何 鴻

(中共海南省委黨校，海南 ?？?571100)

0 引 言

錳金屬呈銀白色，質地硬而脆，主要應用于鋼鐵工業(yè)。錳礦石主要通過冶金用錳和化工用錳加以利用(圖1)。硅錳合金、中低碳錳鐵和高碳錳鐵是錳的主要消費產品，在煉鋼過程中常用作脫氧劑、脫硫劑以及合金添加劑。 錳在冶金、化工等國民經濟基礎產業(yè)中起著重要的作用，對錳資源需求與供應形勢的準確把握，是制定合理的錳產業(yè)規(guī)劃的前提保證。

圖1 錳資源物質流程圖

Fig.1 Manganese resource material flow

目前，圍繞石油、天然氣、鈾等能源礦產，鐵、銅、鋁等大宗金屬礦產，硫、磷、鉀等大宗化工礦產，已開展了大量消費歷史、規(guī)律以及需求預測研究。其中，能源消費規(guī)律與需求預測研究最為深入，能源消費與經濟發(fā)展的內在聯(lián)系得到系統(tǒng)揭示，并厘定了能源消費達峰的時間與峰值消費量，王安建等[1]基于此獲得“基于‘S’形模型的能源需求預測方法”的國家發(fā)明專利；中國地質科學院全球礦產資源戰(zhàn)略研究中心[2-3]圍繞銅、鋁等大宗金屬礦產資源消費規(guī)律與未來需求開展了大量研究工作，結果顯示鐵、銅、鋁等大宗金屬礦產資源消費也呈現(xiàn)“S”形規(guī)律。

錳是重要的大宗黑色金屬，但是目前圍繞其消費歷史及規(guī)律的研究較少。已有研究多分析錳資源的分布、類型、生產、消費等情況。國際錳協(xié)(IMNI)、美國地質調查局(USGS)主要開展錳供需形勢及格局的分析。英國商品研究所(CRU)側重錳資源礦山成本、市場及價格分析、短期供需預測等內容。國外學術研究包括從生命周期的角度對全球錳合金產業(yè)鏈進行分析[4]以及錳資源需求與供應的環(huán)境可持續(xù)性[5]。國內對錳資源供需研究主要從世界錳消費市場對中國的影響角度進行分析，提出我國錳礦產業(yè)面臨的形勢問題，分析我國近年來出臺的相關錳礦產業(yè)政策?？傮w上看，缺少對未來錳中長期尺度的需求預測。本文基于礦產資源消費“S”形規(guī)律，對中國未來錳需求進行中長期尺度上的定量預測。

1 數(shù)據(jù)來源與研究思路

1.1 數(shù)據(jù)來源

2000～2017年全球及全球主要國家錳礦石消費數(shù)據(jù)來自國際錳協(xié)(IMNI)。1900～2017年美國粗鋼產量及錳礦石消費和1970～2007年日本錳礦石消費均來自美國地質調查局(USGS)。1970～2007年日本粗鋼產量數(shù)據(jù)來自日本經濟產業(yè)省。1900～2017年美國、日本人均GDP數(shù)據(jù)來自聯(lián)合國經濟和社會事務部。中國錳的消費、供給數(shù)據(jù)來源于《中國國土資源統(tǒng)計年鑒》。中國錳礦石儲量數(shù)據(jù)、人均GDP數(shù)據(jù)來源于中國國家統(tǒng)計局。本研究涉及的數(shù)據(jù)主要來源于上述權威機構，本文對原始數(shù)據(jù)進行了嚴格的核對、篩選、校正等工作，有效保證了基礎數(shù)據(jù)的真實性、準確性和可靠性。

1.2 研究思路

本文系統(tǒng)梳理了全球典型發(fā)達國家近100年的錳消費數(shù)據(jù)，開展錳消費規(guī)律分析，結合中國實際情況，進行未來中國錳需求預測，厘定中國錳需求量達峰時間，并定量化評估了峰值需求量；同時，運用錳-鋼線性關系方法對中國錳需求量進行預測，兩種方法相互驗證、相互檢驗，以提高預測的科學性。未來錳需求預測結果將為我國未來錳資源開發(fā)規(guī)模與產業(yè)結構調整提供支撐。

1.3 研究方法

以往研究表明，不同國家的能源、鋼、水泥、銅、鋁、鉛、鋅等大宗礦產資源消費均符合“S”形規(guī)律。本文研究方法以礦產資源消費“S”形規(guī)律為基礎。人均礦產資源消費與人均GDP之間的相關規(guī)律是礦產資源需求理論的核心內容。人均資源消費與人均GDP在農業(yè)社會-工業(yè)社會-后工業(yè)化社會發(fā)展過程中呈現(xiàn)全周期“S”形變化關系，即人均資源消費在農業(yè)社會增長緩慢，在工業(yè)化發(fā)展階段增長迅速，之后隨著社會財富積累水平的提高、經濟結構轉變以及基礎設施的完善，不同種類礦產資源人均需求陸續(xù)達到峰值，并趨于下降。資源消費的起飛點(資源需求開始高速增長)、轉折點(資源需求增速開始減緩)以及零增長點(資源需求達峰)是“S”形模型的關鍵轉變點。由于性質和用途的差異，不同礦產資源“S”形曲線的形態(tài)和關鍵轉變點的位置不同。 不同國家經濟發(fā)展模式、工業(yè)化時代以及消費理念的差異又導致了“S”形曲線頂點高低位置的變化。

2 錳的消費及消費規(guī)律探討

2.1 錳消費領域及消費結構分析

全球錳消費量的86%應用于鋼鐵冶金，8%用于電池行業(yè)，5%用于化工行業(yè)，1%用于其他領域。中國錳消費量的90%用于鋼鐵冶金，6%用于電池行業(yè)，2%用于化工工業(yè)，2%用于其他領域，包括建材、電子以及農牧業(yè)等。隨著工業(yè)化進程的推進，中國鋼鐵消費量已進入峰值區(qū)，鋼鐵工業(yè)錳消費量將趨于平穩(wěn)；未來的增長空間將在化工、電池以及其他行業(yè)，但是該部分占比較低，因此判定相當長時間內中國鋼鐵冶金業(yè)仍將是最主要的錳消費領域。

2.2 人均錳消費倒“U”形規(guī)律

通過對典型發(fā)達國家錳消費歷史的剖析，發(fā)現(xiàn)人均錳消費呈現(xiàn)明顯的倒“U”形規(guī)律。人均GDP在2 500～3 000美元時，國家開始由農業(yè)社會向工業(yè)社會轉變，鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展帶動錳消費量增加，人均錳消費開始高速增長；人均GDP在6 000～7 000美元時，基礎設施建設達到高峰期，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展開始逐步放緩，人均錳消費增速隨之放緩；人均GDP在9 000～11 000美元時，人均鋼鐵消費到達峰值，人均錳消費也隨之達到峰值(圖2)。人均錳消費達到峰值以后，進入快速下降期(其他大宗礦產資源進入平臺期)。究其原因，錳消費峰值與粗鋼峰值幾乎同步到來，時間稍微偏后。隨著粗鋼峰值的到來，一方面國家鋼鐵產量勢必減少，將減少對錳的消費；另一方面廢鋼的回收量逐漸增加，廢鋼回收煉鋼用錳量極少，都促使錳消費的快速減少，因此錳與其他大宗金屬不同，峰值期后進入快速下降期。

圖2 典型發(fā)達國家人均錳消費量與人均GDP倒“U”形模型

Fig.2 Inverted “U” model of per capita manganese consumption and per capita GDP in typical developed countries

假如典型發(fā)達國家錳消費進入峰值期后，把廢鋼回收過程中錳的二次回收量計入錳消費，則各國錳消費軌跡呈現(xiàn)全周期“S”形規(guī)律。因此，錳消費倒“U”形規(guī)律是資源消費“S”形規(guī)律的繼承與豐富。對典型發(fā)達國家人均錳消費與人均GDP之間相互規(guī)律的深入研究表明，錳消費倒“U”形曲線上起飛點、轉折點和零增長點對應的人均GDP數(shù)值相對集中。在零增長點之后，曲線走勢與傳統(tǒng)資源消費“S”規(guī)律有所不同，平臺期變?yōu)榭焖傧陆灯冢实埂癠”形模型。

2.3 錳消費與鋼產量線性關系分析

從長尺度歷史消費結構看，美國和日本的錳消費超過80%用于鋼鐵工業(yè)，因此，對美國和日本的錳消費與粗鋼產量進行線性分析。從歷史上看，美國粗鋼產量與錳消費量之間的關系可分兩個階段。第一階段：1900～1974年，粗鋼產量與錳消費量相關性極強，當美國粗鋼產量達到峰值1億t左右時，錳消費量也達到消費峰值約140萬t；第二階段：1975～2012年，20世紀70年代中后期，日本、西歐鋼鐵行業(yè)崛起，大大壓縮了美國鋼鐵行業(yè)的市場空間，美國粗鋼產量開始下滑，而這一時期美國的化工、電池行業(yè)的不斷發(fā)展仍對錳存在一定的需求，粗鋼產量與錳消費量之間的相關性減弱(圖3)。

日本于第二次世界大戰(zhàn)后大力發(fā)展鋼鐵產業(yè)，鋼鐵產量在20世紀90年代初期成為世界第一。對日本1963～2007年粗鋼產量以及錳消費量進行分析，結果表明，日本粗鋼產量與錳消費量之間的關系也可分兩個階段，第一階段：1974年前，粗鋼產量與錳消費量有著非常強的相關性，粗鋼產量峰值達到119 Mt，錳消費量峰值達到390萬t；第二階段：1974年至2007年，該階段日本提高了粗鋼的生產技術水平，減少了生產成本，錳的需求量也相應的降低，但是同樣保持較強的相關性。

通過對美國和日本錳消費量與粗鋼生產之間的線性關系分析，表明粗鋼產量對錳消費量有著決定性的影響。因此，可以運用歷史檢驗測算一個國家的錳消費與粗鋼產量之間的比例系數(shù)。在進行錳消費量預測時，可根據(jù)預測國未來粗鋼消費與生產量的預測結果，并結合該國未來錳消費結構的變化趨勢，確定未來不同時間段的錳-鋼比系數(shù)，概略測算錳需求量。

圖3 典型國家錳消費量與粗鋼產量相關性分析

Fig.3 Typical countries manganese consumption and crude steel output correlation analysis

3 中國錳消費及需求預測

3.1 基于倒“U”形規(guī)律的需求預測

2017年，我國錳消費量1 160萬t(金屬量)，預測2020年需求1 100萬t，2025年1 020萬t，2030年939萬t，2035年880萬t。 錳消費峰值已于2016～2017年到達，消費量為1 180萬t，峰值期我國人均錳消費8.4 kg/人，約為日本的1/2，相當于發(fā)達經濟體平均水平(圖4)。錳主要用于鋼鐵工業(yè)，二次利用難度較大，未來相當一段時間內錳需求仍將依賴于一次資源供應。

圖4 典型發(fā)達經濟體與中國人均錳消費量對比

Fig.4 Comparison of per capita manganese consumptionbetween typical developed economies and China

3.2 基于錳-鋼線性關系的需求預測

我國錳資源消費的85%以上用于煉鋼，鋼鐵工業(yè)快速增長始于2000年，錳消費的快速增長期亦從此階段開始。因此，選擇對2000～2013年的中國粗鋼產量、錳消費量尺度進行數(shù)據(jù)分析，結果顯示，粗鋼產量與錳消費量存在較強的線性關系，即生產1 t粗鋼需要消耗12.7 kg錳。以此，確定了我國錳-鋼比的系數(shù)。

本文判定中國未來粗鋼生產量考慮了兩個因素：一是國內的消費量，國內消費量參考中國地質科學院全球礦產資源戰(zhàn)略研究中心對中國未來粗鋼需求預測的結果；二是我國的粗鋼進出口量，以2015年為例，全年鋼鐵凈出口折合粗鋼不少于1.5億t，本文估計，我國未來鋼鐵出口將保持一定時期高位，去存量，以緩解國內供過于求，但隨著國內鋼鐵產能的逐步降低，供過于求的壓力將逐漸減少，因此鋼鐵出口量會隨之減少。

以此，本文根據(jù)我國粗鋼生產與錳消費的線性關系，確定了未來粗鋼產量與錳消費量之間的系數(shù)關系模型，并參考未來粗鋼消費量預測結果，通過依據(jù)現(xiàn)有鋼鐵出口水平確定了未來粗鋼的凈出口量，確定了未來中國粗鋼的產量，進而根據(jù)錳-鋼線性關系測算出了未來錳的需求量。結果顯示，在2018年前后，中國錳需求達到峰值，錳需求量為1 135萬t，之后隨著粗鋼產量的減少呈緩慢下降趨勢(圖5)。

3.3 需求預測結果評估

本文對錳的需求預測基于兩種方法，一是基于倒“U”型規(guī)律的預測，另一種是基于錳-鋼線性關系預測。將預測結果與國內外其他機構/個人進行了對比(表1)，目前所知的國外能對錳需求進行預測的權威機構是英國商品研究所(CRU)。相比之下，本文預測與CRU預測結果基本一致，CRU對未來中國錳消費預測略低于本文預測結果。原因可能有兩個：一是國外機構的預測結果是基于對中國經濟增長趨勢的判斷；二是預測中可能對中國鋼鐵出口因素考慮不充分。

圖5 基于錳-鋼線性關系的中國未來錳需求預測

表1 不同機構對中國錳需求趨勢預測結果的比較

4 結 論

1) 錳資源消費符合倒“U”形規(guī)律，人均錳消費量隨著人均GDP的不斷增長呈緩慢增長-快速增長-到達峰值-緩慢下降的趨勢。 人均GDP在2 500～3 000美元時，錳消費開始高速增長，國家開始從農業(yè)社會向工業(yè)社會轉變，粗鋼工業(yè)快速發(fā)展帶動錳消費增加；人均GDP在6 000～7 000美元時，基礎設施建設達到高峰期，錳消費增速放緩；人均GDP在10 000～12 000美元時，錳消費達到峰值。

2) 通過對典型國家錳消費量與粗鋼生產之間的線性關系分析，表明粗鋼產量對錳消費量有著決定性的影響。進而分析中國錳消費量與粗鋼產量之前關系，發(fā)現(xiàn)同樣存在較強的線性關系，并測算出了我國錳-鋼比的系數(shù)，即生產1 t粗鋼需要消耗12.7 kg錳。

3) 通過錳消費倒“U”形規(guī)律與錳-鋼比兩種方法獲得的預測結果有較強的一致性?；阱i消費倒“U”形規(guī)律，2016～2017年中國錳消費已達到峰值，錳消費量為1 180萬t，人均錳需求量為8.4 kg/人，隨后錳需求呈緩慢下降趨勢；基于錳-鋼比預測方法，2018年前后中國錳需求達到峰值，錳需求量為1 135萬t，之后隨著粗鋼產量的減少呈緩慢下降趨勢。

4) 2001～2017年我國累計消費錳1.2億t(金屬量)，2018～2035年我國將累計需求錳1.8億t，錳的累計需求量是過去17年的1.5倍。雖然中國未來錳需求量將呈緩慢下降趨勢，但根據(jù)中國地質科學院全球礦產資源戰(zhàn)略研究中心對中國錳礦資源的可供產量研究結果，錳礦標礦(錳含量39%)價格在700元/t和900元/t情況下，2020年、2025年、2030年我國錳礦的綜合保障程度和累計保障率都偏低，對外依存度都在50%以上。未來國內錳資源供應不能滿足我國經濟社會和產業(yè)發(fā)展需求。