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新能源材料产业链进入“资源为王”时代
2022-04-20 11:49:15   来源:中国有色金属报    点击:

  随着三大市场全面启动,全球新能源汽车进入15年高速增长期。动力电池技术路线竞争激烈,但锂电池主流地位不变。在终端需求增长大势确立的情况下,锂、镍、钴价格尤其是锂价的大幅上涨正式开启“资源为王”时代。

  全球新能源汽车行业

  进入15年高速增长期

  在经历2019年下半年补贴大幅退坡和新冠肺炎疫情的严重冲击之后,2020年下半年以来,全球新能源汽车行业快速复苏,并在全球疫情持续、汽车行业整体需求下降的情况下,重回高速增长通道。2021年,全球新能源乘用车销量达到650万辆,同比增长108%,创下2014年全球新能源汽车市场启动以来的最高同比增速。三大主要市场销量均实现高增长。其中,中国销量同比增长168%,欧洲增长66%,美国增长102%。

  我国作为全球新能源汽车销量第一大市场,已经基本摆脱补贴依赖,迈向市场驱动长效机制。“3060”目标的确立,使新能源汽车行业也已经形成“双积分”长效机制。当前,新能源汽车补贴已降至单车2万元以内,并即将在2022年底退出,但新能源汽车增长势头十分迅猛。我国规划到2025年和2030年,新能源汽车市场渗透率分别达到20%和40%以上;到2035年达50%以上。

  欧洲作为全球新能源汽车销量第二大市场,碳排放政策、补贴双管齐下,新能源汽车保持高速增长。面向未来,欧盟出台了严格的碳排放政策。2021年7月份,欧盟宣布,到2035年实现新增汽车零排放,这较此前2050年的规划时间大幅提前;到2030年,汽车二氧化碳排放量与2021年相比下降55%。欧洲各国纷纷大幅提高补贴,新能源汽车保持高速增长。2021年,欧洲新能源汽车市场渗透率达到19%。

  第三市场的美国发展相对滞后,但也开始迎头赶上。2021年3月份,美国政府宣布1740亿美元的电动车扶持计划;8月份,美国总统拜登签署行政命令,要求2030年零排放车辆销量占50%;2021年底,美国众议院通过《重建更好未来》法案提高新能源汽车补贴。因此,尽管在特朗普政府时期,美国新能源汽车发展相对滞后(2021年市场渗透率尚不足5%),但在全球大势下,随着政策转向,美国市场未来成长前景也积极看好。

  动力电池技术路线竞争风云再起

  磷酸铁锂电池凭借成本优势强势反攻

  氢燃料电池在与锂电池的市场竞争中已经彻底落败。在锂电池领域,三元电池由于能量密度高、续航里程长,一直是国际动力电池主流技术路线。我国最早选择的是成本低、安全性高的磷酸铁锂电池路线,但磷酸铁锂电池续航里程不足,削弱了新能源乘用车的吸引力。2016年以来,我国新能源汽车补贴政策向长续航电动车和高能量密度电池显著倾斜,引导动力电池行业转向三元主流技术路线。至此,全球动力电池行业实现了三元技术路线的大一统。

  2019年下半年以来,以比亚迪刀片电池和宁德时代CTP电池包为代表,动力电池迎来了电池包技术的革新。这使得低成本、高安全的磷酸铁锂电池也能支撑500公里的续航里程。磷酸铁锂电池性价比优势凸显,从2020年3月份开启了强势反攻。2021年10月份,特斯拉美国也开始使用磷酸铁锂电池,并称未来要占2/3。

  随着镍钴锂原料价格的高涨,预计动力电池产业链的成本压力将在“十四五”期间持续保持高压态势,因此,预计磷酸铁锂电池的反攻也仍将持续,并可能贯穿整个“十四五”时期。

  三元固态电池研发与产业化加速推进

  三元固态电池仍是行业共识的主流发展方向。尽管磷酸铁锂电池反攻仍将持续,但它有能量密度低、低温性能差、一致性差等固有劣势。三元固态电池则理论上能量密度更高,可支撑1000公里以上的续航里程;且成本有望降低,安全性更高,是行业共识的下一代主流电池。

  当前,三元固态电池研发与产业化加速推进。蔚来汽车宣布,将在2022年四季度推出装配半固态电池包的电动车,电池单体能量密度360Wh/kg,达到磷酸铁锂电池的两倍水平,带电量150kWh,续航可达1000公里。其他企业也在纷纷加速推进

  钠离子电池理论上对磷酸铁锂电池威胁较大

  2021年7月29日,宁德时代发布钠离子电池。钠电池有多个性能优点,包括快充性能、低温性能、安全性能等,都有显著优势,仅有一个缺点,就是能量密度偏低,当前电芯单体160Wh/kg,难以支撑600公里以上续航;但下一代可达200Wh/kg,预计将与磷酸铁锂电池持平。总体而言,钠电池理论上比磷酸铁锂电池性能更优。

  同时,钠电池最核心的优势是材料成本低。钠电池的原理与锂电池一样,但钠储量约为锂的450倍。在锂电池原料持续高涨的情况下,钠电池的原料成本有望比锂电池低40%~50%以上。

  因此,理论上,钠电池对磷酸铁锂电池有很大的替代性威胁。未来,钠电池有望在中低续航乘用车、寒冷地区市场以及储能等市场占据优势。宁德时代宣布,计划在2023年形成钠电池产业链。

  锂钴镍价格大幅上涨

  开启“资源为王”时代

  锂:前途无量的新能源矿产品

  2015年下半年,我国新能源汽车市场启动以来,锂价从5万元/吨暴涨至17万元/吨;此后保持相对高位。2018年后,受供给过快扩张、补贴大幅退坡等冲击,锂价持续下跌,累计下跌75%,最低跌至4万元/吨左右。2021年以来,随着新能源汽车终端市场迅速复苏和欧美政策的持续加码,全球对行业的发展预期极度乐观,加之澳大利亚锂矿山的拍卖刺激,锂价从5万元/吨一路暴涨至逾50万元/吨。

  锂作为密度最小和电负性最大的金属,是自然元素中除了氢之外最好的能量载体。动力电池不论是现在的锂离子电池、下一代锂固态电池,还是未来可能的锂空气电池,其核心都将是“锂”。且不断提高电池中锂的比重,以提升高能量密度。

  同时,锂储量丰富,足够支撑新能源汽车发展。全球锂资源储量约为1.2亿吨碳酸锂当量,按2020年的消费水平,可供全球消费300年以上。考虑到需求的快速增长,到2030年、2035年,锂资源的静态保障年限将分别降至40年、25年,但总体仍然相对充裕。

  受新能源汽车拉动,锂资源需求前景十分光明。预计到2030年,全球锂资源需求将达到270万吨碳酸锂当量,相比2020年增长8倍。锂市场规模将很快超过铅锌之和,从“小金属”蜕变为“大金属”。按当前市场价格(50万元/吨)计算,锂市场总体规模实际已经突破2500亿元。

  回顾2020年,全球锂资源供应仍然过剩超过12万吨。2021年,终端供需都在同步增长,差距并不明显,为何锂市场突然就短缺了?

  这其实主要源自供应链的影响。锂产业链从资源销售到电池装车大约需要3—6个月(按平均4个月估计),所以,锂资源市场面临的需求量实际上是对4个月后终端需求的预测量、再加上中间库存的必要增量。在终端需求增长100%的情况下,锂资源市场的年需求量将大约上浮约上年消费量的1/3左右的水平。这还没有考虑供应链信息不对称及投机性囤货的影响。因此,尽管2021年终端供需变化差距不大,但在终端市场增长过快的情况下,锂资源市场面临的直接供需却会陷入短缺。

  2022年锂资源供需形势将逐步趋于缓和

  终端需求方面,由于前期基数高,2022年终端需求增速有回归均值的自然趋向。2014年以来,全球新能源汽车市场整体年均复合增长率为50.7%。同时,成本的快速上涨将进一步打压终端需求。碳酸锂价格上涨,每辆车平均使用30多公斤碳酸锂,锂价每吨上涨40万元将导致成本增加约1.5万元。加上其他原料成本上涨,新能源汽车平均原料成本上涨超过2.5万元。此外,中国单车最高补贴从1.8万元下降至1.26万元,减少5400元,因此,终端单车综合成本上涨超过3万元。车企纷纷涨价,加之疫情导致汽车元器件供应受阻等因素,预计2022年终端需求增速将逐步回归。

  供给方面,当前,锂价已经超过行业成本10倍之多,这必将刺激大量的锂资源开发和扩产。大规模的产能扩张项目正在纷纷上马,虽然新增产能达产需要较长时间,但在现有产能条件下尽可能的扩大产量也还有较大的空间。

  此外,国家相关部委对锂价暴涨给予了高度重视。2022年3月份,国家发改委召开锂行业上下游企业座谈会,就价格形成机制、生产供应瓶颈、保供稳价政策措施等进行交流,预计将对锂价的过快上涨起到抑制作用。总体来看,预计2022年锂资源供需形势将逐步趋于缓和,下半年锂市场价格将有所调整。

  钴镍:在三元电池高镍化大势下分化前行

  2021年初以来,受需求复苏、南非物流受阻等因素影响,电钴现货从27.4万元/吨上涨到57.25万元/吨。但因三元电池渗透率下滑和三元电池高镍化进程提速,钴价涨幅远不及碳酸锂。

  2021年初到今年2月底,电解镍现货从12.8涨到18万元/吨,上涨40%;硫酸镍上涨35%。但随后俄罗斯的镍供应因地缘政治因素影响,加之LME镍期货发生逼仓事件,镍现货价格随期货市场暴涨,极端价格最高突破29万元/吨。目前仍在22万~23万元/吨左右,累计上涨约80%。

  三元电池高镍化大势下,电池镍的需求增长前景远胜于钴。

  首先,从资源可获得性的角度看,镍没有钴那么稀缺。全球钴资源极为稀缺,无法支撑大规模应用。根据USGS数据,全球钴资源储量仅765万金属吨,且92%都是伴生矿。而全球镍矿储量超过9500万吨,年消费量在250万吨左右,其中电池镍23万吨左右。镍资源储量基本能支撑大规模应用。

  其次,在三元电池中,镍比重的增加更有利于提升电池的能量密度,增加新能源车的续航里程;钴的作用则主要是提高材料的循环性能和倍率性能,相对作用不突出。

  因此,为提升电池的能量密度、同时减少对稀缺金属的过度依赖,三元电池高镍低钴化是发展大势,未来将朝着NCM811/NCA,乃至含镍量更高的9系材料发展。而9系高镍三元材料相较于523型三元材料,镍的含量将增加50%、钴的含量减少了90%。2021年,国内三元材料的高镍化进程显著加快,全年NCM811/NCA市占率已经达到38.3%。

  总体而言,电池用镍的增长前景远胜于电池用钴。按照正常情形估算,2030年,钴需求将较当前增长1倍左右,电池用镍的需求将增长10倍左右,占比接近40%;到2035年,电池用钴可能出现下滑,电池用镍则将占到镍总需求的一半。

  随着红土镍矿HPAL湿法冶炼技术和近期印尼红土镍矿制备高冰镍技术的突破,原来的镍产业链二元供应结构有望彻底被打破,从而可以充分利用两种镍资源平衡供需,尤其是把大量红土镍矿的潜力充分释放出来。随着印尼红土镍冶炼项目的逐步投产,2022年下半年镍供应将趋于过剩。

  俄罗斯镍资源被限制出口将主要带来短期结构性影响。俄罗斯的镍储量占全球的7%,年产量约30万金属吨,占全球12%。俄罗斯精炼镍产量约15.4万吨,在全球占比超过20%,其中90%出口,到中国约5万吨,到其他国家约9万吨。俄罗斯镍资源被限制出口,包括LME将俄镍剔除交割品范畴,短期将造成国际市场(除中国)精炼镍的供给急性短缺,驱动镍价上涨。但中国从俄罗斯进口镍则有望逐步增加,加之印尼红土镍供给的增加,国内供给趋于过剩。从中期来看,全球供应链调整的空间较大,随着红土镍矿加快开发利用,镍市场总体仍将趋于过剩,预计届时镍价将有所回落。

  综上所述,在新能源汽车和锂电池高速成长大势确定的情况下,随着锂、钴、镍价格尤其是锂价的大幅上涨,新能源材料产业链正式进入“资源为王”时代。尽管短期供需将趋于缓和、价格大概率将有所回落,但进入“资源为王”时代,锂、镍、钴价格总体都将居于相对高位,过去的价格低谷区间将很难再现了。尤其是锂,预计碳酸锂短期内很难再现17万元/吨以下的价格。

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