费领域及变化趋势

由于石墨具有良好的导电性、导热性、润滑性、耐高温和化学稳定性，产品种类繁多，应用领域广泛，又是新兴材料和高科技的重要原料。中国与世界天然石墨消费结构基本相同，主要用于耐火材料、冶金铸造、导电和润滑等领域，在冶金领域占比最大，钢铁行业是消耗耐火材料最大的行业。

中国石墨消费量占世界消费量的一半。在我国电动车行业和新兴产业快速发展带动下，2018年鳞片石墨消耗量激增，已达92万t，同比增长57%(图 6)。石墨消费结构中，新材料和电池等新兴产业领域约占30%，耐火材料和钢铁等传统工业领域约占70%。随着全球新一轮工业革命的到来，未来耐火材料和铸造领域将长期仍占有重要比重，但呈现放缓或下降态势，晶质石墨应用领域将得到发展，石墨深加工技术将不断创新突破，石墨烯、高纯石墨和新型硅碳负极材料等石墨高端材料产品在新能源汽车、储能、核能和电子信息等战略性新兴产业领域消费快速增加，为满足市场需求，人造石墨等替代产品消费也将大幅增长。2017年中国新能源汽车产量79.4万辆，连续三年全球第一，新能源汽车产业快速发展带动锂离子电池的需求量激增，而锂离子电池阳极材料使用的是由鳞片石墨加工而成的球形石墨。随着电动汽车和锂离子电池在中国和世界其他地区的普及率上升，Roskill预测，到2026年，全球电池应用对石墨的总需求将增长16%~26%。中国地质调查局预测到2030年，对鳞片石墨消费量的需求将会大幅度提高，主要用于球床核反应堆、锂离子电池、钒氧化还原电池和制备石墨烯，晶质石墨需求将达到135万t。

5 结论与思考 5.1 主要结论

(1) 世界石墨资源主要集中分布在土耳其、中国、印度和巴西等国家。中国是主要生产国，占全球70%的份额，同时也是世界上最大的出口国、消费国和第二大进口国，在国际上石墨资源领域中占有重要的位置。

(2) 与发达国家相比贸易价格悬殊，我国石墨资源加工技术水平有待提升。当前形势下，国际产业结构已发生了新的调整，以信息、生物、军工航天、海洋开发及新材料新能源为主的高技术和新材料产业逐渐发展壮大，传统产业也将不断引入新技术和新材料。我国虽然是石墨大国，但不是石墨强国，中国石墨产能过剩，大量用于出口，占世界总出口量的86%，且以低廉的价格流向日本、欧洲、韩国、美国和印度等国家。美国、日本和德国等发达国家不产或少产石墨，主要低价进口初级产品，通过深加工工艺高价出口和自用。

(3) 我国石墨资源丰富，种类齐全，晶质石墨和隐晶质石墨都有产出，且分布较为集中。目前我国石墨产业尚存在着企业整体实力偏弱、产品层次低、产业链短、精深加工比例低、生产设备落后、生产要素成本较高等诸多问题，亟待优化调整产品结构，科学合理利用和保护天然石墨资源。近年来，非洲国家石墨资源晶质石墨得到补充，可缓解国内电动车等新兴产业发展需求与我国生态保护压力。应健全石墨产业发展的相关激励机制和完善相关政策法规。

5.2 思考

鉴于世界石墨资源的生产、消费结构和贸易关系及其重要性，对于我国石墨产业发展提几点建议：

(1) 优化资源开发布局，加强整装重点区评价和大型资源基地技术经济、环境综合评价，加强优质石墨综合调查评价，建立全球石墨资源信息平台。

(2) 加强政策引导和开发秩序监管，整合石墨产业，提高管理水平和能力，制定石墨矿产相关的勘查规范标准，促进形成石墨节约集约型勘查发展模式。

(3) 加大石墨产品加工及技术研发中“卡脖子”技术攻关力度，加大石墨烯等高精尖产品的创新研发技术及石墨矿石提纯技术，率先实现石墨烯技术突破。

(4) 拓展天然石墨应用领域，降低企业成本、提高生产效能，开发人造石墨制品。同时，建立完善的市场运作和维护的相关制度，保障石墨产品市场健康绿色发展。