最近磷酸鐵鋰電池風頭正勁,已經呈現出完全碾壓三元鋰電池的態勢,而磷酸鐵鋰電池的生產離不開四大資源,按重要性排序依次是鋰源、磷源、鐵源、碳源。
鋰的重要性不言而喻,目前市場上主要的動力電池都是鋰電池;而磷酸鐵鋰原材料成本中,磷酸鐵佔比接近40%,而對於磷酸鐵而言,磷源的成本佔比高達52%;至於碳,地球上最不缺的元素就是它。
至於磷酸鐵鋰的鐵元素,主要來自磷酸鐵。而磷酸鐵中的鐵元素,又主要來自硫酸亞鐵,硫酸亞鐵則是生產鈦白粉的副產物。
在過去相當長時間,人們只知道鈦很重要,稱其為“太空金屬”、“海洋金屬”、“現代金屬”、“第三金屬”、“空間金屬”和“戰略金屬”等,它對一個國家的國防、經濟及科技的發展具有戰略意義,鈦應用量的多少和鈦工業發展水平是一個國家綜合實力的重要標誌。
總之,怎麼誇鈦都不過分,而對於硫酸亞鐵,人們完全就是另外一幅面孔,覺得它是個垃圾,不清理佔地,處理不好又汙染環境,怎麼看都很煩,直到磷酸鐵鋰的電池的出現,一切才有了改觀。
這個世界本來沒有垃圾,只是沒有發現它的用處,或者把它放錯地方了而已。
我國鈦礦豐富,但不精
鈦的礦物在自然界中分佈很廣,處於分散狀態, 主要形成礦物鈦鐵礦TeTiO3 和金紅石TiO2 , 及釩鈦鐵礦(鈦白石)等, 鈦在地殼中的含量約為0.64%,在金屬元素中僅次於鋁、鐵和鎂,居第4位。
根據成礦原因,鈦礦可分為巖礦和砂礦。
鈦巖礦屬於原生礦,有鈦鐵礦(又稱“釩鈦磁鐵礦”)、赤鐵鈦鐵礦等不同型別。鈦巖礦產地集中,儲量大,可大規模開採,而缺點是脈石含量高、結構緻密、可選性差、精礦品味低。
鈦砂礦屬於次生礦,在海岸或河灘附近沉積而成,主要有金紅石、鈦鐵礦。鈦砂礦脈石含量少,可選性好,精礦品味高,而缺點是資源分散、原礦品味低。
全球雖然有三十多個國家擁有鈦資源,但主要集中在中國、澳大利亞、南非、加拿大和印度等國。
根據美國地質調查局2015年的資料,全球鈦鐵礦儲量約為7.2億噸,佔全球鈦礦的92%。金紅石儲量約為4700萬噸,二者合計儲量約7.67億噸。
鈦鐵礦的分別上,中國2億噸、澳大利亞1.7億噸、印度8500萬噸、南非6300萬噸、巴西4300萬噸。我國鈦鐵礦儲量佔全球儲量28%,排名全球第一。
可見,我國鈦資源非常豐富,是世界鈦資源大國。
我國鈦礦床的礦石工業型別比較齊全,既有原生礦也有次生礦,原生鈦鐵礦為我國的主要工業型別。鈦鐵礦佔我國鈦資源總儲量的98%,金紅石僅佔2%。
鈦資源中,金紅石的品味高,但我國主要是鈦鐵礦,缺乏金紅石。我國的鈦鐵礦資源以廢鐵雜質含量較高的巖礦為主。國外鈦鐵礦巖礦比例比我國小,而鈦鐵礦和金紅石砂礦比例遠遠高於我國。
國內鈦的產量和質量,無法滿足生產所需。我國每年需要從越南、印度和澳大利亞等國進口大量高品質礦石。
根據安寧股份財報資料,2020年中國鈦礦需求預計在820萬噸左右;2020年全國鈦精礦產量545萬噸,進口需求較大,缺口在275萬噸左右。
根據海關資料顯示, 2021年1-6月中國累計進口鈦礦約197.91萬噸,同比增長29.11%,同比2020年1-6月總量增長約44.62萬噸。
上半年累計進口量增幅最大國家南非,增幅為1323%,其次斯里蘭卡、越南,其中進口南非主要為鈦毛礦;其次是斯里蘭卡,增幅為257%;以及越南增幅為81%。
資料來源:2021年安寧股份半年報
可見,我國的鈦礦資源雖然豐富,但由於品味較低,比較依賴國外進口。
國內目前大的鈦礦石廠商是下面四家:龍佰集團、攀鋼集團、安寧股份和重慶鋼鐵。龍佰和攀鋼主要是自用,少量外售,後兩者外售為主。
鈦白粉行業“單強多小”
我國的鈦鐵礦以“釩鈦磁鐵礦”為主,釩鈦磁鐵礦是以含鐵為主,共伴生鈦、釩、鈧、鈷、鎳、鉻、鎵等元素的多金屬共伴生礦。
礦廠把釩鈦磁鐵礦分別加工成:鈦精礦和釩鈦鐵精礦。
鈦精礦用於生產鈦白粉和海綿鈦,其中90%集中在鈦白粉的生產。而釩鈦鐵精礦則賣給鋼鐵企業,用於提釩鍊鋼。
我國是全球鈦白粉生產和消費第一大國,2009年-2020年,國內鈦白粉年產量從104.7萬噸增長到352萬噸,複合增長率為13%。下游產品的增長帶動了對鈦精礦需求的穩定增長。
鈦白粉因其具有高折射率,理想的粒度分佈,良好的遮蓋力和著色力,是目前已知最好的白色顏料,被廣泛應用於塗料、塑膠、造紙、油墨等領域。
有鑑於鈦白粉的重要性,國家高度重視鈦白粉產業發展,積極推進新工藝產業化和資源綜合利用,並將充分考慮將鈦白粉納入國家戰略資源儲備的建議。
2021年8月25日,工信部回覆政協提案稱,有關部門正在編制“十四五”國家儲備發展規劃,將鈦白粉納入國家戰略資源儲備,並計劃構建鈦白粉產業標準體系。
工信部指出,我國鈦鐵礦儲量居世界第一,也是世界上最大的鈦白粉生產國和消費國,市場供應充足,安全保障能力較強。
目前,發展改革委、財政部、糧食和物資儲備局會同有關部門正在編制“十四五”國家儲備發展規劃,將在確定“十四五”國家儲備品種目錄時,充分考慮所提建議,深入開展研究論證。
國家有關部門積極推進鈦礦資源綜合利用,下一步科技部將設立“戰略性礦產資源開發利用”重點專項,針對共伴生緊缺戰略資源有價金屬利用不平衡、不充分等問題,研究釩鈦磁鐵礦中有價元素平衡利用、釩鐵高效分離等新技術與關鍵裝備,推動鈦礦資源高值化利用技術開發和應用;我部將會同有關部門持續推進攀枝花市工業資源綜合利用基地的建設,有效提高資源利用效率。
鈦白粉的傳統生產工藝有硫酸法和氯化法,其中硫酸法制備鈦白粉的過程依次是鈦礦粉碎、酸解、沉降、洗渣、結晶、鈦液壓濾、濃縮、水解、水洗、漂白、鹽處理、煅燒、粉碎和包裝。
在酸解鈦礦時,我們先用濃硫酸分解生成可溶性硫酸鹽,再用金屬鐵把鈦液中的高價鐵還原成亞鐵。
在結晶過程中,鈦液裡的硫酸亞鐵以七水合硫酸亞鐵的形式結晶析出,而這就是生產磷酸鐵鋰的重要材料。
在過去,產生的大量硫酸亞鐵處理困難,造成資源浪費、環境汙染,成為鈦白粉企業生產的瓶頸。
而如今,每生產1噸鈦白粉就會產生3噸左右的硫酸亞鐵,大量的硫酸亞鐵可以用在磷酸鐵鋰電池的正極材料生產上,就這樣大量“廢棄”硫酸亞鐵成了寶,鈦白粉企業業績和股價上了天。
硫酸法工業冗長而複雜,相對更加成熟,主要分佈在亞太區域,但在我國已被列入《產業結構調整指導目錄》限制類專案;
氯化法工藝流程短而簡單,但技術難度大,主要分佈在歐洲區域,氯化法環境汙染小,但對原料品質要求高,需大量從國外進口。
在鈦鐵礦的用量上,硫化法和氯化法差不多。
生產單噸鈦白粉,硫化法消耗60%含量的鈦鐵礦1.8噸,消耗硫酸3噸。氯化法消耗60%含量的鈦鐵礦1.6噸,氯氣0.7噸。
而在能耗、用水和汙染物上,氯化法明顯優於硫化法。
生產單噸鈦白粉,硫化法需要消耗1.2噸標準煤,能耗是氯化法的1.5倍。硫化法用水量是80~100立方米,而氯化法為30立方米。硫化法固體排放量2~5立方米,而氯化法只有0.23立方米。
硫化法的廢棄物,有硫酸亞鐵等,難以處理。相比之下,氯化法是更清潔的工藝。
氯化法也是更高階的工藝,能夠生產高檔鈦白粉。而硫化法只能生產低檔和中檔產品。我國硫化法居多,高檔的鈦白粉要靠進口。
2015年我國環保整治啟動,環評不及格的小鈦白粉企業陸續關停。
目前,我國也限制硫化法產能,鼓勵氯化法。但氯化法由於技術難度和國外對關鍵技術的壟斷,到目前為止,我國僅有少數企業掌握該工藝,且工藝能力要差西方國家不少。
在海外市場方面:科穆,特諾,泛能拓,康諾斯四大巨頭壟斷的局面,佔據80%左右產能。
在中國市場,2020年鈦白粉的銷售額公司排名為龍佰集團,中核鈦白,金浦鈦業,安納達。其中,龍蟒佰利是兼具硫酸法和氯化法兩種工藝的龍頭企業,擁有“鈦精礦—氯化鈦渣—氯化法鈦白粉—海綿鈦—鈦合金”完整鈦產業鏈。
然而,龍佰集團的氯化法技術也不是自己研發出來的。龍佰集團透過與德國鈦康持續合作,經過5-6年的執行和對技術的消化吸收,才基本掌握了大型沸騰氯化法鈦白粉生產技術。
當前國內鈦白粉行業呈現“單強多小”的局面。單強是龍佰集團,擁有硫化法54萬噸,氯化法36萬噸。其餘多小為,中核鈦白(硫化法30萬噸),攀鋼釩鈦(硫化法21.5,氯化法1.5萬噸),金浦鈦業(硫化法18萬噸),魯北化工(硫化法10噸,氯化法6萬噸在建),安納達(硫化法10萬噸),天原股份(氯化法5萬噸)。
其中,魯北化工和天原股份透過技術突破,也擁有了少量氯化法的產能。
除了氯化法和硫化法之外,有關部門還在積極鼓勵鹽酸萃取法,該工藝作為新興技術,對原料品質要求不高,流程短、成本低,發展前景較好,但該工藝處於產業化前期,在環境保護、產品質量、裝置執行穩定性等方面還有待改進提升。
為了進一步支援鈦白粉產業綠色健康發展,國家有關部門積極構建鈦白粉產業標準體系。目前已出臺《二氧化鈦顏料》、《化妝品用二氧化鈦》、《奈米二氧化鈦》、《食品安全國家標準食品新增劑二氧化鈦》、《鈦白粉單位產品能源消耗限額》、《塑膠異型材用鈦白粉技術條件》等標準,正在組織編制《鈦白粉行業綠色工廠評價要求》(2019-0052T-HG)、《生產鈦白粉(二氧化鈦)過程中產生的廢硫酸處理處置方法》(2020-0423T-HG)兩項行業標準。
有礦的春風得意
世界鈦白粉工業已有近一百年的發展歷史,它是在兼併、重組和技術進步的競爭道路上發展壯大的。我國鈦白粉工業自1956年生產搪瓷和電焊條鈦白粉起步,到現在已有60多年曆史。
目前,中國鈦白粉行業已步入發展的新常態,正處於硫酸法鈦白向氯化法鈦白產業轉型升級過程當中,努力追趕國際鈦白粉巨頭。
今年受大宗商品漲價影響,鈦白粉的價格也一漲再漲。
按照生意社的市場價,鈦白粉年初價格為16666元,11月22日為20950元,漲幅25.7%。
雖然價格鈦白粉價格上漲,但原材料漲價更猛,尤其是硫化法的鈦白粉企業。
而生意社顯示,濃硫酸年初的價格為432元,9月份飆到2000元左右,目前(11月22日)價格為705元,較年初上漲63%。根據信達證券資料,安寧股份61%鈦鐵礦上半年上漲46%至697元,漲幅為219元。
此外,硫化法的單噸耗煤也較高。而今年出現了“煤超瘋”行情,動力煤主力合約從年初的670元/噸,到10月份漲到接近2000元/噸。
可見,雖然鈦白粉在漲價,但原材料和能源漲得更快,上游供應商的利潤更厚。
上半年,龍佰集團鈦白粉的毛利率提升了0.78%,中核鈦白鈦白粉的毛利率提升了8.31%。
而在鈦礦石漲價下,上半年,鈦礦企業安寧股份的綜合毛利率從62.95%,提升到76.84%,提升13.89%。其中,用於生產鈦白粉的鈦精礦,毛利率達到86.05%,提升了10個百分點。暴利程度已堪比高階白酒。
來源:安寧股份2021年半年報
安寧股份是國內鈦精礦龍頭。上半年,生產鈦精礦28.21萬噸,同比增加10.28%;銷售鈦精礦29.87萬噸,同比增加6.03%。鈦精礦銷售規模國內第一。
安寧股份的鈦礦位於攀西地區,是我國釩鈦磁鐵礦的主要成礦帶。
我國把釩鈦磁鐵礦定為國家戰略資源,重點開發攀西地區釩鈦磁鐵礦資源。攀西地區的釩鈦磁鐵礦中含有的鈦資源儲量約佔全國儲量的90%;釩資源儲量約佔全國儲量的63%;鐵礦石儲量約佔全國的12%。
攀西地區釩鈦磁鐵礦:位於四川省西南部,包括攀枝花和涼山州等20餘個縣市。攀西地區是一個巨大的鈦聚寶盆,其鈦資源探明儲量為世界的1/4,其中伴生著釩、鈦、鈷、鎵等十幾種稀有貴重金屬。
安寧股份憑藉鈦資源豐富的先天優勢,成為行業龍頭,有較強的議價能力,是龍佰集團、藍星大華、添光鈦業、方圓鈦白、東方鈦業等國內大型鈦白粉生產企業的供應商。故而,其毛利率比下游龍頭的提升得多。
變廢為寶
今年,在磷酸鐵鋰高需求的帶動下,硫化法的鈦白粉企業“受寵若驚”。
作為鈦白粉落後的工藝,硫化法副產廢硫酸和硫酸亞鐵。它們原本是廢料,如今卻成為生產磷酸鐵鋰前驅體“磷酸鐵”的主要原材料,大量需求一下湧現。
製備磷酸鐵鋰的主流方法是固相法。這種方法需要先製備磷酸鐵(分子式FePO4)這一材料。而製備磷酸鐵,市場的主流方法則為硫酸亞鐵經雙氧水氧化後與磷酸(鹽)反應沉澱。
這就不得不說鈦白粉企業具備得天獨厚的優勢。與外購硫酸亞鐵的企業不同的是,鈦白粉企業在鈦白粉生產過程中副產物硫酸亞鐵,這就省去了一大中間步驟。
而且硫酸亞鐵此前是作為難處理的廢料存在的。單噸鈦白粉生產約能產生近3噸硫酸亞鐵,大量硫酸亞鐵固廢處理困難,堆放處理造成環境汙染問題,且浪費資源。
這意味著,鈦白粉企業提供磷酸鐵相當於是零成本的,因為它們原本是廢料,現在變廢為寶了。
硫酸亞鐵固廢經過前處理後,可用於生產電池級磷酸鐵,進而生產磷酸鐵鋰電池材料,提高了資源利用率,降低了磷酸鐵鋰生產的原料成本,協同效應顯著。
據東吳證券資料,按21H1原料市場均價核算,相比鐵源外購企業,鐵源自給可節省單噸成本1676元。
中核鈦白財報
鈦白粉企業的估值體系變化的核心在於企業未來發展的方向,龍頭企業有望透過鈦白粉產業鏈的綜合利用,快速切入新能源磷酸鐵產業。
在鈦白粉景氣度向上,需求不斷提升而新增供給有限的背景下,鈦白粉價格不斷上漲。
同時,部分鈦白粉企業如龍佰集團、中核鈦白、安納達等開始進軍新能源領域,生產磷酸鐵或磷酸鐵鋰,實現鈦產業鏈與新能源產業鏈的耦合。
鈦白粉企業有望利用副產的廢酸、硫酸亞鐵等作為磷酸鐵的生產原料,大幅降低生產成本。
隨著鈦白粉企業加速佈局新能源正極材料領域,鈦白粉產業鏈有望迎來價值重估。主要的鈦白粉企業佈局磷酸鐵及磷酸鐵鋰專案包括:
中核鈦白規劃50萬噸,龍佰集團規劃30萬噸。安納達目前有磷酸鐵產能5萬噸/年,與湖南裕能有一個5萬噸/年新裝置再建。魯北化工的控股股東魯北集團,正在申報66萬噸磷酸鐵鋰專案,將來依靠魯北化工供應硫酸亞鐵,製備磷酸鐵。
據中信證券測算,預計2020年、2021年和2022年磷酸鐵鋰正極材料需求分別為13萬噸、24萬噸和34萬噸。考慮到未來全球動力電池與儲能電池需求,預計2025年全球磷酸鐵鋰正極材料需求約為98萬噸,對應市場規模約為280億元,2020年至2025年年均複合增長率達43%,增長迅速。
而根據東吳證券研報資料,截至2021年9月,我國磷酸鐵產能為35.6萬噸。
假定未來80%的磷酸鐵鋰需求透過磷酸鐵工藝路徑來實現,則2025年全球272.4萬噸磷酸鐵鋰需求對應約209萬噸磷酸鐵需求。
而截至2021年9月,我國磷酸鐵產能規劃已經超過300萬噸。未來,行業可能面臨產能過剩。
從當前磷酸鐵產能的投建情況可以看出,鈦白粉和磷化工企業的投產的都較為兇猛。
這主要因為它們都具備成本優勢。鈦白粉有鐵源的成本優勢,而磷化工企業有磷酸 /磷銨的成本優勢。
不過,從成本結構來看,磷化工企業似乎比鈦白粉企業更具優勢。在磷酸鐵的成本中,磷源成本佔到生產成本的53%,而鐵源只佔6%。
資料來源:國信證券經濟研究所
在新能源電池快速發展的浪潮下,產業鏈上不少已經步入成熟期的上游企業,似乎又進入了新的發展期。產業的發展是動態的,一個去年還被認為是夕陽產業的行業,也許今年就一下子翻身了。
對一個產業的看法,不應該固守過去的某一種觀點。當然,對一個產業未來的看法,也不應該因為現在的火熱景象,就過於樂觀。
去年,磷酸鐵鋰行業普遍薄利。頭部企業德方奈米2020年毛利率僅約10%,預計全年最多虧損2883萬元,公司稱虧損原因是疫情影響產銷,且磷酸鐵鋰價格及毛利率全年處在低位,雖然年底價格略有反彈,但對全年的盈利貢獻有限,產能擴張也提高了費用支出。
德方奈米也在公告中提示產能擴張和市場競爭的風險。
公司表示,如果增量市場不達預期,將對公司新增產能的消化產生重大不利影響;此外,新能源汽車行業仍處於政策驅動向市場化驅動的過渡期間,一方面是財政補貼的逐步退坡,另一方面是市場化競爭要求的不斷降價,兩者的共同作用,將使得全行業的盈利進入較為狹窄的盈利通道。在單位盈利能力下降的情形之下,以量補價,逐步成為業內企業提高經營效益的主要方法之一。
今年11月,鈦白粉企業安納達的董秘王先龍在接受《每日經濟新聞》記者採訪時稱:如果磷酸鐵20萬噸/年、50萬噸/年的專案做起來了,後期市場競爭將非常激烈,價格應該會下降。但電池級磷酸鐵不是那麼容易做的,如果這些專案的產品質量達不到要求,磷酸鐵市場也將處於供不應求狀態。預計2023年,將進入分水嶺。