報(bào)告綜述:
磷酸鐵鋰助力實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)。2020 年以來磷酸鐵鋰電池以成本優(yōu)勢(shì)推動(dòng)新能源汽車平價(jià),打造諸如特斯拉 Model 3、五菱宏光 MINI EV、比 亞迪漢等高性價(jià)比爆款車型,并逐步打開海外接受度,同時(shí)以高安全、 長(zhǎng)循環(huán)優(yōu)勢(shì)契合儲(chǔ)能需求成為共識(shí),需求將受益于國(guó)內(nèi)“2030年碳達(dá)峰、2060 年碳中和”的總體目標(biāo),我們預(yù)計(jì)2021-2022年磷酸鐵鋰材料需求量約26.5、51.0萬噸,至2025年約 210 萬噸。
電池:TWh 時(shí)代,磷酸鐵鋰推動(dòng)中國(guó)企業(yè)提升全球競(jìng)爭(zhēng)力。2025 年動(dòng)力電池將進(jìn)入 TWh 時(shí)代,其中磷酸鐵鋰電池需求有望超 500GWh。 在此背景下,中國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)結(jié)合 CTP、刀片、JTM 等結(jié)構(gòu)創(chuàng)新打開磷酸鐵鋰市場(chǎng)空間,推動(dòng)全球新能源汽車降本增效與推廣普及。2021 年開始寧德時(shí)代深化與特斯拉合作,國(guó)軒高科與大眾推動(dòng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ), 比亞迪持續(xù)打造爆款車型,國(guó)內(nèi)電池企業(yè)憑借磷酸鐵鋰技術(shù)將加速提升全球競(jìng)爭(zhēng)力。
材料:兼具精細(xì)與大宗屬性,前驅(qū)體制約供需緊平衡。隨著動(dòng)力電池進(jìn)入 TWh 時(shí)代,2025年對(duì)應(yīng)磷酸鐵鋰銷量將達(dá) 200 萬噸級(jí)別,接近小型化工品規(guī)模,而磷酸鐵鋰材料技術(shù)迭代趨于平穩(wěn),將兼具精細(xì)與大宗屬性。在此趨勢(shì)之下,鈦白粉及磷化工龍頭企業(yè)憑借鐵源和磷源等一體化優(yōu)勢(shì)展開布局,迎接景氣趨勢(shì),2021年起開啟新一輪擴(kuò)產(chǎn)周期,而前驅(qū)體擴(kuò)產(chǎn)難度較大,預(yù)計(jì) 2021-2022 年行業(yè)供需緊平衡。
材料:新格局大幕拉開,考驗(yàn)雙重素質(zhì)。新產(chǎn)能紛紛進(jìn)入后將孕育磷 酸鐵鋰材料新格局,精細(xì)與大宗屬性要求企業(yè)兼具鋰電材料的品控能 力和化工循環(huán)一體化的降本能力的雙重素質(zhì)。磷酸鐵鋰主要成本構(gòu)成 為鋰源(50%以上)、磷源(約 10%)和電費(fèi)(約 10%)及鐵源(5% 以內(nèi)),這四方面將為磷酸鐵鋰打開潛在降本空間。當(dāng)前市場(chǎng)中主要 有三類企業(yè),專業(yè)磷酸鐵鋰材料企業(yè):擁有專業(yè)優(yōu)勢(shì),開發(fā)不同于 磷酸鐵的差異化工藝建立壁壘,如德方納米采用液相法+硝酸鐵工藝, 江西升華采用固相法+草酸亞鐵工藝;鋰電材料企業(yè):擁有深刻電化 學(xué)理解和基礎(chǔ)研發(fā)優(yōu)勢(shì),尋求與原有業(yè)務(wù)協(xié)同,如天賜材料、貝特瑞、 當(dāng)升科技等;化工企業(yè):擁有循環(huán)一體化成本優(yōu)勢(shì),延伸至下游磷 酸鐵鋰,如中核鈦白、龍蟒佰利等鈦白粉企業(yè)配套磷化工綜合利用鐵 源和磷源,磷化工企業(yè)配套氟化工進(jìn)一步降低磷源成本。
一、磷酸鐵鋰助力實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)
2020年12月16日中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議確定,2021年需做好碳達(dá)峰、碳中和工作。近日深改委第十八次會(huì)議強(qiáng)調(diào)建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系,統(tǒng)籌制定 2030年前碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案。磷酸鐵鋰電池以其成本優(yōu)勢(shì)應(yīng)用于新能源行業(yè),需 求將受益于國(guó)內(nèi)“2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和”的總體目標(biāo)。
磷酸鐵鋰趨勢(shì)回暖,2020年底開始大幅放量。2019年后新出臺(tái)的補(bǔ)貼政策淡化能量密度和續(xù)航指標(biāo),開啟了以高安全性、低成本為導(dǎo)向的補(bǔ)貼政策新周期,新能源汽車逐步回歸市場(chǎng)化需求,同時(shí)補(bǔ)貼政策的退坡與平價(jià)周期的來臨迫使企業(yè)選擇 成本更低的動(dòng)力電池,磷酸鐵鋰行業(yè)景氣度逐漸回暖。據(jù)中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟,2020全年磷酸鐵鋰電池裝車量累計(jì)24.4GWh,同比增長(zhǎng)20.6%,占總裝車 量38.3%,同比增長(zhǎng)15.6%,是裝車量整體增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力,而同期三元電池裝車量同比下降4.1%。分季度看,2020年Q4磷酸鐵鋰電池共計(jì)裝車14GWh,同比上升 149.3%,環(huán)比上升69.1%,同期三元電池裝車量同比僅上升32.3%,環(huán)比上升2.2%。 磷酸鐵鋰裝機(jī)量占比從2020年初的12.83%提升至53.51%,增長(zhǎng)趨勢(shì)顯著。
磷酸鐵鋰助力打造高性價(jià)比爆款車型。2020年底以來磷酸鐵鋰電池憑借高安全性和低成本等優(yōu)勢(shì),結(jié)合寧德時(shí)代CTP、比亞迪刀片、國(guó)軒高科JTM等結(jié)構(gòu)創(chuàng)新不斷突破技術(shù)上限,降本增效打造從A00級(jí)五菱Mini到B級(jí)特斯拉Model 3等爆款車型。 2020年9月到2021年2月,宏光mini EV和特斯拉Model 3始終占據(jù)銷量前二,此外比亞迪漢EV也基本保持月銷前五。磷酸鐵鋰電池后續(xù)配套小鵬G3/P7、長(zhǎng)城歐拉R1、 上汽榮威Ei5等車型,有望進(jìn)一步提高國(guó)內(nèi)裝機(jī)占比,同時(shí)2020年特斯拉、2023年大眾有望先后啟動(dòng)海外磷酸鐵鋰車型周期,海外客戶接受度逐漸提升。
磷酸鐵鋰電池以高安全性、長(zhǎng)循環(huán)優(yōu)勢(shì)成為電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)的不二之選。國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)尚處發(fā)展初期,應(yīng)用領(lǐng)域以大型電力儲(chǔ)能為主,其中電化學(xué)儲(chǔ)能增長(zhǎng)潛力較大。據(jù)CNESA統(tǒng)計(jì),2019年全球新增已投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模為2895.1MW, 累計(jì)達(dá)9520.5MW,2019年國(guó)內(nèi)新增裝機(jī)量為636.9MW,新增量超越美國(guó)成為全球第一。儲(chǔ)能電池的使用場(chǎng)景復(fù)雜,對(duì)電池的安全性和循環(huán)壽命的要求較高,因而磷酸鐵鋰電池相比三元電池更契合儲(chǔ)能需求。
配套新能源發(fā)展,儲(chǔ)能市場(chǎng)有望快速增長(zhǎng)。儲(chǔ)能按照應(yīng)用場(chǎng)景主要分為發(fā)電側(cè)、 電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)。目前國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能裝機(jī)以大型電力儲(chǔ)能為主,河北、河南、湖北、湖 南、山東、青海等十余個(gè)省市對(duì)配套比例出臺(tái)強(qiáng)制要求,風(fēng)光發(fā)電配套儲(chǔ)能增長(zhǎng)相對(duì)較快。
受益于碳中和目標(biāo)推動(dòng),配套風(fēng)光發(fā)電、配套電網(wǎng)服務(wù)以及用戶用電需求, 儲(chǔ)能市場(chǎng)有望快速發(fā)展。
(1)發(fā)電側(cè):儲(chǔ)能可以彌補(bǔ)火電調(diào)頻響應(yīng)速度慢的劣勢(shì),提高機(jī)組運(yùn)行效率; 也可以與間歇性能源如風(fēng)電和光伏發(fā)電等新能源配套使用,起到緩和波動(dòng)和平滑控制的作用,滿足并網(wǎng)要求,同時(shí)提高能源利用率,減少“棄風(fēng)棄光”。
(2)電網(wǎng)側(cè):儲(chǔ)能除了可以提供調(diào)頻、調(diào)峰等輔助服務(wù)外,還可以緩解電網(wǎng)阻 塞,延緩輸配電設(shè)備擴(kuò)容升級(jí),減少低效電網(wǎng)投資,提高電網(wǎng)盈利能力。
(3)用戶側(cè):儲(chǔ)能可以與分布式光伏配套使用,實(shí)現(xiàn)電力自發(fā)自用從而降低用 電成本,此外還可用于峰谷價(jià)差套利,低電價(jià)時(shí)預(yù)先充電,高電價(jià)時(shí)放電,也可作 為備用電源,在電路故障時(shí)保證供電可靠。
磷酸鐵鋰趨勢(shì)成長(zhǎng),五年十五倍需求空間。動(dòng)力應(yīng)用方面,磷酸鐵鋰電池憑借成本優(yōu)勢(shì),結(jié)合CTP、刀片、JTM等技術(shù)創(chuàng)新不斷突破上限,全球范圍內(nèi)進(jìn)一步打開應(yīng)用空間,打造銷量爆款。非動(dòng)力領(lǐng)域,2020年受5G基站建設(shè)加快以及國(guó)外家儲(chǔ)市場(chǎng)增長(zhǎng)帶動(dòng),儲(chǔ)能鋰電池出貨同比增長(zhǎng)超50%,預(yù)計(jì)未來五年仍處于高速發(fā)展期, 復(fù)合增速68%。預(yù)計(jì)2025年磷酸鐵鋰材料總需求量可達(dá)210萬噸,五年復(fù)合增速 76%。
二、電池:TWh 時(shí)代,中國(guó)企業(yè)提升全球競(jìng)爭(zhēng)力
我們預(yù)計(jì)2025年全球動(dòng)力電池需求邁過1000GWh大關(guān),正式進(jìn)入TWh時(shí)代, 中國(guó)電池企業(yè)憑借磷酸鐵鋰、CTP技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展趨勢(shì),進(jìn)一步提升全球競(jìng)爭(zhēng)力, 加快出海進(jìn)度。從技術(shù)儲(chǔ)備來看,寧德時(shí)代憑借在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和材料體系上完善的技術(shù)布局獲得領(lǐng)先的全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),比亞迪和國(guó)軒高科分別通過刀片和JTM等結(jié)構(gòu)創(chuàng)新拓展磷酸鐵鋰應(yīng)用范圍。
國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰產(chǎn)品不斷突破瓶頸。2020年寧德時(shí)代、國(guó)軒高科和比亞迪的磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度均達(dá)到140Wh/kg,打開乘用車市場(chǎng)應(yīng)用范圍。國(guó)軒高科以磷酸鐵鋰技術(shù)見長(zhǎng),未來結(jié)合軟包、硅碳負(fù)極、JTM等工藝和技術(shù),實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)能量密度有望達(dá)到200Wh/kg,而比亞迪的磷酸鐵鋰系統(tǒng)能量密度在刀片電池技術(shù)帶動(dòng)下也將不斷上探。
磷酸鐵鋰電池結(jié)合CTP、刀片、JTM結(jié)構(gòu)創(chuàng)新不斷突破技術(shù)上限。
(1)CTP(Cell to Pack,無模組動(dòng)力電池包)技術(shù):將電芯直接集成至電池包,省去模組環(huán)節(jié)可以有效提升電池包的空間利用率和能量密度。寧德時(shí)代率先推出的CTP電池包較傳統(tǒng)電池包體積利用率提高15%-20%,零部件數(shù)量減少40%,生產(chǎn)效率提升了50%,系統(tǒng)成本降低10%,冷卻性能提升10%。在能量密度上,傳統(tǒng)的電池包能量密度平均為140-150Wh/kg,CTP電池包能量密度則可達(dá)到200Wh/kg 以上。根據(jù)搜狐新聞,寧德時(shí)代研發(fā)聯(lián)席總裁梁成都在2020世界新能源汽車大會(huì)上的介紹,公司計(jì)劃于2022年實(shí)現(xiàn)無熱擴(kuò)散的CTP電池技術(shù)。寧德時(shí)代CTP電池包現(xiàn)已配套北汽新能源、蔚來、戴姆勒等車企。
寧德時(shí)代的CTC(Cell to Chassis)電池技術(shù),即將電池集成至底盤,可視為CTP技術(shù)的進(jìn)一步延伸。CTC技術(shù)不僅對(duì)電池進(jìn)行重新排布,還會(huì)納入三電系統(tǒng), 通過智能化動(dòng)力域控制器優(yōu)化動(dòng)力分配和降低能耗,目標(biāo)2030年前完成技術(shù)開發(fā)。 據(jù)乘用車解決方案部總裁林永壽在第五屆動(dòng)力電池應(yīng)用國(guó)際峰會(huì)上的介紹,采用 CTC技術(shù)的新能源汽車整車可減重8%,動(dòng)力系統(tǒng)成本至少降低20%,續(xù)航里程提升至少40%至1000公里,百公里電耗降低12度。基于寧德時(shí)代和長(zhǎng)安汽車、華為共同打造全新高端智能汽車品牌的合作關(guān)系,以及長(zhǎng)安新能源規(guī)劃突破CTV(Cell to Vehicle)、MTV(Module to Vehicle)關(guān)鍵技術(shù),寧德時(shí)代CTC技術(shù)有望加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度。
(2)刀片電池:比亞迪刀片電池改變了電芯排布方式和結(jié)構(gòu),使得電池包形狀薄而長(zhǎng),采用無模組化設(shè)計(jì),電芯長(zhǎng)度范圍從435mm到2500mm,具有高安全、長(zhǎng)續(xù)航、長(zhǎng)壽命的特點(diǎn),與傳統(tǒng)電池相比,體積比能量將會(huì)增加50%,成本下降30%, 續(xù)航里程達(dá)到600km,壽命長(zhǎng)達(dá)8年120萬公里。比亞迪磷酸鐵鋰刀片電池于2020 年3月量產(chǎn),搭載的首款車型為2020年7月上市的比亞迪漢EV,后續(xù)將搭載2021款 唐EV和宋Plus EV以及滴滴定制車型D1等車型。
(3)國(guó)軒高科JTM(Jelly Roll to Module)技術(shù):作為一種全新的卷芯到模組集成技術(shù),可大幅降低生產(chǎn)周期及電池成本,同時(shí)電池及模組零部件也將顯著減少。據(jù)公司介紹,該技術(shù)兼具低成本和高成效效率,單體到模組成組效率可超過90%。使用磷酸鐵鋰材料體系 的模組能量密度可接 近 200Wh/kg,系 統(tǒng)能量密度180Wh/kg,可達(dá)到高鎳三元電池的水平,工藝簡(jiǎn)單易形成標(biāo)準(zhǔn)化模組,具有較強(qiáng) 適應(yīng)性,可兼容不同模組的尺寸規(guī)格。
隨著上限的不斷突破,磷酸鐵鋰電池應(yīng)用于更多乘用車客戶。在技術(shù)不斷進(jìn)步的推動(dòng)下,國(guó)軒高科磷酸鐵鋰產(chǎn)品從A00、A0級(jí)不斷突破至A級(jí)車型,順利供應(yīng)江淮 iEVA50、北汽EU系列等。寧德時(shí)代磷酸鐵鋰產(chǎn)品結(jié)合CTP技術(shù)切入北汽EU系列等車型,2020年起磷酸鐵鋰電池供應(yīng)特斯拉Model 3,以125Wh/kg的系統(tǒng)能量密度達(dá)到468km的NEDC續(xù)航里程,相比三元版續(xù)航提升23km。比亞迪刀片電池供應(yīng)漢EV 和2021款唐EV,推出滴滴定制車型D1加快外供步伐。
經(jīng)過2017-2019年能量密度快速提升,階段性滿足了消費(fèi)者的續(xù)航里程要求, 2020年開始動(dòng)力電池行業(yè)更加考驗(yàn)降本能力。從成本控制的角度來看,寧德時(shí)代、 LG化學(xué)縱向產(chǎn)業(yè)鏈一體化和橫向跨領(lǐng)域布局最為完善,其次為比亞迪和國(guó)軒高科均擁有全產(chǎn)業(yè)鏈資源整合能力,且領(lǐng)先布局輕型車等應(yīng)用領(lǐng)域。
2019年主流純電動(dòng)乘用車?yán)m(xù)航里程超過350km,與2017年相比明顯提升,至 2020年突破400km,最高超過700km,續(xù)航焦慮大為減輕,隨著電池材料新工藝應(yīng)用與海外客戶拓展取得階段性成果,產(chǎn)業(yè)鏈紅利也由材料環(huán)節(jié)逐漸向電池環(huán)節(jié)切換。 動(dòng)力電池企業(yè)通過提升成本與技術(shù)的綜合制造能力推動(dòng)出口替代進(jìn)度,如寧德時(shí)代 的CTP和CTC技術(shù)、比亞迪刀片電池、國(guó)軒高科JTM技術(shù)等結(jié)構(gòu)創(chuàng)新以及磷酸鐵鋰技術(shù)均推動(dòng)電池成本顯著下降,大幅提升中國(guó)本土企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。繼2017年最早寧德時(shí)代獲得PSA訂單之后,2019年以來中國(guó)電池企業(yè)拓展海外客戶進(jìn)程提速, 孚能科技、比亞迪、國(guó)軒高科、欣旺達(dá)等企業(yè)也陸續(xù)斬獲海外訂單,配套戴姆勒、 豐田、TATA、雷諾日產(chǎn)等車企。
從全球市場(chǎng)來看,本土電池企業(yè)背靠龐大中國(guó)內(nèi)需市場(chǎng)已嶄露頭角。根據(jù)SNE Research披露,伴隨國(guó)內(nèi)新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展,2017年寧德時(shí)代超越日本松下成為全球第一大動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè),銷量達(dá)到11.85GWh,2018、2019年銷量蟬聯(lián)冠軍,市占率分別達(dá)21.9%、27.9%。
磷酸鐵鋰電池打開海外接受度,助推中國(guó)電池企業(yè)全球市占率提高。2020年以來中國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)已經(jīng)陸續(xù)啟動(dòng)對(duì)國(guó)際車企的輸出供應(yīng),其中寧德時(shí)代海外訂單2020年率先起量,2022年迎來交付拐點(diǎn),國(guó)軒高科也開始供貨TATA,孚能科技2021年起供應(yīng)戴姆勒,其他如蜂巢能源等企業(yè)的海外訂單進(jìn)入規(guī);⿷(yīng)準(zhǔn)備階段。隨著2020年特斯拉、2023年大眾開啟磷酸鐵鋰車型周期,磷酸鐵鋰電池有望打開海外接受度,推動(dòng)中國(guó)企業(yè)全球市占率的持續(xù)提高。
三、材料:兼具精細(xì)與大宗屬性,新格局大幕拉開
(一)轉(zhuǎn)向大宗化學(xué)品,化工思維注入鋰電材料
鋰電材料將逐漸具備大宗化學(xué)品屬性。隨著新能源汽車和儲(chǔ)能市場(chǎng)對(duì)鋰電池需求的日益擴(kuò)張,行業(yè)即將邁入TWh時(shí)代,我們預(yù)計(jì)2025年磷酸鐵鋰需求量約為200萬噸級(jí)別,接近小型化工行業(yè)體量。相較三元材料的NCM5系、6系、8系、9系、NCA 等豐富的產(chǎn)品矩陣,磷酸鐵鋰材料種類較為單一,且由于材料技術(shù)迭代趨于平穩(wěn),大宗化趨勢(shì)使得化工龍頭企業(yè)得以憑借縱向一體化、橫向循環(huán)化優(yōu)勢(shì)進(jìn)入磷酸鐵鋰行業(yè)。
(1)鈦白粉龍頭規(guī)模優(yōu)勢(shì)明顯。根據(jù)鈦白粉產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,2019年國(guó)內(nèi)鈦白粉綜合有效產(chǎn)能達(dá)到384.5萬噸,其中硫酸法346萬噸,氯化法38.5萬噸, 硫酸法前兩大龍頭企業(yè)分別為龍蟒佰利、中核鈦白,產(chǎn)能分別達(dá)到65萬噸和33萬噸, 占比18.8%和9.5%。氯化法工藝更為高端,龍蟒佰利以26萬噸產(chǎn)能、67.5%的市占率大幅領(lǐng)先?傮w來看,龍蟒佰利作為鈦白粉龍頭領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)較大,第二梯隊(duì)包括中核鈦白、金浦鈦業(yè)等五家市占率較為接近的企業(yè)。2019年全行業(yè)產(chǎn)能利用率83.68%, 其中大中型企業(yè)產(chǎn)能利用率普遍較高。
鈦白粉企業(yè)不斷涌入布局磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)鏈。2021年1月30日中核鈦白公告擬在甘肅白銀高新區(qū)銀東工業(yè)園投資建設(shè)年產(chǎn)50萬噸磷酸鐵鋰項(xiàng)目,配套其同一園區(qū)的50萬噸鈦白粉產(chǎn)能和50萬噸磷酸一銨產(chǎn)能。龍蟒佰利于2021年2月19日公告成立新子公司河南龍佰新材料科技有限公司加碼磷酸鐵鋰材料業(yè)務(wù)。安納達(dá)是安徽省最大的鈦白粉企業(yè),2020年7月31日公告追加投資擴(kuò)建年產(chǎn)5萬噸電池級(jí)磷酸鐵項(xiàng)目,總 投資約1.3億元,一期工程已于2021年2月度建成投產(chǎn),預(yù)計(jì)2021-2022年磷酸鐵產(chǎn)能分別達(dá)到3、5萬噸。
(2)磷化工產(chǎn)業(yè)集中度較高。磷化工是以磷礦石為原料,經(jīng)過物理化學(xué)加工制得各種含磷制品的工業(yè),產(chǎn)品主要包括磷肥、含磷農(nóng)藥、元素磷、磷酸、磷酸鹽、 有機(jī)磷化物等。根據(jù)中國(guó)磷復(fù)肥工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),國(guó)內(nèi)磷肥產(chǎn)量中44%是磷酸二胺, 41%是磷酸一銨,為主要磷肥。而國(guó)內(nèi)磷肥一梯隊(duì)龍頭企業(yè)為云天化和貴州磷化, 2019年的市占率分別為17.2%和15.8%,遠(yuǎn)高于二梯隊(duì)企業(yè)新洋豐、湖北宜化、湖北祥云等。根據(jù)卓創(chuàng)資訊數(shù)據(jù),國(guó)內(nèi)磷酸一銨一梯隊(duì)龍頭為湖北祥云、新洋豐,2020 年市占率分別為11.5%和10.5%,磷酸二銨格局則更加集中,云天化、貴州開磷為一 梯隊(duì)龍頭,2020年市占率分別為21.4%和18.7%。
磷化工企業(yè)憑借磷源優(yōu)勢(shì)展開布局。貴州甕福(與開磷集團(tuán)合并為貴州磷化) 年產(chǎn)磷酸一銨和磷酸二胺分別為110和260萬噸,是國(guó)內(nèi)磷肥一梯隊(duì)企業(yè), 2017年時(shí)已具備年產(chǎn)5000噸電池級(jí)無水磷酸鐵生產(chǎn)規(guī)模,2020年二期擴(kuò)產(chǎn)1.5萬噸項(xiàng)目正在推進(jìn)。魯北化工主業(yè)為磷銨、硫酸、水泥、復(fù)肥等,規(guī)模龐大,根據(jù)公司官網(wǎng), 公司目前具備3萬噸/年磷酸鐵鋰正極材料聯(lián)產(chǎn)3萬噸/年磷酸鐵項(xiàng)目。
(二)前驅(qū)體工藝百花齊放,打開降本空間
磷酸鐵鋰行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)以成本為核心。磷酸鐵鋰材料相較三元材料技術(shù)難度較低, 投產(chǎn)周期較短,隨著下游電池廠商推動(dòng)行業(yè)供給出清,行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)逐漸以成本為核心, 高效益、低成本的產(chǎn)品才能擁有終極競(jìng)爭(zhēng)力。
鋰源、磷源和電費(fèi)是磷酸鐵鋰成本主要構(gòu)成部分。據(jù)德方納米的招股說明書, 以碳酸鋰和前驅(qū)體為主的原材料占總成本比例接近70%,磷酸鐵鋰成本和性能主要取決于前驅(qū)體的材料體系和制備工藝。此外,電費(fèi)、水費(fèi)等能源成本也是重要構(gòu)成部分,其中用電成本約占總成本比例10%,主要取決于區(qū)位,例如云南地區(qū)大工業(yè)用電單價(jià)低至0.3496元/kWh,使德方納米位于云南曲靖基地享有較低的用電成本。
磷酸鐵鋰制備工藝百花齊放。根據(jù)主流磷酸鐵鋰企業(yè)的情況,可以將生產(chǎn)工藝分為固相法+磷酸鐵、固相法+草酸亞鐵、液相法+硝酸鐵這三種路線。固相法+磷酸鐵工藝簡(jiǎn)單,產(chǎn)品克容量較高,但相比液相法物料混合不均勻,且較為依賴磷酸鐵產(chǎn)能;固相法+草酸亞鐵路線工藝簡(jiǎn)單,制成材料壓實(shí)密度較高,循環(huán)衰減較少,具有較高的挖掘潛力,但生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)較高;液相法+硝酸鐵技術(shù)能夠讓物料在溶劑中均勻混合,產(chǎn)品一致性高,且緩解前驅(qū)體供應(yīng)瓶頸,但生產(chǎn)管控難度較大。
工藝路線直接決定生產(chǎn)成本及其下降潛力。草酸亞鐵供應(yīng)鏈配套不足,使得鐵源成本高于其他路線;磷酸鐵制備過程中需要氨水(氨法)或氫氧化鈉(鈉法)調(diào)節(jié)PH值,氨水單噸成本比氫氧化鈉更低,但出于環(huán)保原因,生成的副產(chǎn)品硫酸銨無法直排產(chǎn)生環(huán)保成本,通過硫酸銨外售可補(bǔ)貼部分后處理成本;液相法采用工業(yè)級(jí)碳酸鋰成本較低,但使用硝酸后續(xù)也會(huì)產(chǎn)生氮氧化物副產(chǎn)品,環(huán)保要求高,工藝控 制難。
磷酸鐵鋰材料毛利率逐漸走低,降本空間打開將提振行業(yè)盈利能力。以德方納米為例,伴隨碳酸鋰價(jià)格的持續(xù)下跌,行業(yè)單季度毛利率和凈利率自2019年以來呈現(xiàn)下滑趨勢(shì)。隨著后續(xù)新工藝新產(chǎn)能規(guī)模的不斷擴(kuò)大,以及企業(yè)新工廠電費(fèi)降低, 貼近上游磷源、鐵源,行業(yè)成本可能進(jìn)一步下探,盈利有望擴(kuò)張。
(三)新一輪擴(kuò)產(chǎn)周期開啟,迎接景氣趨勢(shì)
行業(yè)需求短期快速拉升,磷酸鐵鋰供給缺口顯現(xiàn)。2020年四季度以來隨著下游需求激增,磷酸鐵鋰材料供需缺口逐漸擴(kuò)大,疊加上游碳酸鋰價(jià)格增長(zhǎng),材料報(bào)價(jià)進(jìn)入上升通道,從2020年三季度3.4萬元/噸提升至2021年三月的4.85萬元/噸,漲幅幅達(dá)到42.6%。我們預(yù)計(jì)磷酸鐵鋰材料2021-2022年需求26.5、51.0萬噸,至2025年209.9萬噸,而當(dāng)前有效供應(yīng)高度不足,尤其前驅(qū)體磷酸鐵偏化工環(huán)節(jié),擴(kuò)產(chǎn)難度 較大,磷酸鐵鋰企業(yè)自給率難以有效提升。預(yù)計(jì)短期內(nèi)供需缺口仍將不斷擴(kuò)大。
行業(yè)新一輪擴(kuò)產(chǎn)周期開啟。經(jīng)歷了2016-2017年的瘋狂擴(kuò)產(chǎn)和2017-2019年的產(chǎn)能過剩,2020年起磷酸鐵鋰材料開啟了新一輪擴(kuò)產(chǎn)周期,以響應(yīng)下游快速增長(zhǎng)的需求。材料企業(yè)中德方納米于2021年1月18日公告與寧德時(shí)代、四川江安人民政府簽署投資協(xié)議書,擬在四川宜賓江安縣投資建設(shè)年產(chǎn)8萬噸磷酸鐵鋰項(xiàng)目,我們預(yù)計(jì)2021、2022年產(chǎn)能分別為8、18.5萬噸。2021年1月11日富臨精工公告,旗下湖南 升華聯(lián)手寧德時(shí)代、長(zhǎng)江晨道分別以2.72、0.3、1.64億元共同增資江西升華,江西升華將投資6億元擴(kuò)產(chǎn)5萬噸磷酸鐵鋰材料,建設(shè)期12個(gè)月。此外,鈦白粉龍頭中核 鈦白、龍蟒佰利也分別于2021年1月和2月公告加碼磷酸鐵鋰業(yè)務(wù)。
磷酸鐵擴(kuò)產(chǎn)周期更長(zhǎng),供需關(guān)系更加緊張。由于客戶對(duì)金屬雜質(zhì)和磁性物質(zhì)的 需求標(biāo)準(zhǔn)不斷提高,磷酸鐵產(chǎn)線水處理能力亟需增強(qiáng),相關(guān)設(shè)備均需要更換,擴(kuò)產(chǎn)難度較高,周期長(zhǎng)于磷酸鐵鋰材料。2020年8月21日合縱科技公告擬在四川宜賓投資7億元建設(shè)正極材料前驅(qū)體基地,而旗下湖南雅城長(zhǎng)沙寧鄉(xiāng)二期項(xiàng)目將于2021年上半年投產(chǎn),預(yù)計(jì)產(chǎn)能可達(dá)6萬噸。除此之外,安納達(dá)子公司銅陵鈉源2020年磷酸鐵年產(chǎn)1萬噸,2020年7月31日安納達(dá)公告追加投資擴(kuò)建年產(chǎn)5萬噸電池級(jí)磷酸鐵項(xiàng) 目,總投資約1.3億元,分2期建設(shè),一期工程已于2021年2月底建成投產(chǎn),預(yù)計(jì)2021-2022年磷酸鐵產(chǎn)能分別達(dá)到3、5萬噸。
舊產(chǎn)能加速整合出清,新產(chǎn)能發(fā)揮新優(yōu)勢(shì)。2020年12月26日湘潭電化公告參股公司湖南裕能完成8.98億元增資,成功引入寧德時(shí)代、比亞迪等戰(zhàn)略投資者。同日貝特瑞發(fā)布公告,為集中資源聚焦高鎳正極、硅碳負(fù)極等核心業(yè)務(wù),擬向龍?bào)纯萍蓟蚱湎聦俟境鍪圬愄厝鸷喜?bào)表范圍內(nèi)的磷酸鐵鋰相關(guān)資產(chǎn)和業(yè)務(wù)。隨著下游電 池企業(yè)推動(dòng)供應(yīng)商整合,低效益產(chǎn)能加快退出,而隨著化工企業(yè)等新產(chǎn)能紛紛進(jìn)入, 磷酸鐵鋰材料企業(yè)將進(jìn)入新一輪深度洗牌,當(dāng)前行業(yè)主要企業(yè)可主要分為專業(yè)磷酸 鐵鋰材料企業(yè)、鋰電材料企業(yè)、化工企業(yè)這三類。
(1)專業(yè)磷酸鐵鋰材料企業(yè):如德方納米、湖南裕能、湖北萬潤(rùn)等,專注磷酸鐵鋰生產(chǎn),深刻理解全流程工藝,產(chǎn)品品質(zhì)較好。但成本管控以靠近原材料產(chǎn)地、 在電費(fèi)較低地區(qū)設(shè)廠尋求產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同為主要方式,比如德方納米在云南曲靖、裕能在四川遂寧設(shè)廠,結(jié)合前驅(qū)體自產(chǎn)、技改及技術(shù)創(chuàng)新等方法。
(2)鋰電材料企業(yè):如天賜材料、當(dāng)升科技、貝特瑞等,由三元材料或電解液業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰材料,基礎(chǔ)研究能力強(qiáng),在鋰電領(lǐng)域耕耘已久,熟悉電化學(xué)性能, 能夠變現(xiàn)自身技術(shù)能力。
(3)化工企業(yè):如中核鈦白、龍蟒佰利、安納達(dá)等,利用自身循環(huán)優(yōu)勢(shì)進(jìn)入, 靠近磷源鐵源,一方面節(jié)省副產(chǎn)品排放成本,一方面在制造磷酸鐵鋰時(shí)擁有更為徹底的一體化優(yōu)勢(shì),鑒于磷源一般占磷酸鐵成本約30-40%,鐵源一般占前驅(qū)體成本約 10%,鈦白粉企業(yè)擁有硫酸亞鐵、廢酸等原料,磷化工企業(yè)則能提供磷酸、磷酸一銨等常用磷源,成本優(yōu)勢(shì)比較顯著。
鈦白粉企業(yè)配套磷化工制造磷酸鐵鋰,可以消納鈦白粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢酸、 硫酸亞鐵等副產(chǎn)品,節(jié)省中間環(huán)節(jié)成本。2021年2月4日中核鈦白公告將在甘肅白銀鈦白粉產(chǎn)能基礎(chǔ)上,建設(shè)年產(chǎn)50萬噸水溶性磷酸一銨(水溶肥)資源循環(huán)項(xiàng)目和年產(chǎn)50萬噸磷酸鐵鋰項(xiàng)目,打造綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)布局:廢酸循環(huán):磷化工消納鈦白粉生產(chǎn)過程中的廢硫酸和酸性廢水,以及工業(yè)園區(qū)內(nèi)的液氨,酸性廢水用于磷礦除雜, 廢硫酸用于制成磷酸,結(jié)合液氨制成磷酸一銨,為磷酸鐵鋰提供磷源;亞鐵循環(huán):硫酸亞鐵為磷酸鐵鋰帶來鐵源,大大降低綜合處理成本。
鈦鐵礦元素豐富,降低磷酸鐵鋰生產(chǎn)額外摻雜成本。磷酸鐵鋰生產(chǎn)時(shí)通常用高純度磷酸鐵作為前驅(qū)體,大多由礦石經(jīng)過一系列除雜工序獲得,為提高產(chǎn)品電化學(xué)性能,往往需要摻雜Mg、Mn、Al和Cr等元素。而鈦鐵礦中含二氧化錳、氧化鋁等多種雜質(zhì),利用鈦鐵礦或其生產(chǎn)后的廢料生產(chǎn)磷酸鐵鋰,能夠減少除雜、摻雜重復(fù)工序,從而降低成本。
磷化工企業(yè)則可以憑借磷-氟綜合開發(fā)帶來的成本優(yōu)勢(shì),向下延伸產(chǎn)業(yè)鏈拓展磷 酸鐵鋰業(yè)務(wù)。磷礦石含氟量約2%-4%,磷肥生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大量含氟氣體(主要是 四氟化硅)會(huì)產(chǎn)生巨大的環(huán)境污染,將四氟化硅氣體用水吸收生成氟硅酸,也僅僅是把廢氣轉(zhuǎn)化成廢水。少數(shù)有實(shí)力的磷肥企業(yè)能將氟硅酸轉(zhuǎn)化成氟硅酸鈉,然而副產(chǎn)低濃度鹽酸又形成了二次污染。磷化工配套氟化工則可以較好地解決這個(gè)問題, 比如多氟多開發(fā)的氟硅酸鈉法制冰晶石聯(lián)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)白炭黑生產(chǎn)技術(shù),該技術(shù)以氟硅酸為原料生產(chǎn)高分子冰晶石,可以同時(shí)解決氟化工資源瓶頸和磷化工的環(huán)保問題,降低磷化工企業(yè)的綜合成本,使其得以用更低的磷源成本向下延伸產(chǎn)業(yè)鏈,開發(fā)磷酸鐵鋰材料。磷-氟化工配套建設(shè)的模式已經(jīng)在多家企業(yè)驗(yàn)證,比如貴州甕福引入瑞士技術(shù),回收氟硅酸加工成無水氟化氫,云天化擬與多氟多投資3億設(shè)立合資公司,生 產(chǎn)無水氫氟酸(中間產(chǎn)品)聯(lián)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)白炭黑、六氟磷酸鋰和電子級(jí)氫氟酸生產(chǎn)裝置及配套設(shè)施。
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