矿业经济支撑巴州新能源产业建设策略研究
摘要:巴音郭楞蒙古自治州光热资源丰富,幅员辽阔,大面积的戈壁、沙漠为风力发电、光伏等新能源产业建设提供大量的未利用土地资源;阿尔金地区可为多晶硅产业提供优质的高纯石英资源,亦可为优质储能提供必需的锂辉石、锂云母资源。巴州在建设光伏产业和高端动力锂电池产业链上同时具有资源优势、区位优势和工业基础,聚焦国家“双碳”战略目标,紧抓新疆新旧能源系统转换机遇期,科学有序、统筹推进巴州战略新兴和特色优势矿产资源绿色开发,优化资源开发与保护格局,积极推进新能源“生能-储能”产业链建设正当其时,助力构建清洁低碳安全高效的能源体系,促进巴州新能源产业高质量发展。
关键词:高质量发展 锂铍稀有金属 新能源产业
“30·60”碳达峰碳中和的“双碳目标”是党中央经过深思熟虑作出的重大战略部署,实现双碳目标的核心是构建清洁低碳安全高效的能源体系,可再生能源和高效储能的有机结合是主要实现路径。2022年5月14日,国务院下发了《关于促进新时代新能源高质量发展实施方案》的通知指出:加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系,更好发挥新能源在能源保供增供方面的作用,助力扎实做好碳达峰、碳中和工作[1]。南疆幅员辽阔,天山与昆仑-阿尔金山之间的塔里木盆地面积超过40万平方千米,光热资源富足,大面积的戈壁、沙漠及冲积平原为风能、太阳能等新能源建设提供了大量的未利用土地资源。近年来,在巴音郭楞蒙古自治州发现评价的光伏产业所需高纯石英资源储量喜人,新发现的阿尔金锂铍稀有金属成矿带锂辉石、锂云母资源潜力巨大,可为优质储能提供必需的“锂”矿资源,加快推进巴州新能源“生能-储能”产业链建设将是助力实现双碳目标的重大机遇。笔者对我国双碳目标下新能源产业发展形势及巴州矿产资源勘查开发现状进行了分析,从加快推进高纯石英、锂铍稀有金属等优势矿产资源勘查开发助力新能源产业发展的角度,研究讨论了巴州新能源产业高质量发展的策略。
1.新能源产业发展形势
随着新能源和新能源汽车等行业的迅猛发展,锂作为21世纪的“能源金属”,日益受到美国、中国、欧盟、日本等世界主要经济体的高度关注,各国将抢占锂行业发展新高地提升到国家战略层面,不断在资源布局、矿产开发、产业规划、科技研究、市场培育等方面加大投入,推动全球锂行业进入快速发展阶段[2]。锂作为电动汽车行业的核心原材料,全球主要汽车制造商迫切需要增加供应量,我国动力锂电池产业也迎来爆发式增长,受需求、供给、开发周期等多重因素叠加,国内电池级碳酸锂价格从2020年10月的4.42万元/吨持续上涨,到2022年3月突破50万元/吨后开始回落,17个月上涨了11倍,“有锂走遍天下”一度被投资者奉为“致富圣经”。
图1 2020年10月至2022年6月电池级碳酸锂价格示意图
据中国电子信息产业发展研究院发布《2021中国锂电产业发展指数白皮书》显示,2017年第四季度以来,中国锂电产业发展指数整体呈现平稳上涨态势,2021年第四季度该指数达到307.6,是2017年的三倍多。2021年全球锂离子电池市场规模达到545GWh,中国已连续5年成为全球最大的锂电池消费市场[3]。截至2021年底,中国动力电池产能约占全球的70%,世界10大锂电池厂家当中,宁德时代排名第一,比亚迪、中创新航、国轩高科、远景动力和蜂巢能源杀入十强。截至今年4月,我国新能源汽车已经累计推广1033万辆,引领全球汽车产业电动化转型,新能源汽车需求强劲是助推2021年我国锂电产业猛增势头的主要因素之一。
我国是全球最大的锂电池材料和电池生产基地,锂离子电池产业主要分布在珠三角、长三角、京津冀以及川渝等地区。据不完全统计,2021年国内的碳酸锂产量约23万吨,其中仅25%是以国内生产的锂云母为原料,75%是以国外进口的锂辉石精矿与高浓卤水锂矿为原料,国内锂矿资源开发严重不足,供需矛盾尖锐。2021年“缺锂”成了电动汽车行业继“缺芯”之后面临的新难题,“有锂走遍天下”,力拓、紫金矿业等世界矿业巨头在抢锂,宁德时代、蜂巢能源等世界头部动力电池厂商也在抢锂,争相开启了全球抢锂囤矿模式。
当前,随着环塔里木盆地铁路、高速公路网的建成通车,塔里木盆地为风能、太阳能等可再生能源利用提供了丰富的光热资源,南疆区位优势显现,特别是巴州若羌县面向一带一路、联通中亚到内地,从“口袋底”开辟形成了第二条进出疆铁路大通道和第三条进出疆高速公路大通道;昆仑—阿尔金地区拥有丰富的高纯石英和锂资源,推进建设新能源“生能-储能”产业链的条件日趋成熟,助力构建清洁低碳安全高效的能源体系。巴州在建设光伏产业和高端动力锂电池产业链上同时具有资源优势、区位优势、工业基础和投资环境,建设“生能-储能”产业集群较南疆其它地区更具优势。
2 锂资源需求及开发现状
锂矿资源主要有盐湖卤水型、伟晶岩型、黏土型、锂沸石型、油气田卤水型和地热卤水型,以盐湖卤水型和伟晶岩型锂矿最为重要。盐湖卤水型锂矿主要分布在南美锂三角地区,是全球最重要的锂资源基地,其次是中国的青藏高原和美国西海岸;伟晶岩型锂矿全球分布广泛,主要分布在澳大利亚西部、中国青藏高原周边、刚果(金)等国家和地区,与造山带关系密切;黏土型锂矿主要分布在北美科迪勒拉地区[4]。
据中国地质调查局发布的《全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量评估报告(2021)》显示,全球锂资源主要集中在南美锂三角地区、澳大利亚、中国、美国、刚果(金)和加拿大等国。截至2020年,全球锂矿(碳酸锂当量,下同)储量1.28亿吨,资源量3.49亿吨,主要分布在智利、澳大利亚、阿根廷、玻利维亚等国[4]。中国碳酸锂储量810万吨,约占全球6.31%,排名全球第四位;碳酸锂资源量1914万吨,约占全球5.48%,排名全球第五位④。我国赋存于青海、西藏盐湖中的锂资源约占80%以上,而硬岩锂资源主要集中于四川、江西、湖南、新疆四省区,花岗伟晶岩型的锂辉石或锂云母矿占全国硬岩锂资源的98%以上。国内锂资源储量大、品位低,且多为共伴生产出,受地区开发条件、开发技术等制约,盐湖卤水锂和硬岩锂的开发程度均较低。
目前,全球锂矿开发主要集中在锂三角地区的智利和阿根廷,以及澳大利亚、加拿大、中国、美国等国家,其中智利、阿根廷和中国都是以盐湖卤水型锂矿开发为主,而澳大利亚和加拿大则以开发硬岩型锂矿为主。我国青海柴达木盆地高镁锂比的盐湖卤水提锂技术多为生产工业级碳酸锂产品;以碳酸锂形态赋存的西藏扎比耶盐湖,易于提取卤水中的锂,但受交通、电力、能源等条件制约,大规模开发推进迟缓;国内硬岩锂资源分布集中,四川阿坝、甘孜两州锂矿成矿条件优越,资源丰富,其中探明储量大,由于环保问题,暂时难于开发利用;江西宜春是我国规模最大的钽铌锂原料生产基地和锂云母产地,近年来开发的低品位锂云母矿石支撑了国内锂资源产量;新疆的锂矿开采源于1935年阿勒泰可可托海3号脉,新疆锂盐厂生产的军工级单水氢氧化锂为氢弹提供了最为关键的氘化锂原料,可可托海三号矿脉因锂资源枯竭于1999年闭坑以后,新疆的锂矿开发基本停滞。
新疆锂矿资源丰富,已发现的锂矿主要为硬岩型(锂辉石、锂云母)和盐湖卤水型两种类型,硬岩型锂矿主要分布于阿尔泰山、西昆仑-喀喇昆仑、东天山、阿尔金四条锂铍稀有金属成矿带上,盐湖卤水型锂矿主要集中在罗布泊盐湖及昆仑山间盆地。随着近几年新疆多个锂铍多金属矿的发现,锂矿已成为新疆优势矿产资源之一。西昆仑大红柳滩地区已发现10处锂铍矿产地,509道班西锂铍矿探明氧化锂资源量12.86万吨[5];中国科学院广州地球化学研究所预测潜在氧化锂资源达506万吨[6]。近年来,新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第三地质大队在阿尔金地区新发现吐格曼、塔什达坂、瓦石峡南等十余处具有大中型资源远景的锂铍矿,平均品位1.0~1.5%,预测氧化锂资源100万吨以上。受恶劣自然条件的制约,勘查程度低,投入不足,探明锂矿资源储量不足预测的10%,亟待加强锂资源的勘查开发。
3 巴州矿产资源勘查开发现状
3.1主要地质找矿成果
十三五期间,在国内外铁铜铅锌等大宗矿产品价格持续疲软,商业性矿产勘查投入持续减少的大背景下,国投罗钾的钾肥产量又创历史新高;在中国地调局、自治区地质勘查基金、新疆地矿局和巴州人民政府的大力支持下,罗布泊深部及外围又新增大量潜在钾盐资源;阿尔金地区锂铍、萤石、晶质石墨、锰等战略性矿产资源取得了新的找矿突破,探获了一批煤炭、石英岩、石灰岩、花岗岩等矿业开发急需的特色矿产资源。
国家“找矿突破战略行动”以来,罗布泊深部及外围共实施钾盐勘查项目7个,投入钻探34733.79米、坑探26112.44立方米、抽水实验孔66孔。罗南、米兰-罗南、大洼地、碱水泉等钾盐矿均达到中-大型规模,共估算K2SO4给水度资源量33904.00万吨,其中控制资源量6861.88万吨,推断资源量9747.83万吨,潜在矿产资源17294.29万吨,潜在经济价值近万亿元,有效保障了国家钾盐资源安全。
自2017年新疆地矿局第三地质大队发现厘定阿尔金锂铍稀有金属成矿带以来,阿尔金地区共实施了各类地质找矿勘查项目十余个,投入1∶5万水系沉积物测量2300平方千米、1∶5万专项矿产地质调查1200平方千米,槽探12078立方米、钻探5695米。厘定出长120千米,宽35千米的稀有金属成矿带,先后发现了吐格曼、瓦石峡南(沙窝子)、阿亚克、塔什达坂、塔木切、塔北、库木萨依等十余个具有中—大型资源远景的锂铍矿床,圈定矿体200余条,矿体长50~1590米,厚1.86~27.23米,控制斜深60~340米,深部厚大矿体未尖灭,矿体Li2O品位0.5~6.51%、BeO 0.029~2.60%,钽0.0035~0.0626%;矿石类型主要为钠长石锂辉石花岗伟晶岩和钠长石锂云母花岗伟晶岩,矿石矿物主要为锂辉石、锂云母、磷铝锂石、绿柱石、铌钽铁矿等;根据工程控制情况初步估算(控制+推断+潜在矿产资源)Li2O:26.22万吨、BeO:2.05万吨、Ta2O5:1935吨,氧化锂远景资源120万吨,氧化铍10万吨,钽5000吨;带内还有大量优质化探异常待查证,稀有金属资源潜力巨大,重构了我国锂铍稀有金属矿资源格局。尤其瓦石峡南厚大伟晶岩+热液复合型锂铍钽稀有金属矿床的发现,实现了我国无古生代伟晶岩型大型锂铍钽稀有金属矿床“零”的突破,填补了国内伟晶岩+热液复合型锂铍钽稀有金属矿床类型的空白。
2021年若羌县托盖里克—卡尔恰尔石英岩矿探矿权以3.6亿元招标出让给特变电工以后,带动了阿尔金地区高纯石英矿产资源的勘查开发。托盖里克(Ⅰ区)提交2800~3172米标高之间(控制+推断)资源量603.98万吨,另估算尚难利用Ⅱ级硅质原料资源924.34万吨;托盖里克北东区提交2643~3105米标高之间(探明+控制+推断)资源量1898.72万吨,另估算尚难利用Ⅱ级硅质原料资源2121.66万吨;新疆能源所属康图盖石英岩矿西段(13-04线)详查提交2370~2589米标高之间(控制+推断)资源量213.02万吨。阿尔金地区高纯石英矿产资源潜力巨大(>1亿吨),托盖里克、康图盖等石英岩矿的勘查评价工作热火朝天,特变电工、新疆能源等大型国企正在积极推进高纯石英资源的开发。
3.2 主要矿产资源开发现状
巴州正在开采的矿产主要有37种,主要为钾盐、煤、铁、铜、金、红柱石、冶金用白云岩、电石用灰岩、水泥用大理岩、石英、饰面石材等。全州矿山企业313家(大中型34家),能源9家、黑色金属16家、有色金属11家、贵金属10家,其它均为建材及非金属矿山企业。矿业年产值近100亿元,其中罗布泊国投罗钾约占50%,天山地区铁矿约占20%,煤约占10%,受交通及房地产市场影响,半数玉石和建筑用材料矿山停产。
天山地区和静县凯宏矿业诺尔湖铁矿已探获资源储量3.18亿吨(富铁矿石1.52亿吨),连续3年年产铁精粉超过100万吨,正在由露天开采向地下开采转进;备战矿业备战铁矿已探获资源储量5.4亿吨(富铁矿石1.04亿吨),年产铁精粉80万吨,正在积极扩产;敦德矿业敦德铁锌矿已探获铁锌矿石资源储量1.45亿吨、锌138.76万吨、金21.04吨,铁锌金均达到大型规模,年产铁精粉约60万吨,锌、金附加值较大,年产450万吨铁矿石的智慧采选工程正在加快推进。同时,和静县和合矿业查岗诺尔铁矿(3.26亿吨)、和静县和钢莫托萨拉铁锰矿(6116万吨)、和静县哈勒哈特菱镁矿(2596万吨)都在积极重启矿山开发。
阿尔金以北罗布泊地区若羌县国投罗钾作为世界最大的单体硫酸钾生产企业,年生产钾盐170万吨,实现年产值40余亿元,年利税近10亿元,增加就业3000多人,已累计生产硫酸钾超过1900万吨,有效缓解了我国钾肥供需矛盾,使我国钾肥自给率提高到了50%。2022年5月,公司正式启动5000吨/年的盐湖提锂“铝系吸附剂提锂全过程参数试验”可行性研究项目,助力巴州新能源产业发展。
阿尔金地区长期受交通条件制约,矿产资源开发进程迟缓。且末县邦泰矿业屈库勒克东金(锑)矿已探获金16.63吨,锑9860吨,新矿(投资)集团已全面整合矿山及外围探矿权加大勘查开发,并完成了对中煤华利深蓝矿业卡特里西铜锌矿的资产收购,拟整合选矿设施扩大生产规模;阿尔金地区锂铍稀有金属(氧化锂>100万吨)吸引宁德时代(志存锂业)年产值数百亿元碳酸锂项目落地若羌,投资120亿元的12万吨碳酸锂(一期6万)生产线已开工建设;特变电工规划将若羌县石英矿资源、风光资源等优势资源进行转化,拟建设石英矿-高纯硅-多晶硅-硅基新材料-光伏新能源一体化的产业链,打造中国最大的硅基新材料一体化产业基地,100万吨高纯硅(一期20 万吨)已开工建设,将同步推进总装机规模 54.5 万千瓦(风电 42.5 万千瓦、光伏12万千瓦)的新能源发电及储能电站项目开工建设。同时,且末县金昆仑矿业迪木那里克铁矿(2.9亿吨)也在积极重启矿山开发,卡尔恰尔西南(2249万吨)、皮亚孜达坂等萤石矿的勘查开发也如火如荼,巴州矿业经济形势方兴未艾。
4 阿尔金地区矿业经济发展建议
阿尔金地区矿种多、储量大,矿产资源丰富,开发前景好,主要有钾盐、锂铍稀有金属、萤石、高纯石英、铁、铅锌、钨锡、铜镍、石棉、玉石等众多优势矿产资源,石油、天然气勘探也在推进,资源禀赋突出,喀腊大湾锌矿、白干湖钨锡矿增列为“十四五”国家规划矿区。巴音郭楞蒙古自治州聚焦基础设施建设“牛鼻子”,积极构建现代综合交通运输体系,针对阿尔金山区在若羌—且末县规划部署了“一横四纵”旅游资源路,联通和田—若羌—格尔木铁路高速公路南疆出疆大通道,规划的旅游资源路正在积极推进,其中瓦石峡—康图盖—古尔嘎资源路主体工程全部完工,已基本具备通行条件。交通基础设施的发送将加快推进阿尔金地区矿产资源勘查开发进程。
4.1大力支持国投罗钾扩产增效
依托罗布泊深部及外围新增钾盐资源,大力支持国投罗钾(170万吨/年)持续扩大硫酸钾肥生产规模,持续提升我国钾肥自给率,加大盐湖提锂、提溴、提铯研究及钠、镁等元素综合利用的政策支持力度,助力巴州新能源产业发展,促进企业提质增效。
4.2加大煤炭资源勘查开发力度
阳光煤矿(4452万吨)露天开采90万吨/年的生产规模尚未达产,矿区外围玉苏普地区及南部白干湖、鱼目泉一带侏罗系含煤地层发育,已施工的钻孔深部可见厚度可观的可采煤层,还具有较大找矿潜力。若羌县规划的硅基、锂基、氟基新材料产业急需大量的煤炭资源,供需矛盾突出,须加大对玉苏普山间坳陷盆地煤炭资源的勘查开发力度,支撑工业经济发展。
4.3加快推进高纯石英、锂、萤石资源勘查开发。
阿尔金地区拥有锂铍稀有金属(>100万吨)、高纯石英(>1亿吨)、萤石矿(>5000万吨),资源潜力巨大,卡尔恰尔西南萤石矿、托盖里克石英岩、康图盖石英岩矿已初步具备开发条件,皮亚孜达坂萤石矿、盖吉克萤石矿、亚干布阳萤石矿、瓦石峡南锂铍矿、阿亚克锂铍矿、库木萨依锂铍矿、端木切锂铍矿等都具有大型—超大型矿床的资源潜力,在建设硅基、锂基、氟基新材料产业链方面具有较强的资源优势,涵盖新能源产业“生能”和“储能”全产链的资源需求和主要交通条件,随着资源路的建成通车,若羌具备打造新疆新能源产业战略基地的核心竞争力,建议积极引进特变电工、志存锂业、新矿集团、新疆能源等国内大型企业集团进行整体勘探开发,引导企业加大“生能—储能”全产业链延伸建设力度,让新能源产业惠及巴州社会经济。
5 结论及建议
1.紧抓昆仑山国家公园创建契机,进一步做好自然保护区范围及功能分区优化调整、“三区三线”划定等相关工作,贯彻国家、自治区矿业开发总体部署,以“绿水青山就是金山银”重要论断为指导,以推进巴州治理体系和治理能力现代化为引领,加快构建生态功能保障基线、环境质量安全底线、自然资源利用上线,聚焦巴州战略新兴和特色优势矿产资源勘查开发,坚持生态优先、绿色发展,立足资源禀赋和环境承载能力,科学有序统筹推进绿色矿业勘查开发。
2.进一步细化落实国家、自治区、地州、县市级矿产资源管理改革相关政策,优化矿产资源开发与保护格局,提升矿产资源利用质量和效益,鼓励开采国家规划矿区(石油、天然气、煤炭、煤层气)、战略新兴矿产资源(铁、钴、铜、镍、金、锑、钨、锡、锂、稀土、磷、钾盐、晶质石墨、萤石)、优势矿产资源(红柱石、石棉、蛭石、菱镁矿、玉石)和地方急需矿产资源(饰面石材、水泥用灰岩等)。
3.聚焦国家“双碳”战略目标,紧抓新疆新旧能源系统转换机遇期,在做好现有能源资源开发利用的基础上,重点利用巴州拥有新能源光伏产业必需的高纯石英,动力电池必需的锂、钴镍、萤石等矿产资源禀赋,加快推进高纯石英、锂、萤石、钴镍等矿产资源的勘查开发,加大对可再生能源“生能”和“储能”产业链建设的政策支持力度,打造新疆新能源产业战略基地,为国家实现“碳中和”目标贡献“巴州力量”。
参考文献
[1]国务院办公厅.国务院办公厅转发国家发展改革委、国家能源局《关于促进新时代新能源高质量发展实施方案》的通知.国办函〔2022〕39号.
[2]李好月,卿仔轩.世界锂市场分析及展望[J].中国金属通报.2021.
[3]中国电子信息产业发展研究院.2021中国锂电产业发展指数白皮书[R].北京:中国电子信息产业发展研究院,2022.
[4]中国地质调查局.全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量评估报告(2021)[R].北京:中国地质调查局全球矿产资源战略研究中心,2021.
[5]李永.西昆仑大红柳滩地区探获超大型锂矿床[J].中国地质调查成果快讯.2022,第8卷第6-7期(总第157-158期).
[6]王核,徐义刚,闫庆贺,张晓宇.新疆白龙山伟晶岩型锂矿床研究进展[J].地质学报,2021,95(10):3085-3098.
作者简介:王敬国,男,1972年4月生,地质矿产专业高级工程师,就职于新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第三地质大队,任党委书记、副大队长,从事地质矿产勘查开发管理工作,主要研究地勘行业及矿业经济高质量发展。联系电话:13709970058,邮箱:293519756@qq.com。
通讯作者:丁海波,男,1984年3月生,地质矿产专业正高级工程师,国家“西部之光”访问学者,中国矿业联合会首批地质师,“天山青年计划”优秀青年科技人才,巴音郭楞蒙古自治州政协委员,就职于新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第三地质大队,任地质矿产科科长,从事基础地质调查和矿产勘查评价工作,主要研究矿床地质、区域成矿规律及矿业经济发展。联系电话:18999606808,邮箱:395483418@qq.com。
(本网站所发布的论文为2023年西部地经网学术年会征集到的论文原稿,以供交流分享,论文的真实性和合法性由作者自行负责。)