镍金属行业深度报告迎接硫酸镍的高光时代

(报告出品方/作者:安信证券,齐丁、王政、王建润)

1.镍的二元供需匹配是理解镍产业变迁的核心

1.1.二元供应:硫化镍矿供应下降,红土镍矿不断扩张

全球镍储量相对集中,近年来全球镍矿储量增长主要来自红土镍矿。据美国地质调查局(USGS)数据,年全球镍储量为9,万吨,同比保持不变,其中红土镍矿占60%,硫化镍矿占40%。其中印尼镍矿储量不变,仍为2,万吨,依旧是镍资源最丰富的国家,其次是澳大利亚、巴西、俄罗斯、新喀、古巴、菲律宾等国。中国是贫镍国,储量约万吨,主要集中在金川镍矿,全球占比约为3%。

全球镍矿年年产量万吨,年预计为万吨,同比减少7.6%,主要受疫情和印尼禁矿的影响。据国际镍业研究组织(INSG)数据,年全球镍矿产量为.42万吨镍金属量,同比增加10.13%,其中印尼镍矿产量从年的60.6万吨大幅上升至年的85.3万吨,其他国家镍矿产量保持平稳。菲律宾、印尼、俄罗斯、加拿大、新喀和澳大利亚等前六大镍矿生产国产量进一步集中,约占全球的77%,较年上升5pct。据国际镍业研究组织(INSG)数据,随着印尼宣布年开始禁止镍矿出口,叠加疫情的肆虐,年全球镍矿产量下降至.2万吨,同比下降7.6%。

全球硫化矿产量逐年下降。传统的硫酸镍生产工艺主要是通过硫化镍矿火法冶炼生产高冰镍再采用湿法工艺生产硫酸镍,但是经过长期开采后,硫化镍矿的资源储量、开采条件、矿石品位等方面都逐渐变差,硫化镍矿产量呈下降趋势,全球前三大镍供应商Vale、Nornickel和Glencore的硫化镍矿山产量都出现明显下降,尽管年合计镍产量约42.2万吨,同比增长1%,但较年的51.9万吨下降了近20%。

与此相对的是红土镍矿供应大幅提升。据USGS统计,全球60%的镍矿储量是以红土镍矿的形式存在,而红土镍矿直至年开始才逐渐替代硫化镍矿在不锈钢领域的需求。近年来,红土镍矿产量飞速增长,据测算,年全球镍矿供给结构中红土镍矿占比接近70%。由此,近年来以红土镍矿为原料以湿法冶炼工艺制备镍的中间品进而制成硫酸镍,已成为解决硫化镍矿供给不足的方向。

年全球镍资源静态可开采年限约38年,资源较为丰富。近年来全球镍矿储量增长趋缓,而产量方面大幅增长,使得储采比中枢有所下降。年,全球前三大产镍国印尼、菲律宾和俄罗斯的储采比分别为28、15和24,均低于平均水平,但考虑菲律宾和印尼的勘探资本开支并不充分,可能存在低估。

镍矿主要分为硫化镍矿和红土镍矿两个矿种,分别对应不同的加工路径。硫化矿中镍主要以硫化镍形式存在,一直是主流镍冶炼原料;红土镍矿是氧化物矿,因其含铁较多,颜色呈现出氧化铁的红色,故称之为红土镍矿。硫化镍矿主要采用火法冶炼工艺,形成高冰镍中间产品后再进一步通过湿法工艺直接生产硫酸镍或电解生产电解镍,主要用于电镀、电池及合金领域,部分电解镍用于不锈钢行业;红土镍矿一般采用火法冶炼直接生产镍铁(Ni含量>15%)或镍生铁NPI(Ni含量<15%)进而生产不锈钢,少部分采用湿法工艺形成镍中间产品生产硫酸镍或电解镍。

红土镍矿的优势十分显著。首先最大的优势在于资源储量十分丰富,相对硫化镍矿供应来说,面对迅猛的不锈钢和新能源车三元锂电池对镍的需求,红土镍矿资源相对宽松;二是红土镍矿计价方式以镍含量计价,矿石中丰富的铁元素不计价,使得下游不锈钢的成本大大降低;三是红土镍矿位于土壤表层,相当于露天开采,且非硬岩形态,开采和勘探成本极低;四是红土镍矿资源位于赤道附近例如印尼和菲律宾,靠近沿海,便于外运。

红土镍矿主要分为上部褐铁矿层和下部残积层,分别适合湿法和火法冶炼工艺。红土镍矿顶部是一层崩积层(铁冒),含镍较低,一般弃臵堆存;下面是褐铁矿层,含铁多、硅镁少,镍低、钴较高,一般采用湿法工艺综合回收金属;再下层是混有脉石的残积层矿,含硅镁高、钴较低、镍较高,这类矿一般采用火法工艺处理,目前主要用来生产镍铁,下一步应用在不锈钢领域。

1.2.二元需求:不锈钢稳步增长,高镍化锂电池需求将迎来高速发展

不锈钢是镍最大消费领域,由于性能优异,目前不可替代,需求稳步增长。镍消费领域主要集中在不锈钢,占比达到70%,遥遥领先于其他应用。不锈钢由于其优异的耐蚀、耐高温等性能,有着其他材料无法替代的用途,在工业和民用领域得到广泛的应用,其中前三大消费领域分别为金属制品、建筑、和机械,合计占比达到66%。

年全球受疫情影响,不锈钢粗钢产量预计约为万吨,同比下降4.3%。但观察近10年的不锈钢需求增速,-年不锈钢年均增速约为7.7%,持续以较快的速度增长。

中国是全球最大不锈钢生产国和消费国,不锈钢产能高速增长势必带动镍的需求增加。随着中国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高促进了国内不锈钢产品的消费和需求,年,中国不锈钢产量3,万吨,同比增长2.51%,占全球不锈钢产量比例达到56%,表观消费量2,万吨。由于不锈钢产能的不断增长,不锈钢行业对镍的需求有望持续增加。

中国和印尼不锈钢产能加速布局,支撑对镍的稳步增长。近几年,由于镍原料的限制,全球不锈钢增长重心向印尼转移,据Mysteel统计,中国年不锈钢产能布局达到万吨,印尼未来不锈钢产能布局达到万吨,中印两国的不锈钢需求有望持续、稳定的支撑对镍

新能源车给镍需求提供强劲的增长潜力,需求占比持续攀升。整体来看,电池领域对镍的需求尽管当前占比低于10%,但新能源车的需求持续攀升,预计到年全球新能源车产量有望接近万辆,同时高镍电池的推广进一步加速新能源车领域对镍的需求,电池需求成为未来对镍需求最大的领域。据我们测算,到年,全球电池对镍的需求有望达到万吨,电池需求占比有望达到31%。对于目前动力电池的巨大需求,由于硫化镍矿的供给刚性,未来更多将从红土镍矿途径进行资源获取。

1.3.“红土镍矿——高镍化动力电池”的供需匹配将开启镍的新时代

镍供需历史上主要分为三个时期。第一个时期是硫化镍矿-电解镍-不锈钢时期(~),年以前,全球镍主要供应来自于硫化镍矿,镍最大的需求端不锈钢,主要通过硫化镍矿生产电解镍来供给。

第二个时期是红土镍矿-镍铁-不锈钢时期(-),这个时期由于不锈钢的需求大幅提升,硫化镍矿的供给不足,凭借高镍价吸引的资本流入,突破了红土镍矿-镍铁-不锈钢的工艺瓶颈,使得新供给通道打通,大大缓解了硫化镍矿的供给压力,但是也带来电解镍需求的大幅下降,镍价开启十年下跌。

第三个时期是红土镍矿-镍中间品(高冰镍)-硫酸镍时期(-至今),在新能源车产量大幅攀升的同时,三元电池叠加高镍化趋势对镍的需求也加速提升,而当前传统的硫化镍矿到硫酸镍的供给又一次和当年不锈钢需求一样不能完全满足未来的需求。所以从年开始,上游企业将目光再一次瞄向了红土镍镍矿,通过湿法HPAL工艺和火法高冰镍工艺对红土镍矿进行大规模开发

我们认为,镍的二元供需匹配是理解镍产业变迁的核心,“红土镍矿—高镍化动力电池”的供需匹配将开启镍的新时代。二元供给方面,硫化镍矿供应下降,红土镍矿亟待扩张;二元需求方面,不锈钢稳步增长,全球新能源车大潮叠加高镍化趋势,将驱动硫酸镍需求加速增长;传统的镍二元供需匹配分为两条路径,一是硫化镍矿-电解镍-不锈钢+电池,二是红土镍矿-不锈钢。

回顾镍产业的发展史,镍二元供需矛盾主要体现为,硫化镍矿天然稀缺,红土镍矿潜力巨大,面对不锈钢、动力电池等需求大潮,需要不断突破资金和技术藩篱,将资源潜力巨大的红土镍矿不断的与不锈钢、动力电池等原先只能靠硫化镍矿满足的需求进行匹配。

站在目前时点,我们认为,未来较长时期镍产业的主要矛盾将聚焦在硫化镍矿资源不足的背景下,资源潜力较大的红土镍矿供应和加速增长的硫酸镍需求如何匹配的问题。我们预计-年硫酸镍供需或将持续抽紧,年缺口可能达到6.5万金属吨,而能够解决以上主要矛盾,实现“红土镍矿—高镍化动力电池”供需匹配的公司将获得丰厚回报,硫酸镍产业即将迎来高速发展的高光时代。

2.未来5年动力锂电对硫酸镍需求年均复合增速高达40%

2.1.未来5年动力锂电对硫酸镍需求加速增长,占镍需求比例有望大幅提升

不锈钢仍为镍最大消费领域,但电池行业是未来增速最大的领域。根据国际镍协数据,年世界镍消费结构中不锈钢占70%,合金占16%,电镀占8%,电池占5%,其他合计占1%。据我们测算,随着电动车行业的蓬勃发展,整体电池需求占比有望从年约5%占比提升至年的17%,年有望提升至31%左右,而电池领域的主要用镍为硫酸镍。

我们的测算表明,未来5年动力锂电对硫酸镍需求CAGR增速高达40%。我们的预测表明,根据未来新能源车的需求增速,我们预计镍需求中增速最快的是电池领域,其中,新能源车的需求增速有望达到40%,也是未来镍产业中需求拉动最为强劲的领域

.2.2.三元动力锂电池高速增长,叠加高镍化趋势是硫酸镍需求增长的两大驱动力

当前硫酸镍需求主要集中在电池和电镀行业。电池行业用镍分为两类,一是镍氢电池中的泡沫镍、储氢合金、球镍,二是锂电池中的三元材料前驱体。根据安泰科统计,硫酸镍消费结构中三元前驱体占一半以上,达到55%,主要用以提高三元材料的能量密度,而电镀、镍氢电池和其他应用占比分别为19%、12%和14%。随着电动车行业的发展以及动力电池的高镍化趋势,三元前驱体占比将进一步提高。

镍氢电池和电镀行业消费增速放缓。镍氢电池原本由于其高能量密度、成本低、环保等优点被广泛用于消费电子和混合动力电车行业,但是近年来随着锂电池的不断发展,镍氢电池在消费电子行业的应用被逐步取代,镍氢电池的消费量由此呈下滑趋势,据安泰科调研,目前中国镍氢电池生产企业几乎没有扩产计划,一部分企业已经开始着手生产锂电池。电镀用硫酸镍占比相对较少,近年来由于国家环保政策趋严,部分环评不达标的电镀企业被迫退出,电镀行业发展受挫,最近几年间国内电镀硫酸镍用量均在2万金属吨附近波动,相对比较稳定。

三元前驱体主要用于新能源汽车动力电池,新能源汽车将贡献硫酸镍主要需求增量。根据IEA统计,年全球电动汽车销量突破万辆,电动汽车保有量增加到万辆,较年增长33.3%,继续维持高速增长。年虽受新冠疫情影响,新能源汽车高速增长的趋势仍在延续,各国都在积极采取措施推动新能源汽车发展,据EVVolumz统计,年全球电动汽车销量为万辆,同比增加了43%。此外,BNEF预计全球电动乘用车销量年将增至0万辆,到年将达万辆。受新能源补贴政策退坡影响,据中汽协数据显示,年我国新能源车产量约.6万辆,同比增长7.5%,整体趋势依旧良好,据中国电动汽车百人会理事长陈清泰预测,到年我国新能源汽车销售有望突破万辆,保有量会突破万辆。

新能源汽车动力电池技术路线存在磷酸铁锂和三元锂电池之争,磷酸铁锂电池具备价格优势。随着新能源汽车快速发展,动力电池的需求增长迅猛。从技术路线来看,动力电池主流路线一直是磷酸铁锂和三元锂电池,最初由于成本相对较低,动力电池主要技术路线集中在磷酸铁锂电池;此后由于国家对电池的能量密度提出了明确的要求,电池能量密度更高的三元锂电池被广泛应用于乘用车领域;近年来由于国家对新能源车的补贴逐渐退坡,成本更低的磷酸铁锂电池重新回到大众视野,目前在新能源客车和专用车领域占据主流地位,特别是特斯拉Model3推出磷酸铁锂版本、比亚迪新款车型(汉、秦、宋)搭载磷酸铁锂“刀片电池”,磷酸铁锂重新对新能源乘用车领域发起进攻。

三元锂电池由于其高能量密度在高端车型和长距离续航地位不可动摇。根据乘联会数据,年新增装机量中,三元电池装机量约占比66%;磷酸铁锂电池装机量约占比33%。目前来看,乘用车市场短期内存在磷酸铁锂扩大化,但是由于磷酸铁锂和三元锂电池能量密度上存在一定差距,即使是比亚迪最新推出的“刀片电池”,能量密度也只是目前主流三元锂电池NCM的80%,所以我们认为中高端车型和长距离续航方面三元锂电池不可替代,并且随着技术进步不排除进一步降低三元锂电池成本的可能性。综合来看,新能源汽车带来的动力电池需求将大幅拉升硫酸镍消费。

高镍化由于单位电量成本更低,是三元锂电池公认的未来发展趋势,将进一步提升硫酸镍的需求。由于全球范围内钴的供给相对较少,成本较高,因此动力电池企业积极推动三元锂电池高镍化以提升电池能量密度和降低钴含量,进而降低成本。目前来看,高镍NCM的吨成本高于常规的NCM,但是由于NCM能量密度更高,单位电量成本反而更低。此外随着技术的进步和产能的扩大,NCM的成本有望下降,从而进一步提升电动汽车对硫酸镍的需求。据统计,年三元前驱体产量中8系占比已有11%,而年预计高镍占比进一步抬升达22%,高镍化已成为三元锂电池的未来发展趋势。

NCM原料成本中硫酸镍占一半以上,硫酸镍需求量较NCM增加了59.0%。目前三元正极材料的定价模式采用的是“原材料成本+加工费+合理利润”,其中原材料占三元正极材料成本的80%以上,根据我们的测算,NCM硫酸镍需求量较NCM增加了59%,原料成本中硫酸镍占比达60%,随着新能源汽车对三元锂电池的需求日益提升以及高镍化成为三元锂电池的未来发展方向,硫酸镍的需求将大幅提高。

鉴于动力电池的发展趋势,我们认为随着新能源补贴的逐渐退坡,成本问题将成为电动车厂商首先

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