世界肥料產業(yè)發(fā)展趨勢及展望
發(fā)布時間：2023-01-19 來源：現(xiàn)代化工 分享到：
摘要：分析了1961—2019年世界肥料產業(yè)的發(fā)展歷程，發(fā)現(xiàn)肥料生產及消費數(shù)量仍處于上升階段，但速度有所放緩。發(fā)展中國家在肥料產業(yè)中占據(jù)的地位越來越高,肥料生產、消費區(qū)域發(fā)生了較大轉移，尤其是氮肥、磷肥逐漸轉向資源豐富以及需求量大的區(qū)域，鉀肥生產區(qū)域布局并無太大變化。從肥料產品結構變化來看，不同國家差異顯著，發(fā)展中國家逐漸由單質肥料向多元復合肥料的方向發(fā)展，而發(fā)達國家發(fā)展趨勢相反。從未來發(fā)展趨勢來看，肥料需求仍將上升，但受資源和能源形勢、環(huán)保政策以及國際貿易形勢影響，生產布局會進一步調整。
世界肥料產業(yè)從上世紀六七十年代進入快速發(fā)展階段，化肥消費和生產總體趨勢呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢，但肥料生產、消費水平以及產品結構在時間和空間尺度上發(fā)生了較大變化。馬文奇等通過分析世界肥料消費和生產進程，得出了不同國情背景下的4種發(fā)展模式，肥料產業(yè)發(fā)展與國家經(jīng)濟發(fā)展水平、政策以及國際貿易形勢息息相關。隨著近些年聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展以及碳中和目標的確立，加之化肥產業(yè)與可持續(xù)發(fā)展息息相關的現(xiàn)實背景，不斷倒逼肥料產業(yè)進行產品和產業(yè)結構的轉型，以適應農業(yè)綠色減碳的時代需求。尤其是作為世界最大肥料生產和消費地區(qū)的中國，在一系列化肥減量政策的實施下，化肥施用量已實現(xiàn)六連降，減施化肥近800萬t。通過分析世界肥料產業(yè)發(fā)展進程，得出近些年在國際形勢、環(huán)境政策的變動下肥料產業(yè)發(fā)展的新動態(tài)，指出不同區(qū)域肥料生產、消費的最新變化，從而得出肥料產業(yè)的發(fā)展趨勢，為中國化肥產業(yè)發(fā)展提供參考。1 全球現(xiàn)代肥料產業(yè)起源及發(fā)展歷程
1.1 肥料創(chuàng)新進程及總量
伴隨著礦質營養(yǎng)學說理論的誕生，世界各國開始了對化肥生產技術的摸索。1842年英國科學家John Lawes用硫酸和磷礦生產出過磷酸鈣，開啟了磷肥工業(yè)發(fā)展的歷程。1861年在德國首次開采光鹵石鉀礦，為鉀肥產業(yè)奠定了原料基礎。1908年德國巴斯夫的哈伯發(fā)明了合成氨技術，氮素生產有了基本保障。1922年，用氨和二氧化碳為原料合成尿素的第一個工廠在德國投入了生產。復合肥料首次在1920年美國氰氨公司投入運轉。20世紀30年代初，用硝酸分解磷礦并用氨中和加工制造硝酸磷肥的奧達法首先在德國建廠。進入20世紀60年代，肥料產業(yè)快速發(fā)展。據(jù)世界肥料工業(yè)協(xié)會（IFA）統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，世界肥料生產經(jīng)歷了“上升-下降-再上升-再下降-上升”5個階段，生產總量從1961年的3250.6萬t增長至2019年的20943.6萬t，增長了6.4倍。其中1961—1988年期間肥料產量增速最快，以平均每年431.5萬t的產量迅速增加；近幾年肥料產量保持穩(wěn)中有升的態(tài)勢。據(jù)世界肥料工業(yè)協(xié)會預測，受環(huán)境政策和國家法規(guī)影響，未來五年全球肥料產量增長率將進一步放緩。1.2 氮肥生產進程及總量
據(jù)IFA統(tǒng)計數(shù)據(jù)，世界氮肥生產從1961年的1233.75萬t增長至2019年的11955.38萬t，增長8.7倍。期間氮肥產量有短暫幾年下降外，總體保持持續(xù)增長的趨勢，但不同階段增速有所不同：第一階段1961—1989年以年均20%的速度增至8276.4萬t；第二階段1991—2013年增長速度放緩至4%的增長水平，從7084.8萬t增長至12876.5萬t。近幾年氮肥生產保持著穩(wěn)中有升的增速，詳見圖1。1.3 磷肥生產進程及總量
世界磷肥生產從1961年的1081.36萬t增長至2019年的4711.81萬t，增長3.36倍，期間經(jīng)歷過“增長-下降-再增長-下降”4個階段。磷肥生產從1961年的1081.36萬t增長至1988年3969.72萬t后呈現(xiàn)下降趨勢，直至1993年降至最低點2806.54萬t，隨后開始緩慢增長，直至2017年到達峰值4937.38萬t，目前已連續(xù)三年呈現(xiàn)下降的趨勢，這一下降主要由于中國產量降低引起，中國減產的貢獻達50.1%，詳見圖1。1.4 鉀肥生產進程及總量
世界鉀肥生產從1961年的935.53萬t增長至2019年的4276.36萬t，漲幅達457%，期間經(jīng)歷了“增長-下降-增長-下降-增長”5個階段。第一階段從935.53萬t增長至3143.78萬t后到1993年降至1976.75萬t；隨后開始持續(xù)增長到2007年的3418.61萬t后開始下降，尤其是2008—2009年期間，世界鉀肥產量迅速從3320.03萬t跌至1990.12萬t，隨后迅速反彈至3384.97萬t后緩慢上升，直至2019年產量有一定的下降，降幅為3.6%，詳見圖1。
圖1 世界肥料生產進程及總量
注：數(shù)據(jù)來源于IFA數(shù)據(jù)庫。
1.5 化肥施用量變化
根據(jù)IFA和世界糧農組織（FAO）數(shù)據(jù)庫，全球化肥施用總量從1961年的3165.7萬t增長至2019年的19080.8萬t，單位耕地面積化肥用量從1961年的24.87kg/ha增長至2019年的137.93kg/ha。其中在1988—1993年期間，化肥施用總量經(jīng)歷一定時期的下降；在2007—2009年期間，受全球金融危機影響，肥料用量又一次下跌，氮磷鉀在一年內施用總量分別下跌4.4%、12.8%、16.3%，但隨后又迅速反彈至金融危機前的施用水平并持續(xù)增長。2019年氮磷鉀肥單位耕地面積用量分別已達到77.75kg/ha、33.50kg/ha、26.69kg/ha。如果施用有機肥，這一用量水平對于部分作物體系已經(jīng)足夠，但如果單純依靠化肥，則無法滿足高產需要（例如高產糧食作物氮磷需求量大約在200kg/ha及60kg/ha）。然而，目前化肥使用逐漸從農田轉向人工草地和林地。按照FAO統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我們分析了3種情境下的單位面積化肥用量，從結果來看，如果考慮長期草場施肥（再加上耕地），單位面積施肥量為41.67kg/ha；如果考慮長期草場和經(jīng)濟林（人工種植，如中國的桉樹），則單位面積化肥用量下降為39.12kg/ha。因此，雖然目前全球長期草場和經(jīng)濟林并沒有普遍使用化肥，但如果草地和林地施用時，化肥用量將具有非常大的增長空間。世界化肥施用總量及單位面積用量變化見圖2。
圖2 世界化肥施用總量及
單位面積用量變化
注：肥料總量數(shù)據(jù)來源于IFA數(shù)據(jù)庫，耕地面積、草地面積、林地面積（人工林）來源于FAO統(tǒng)計數(shù)據(jù)。2 肥料產業(yè)國別特征
2.1 生產國別特征
2.1.1 氮肥生產快速由發(fā)達國家向發(fā)展中國家轉移
現(xiàn)代氮肥工業(yè)起源于歐洲，并率先在發(fā)達國家普及，隨后才普及到發(fā)展中國家。據(jù)IFA統(tǒng)計數(shù)據(jù)，1961年北美和西歐分別占氮肥生產總量的26.9%、13.5%，尤其美國和德國分別占24.7%、11.7%。亞洲氮肥生產量僅占世界生產總量的7.8%，其中中國和印度氮肥分別僅占3.9%、1.2%。1991年以來增長幅度最大的是非洲和亞洲，增長幅度分別為298%、214%，北美洲增長幅度僅為114%，西歐氮肥產量降幅已達23%。到2019年亞洲地區(qū)氮肥生產總量已達7467.75萬t，占比62.5%，中國和印度分別占25.2%、11.5%。北美和西歐地區(qū)占比下降至13.6%、8.6%，其中美國和德國生產占比分別降至10.8%、1.2%。中國于1990年氮肥產量首次躍居全球第一，到2019年已保持30年，自1991年后對全球氮肥產量增長的貢獻達到30.9%。從氮肥生產進程來看，發(fā)展中國家在氮肥生產中占據(jù)的地位越來越重要，氮肥生產逐漸由經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)向資源豐富地區(qū)以及消費量高的地區(qū)轉移。不同年份氮肥生產及消費量排名前10位的國家詳見表1。
表1 不同年份氮肥生產及消費量
排名前10位的國家
注：數(shù)據(jù)來源于2020年IFA數(shù)據(jù)庫。
2.1.2 磷肥生產快速轉向資源豐富及需求量大的國家
現(xiàn)代磷肥工業(yè)也起源于歐洲，并率先在發(fā)達國家普及，隨后才普及到發(fā)展中國家。從生產區(qū)域變化來看，1961年西歐和北美產量占當年世界磷肥總產量的43.8%、27.1%，亞洲和非洲地區(qū)占比僅為8.5%、2.1%。隨著肥料生產技術完善、經(jīng)濟發(fā)展以及肥料需求量的不斷增加，磷肥生產的主要區(qū)域已轉移至亞洲地區(qū)，尤其是東亞地區(qū)，磷肥生產量從1961年的82.76萬t增長至1799.84萬t， 2019年亞洲地區(qū)占磷肥生產總量的57.5%。中國在1993年后磷肥產量增加對世界磷肥產量增加的貢獻達到32.7%，并于2005年磷肥產量首次超過美國躍居第一，此后產量一直保持在第一位的水平，2019年占世界磷肥生產總量的35.2%。相反，西歐地區(qū)逐步退出磷肥生產，產量從1961年的473.35萬t降至2019年的80.2萬t。不同年份磷肥生產及消費量排名前10位的國家詳見表2。
表2 不同年份磷肥生產及消費量
排名前10位的國家
注：數(shù)據(jù)來源于2020年IFA數(shù)據(jù)庫。
2.2 肥料施用國別特征
自20世紀60年代“綠色革命之父”Norman Borlaug創(chuàng)立作物高產育種技術以來，世界各國爆發(fā)了通過增施化肥來換取糧食增產的“綠色革命”時代，化肥施用量迅速提高。由于區(qū)域發(fā)展不均衡，全球化肥使用大致經(jīng)歷了“上升—（下降）—穩(wěn)定”3個階段（見圖3）。歐美日等發(fā)達國家化肥使用量在20世紀80年代達到頂峰后開始逐漸降低，其中德國和日本的下降趨勢仍在延續(xù)，美國的氮肥用量穩(wěn)中略增，磷鉀肥用量保持穩(wěn)定已達到30年。中國自2015年實現(xiàn)化肥負增長，目前用量仍在持續(xù)下降。目前，中國肥料總用量穩(wěn)居世界首位，2019年單位耕地面積用量達到350.7 kg/ha，是世界平均水平的2.5倍。其中氮肥自1990年單位面積用量首次進入世界前10位后，近些年一直穩(wěn)居世界前5位，2019年單位面積用量達198.23 kg/ha，是世界平均水平的2.6倍。磷肥分別在2010年、2012年、2014年達到世界單位面積用量的第一位，目前保持在前5位左右水平，達76.1 kg/ha，是世界平均水平的2.3倍。鉀肥用量從1978年的2.35 kg/ha增到2019年的76.29kg/ha，穩(wěn)定保持在世界單位面積鉀肥用量排名的前15位。未來隨著人口、經(jīng)濟、環(huán)保各種形式的變化，各國化肥用量仍將發(fā)生大幅度變動（見圖3）。
圖3 不同國家化肥施用總量變化
注：數(shù)據(jù)來源于2020年IFA數(shù)據(jù)庫。
2.3 肥料國際貿易特征
由于能源資源儲量以及經(jīng)濟發(fā)展水平的不同，肥料在國際間的貿易成為了保證世界糧食生產的關鍵，近些年肥料貿易占世界肥料生產量的比例也是逐步提高。肥料貿易從20世紀60年代一直保持著上升的態(tài)勢，直至近幾年氮肥、鉀肥貿易占比逐漸趨于穩(wěn)定，貿易量保持在總產量的40%、80%左右，但磷肥仍呈現(xiàn)上升趨勢，截至2019年已占據(jù)世界磷肥生產總量的47%。每年世界肥料總產量中肥料貿易占比情況如圖4所示。
圖4 每年世界肥料總產量中肥料
貿易占比情況
注：數(shù)據(jù)來源于IFA數(shù)據(jù)庫。
2.4 中國在全球肥料產業(yè)體系中的角色和競爭力
隨著中國肥料產業(yè)的快速發(fā)展，化肥生產總量已穩(wěn)居世界第一位，占世界生產總量的24%。尤其是近20年，中國肥料產業(yè)更是突飛猛進，據(jù)IFA統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，2000—2019年中國肥料產量增加對世界總產量增加的貢獻度為36.5%，其中氮肥、磷肥、鉀肥貢獻度分別為24%、68.5%、33.7%；中國肥料出口在2019年僅落后于俄羅斯和加拿大居于世界第三位，達1143.23萬t，占世界肥料出口總量的11.5%，其中氮肥、磷肥出口總量分別居于世界第二位、第一位，分別為587.14萬t、508.91萬t，分別占世界總量的13.5%、23.1%。
3 肥料產品結構國別特征
處于不同發(fā)展階段國家的肥料產品發(fā)展道路有很大差異。以中、美、德三國為例，1980年前后中國氮肥產品結構主要以單質氮肥為主，尿素占1/3以上市場份額， 2009年中國尿素市場份額已接近七成，近些年逐漸轉變成以三元復合肥為主要產品的氮肥施用結構。美國、德國三元復合肥占比逐漸減少，以單質肥料和二元復合肥為主。美國氮肥產品結構向氨水、尿素、氮溶液3種產品均衡施用的方向發(fā)展。德國則一直以硝酸銨鈣為主，但占比從1980年的55.6%降至2019年的37.2%，單質氮肥和尿素占比超過半數(shù)（見表4）。從磷肥產品施用結構來看，中國從以過磷酸鈣為主逐漸轉變成以磷銨復合肥、三元復合肥為主的消費結構，美國和德國則逐漸由三元復合肥向二元磷銨復合肥轉變（見表5）。中國與德國、美國鉀肥產品結構發(fā)展路徑截然相反，中國從以氯化鉀為主要施用產品轉變成以三元復合肥為主，德國、美國則以三元復合肥施用為主轉變成以氯化鉀為主要產品（見表6）。中國復合肥占比較高是因為末端配肥系統(tǒng)不發(fā)達，而美德等發(fā)達國家由于完備的配肥系統(tǒng)，基本以供應單質肥為主。
注：數(shù)據(jù)來源于IFA數(shù)據(jù)庫，總用量為折純量。注：數(shù)據(jù)來源于IFA數(shù)據(jù)庫，總用量為折純量。
注：數(shù)據(jù)來源于IFA數(shù)據(jù)庫，總用量為折純量。
注：數(shù)據(jù)來源于IFA數(shù)據(jù)庫，總用量為折純量。
4 世界肥料產業(yè)發(fā)展趨勢
4.1 資源和能源形勢主導肥料產業(yè)格局發(fā)展總體趨勢
肥料生產需要的主要資源有煤炭、天然氣、磷礦、硫磺、鉀礦等，資源和能源的供應將會對肥料生產產生巨大影響。當下，氮肥生產主要依賴于煤炭、天然氣能源供應，隨著能源價格的大幅上漲，氮肥生產將逐漸集中于一些原材料豐富以及能源價格低的區(qū)域。另外，隨著環(huán)境治理力度的不斷加深，以煤炭為能源生產肥料的區(qū)域將逐漸受到限制。高品位磷礦短缺，且磷礦資源不斷整合，磷礦龍頭公司摩洛哥磷酸鹽集團和美國美盛公司控制著全球40%以上的磷礦資源，國際市場競爭將進一步加劇，磷礦渣及尾礦處理等環(huán)境問題會成為磷肥生產的主要限制因素。世界鉀礦資源較為豐富，環(huán)境壓力相對較小，除了運輸和戰(zhàn)爭等不可抗拒因素外，鉀肥生產受其他因素的限制較小。未來肥料生產將更加集中于資源豐富、運輸方便以及清潔型能源的地區(qū)。
4.2 環(huán)境保護政策推動肥料產業(yè)走向綠色、優(yōu)質、高效
聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標的確立使得許多國家和地區(qū)加大了環(huán)境保護的力度。近些年來，不合理施肥導致的空氣質量下降、土壤酸化、地下水污染等問題日趨普遍，化肥減量增效也成為了農業(yè)綠色發(fā)展的關鍵步驟。各個國家加大了對肥料廠商的監(jiān)管力度，排放多、污染大、質量低的肥料逐漸被市場淘汰，同時出臺了一系列化肥減量增效的政策。發(fā)達國家較早開展了肥料減量增效的行動，如歐盟采取法制強制性政策和經(jīng)濟激勵性政策來限制肥料使用，成功使氮肥、磷肥、鉀肥減量了30%~50%。美國主要通過完善的市場服務體系，采取最佳管理措施的經(jīng)濟激勵方式來提高肥料利用效率，成功地將農業(yè)面源污染面積減少了66%左右。日本主要通過優(yōu)化養(yǎng)分管理體系，驅動產品由數(shù)量到質量的轉變，加之政策激勵、限制，農業(yè)技術創(chuàng)新、社會服務組織（農協(xié)）的完善實現(xiàn)了化肥減量增效。中國在工業(yè)減排、產品創(chuàng)新、技術服務方面也開展了大量探索性工作，力求進一步實現(xiàn)化肥減量增效。
4.3 國際貿易形勢影響肥料市場的流通速度
肥料作為大宗商品，國際間貿易政策影響著肥料市場流通速度。近些年，限制性貿易政策的增多，導致貿易自由化的步伐減慢，限制了肥料的正常生產流通。另外，在新冠疫情世界流行的背景下，使得世界經(jīng)濟發(fā)展變緩、經(jīng)濟復蘇乏力、大宗工業(yè)品需求疲軟。加之近幾年，北非、西亞等地新建磷肥產能集中釋放，全球磷肥生產貿易格局發(fā)生巨大變化，美國美盛、摩洛哥OCP等磷肥行業(yè)龍頭不斷繼續(xù)鞏固地位，加速搶占磷肥市場。隨著俄烏戰(zhàn)爭的爆發(fā)，烏克蘭、俄羅斯作為世界上糧食的主要出口國，糧食短缺促使肥料等投入品需求的增加，加之俄羅斯作為肥料出口量最大的國家，短期內肥料市場在國際上的流通將受到?jīng)_擊，國際磷鉀肥市場供應緊張，價格存在較大幅度上漲的趨勢。
5 結語
肥料作為糧食安全的基石，未來仍將繼續(xù)發(fā)展。但區(qū)域的不均衡，尤其是在國際政治、疫情、各國環(huán)境政策驅使下，產業(yè)布局仍會發(fā)生較大變化。在紛亂復雜的國際形勢下，保障資源持續(xù)供給是根本，創(chuàng)新產品和施用技術及服務體系、實現(xiàn)高效施用、滿足綠色發(fā)展是當前中國應著力的關鍵。
來源：現(xiàn)代化工
