鐘維瓊，李 丹，代 濤

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心，北京 100037；3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

0 引 言

鐵是國(guó)家工業(yè)化進(jìn)程中消費(fèi)量最大的金屬資源，與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展息息相關(guān)。然而，國(guó)家之間鐵礦石資源存在不平衡性，且鐵礦石資源開發(fā)能力與鋼鐵相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的限制[1]，致使很多國(guó)家的鐵資源及鋼鐵產(chǎn)品不能做到自給自足，只能依靠進(jìn)口鐵及含鐵產(chǎn)品來彌補(bǔ)需求缺口。在全球經(jīng)濟(jì)一體化大背景下，各國(guó)為了滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要對(duì)鐵及含鐵產(chǎn)品展開頻繁的貿(mào)易往來。國(guó)際貿(mào)易是各國(guó)(或地區(qū))在國(guó)際分工的基礎(chǔ)上相互聯(lián)系的主要形式，反映了世界各國(guó)(或地區(qū))在經(jīng)濟(jì)上的相互依賴關(guān)系。參與國(guó)際貿(mào)易的主體眾多，其關(guān)系也錯(cuò)綜復(fù)雜。本文采用物質(zhì)流分析方法，以全球鐵及含鐵產(chǎn)品國(guó)際貿(mào)易整體格局為視角進(jìn)行分析，剖析全球鐵資源國(guó)際貿(mào)易流動(dòng)的特點(diǎn)及方向。

物質(zhì)流分析是對(duì)研究系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)流動(dòng)和貯存進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)估的一種研究方法，研究主體包括元素、原材料、產(chǎn)品、廢棄物等，主要涉及這些物質(zhì)的源、匯、流向、流量和庫存等[2]。目前，國(guó)內(nèi)外已有許多學(xué)者利用物質(zhì)流分析對(duì)鐵資源的物質(zhì)流動(dòng)進(jìn)行研究。例如，Michaelis等采用Exergy分析法對(duì)英國(guó)鋼鐵部門進(jìn)行了代謝研究[3]。Igarashi等通過分析日本不銹鋼企業(yè)生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)物質(zhì)流動(dòng)狀況，對(duì)日本在將來封閉式情況下不銹鋼生產(chǎn)過程中排放的潛在減量進(jìn)行評(píng)估[4]。東北大學(xué)國(guó)家環(huán)境保護(hù)生態(tài)工業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的杜濤等應(yīng)用基準(zhǔn)物流圖，建立了鋼鐵企業(yè)物質(zhì)流、能量流和污染物流的分析方法[5]。燕凌羽研究了2011年中國(guó)鐵全生命周期中不同階段的物質(zhì)流動(dòng)情況[6]。

在鐵物質(zhì)跨區(qū)域流動(dòng)研究方面，因含鐵產(chǎn)品種類繁多，不同產(chǎn)品的含鐵量又有區(qū)別，所以大多數(shù)學(xué)者的研究對(duì)象是鐵礦石，關(guān)注其價(jià)格機(jī)制和國(guó)際市場(chǎng)研究[7]。卜慶才在鐵礦資源問題上，通過對(duì)世界鐵礦資源及貿(mào)易狀況的調(diào)查，掌握了國(guó)外可利用的鐵礦資源狀況，弄清了世界鐵礦貿(mào)易的區(qū)域性特點(diǎn)[8]。郝曉晴等根據(jù)聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)司發(fā)布的國(guó)際鐵礦石貿(mào)易數(shù)據(jù)，采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論分析方法，計(jì)算其特征，并分析了近10年國(guó)際鐵礦石貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的演變規(guī)律[9]。Kawase等通過對(duì)澳大利亞，巴西，中國(guó)和印度四個(gè)國(guó)家的鋼鐵庫存及物質(zhì)流動(dòng)的可持續(xù)性問題進(jìn)行討論。更好地了解存量和流量，并為實(shí)現(xiàn)工業(yè)新陳代謝的政策提供信息，從而使更多國(guó)家更好的管理資源及回收鋼鐵[10]。Dong等對(duì)中國(guó)，韓國(guó)和日本之間物質(zhì)流的長(zhǎng)期系列數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為未來高效的全球資源管理政策制定提供了重要建議[11]。

通過文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，鐵物質(zhì)流研究多是基于某一地區(qū)或國(guó)家層面的，本文在全球?qū)用鎸?duì)鐵物質(zhì)流進(jìn)行研究分析。同時(shí)，本文的研究范圍包含了國(guó)際貿(mào)易當(dāng)中所有含有鐵元素的商品(下文簡(jiǎn)稱“含鐵商品”)，并對(duì)鐵的全產(chǎn)業(yè)鏈整體以及產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)階段的物質(zhì)流動(dòng)進(jìn)行了定量分析。本研究彌補(bǔ)了全球?qū)用骅F物質(zhì)流分析的不足，并為鐵資源的跨區(qū)域流動(dòng)研究引入了產(chǎn)業(yè)鏈視角。

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)源為中國(guó)海關(guān)和聯(lián)合國(guó)商品貿(mào)易統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(UN Comtrade)，共包含2000～2015年中國(guó)與世界其他200多個(gè)國(guó)家和地區(qū)之間的鐵及含鐵產(chǎn)品的進(jìn)出口數(shù)據(jù)，每項(xiàng)數(shù)據(jù)包含進(jìn)出口含鐵產(chǎn)品所對(duì)應(yīng)的具體名稱、進(jìn)出口國(guó)家或地區(qū)、數(shù)量和價(jià)值[12]。

1.2 物質(zhì)流測(cè)算方法

為了研究世界各大洲之間含鐵產(chǎn)品的貿(mào)易活動(dòng)，測(cè)算含鐵產(chǎn)品的物質(zhì)量流動(dòng)，本文采用了抽樣統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行處理[13]。即把總體量大、差異性較大的總體分成若干個(gè)同質(zhì)性較強(qiáng)的一階單元，從不同的一階單元中抽取一定數(shù)量的二階單元分別代表該一階單元，由這些二階單元中的總體基本單元組成研究樣本。此方法的優(yōu)點(diǎn)是樣本代表性較強(qiáng)，抽樣誤差比較小[14]。本文從鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈的角度將收集到的數(shù)據(jù)分為6大類以及13小類(表1)，在本文中，將含鐵產(chǎn)品小類分成數(shù)十個(gè)同質(zhì)性較強(qiáng)的一階單元，再從一階單元中抽取具有代表性的二階單元組成研究樣本。根據(jù)不同含鐵產(chǎn)品的含鐵系數(shù)及產(chǎn)品量，計(jì)算該一階單元的含鐵量[15]。

表1 海關(guān)含鐵產(chǎn)品數(shù)據(jù)分類及含鐵系數(shù)設(shè)定

2 2000～2015年全球鐵物質(zhì)量和價(jià)值量演化

2000～2015年全球鐵的物質(zhì)量演化如圖1所示。亞洲為世界上最大的鐵物質(zhì)量進(jìn)口地區(qū)，且一直保持均勻增長(zhǎng)狀態(tài)，其進(jìn)口物質(zhì)量遠(yuǎn)大于出口物質(zhì)量。歐洲為第二大鐵物質(zhì)量進(jìn)口地區(qū)。在2014年之前，歐洲是全球最大鐵物質(zhì)量出口地區(qū)，2014年之后被大洋洲超過成為第二大鐵物質(zhì)量出口地區(qū)，且2009年進(jìn)出口量均有一定幅度減少。北美地區(qū)進(jìn)口物質(zhì)量大于出口物質(zhì)量，且進(jìn)出口物質(zhì)量在2004年達(dá)到最大值，2009年達(dá)到最小值。南美洲地區(qū)出口物質(zhì)量遠(yuǎn)大于進(jìn)口物質(zhì)量，除2009年、2014年出口物質(zhì)量略有減少外，基本呈均勻增長(zhǎng)狀態(tài)，其鐵進(jìn)口量一直維持在非常低的狀態(tài)。大洋洲出口鐵物質(zhì)量遠(yuǎn)大于進(jìn)口鐵物質(zhì)量，且2014年之后成為世界最大。鐵物質(zhì)量出口地區(qū)。

2000～2015年全球鐵的價(jià)值量演化如圖2所示。歐洲為世界上最大的鐵價(jià)值量進(jìn)口地區(qū)，但在2009年進(jìn)出口價(jià)值量急劇減少。亞洲的進(jìn)出口價(jià)值量除2009年有所下降之外，均保持較高水平的增長(zhǎng)狀態(tài)，且出口價(jià)值量大于進(jìn)口價(jià)值量。北美為世界上第三大鐵價(jià)值量進(jìn)出口地區(qū)，進(jìn)口價(jià)值量大于出口價(jià)值量，除2009年有所下降之外，均有緩慢增長(zhǎng)。歐洲、南美洲、大洋洲地區(qū)的進(jìn)出口價(jià)值量較少，且其進(jìn)口價(jià)值量略大于出口價(jià)值量。

圖1 2000～2015年全球鐵物質(zhì)流演化圖

圖2 2000～2015年全球鐵價(jià)值量演化圖

對(duì)比物質(zhì)量和價(jià)值量演化圖可以發(fā)現(xiàn)，亞洲是進(jìn)口鐵物質(zhì)量最多的地區(qū)，但不是進(jìn)口鐵價(jià)值量最多的地區(qū)，進(jìn)口價(jià)值量最多的地區(qū)是歐洲。亞洲大量進(jìn)口鐵礦石原料，所以其物質(zhì)量遠(yuǎn)大于其價(jià)值量。而歐洲多進(jìn)口產(chǎn)品，所以進(jìn)口價(jià)值量遠(yuǎn)大于進(jìn)口物質(zhì)量。北美洲相對(duì)于其他地區(qū)進(jìn)口價(jià)值量比重遠(yuǎn)大于其進(jìn)口物質(zhì)量比重，這與其進(jìn)口多為鋼鐵產(chǎn)品相關(guān)。南美洲和大洋洲出口物質(zhì)量比重遠(yuǎn)大于出口價(jià)值量比重，這兩個(gè)地區(qū)是鐵礦石輸出最多的地區(qū)，因此價(jià)值量比重相對(duì)較小。

3 各大洲之間的流量矩陣

根據(jù)從中國(guó)海關(guān)和聯(lián)合國(guó)商品貿(mào)易統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫獲得的數(shù)據(jù)，從產(chǎn)業(yè)鏈角度將其分為六個(gè)環(huán)節(jié)，根據(jù)每個(gè)環(huán)節(jié)鐵的物質(zhì)流動(dòng)情況，形成2015年全球各大洲之間的流量矩陣如圖3所示，根據(jù)矩陣中流量由大到小用顏色由深到淺的色階進(jìn)行表示，并根據(jù)2015年各階段的流量加總繪制桑基圖[16]。

3.1 2015年大洲之間各環(huán)節(jié)的流量矩陣

圖3所示流量矩陣圖左側(cè)表示本階段鐵物質(zhì)量出口大洲，上方代表本階段鐵物質(zhì)量進(jìn)口大洲。每一橫行數(shù)值加和代表對(duì)應(yīng)大洲在本階段的出口鐵物質(zhì)總量，每一豎列數(shù)值加和代表本階段對(duì)應(yīng)大洲進(jìn)口鐵物質(zhì)總量。

鐵礦石環(huán)節(jié)的流量矩陣如圖3(a)所示。各大洲的鐵流量中，流向亞洲的最多為7.73億t，流向歐洲的次之，為0.9億t，而流向非洲和大洋洲的鐵流量最少。其中，大洋洲流向亞洲的鐵流量最多為4.71億t，南美洲流向亞洲的鐵流量次之，為1.97億t。而歐洲地區(qū)的鐵流量多是從南美、歐洲及北美洲地區(qū)流入。其他幾大洲鐵礦石含鐵量物質(zhì)流流入比較少。

生鐵環(huán)節(jié)的流量矩陣如圖3(b)所示。本環(huán)節(jié)中，各大洲的物質(zhì)流向相對(duì)鐵礦石環(huán)節(jié)發(fā)生了較大變化。大洋洲、南美洲不再是最大的出口地區(qū)，歐洲成為鐵物質(zhì)流最大流出地區(qū)，出口總量0.14億t。但亞洲仍為鐵物質(zhì)流最大流入地區(qū)，流入亞洲的含鐵物質(zhì)量為0.15億t，且來自亞洲的流量最多，為0.08億t。歐洲為第二大鐵物流流入地區(qū)，進(jìn)口總量為0.12億t，且來自歐洲的流量最多，為0.08億t。

粗鋼環(huán)節(jié)的流量矩陣3(c)所示。與生鐵環(huán)節(jié)類似，最大的物質(zhì)流入流出地區(qū)仍是亞洲和歐洲。亞洲和歐洲含鐵物質(zhì)流出總量分別為0.15億t和0.23億t，含鐵物質(zhì)流入總量分別為0.2億t和0.13億t。亞洲流向亞洲和歐洲流向歐洲的鐵流量仍是是全球兩個(gè)最大的物質(zhì)流流向，分別為0.13億t和0.11億t，其他大洲間的流動(dòng)相對(duì)較小。

圖3 2015年各環(huán)節(jié)鐵物質(zhì)跨區(qū)域流動(dòng)矩陣圖

鋼材環(huán)節(jié)的流量矩陣3(d)所示。本環(huán)節(jié)流量特點(diǎn)與粗鋼環(huán)節(jié)較為類似。最大的兩個(gè)流向?yàn)閬喼蘖魅雭喼夼c歐洲流入歐洲的兩個(gè)方向，分別為1.05億t與1.08億t。亞洲、歐洲仍是全球最大的兩個(gè)鋼材流出及流入地區(qū)，其含鐵物質(zhì)流出總量分別為1.55億t和1.37億t，含鐵物質(zhì)流入總量分別為1.22億t和1.26億t。此外，北美為較大量的鋼材流入地區(qū)，流入量為0.4億t。其他大洲間的流動(dòng)相對(duì)較少。

鋼鐵產(chǎn)品環(huán)節(jié)的流量矩陣3(e)所示。亞洲和歐洲仍是最大的含鐵物質(zhì)流出地區(qū)，流出量分別為1.1億t和1.06億t。而歐洲和北美洲成為最大含鐵物質(zhì)流入地區(qū)，流入量分別為1.02億t和0.7億t。而亞洲成為第三大進(jìn)口地區(qū)，進(jìn)口物質(zhì)量為0.6億t。

廢料環(huán)節(jié)的流量矩陣3(f)所示。鋼鐵廢料環(huán)節(jié)相對(duì)于其他環(huán)節(jié)的流量是比較少的，歐洲為最大含鐵廢料輸出地區(qū)，為0.22億t。且歐洲流向歐洲的流量最多為0.15億t。亞洲是最大的含鐵廢料輸入地區(qū)，輸入量為0.2億t。歐洲為第二大含鐵廢料輸入地區(qū)，輸入量為0.15億t。其他大洲之間廢料流動(dòng)相對(duì)較少。

3.2 2015年世界鐵物質(zhì)流桑基圖

將2015年各大洲之間產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)的流量匯總之后，利用桑基圖對(duì)各大洲之間貿(mào)易流動(dòng)進(jìn)行表示(圖4)，圖中延伸的分支的寬度與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)流量的大小成正比。

圖4 2015年全球含鐵物質(zhì)貿(mào)易流動(dòng)總量?；鶊D

2015年全球含鐵產(chǎn)品貿(mào)易往來中，大洋洲是最大的鐵資源出口國(guó)家，出口總物質(zhì)量為47.41億t，主要出口流向亞洲,流出量為47.22億t。亞洲、歐洲和南美洲是較大的含鐵產(chǎn)品流出地區(qū)。亞洲是世界上最大的含鐵產(chǎn)品流入地區(qū)，流入量為100.98億t。歐洲和北美洲也有大量含鐵產(chǎn)品流入。

4 結(jié)論與分析

本文通過對(duì)2000～2015年全球鐵物質(zhì)流量以及2015年產(chǎn)業(yè)鏈各階段的物質(zhì)流量進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論。

1) 2000～2015年各地區(qū)鐵進(jìn)出口物質(zhì)量和價(jià)值量總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的變化與礦產(chǎn)品貿(mào)易量關(guān)系密切。受2009年全球金融危機(jī)影響，全球各地區(qū)貿(mào)易量呈下降趨勢(shì)。尤其是歐洲、北美洲等發(fā)達(dá)地區(qū)，在2009年進(jìn)出口量明顯下降，貿(mào)易量達(dá)到最小值，受金融危機(jī)影響顯著。而亞洲、非洲等地區(qū)進(jìn)出口物質(zhì)量變化受金融危機(jī)影響較小，進(jìn)出口量略有下降。

2) 2000～2015全球跨區(qū)域鐵資源物質(zhì)流動(dòng)演化過程中，亞洲、歐洲進(jìn)口物質(zhì)量大于出口物質(zhì)量，為鐵資源凈進(jìn)口地區(qū)；大洋洲和南美洲出口物質(zhì)量大于進(jìn)口物質(zhì)量，為鐵資源凈出口地區(qū)。

3) 全球不同地區(qū)鐵資源進(jìn)口和出口類型及需求品種存在很大差異。進(jìn)口方面，亞洲鐵資源對(duì)外依存度高，為世界上最大的鐵物質(zhì)量進(jìn)口地區(qū)，且主要進(jìn)口鐵礦石，2015年進(jìn)口鐵礦石77億t。歐洲是進(jìn)口鐵價(jià)值量最多的地區(qū)，進(jìn)口產(chǎn)品主要為鋼材及鋼鐵產(chǎn)品等。出口方面，南美洲和大洋洲鐵礦石資源豐富，大量出口鐵礦石，2015年大洋洲出口47.1億t鐵礦石，南美洲出口約23.9億t鐵礦石，但其他環(huán)節(jié)產(chǎn)品出口貿(mào)易量較少。亞洲和歐洲形成了“進(jìn)口原料，出口產(chǎn)品”的貿(mào)易格局，鐵礦石出口量較少，其他四個(gè)環(huán)節(jié)出口量相對(duì)較多。這與各地區(qū)的自然資源稟賦條件的差異有關(guān)，也和本地區(qū)技術(shù)水平和資本充裕度有關(guān)[17]。

4) 鋼鐵廢料環(huán)節(jié)流量少于其他環(huán)節(jié)流量。以2015年為例，廢料環(huán)節(jié)的流量明顯小于其他環(huán)節(jié)。世界各國(guó)金屬回收和二次利用是非常完善而龐大的產(chǎn)業(yè)，許多國(guó)家的再生鋼鐵等金屬的產(chǎn)量已經(jīng)超過其原生金屬產(chǎn)量[18]。但是由于鋼鐵廢料價(jià)值量不高，且考慮到運(yùn)輸成本因素，鋼鐵廢料多在本地區(qū)內(nèi)部加工利用，較少參與跨地區(qū)國(guó)際貿(mào)易。

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