铁矿石行业供给深度展望报告Word格式.docx
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2按照工业类型的分类情况
矿产工业指标包括矿产质量和开采技术条件两个方面的要求。
(1)矿产质量要求主要包括:
边界品位、最低工业品位、矿区平均品位、有害组分最大允许含量、矿石(或矿物)的物理化学特性等。
(2)开采技术条件主要包括:
最小可采厚度、最低工业米百分值、夹石剔除厚度、剥离系数、开采深度等。
矿石品位是指单位体积或单位重量矿石中有用组分或有用矿物的含量。
铁矿的品位定级分为富矿、低品矿、贫矿和超贫矿四大类:
(1)含铁量45%以上称之为富矿(赤铁矿达70%);
(2)含铁量35%至45%为低品矿;
(3)含铁量25%至35%为贫矿;
(4)含铁量25%以下为超贫矿。
从矿产质量来看,边界品位和最低工业品位是区分铁矿石是否能够用于工业生产的主要条件。
(1)边界品位:
是指圈定矿体时对单个矿样中有用组分含量的最低要求,是区分矿石与围岩的最低品位界限。
(2)最低工业品位:
简称工业品位,是根据边界品位圈定的单个勘探工程或单个矿段中有用组分平均含量的最低要求,是作为划分矿石品级、区分可利用资源储量与暂不可利用资源储量的重要标准。
根据边界品位可以将矿体分为矿石与围岩,根据工业品位可将矿石分为工业上可利用的铁矿石与暂不能利用的铁矿石:
(1)工业上能利用的铁矿石,即表内铁矿石,包括炼钢用铁矿石、炼铁用铁矿石、需选铁矿石(贫矿)。
根据2002年12月17日中国国土资源部发布的《铁、锰、铬矿地质勘查规范(DZT0200-2002)》中规定了铁矿石的边界品位和工业品位。
从表中可以看出,可利用的铁矿石工业品位至少为25%(除mFe外)。
(2)工业上暂不能利用的铁矿石,即表外铁矿石,矿石含铁量介于最低工业品位与边界品位之间。
图2:
工业上能利用的铁矿石工业标准
(二)如何用:
采矿-选矿-造块-高炉,不同矿种选矿方法各异,贫矿较富矿预处理流程长、成本高
铁矿石企业生产线的主要作业流程包括采矿、选矿和造块等基本环节。
图3:
“如何利用铁矿石生产生铁”流程图
1选矿:
以矿种区分选矿方式,贫矿比富矿的处理流程更长、成本更高
选矿是在矿石破碎磨细以后,根据铁矿石中不同矿种的物理和化学性质,采用合适的方式将所需矿物与脉石矿物分开,富集矿物的过程,还可以除去较多有害杂质。
从国内铁矿特征来看,能直接冶炼的富矿不多,用低品位的矿石进行冶炼效益较低,因此大部分铁矿石需经选矿处理。
不同矿种的选矿方式存在差异,贫矿比富矿的处理流程更长、成本更高。
这里我们从铁矿石品种和铁矿石品位两个角度来看选矿的不同之处。
1.1从不同种类的矿石角度来考虑
常用的铁矿石选矿方法有:
磁选法、重选法和浮选法等。
从矿山开采出来的原矿石的金属含量和其他化学成分波动很大,粒度大小相差悬殊,有的大至几百毫米,有的则成粉末状。
大部分矿石无论从物理性质或化学性质来看,都不能达到冶炼对炉料的要求,不能直接入炉冶炼。
因此炉料必须经过一定的加工处理。
选矿方法的选择是根据铁矿石中铁矿物和其他有用金属矿物的物理性质来确定的。
用于炼铁的主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿等,富矿多为含铁量在70%以上的磁铁矿和赤铁矿。
由于磁铁矿、赤铁矿等铁矿具有不同的物理性质,一般须采用不同的选矿工艺方法使铁矿石的成分转化得容易冶炼。
(1)磁铁矿主要包括单一磁铁矿和混合磁铁矿等品种,磁铁矿属强磁性产物,在磁铁矿选矿中普遍采用以弱磁选工艺为主的选别流程,针对不同细分种类的磁铁矿,其具体选矿流程包括单一弱磁选流程、弱磁选-反浮选流程、弱磁选-精选流程和弱磁—强磁—浮选联合流程等。
(2)赤铁矿的选矿流程一般包括焙烧磁选流程、赤铁矿浮选流程和弱磁—强磁流程等方法。
在焙烧过程中,赤铁矿通过还原焙烧使其中弱磁性铁矿物转变成为强磁性铁矿物,再经磁选则能得到较高的选矿指标。
通过这种焙烧方法可以改变矿石的化学成分和性质,除去原料中的有害杂质,同时还可以使矿石组织疏松,便于破碎和提高矿石的还原性。
(3)褐铁矿的成分以含水氧化铁为主,其品位一般不高,矿石包含其他矿物质,例如铜和镍等金属。
目前采用的选矿方法主要分为单一选别流程和联合选别流程。
图4:
我国褐铁矿的常用选矿方法分为单一选别流程和联合选别流程
(4)菱铁矿当中有工业开采价值的量比其他三种矿石都少,该矿容易被分解氧化成褐铁矿,所以一般使用的选别方法主要是焙烧—磁选,原理是将弱磁性的菱铁矿加热分解并通过氧化得到强磁性磁铁矿,再使用磁铁矿的选别方法。
另外还可以使用强磁选和浮选工艺的方法。
1.2从不同品位的铁矿石角度考虑
铁矿石是钢铁企业中消耗量最大、处理流程长和比较复杂的基础原料,品位较高的富矿加工为块矿、部分粉矿以及少量的铁精粉,而品位较低的贫矿则经贫矿选矿厂加工为铁精粉,其中贫矿比富矿的处理流程更长、处理成本更高。
(1)从贫矿处理流程来看,从矿山开采出来的原矿分别经过破碎、筛分、中和(混匀)、焙烧选矿和造块等准备处理加工过程,选别流程采用磨矿-分级-弱磁-强磁-反浮选等方法处理,这样能够得到品位较高的铁精粉。
(2)从富矿处理流程来看,只需经过整粒(包括破碎、筛分、分级和中和)之后再入炉冶炼。
其中水洗得到的溢流矿通过弱磁、强磁选可以获得铁精粉产品。
之后通过对原料的准备处理进行综合回收或去除其有益元素和有害杂质。
此外,由于贫矿需要进行焙烧选矿和造块,相对富矿来说预处理成本高。
2造块:
通过烧结、球团人造富矿,提升冶炼效果
经过选矿后得到块矿、粉矿和铁精粉等矿石,而粉矿和铁精粉需要经过初步的预加工程序得当的块矿才可以直接进炉。
国内富矿资源有限,现在多数高炉都以人造富矿为主,这样还可以把不能直接入炉的铁矿粉经配料后用人工的办法造成符合冶炼要求的矿块,所以通过烧结或者球团的铁矿粉造块形成人造富矿,这样解决了入炉原料的粒度问题,同时增加了原料的使用范围,提升冶炼效果。
(1)烧结是将矿粉富矿粉或精矿粉、燃料焦末或无烟煤、熔剂石灰粉或石灰石粉按一定比例混合然后在烧结机上进行烧结利用其中燃料燃烧所产生的热量使局部原料生成液相,将矿粉粘结在一起,形成坚实而多孔的烧结矿。
我国重点企业烧结矿用量占高炉铁矿石用量的80%以上,一些先进的中小钢铁厂和小铁厂也普遍采用了烧结矿。
(2)球团是将原料混匀之后在造球机中滚成小球然后经过干燥焙烧使矿球固结得到球团矿。
近年来高品位的球团矿已开始用于直接还原和炼钢中,其主要工艺流程包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、成品和返矿处理等。
图5:
烧结和球团在粒度、固结机理、生产工艺、冶金性能、经济效益及环保情况等方面均存在较大不同之处
本章总结:
铁矿石是指含有可经济利用的铁元素的矿石,其为冶炼钢铁的重要原材料。
铁矿石主要有以下两种分类方式:
(1)按照成分、构造等进行分类,即自然类型分类:
根据含铁矿物种类,当前技术条件下,经济可用的主要有磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石、菱铁矿石等;
(2)按照是否可以用于工业生产进行分类,即工业类型分类:
根据品位不同,铁矿石可分为工业上能利用的铁矿石和工业上不能利用的铁矿石。
铁矿石企业生产线的主要作业流程包括采矿、选矿和造块等基本环节。
选矿流程上:
(1)从不同品位的铁矿来考虑,贫矿比富矿的处理流程更长、处理成本更高,对比贫矿要选矿加工,富矿经过初步的预加工程序得当的块矿可以直接进炉。
(2)从不同品种的铁矿角度来考虑,由于磁铁矿、赤铁矿等铁矿具有不同的物理性质不同矿种的选矿,一般须采用不同的选矿工艺方法使铁矿石的成分转化得容易冶炼;
造块流程上:
国内富矿资源有限,现在多数现代高炉都以人造富矿为主,同时可以把不能直接入炉的铁矿粉经配料后用人工的办法造成符合冶炼要求的矿块,所以通过烧结或者球团的铁矿粉造块后人造富矿便是重要的方法。
将烧结矿和球团矿添按一定的配比加进高炉可进行炼铁。
二、全球供给:
储量集中于澳俄巴中、产量集中于澳巴,四大矿山全球寡头垄断
在认识完铁矿石是什么以及如何用之后,本章我们将介绍铁矿石分布在在哪里?
产出集中在哪些区域?
(一)储量结构:
澳俄巴中占比达71.18%,四大矿山占16.53%
首先我们简单认识下全球铁矿石储量情况。
铁矿石原矿储量来看,全球铁矿石原矿储量稳定在1600亿公吨之上。
根据美国地质调查局统计,2009年以来,由于铁矿石的开采及铁矿石有新的探明发现,原矿储量有所波动,但均在1600亿公吨之上,截止2016年底,世界铁矿石储量为1700亿公吨,同比大幅下降10.53%。
从铁矿石含铁量储量来看,铁矿石含铁储量有下降的趋势。
根据美国地质调查局统计,2010年以来,全球铁矿石含铁储量均保持在800亿公吨以上,但2015-2016年,全球铁矿石含铁储量连续两年下降,2016年,全球铁矿石含铁储量820亿公吨,同比下降3.53%。
图6:
2009年来全球铁矿石原矿储量稳定在1600亿公吨
图7:
2016年全球铁矿石含铁储量同比下降3.53%之上
分析完全球铁矿石储量规模后,接着我们将从国别和企业两个角度来分析铁矿石储量分布结构:
1国别:
世界铁矿石储量71.18%集中在澳俄巴中,世界铁矿石含铁量储量68.54%集中在澳俄巴中
(1)从铁矿石储量来看,根据美国地质调查局统计,2016年,世界铁矿石储量主要集中在澳大利亚、俄罗斯、巴西和中国四个国家,储量分别为520亿公吨、250亿公吨、230亿公吨和210亿公吨,分别占世界总储量的30.59%、14.71%、13.53%和12.35%,四国储量之和占世界总储量的71.18%。
另外,印度、乌克兰和加拿大等国家铁矿石资源也较为丰富,占世界总储量均超3%。
图8:
2016年澳、俄、巴、中四国铁矿石储量达1210亿公吨
图9:
2016年澳、俄、巴、中四国铁矿石储量占全球71.18%
(2)从铁元素储量来看,根据美国地质调查局统计,截止2016年底,铁元素储量主要也集中在澳大利亚、俄罗斯、巴西和中国四个国家,铁矿石含铁量储量分别为230亿公吨、140亿公吨、120亿公吨和72亿公吨,占比分别为28.05%、16.47%、14.63%和8.78%,四国铁元素储量之和占世界铁元素总储量的68.54%。
铁元素储量最能代表一国铁矿资源的丰富程度,因此,澳大利亚、俄罗斯和巴西是世界铁矿资源最丰富的国家,而中国的铁矿石资源相对贫乏。
(3)从铁矿石的品位来看,中国铁矿石品位远低于铁矿石原矿储量前三的澳俄巴。
根据美国地质调查局统计,截止2016年底,中国的铁矿石品位仅有34.29%,相较之下,俄罗斯品位为56.00%,巴西品位为52.17%,澳大利亚品位为44.23%,世界平均铁矿石品位为48.24%,均远高于中国品位。
图10:
2016年中国铁矿石含铁量储量排名第四,但全球占比低于排名第三巴西5.85个百分点(单位:
亿公吨)
图11:
2016年中国铁矿石品位低于世界平均品位13.95个百分点
2企业:
四大矿山处于全球铁矿石行业寡头垄断地位,占全球铁矿石储量17.94%,占全球铁矿石含铁量储量20.84%
目前全球铁矿石行业呈现寡头垄断的格局,主要由四大矿山——淡水河谷(ValeS.A.)、力拓(RioTintoPlc)、必和必拓(BHPBillitonPlc)、FMG(Fortescue
MetalsGroupLtd)寡头垄断。
(1)从铁矿石储量来看,根据四大矿山公司年报,截止2016年,淡水河谷、
力拓、必和必拓和FMG储量分别为184.42亿吨、58.88亿吨、40.02亿吨和21.73亿吨,合计达305.05亿吨,占全球铁矿石储量17.94%。
对比之下,2016年世界排名第二的国家俄罗斯铁矿石原矿储量为250亿公吨,占全球铁矿石储量14.71%。
作为企业的四大矿山,其铁矿石原矿储量超过排名世界第二的国家俄罗斯,可见其铁矿石原矿储量之高。
(2)从含铁量储量来看,根据四大矿山公司年报,截止2016年,淡水河谷、
力拓、必和必拓和FMG含铁量储量分别为98.85亿吨、37.09亿吨、21.87亿吨和3.07亿吨,合计达170.89亿吨,占全球铁矿石含铁量储量20.84%。
对比之下,2016年世界排名第二的国家俄罗斯铁矿石含铁量储量为140亿公吨,占全球铁矿石含铁量储量17.07%。
同样,作为企业的四大矿山,其铁矿石含铁量储量也超过排名世界第二的国家俄罗斯,可见其含铁量储量之高。
图12:
四大矿山铁矿石储量合计305.05亿吨、含铁量储量合计170.89亿吨、平均品位为48.24%
(3)从铁矿石的品位来看,截止2016年,淡水河谷、力拓、必和必拓和FMG拥有矿山的平均品位分别为53.60%、63.00%、54.66%和60.16%,四大矿山平均品位为56.02%,高于世界铁矿石品位48.24%。
图13:
四大矿山部分海外矿区基本情况
(二)产量结构:
61.49%集中于澳大利亚及巴西,49.91%集中于四大矿山
根据国际钢铁协会统计,1991-2010年以来,全球铁矿石产量总体上呈现快速增长的趋势,2011-2015年,全球铁矿石产量呈现稳中有降的趋势,2015年,全球铁矿石产量达20.06亿吨,同比下降2.32%。
2011年以来,全球铁矿石产量呈稳中有降趋势,2015年产量达20.06亿吨,同比下降2.32%
了解完全球铁矿石产量规模后,接着我们将从国别和企业两个角度来分析铁矿石产量分布结构:
1国别:
2011年来全球铁矿石产量总体呈稳中有降趋势,2016年澳大利亚和巴西产量合计达17.97亿吨,占全球产量61.49%
从产量结构来看,澳大利亚、巴西、独联体国家、印度、中国及俄罗斯是世界主要生产铁矿石国家或联盟,根据国际钢铁协会,2015年,上述国家或联盟合计铁矿石产量达17.97亿吨,占世界铁矿石产量89.57%。
图14:
澳、巴、独联体、印、中、俄铁矿石产量合计达17.97亿吨(单位:
亿吨)
图15:
2015年澳大利亚和巴西占世界铁矿石产量61.49%
2企业:
四大矿山铁矿石产量占世界产量不断上升,2015年产量合计10.01亿吨,占全球铁矿石产量高达49.91%
从企业的角度来,全球主要铁矿石龙头同样处于寡头垄断的四大矿山。
2009年以来,四大矿山铁矿石产量占世界铁矿石产量比率不断上升,根据公司年报,2015年,四大矿山产量合计为10.01亿吨,占2015年全球铁矿石产量达49.91%。
图16:
四大矿山2009年以来铁矿石产量占全球比重不断上升,2015年产量占比达49.91%
图17:
四大矿山2009年以来产量呈上升趋势,2016年产量同比上升2.42%(单位:
亿吨)
本章主要从全球铁矿石的储量和产量情况来探索全球铁矿石的供给情况:
(1)储量结构:
2009年以来全球铁矿石原矿储量稳定在1600亿公吨之上,全球铁矿石含铁储量均保持在800亿公吨以上。
国家角度考虑,截止2016年底,澳大利亚、俄罗斯、巴西和中国铁矿石原矿储量合计达1210亿公吨,占比分别为30.59%、14.71%、13.53%和12.35%;
铁矿石含铁量储量合计达562亿公吨,占比分别为28.05%、16.47%、14.63%和8.78%。
我国铁矿石储量高,但铁元素储量低,其主要原因在于我国铁矿石品位仅为34.29%,较世界平均品位低13.95%。
企业角度考虑,2016年,四大矿山铁矿石储量总计达305.05亿吨,占全球铁矿石储量17.94%,铁矿石含铁量储量合计达170.89亿吨,占全球20.84%;
品位方面,四大矿山平均品位为56.02%,高于世界铁矿石品位48.24%。
(2)产量结构:
2011-2015年,全球铁矿石产量呈现稳中有降的趋势,2015年,全球铁矿石产量达20.06亿吨,同比下降2.32%。
国家角度考虑,2015年,澳大利亚、巴西、独联体国家、印度、中国及俄罗斯铁矿石产量达17.97亿吨,占世界铁矿石产量89.57%。
企业角度考虑,2009年以来,四大矿山铁矿石产量占世界铁矿石产量比率不断上升,2015年产量合计达10.01亿吨,占比全球铁矿石产量高达49.91%,四大矿山在全球矿石供应市场中占据寡头垄断地位。
三、替代品:
废钢为唯一可替代矿石炼铁的原料,短流程占比提升、长流程废钢用量提升将增强替代效应
分析完全球铁矿石供给及分布情况后,我们进一步分析铁矿石的替代品——废钢。
近年来,一方面,在国家环保政策不断加压下,钢铁等重工业节能减排等环保压力增大,另一方面高价的进口矿这座大山变得越来越沉重,钢铁行业急需寻找一种污染少且成本低的替代品。
本章将就废钢与铁矿石的替代效应分析废钢是如何对铁矿石进行替代以及这种替代效应未来会如何变化。
(一)替代品:
目前唯一能代替铁矿石的优质炼钢原料为废钢
根据2010年11月19日中国冶金报公布的《废钢铁产业“十二五”发展规划建议》中提出,废钢铁是一种主要的不可缺少的优质炼钢原料,也是唯一可以逐步替代铁矿石的原料。
首先我们简单认识下废钢是什么,再进一步分析为何废钢是唯一可以逐步替代铁矿石的原料。
1是什么:
废弃钢铁材料,主要来自自产废钢和社会废钢
废钢指的是钢铁厂生产过程中不成为产品的钢铁废料(如切边、切头等)以及使用后报废的设备、构件中的钢铁材料,成分为钢的叫废钢;
成分为生铁的叫废铁,统称废钢。
根据我的钢铁网2016年6月6日发布的文章《2015年全球废钢消费量同比下降》中提到,2015年废钢在全球钢铁生产中所占比重达到34.2%。
废钢来源大体可分为两类:
自产废钢、社会废钢。
自产废钢:
钢铁产品生产加工过程中产生的废钢,主要为钢料的切头、切尾、
切屑、边角料等,主要产生于炼钢车间、铸钢车间和钢的冷加工和热加工车间。
随着钢铁生产技术的发展,钢材收得率(指钢材轧制成型过程完成时,需要切去两头未能成材的部份,切去部份长度与轧制总长)增加,自产废钢占钢产量的比例有下降
趋势。
社会废钢:
社会废钢可细分为两类:
(1)折旧废钢,即为报废的机车、钢轨、
汽车、船舶、工具等;
(2)垃圾废钢,即为日常生活中的罐头盒、家具等。
随着我国钢铁积蓄量的不断增长,未来将有有更多废钢回收,未来社会废钢或将逐年增加。
由下图可以看出,废钢产量2001-2011年呈现逐年增长的态势,但在2012年出现比较明显的降幅,随后又进入了增长轨道,总体来说,我国废钢总产量呈现逐年增长的态势,但增速有所放缓。
2014年已达到8840万吨,同比增加4.00%。
图18:
废钢产量总体呈现逐年增长态势,但增速有所放缓
2如何替代:
提高短流程炼铁比例以及增加长流程废钢使用能实现废钢对铁矿石的替代
初步认识完废钢是什么后,我们进一步从炼钢工艺流程上来分析废钢如何替代铁矿石。
目前我国比较典型的钢铁生产流程分为两类:
一类为高炉—转炉—连铸—轧制工艺流程,即长流程;
另一类为电炉—连铸—轧制工艺流程,即短流程。
工艺流程来看,废钢和铁矿石同是最终钢铁产品中铁元素的来源。
长流程转炉炼钢的主要原料是铁矿石、焦煤、石灰石跟少量废钢,而短流程的主要原料则是废钢和少量生铁。
从下图我们可以看到废钢在长短流程都有应用,长流程转炉环节会加入少量废钢替代铁水(原料为铁矿石)进行炼钢,而短流程则是用废钢完全替代了长流程所使用的铁矿石。
由此,我们可以发现,无论在长流程还是短流程中,铁元素的来源仅是废钢或者铁矿石,因此,废钢是唯一能够替代铁矿石的原料。
图19:
废钢的应用-可分别在长短流程炼钢中实现对铁矿石的有效替代
3量如何变化:
钢铁积蓄量增长、废钢铁产业装备水平提升及“地条钢”的出清将增加市场废钢资源供给
供给端,随着未来我国早期社会建设用钢进入回收期,预计未来废钢供给量将进入快速增长轨道,理由如下:
(1)钢铁积蓄量持续增长,相应的废钢铁资源的规模随之增长。
根据2016年12月中国废钢铁应用协会发布的《废钢铁产业“十三五”规划》,截至2015年年底,全国钢铁积蓄量(指一个国家实际上拥有的金属资产中的钢铁总量)达到80亿吨,社会的废钢铁资源超过1.6亿吨,为废钢铁循环利用量的逐年增长提供了保障。
(2)我国废钢铁产业的装备水平有很大的提高,废钢铁加工配送体系主要装备基本实现国产化。
“十二五”期间,我国设备制造企业加大科技投入,强化产品技术服务工作,赢得了废钢加工企业的认可,废钢加工企业生产规模不断扩大,产品品类规格不断增加,为废钢铁加工配送体系建设做出贡献。
(3)未来报废汽车废钢铁年产出量或将大幅上涨。
随着汽车保有量的持续增长,未来报废汽车数量将大幅增加,而报废汽车是废钢的重要来源之一。
根据兰格钢铁网分析,初步预计2017年报废量将达到900万辆以上,拆车行业有望成为废钢市场的主力军。
(4)地条钢产能的出清将减少废钢的用量。
中国钢铁工业协会2017年理事(扩大)会议上国家发改委副主任林念修表示要在30日前全部清除地条钢。
“地条钢”冶炼的工具是工频炉和中频炉,冶炼的原料是废钢,因此,大批量“地条钢”产能的出清将使大幅减少废钢的用量。
随着废钢产量供给的逐年增加,而传统“地条钢”对废钢的需求大幅减少,市场上废钢资源逐步增加。
废钢主要通过两种方式来实现对铁矿石的替代:
(1)短流程的主要原料则是废钢和少量生铁,短流程则是用废钢完全替代长流程所使用的铁矿石;
(2)长流程转炉炼钢的主要原料是铁矿石、焦煤、石灰石跟少量废钢,在长流程转炉环节增加废钢的使用可实现替代铁水(原料为铁矿石)。
那么这种替代效应未来将如何变化呢,我们主要从以下两个角度来探析了趋势变化。
(二)生产工艺带来的趋势变化:
短流程炼钢推广力度加大将增强替代效应
1长、短流程现状:
我国短流程炼钢工艺没有得到有效开发,2015年短流程炼钢占比仅为6.07%,未来有较大的提升空间
我国粗钢生产以长流程为主,截至2015年,我国短流程炼钢产量仅为4880万吨,占比仅为6.07%。
从产量来看,根据钢铁工业协会统计,2000年以来,我国短流程粗钢产量远远低于长流程粗钢产量,2015年短流程炼钢产量仅为4,880万吨,而长流程炼钢产量则高达75,500万吨;
从产量结构来看,2010年以来,短流程占比呈下滑趋势,2015年仅为6.07%。
因此可以