Fosforo, zolfo e calcio: gli elementi chiave nei fosfati di calcio

L'industria dei fosfati di calcio rappresenta un settore cruciale per l'agricoltura, la chimica e la salute umana. Questi composti chimici, contenenti calcio e fosforo, sono essenziali in numerose applicazioni, tra cui fertilizzanti, mangimi animali e integratori alimentari.

L’Unione Europea mostra un equilibrio sostanziale tra importazioni ed esportazioni di fosfati (sia di calcio che dicalcico^[1]). Tuttavia, l'UE è fortemente dipendente dalle importazioni delle materie prime necessarie alla loro produzione. Tra i principali fornitori, il Marocco gioca un ruolo di primo piano, seguito dai paesi del Golfo.

Fosfato di calcio e fosfato dicalcico

Questo articolo esplora le dinamiche di costo e prezzo del fosfato di calcio e del fosfato dicalcico. Il primo è prevalentemente utilizzato nel settore dei fertilizzanti, mentre il secondo trova applicazione anche nei settori alimentare e farmaceutico.

Per comprendere l’evoluzione del prezzo dei fosfati, è essenziale analizzare il processo produttivo e le materie prime che ne costituiscono gli input fondamentali. Tali materie prime possono essere ricondotte a tre elementi chiave:

1. Fosforo: derivato principalmente dalle rocce fosfatiche naturali.
2. Calcio: presente in natura sotto forma di pietre calcaree.
3. Zolfo: pur non essendo presente nei fosfati, è indispensabile per la produzione dell'acido solforico, a sua volta essenziale per sintetizzare l'acido fosforico.

Nell'infografica riportata di seguito vengono illustrati i processi chimici che permettono di trasformare questi tre elementi di base in fosfati di calcio e dicalcico.

La produzione di fosfati di calcio e dicalcico avviene combinando il fosforo (contenuto nell’acido fosforico) con il calcio (proveniente dal carbonato di calcio, calce viva o calce spenta).

L'acido fosforico, a sua volta, è prodotto mediante la reazione tra acido solforico e fosforo, apportato sotto forma di fosforo puro o contenuto nelle rocce fosfatiche.

L’elemento centrale nel processo produttivo dei fosfati è l’acido fosforico, che rappresenta la componente di costo più significativa. Questo aspetto è chiaramente illustrato nel grafico seguente.

Livello dei prezzi di acido fosforico e fosfati di calcio

Dal grafico emerge che il prezzo dell’input tende ad essere superiore al prezzo dell’output. Questo fenomeno si spiega con il fatto che la quantità di acido fosforico necessaria per la produzione di un’unità di fosfato è inferiore a un’unità. La differenza viene compensata dall’utilizzo di carbonato di calcio, il cui prezzo è significativamente più basso rispetto a quello dell’acido fosforico.

Una stima econometrica delle relazioni di prezzo lungo la filiera

Abbiamo stimato le relazioni di prezzo che collegano i vari materiali lungo la filiera produttiva, partendo dagli elementi di base fino ai prodotti finiti. I modelli econometrici utilizzati sono di tipo Engel e Granger, con due equazioni distinte: una per il lungo periodo e una per il breve periodo.
Le variabili considerate sono state trasformate in logaritmi, permettendo di interpretare i coefficienti stimati in termini di elasticità. Questo approccio consente una misura immediata della sensibilità relativa dei prezzi lungo la filiera.

La tabella seguente riporta le elasticità di lungo periodo lungo la filiera produttiva, calcolate utilizzando i coefficienti stimati dell’equazione di lungo periodo. Tutti i coefficienti stimati risultano altamente significativi. Inoltre, i test effettuati sulle stime indicano relazioni statisticamente robuste, confermando che le elasticità riportate rappresentano in modo affidabile le reali relazioni tra le dinamiche di mercato dei diversi prezzi.

Elasticità di lungo periodo tra i prezzi lungo la filiera produttiva dei fosfati di calcio

I dati riportati in tabella evidenziano il ruolo predominante dell'acido fosforico, che incide tra l'80% e il 100% sulle variazioni del prezzo dei fosfati. In confronto, il contributo della componente calcio è di poco superiore al 20%.
Le variazioni del prezzo dell'acido fosforico, a loro volta, sono determinate per circa il 50% dalle fluttuazioni del prezzo dell'acido solforico e per la restante parte dal prezzo del fosforo, presente sia nella forma di elemento puro che di rocce fosfatiche.
Infine, le variazioni del prezzo dell'acido solforico sono influenzate per il 50% dalle oscillazioni del prezzo dello zolfo, mentre il restante 50% è attribuibile all'inflazione generale dei prezzi.

Una sintesi di questi numeri porta a stimare che i rispettivi pesi dei prezzi del calcio, del fosforo e dello zolfo, nel determinare le variazioni del prezzo dei fosfati di calcio e dei fosfati dicalcico, siano pari al 20%, 40% e 20%.

Conclusione

In questo caso di studio, abbiamo analizzato la filiera produttiva dei fosfati di calcio e dei fosfati dicalcico. Dopo aver definito i processi chimici che collegano i diversi materiali lungo la filiera, abbiamo utilizzato queste relazioni per stimare i legami economici tra i prezzi delle varie componenti.
I risultati delle stime hanno dimostrato un'elevata robustezza, consentendoci di elaborare un modello affidabile. Tale modello è in grado di simulare con precisione come eventuali shock nei prezzi degli elementi di base si trasferiscono lungo la filiera produttiva, influenzando i prezzi finali dei fosfati di calcio e fosfati dicalcico.