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2021年磷酸铁锂产业链深度报告(附下载)

行业研究报告 | 提供各行业研究报告。 2021/10/14 23:24

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行研君说


导语

由于铁锂电池在经济性、安全性、循环性等拥有优势,未来铁锂电池有望在动力、储能、电动工具、电动两轮车等领域快 速提升渗透率,预计23年铁锂电池装机量将为20年铁锂装机量的4倍以上。

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来源:中泰证券 作者:苏晨、谢楠、陈传红

1 磷酸铁锂产业链概述

磷酸铁锂需求爆发

由于铁锂电池在经济性、安全性、循环性等拥有优势,未来铁锂电池有望在动力、储能、电动工具、电动两轮车等领域快 速提升渗透率, 预计23年铁锂电池装机量将为20年铁锂装机量的4倍以上。

未来电化学储能提振铁锂需求

预计全球电化学储能2021年新增装机同增114%,2020-2025年复合增速为35.35%: 据IHS预测,2021年全球新增电化学储能 装机将首次超过10GW,同比增长114%,2025年累计电化学储能装机容量将达64.3GW,2020-2025年均复合增速为35.25%。

保守预期下国内电化学储能2021年新增装机同增77%,2021-2025年复均合增速为57.4%: 据CNESA预测,保守场景下,国内 2021年累计电化学储能装机规模达5.79GW,同增77%,2020-2025年均复合增速为57.4%;乐观预期下,国内2021年累计电化 学储能规模达6.61GW,同增102%,2020-2025年均复合增速为76.44%。

2 磷矿:落后产能关停,品位&技术决定成本

2.1 磷化工产业链梳理

磷化工原材料主要以磷矿石、硫酸、焦炭、硅石为主;中游制备以湿法和热法为主。下游需求则以农业、工业为主。

2.2 中国主要磷矿石企业梳理

从我国披露的磷矿公司矿品位来看:司尔特>瓮福集团>川恒股份>云天化>湖北宜化>云图控股;从现有开采产能看:云天 化>瓮福集团>兴发集团>川恒股份>司尔特>川发龙蟒>湖北宜化。

磷矿开采成本核心:品位、技术

我国拥有较高品位磷矿资源且拥有磷矿采选技术优势的公司成本优势显著,业务毛利率维持在30%-50%高利润空间内。

磷矿企业采选技术梳理

根据不同的磷矿矿石性质,磷矿石加工方法有浮选、擦洗脱泥、重选、化学浸取、联合选矿、光电拣选、磁罩盖法等,其 中浮选是应用最多的磷矿选矿工艺,擦洗脱泥、重介质分选也已成功地应用。另外,为适应不同采矿要求,光电拣选法、 磁选法等也被综合应用以适应选

2.3 磷矿供需&分布:供降需稳,分布不平衡

从世界范围看磷矿石储量并分布不平均,摩洛哥和西撒哈拉占据绝对优势占全球磷矿石储量的73.3%,但从产量上看, 中国几乎每年贡献全球产量50%以上。 但考虑到运输成本,摩洛哥运输到中国磷矿价格偏高,并未有竞争优势。

3 一铵、二铵、磷酸:工艺决定成本,竞争格局多样

3.1 一铵、二铵、磷酸产品差异&标准梳理

工业一铵与农业一铵、二铵差别梳理

工业级磷酸一铵与农用一铵、二铵的在成分上的主要区别在于纯度不同、磷含量不同,工业级要高于农业级;在下游需求 上区别主要在于工业级主要应用于生产高档水溶肥、灭火剂及磷酸铁,农业一铵、二铵则主要用于复合肥生产;在价格上 工业级一铵远高于农用级一铵,目前单吨价差在1500元左右。磷酸一铵、二铵主要区别在于1.成分上磷氮比例不同,二铵含氮量要高很多;2.PH值不同,一铵溶解到水后呈酸性、二铵 呈碱性。3.价格上主要根据总养分的质量分数的不同定价,质量分数越大价格越高。

3.2 铁锂磷源:湿法成本优势明显,逐渐替代热法

工业磷酸制备方法对比:热法工艺成熟,湿法成本优势明显

工业磷酸制备方式主要分为湿法和热法制备。

热法工艺原理: 热法磷酸的生产由黄磷的燃烧和酸酐的水合 两部分组成,从磷矿到黄磷及热法磷酸,其中的磷元素经历 了先被还原再被氧化的过程。

热法生产关键控制: 燃烧、水合、热交换、除雾。

成本关键: 黄磷、电价 。

热法工艺分类: 根据黄磷的燃烧氧化、五氧化二磷气体的水 合吸收是否在同一塔内进行分为一步法和二步法,目前国内 外多采用二步法。

湿法工艺原理:  用无机盐(主要是硫酸)与磷矿反应生产磷 酸,生成硫酸钙结晶和磷酸溶液,再进行液固分离,得到磷 酸。

湿法生产关键控制: 原料处理、添加、气体处理、废料回收 除杂、副产物回收。

成本关键: 磷矿石、硫磺价格。

湿法工艺分类: 根据当反应条件磷酸的浓度、反应温度、剩 余硫酸浓度不同时,硫酸钙以不同的水和形态从磷酸溶液中 沉淀出来,湿法工艺分为二水法、半水法、半水-二水法等, 目前国内多采用二水法制备工艺。

在使用相同电价、水价的情况下,湿法制备相比热法制备单吨制备成本便宜2800元以上,具有成本优势。 但热法磷酸产 品的浓度和质量较湿法更高。未来随着对湿法产品浓度的提升,生产工艺技术的攻克, 湿法有望替代热法。

3.3 竞争格局:行业集中度展现龙头公司成本优势

工业级磷酸竞争格局:湿法一家独大,热法澄星产能领先

从总产能看,据百川盈孚统计,2020年中国湿法净化磷酸和热法磷酸总产量为212.57万吨,其中瓮福集团净化磷酸产量 98.93万吨,占全国生产总量46.54%,位居行业第一。从2021年有效产能集中度看,湿法制备净化磷酸瓮福一家独大,热法制备澄星有效产能最多。

工业一铵竞争格局:目前集中度低,未来有望提升

根据上市公司工铵产能披露,我国工业级磷酸一铵行业集中度相对较低CR3为28.6%。未来随着国家对磷化工行业的法规趋 严,行业集中度有望进一步提升。

农业级磷酸一铵竞争格局:行业集中度低,格局分散

磷酸一铵产能分布与磷矿资源分布相关:区域集中,企业产能分散。 由于直接原材料成本占到磷肥制造成本的70%-90%, 为降低运输成本、提高原料供应速度,磷肥企业围绕磷矿资源地为建立。我国农业级磷酸一铵行业集中度相对较低2019年CR3/5/10分别为26.22%、37.54%、59%。未来随着国家对磷化工行业的法规 趋严,行业集中度有望进一步提升。我国磷酸一铵产能集中分布在长江流域,华中地区占据超过一半产能,其中湖北省占 比最大。

4 磷酸铁:短期供需紧平衡,长期成本为王

4.1 磷酸铁α:二价铁工艺优势明显,自备原料增厚利润

磷酸铁β属性:加工业

从磷酸铁成本、毛利及价格来看磷酸铁行业本质上是一个挣加工费的行业,原材料磷酸价格上升甚至挤压铁锂前驱 体利润。

磷酸铁α:原料、工艺、能源

以外购原料使用零价铁工艺的磷酸铁公司为例, 磷酸占比原料成本82.5%,为原料之首。但在磷酸中磷元素与酸元素各占 原料成本40%以上。假设以7月份价格计算,从原料端磷化工企业(有磷原矿)可以相较外购原料企业单吨节约3342.24元,钛白粉企业(有 磷酸制备能力但无磷矿)可以节约4044.13元,成本优势明显。

4.2 竞争格局:短期分散,长期紧握核心要素——成本

磷酸铁未来:成本为王

由于行业未来供>需,且磷酸铁扩产难度相对较小。未来我们认为拥有二价铁工艺,且“矿电磷铁一体化”的磷酸铁生产 企业将拥有核心竞争优势。

工艺端成本优势: 二价铁制备>零价铁制备。

原材料端成本优势: 磷源、铁源自备>磷源自备>铁源自备>纯加工。

能源动力端成本优势: 自备电源(拥有水电、火电厂)>低电价省份>高电价省份。

4.3 磷酸铁供需:行业景气提振需求,短期紧平衡

磷酸铁需求:下游需求旺盛,行业景气度高增

1吨磷酸铁锂正极(碳热还原法)大约需要0.95吨磷酸铁前驱体、液相法与高温固相法(不需要)。经测算21、22、23年 磷酸铁需求分别为26.6、43.42、76.67万吨。下游需求旺盛,23年需求相较21年需求已接近翻了3倍。

磷酸铁供需:短期紧平衡

磷酸铁: 需求拉动,21年或将迎来紧平衡,但随着行业巨头扩产产能达产,未来几年行业整体呈现供大于求。

需求: 预计磷酸铁锂行业21、22、23年分别实际需求26.60、43.42、76.67万吨磷酸铁。

有效产能: 21、22、23年分别为28.4、62.9、120.9万吨。

5 磷酸铁锂正极:铁锂回潮,需求爆发

5.1 竞争格局:短期群雄逐鹿,未来成本为王

磷酸铁锂正极市场占有率:20年格局相对分散,未来集中度提升

按产量计算,2020年磷酸铁锂正极集中度相对分散,第二名至第五名市场占有率相差并不大。CR3/CR5分别为49.8%、 76.3%(2019年CR3/CR5为54.06%、62.92%),CR3有所下降但CR5有所上升。其主要原因在于宁德和比亚迪订单拉动二 线厂商裕能与万润的出货量。按产能计算,未来随着龙头厂商扩建产能达产,预计2023年磷酸铁锂正极集中度会有较大提升,CR3/CR5分别为 69.32%、84.10%。其中德方纳米产能最大,占整个行业30.25%。

磷酸铁锂正极公司毛利率:铁锂回潮,提振行业毛利率

近年行业毛利率下降主要系三元电池挤压LFP电池市场份额。未来随着LFP电池出货量增加及价格上涨,LFP正极企业 毛利率有望回升。  分公司看,拥有液相法、高产能利用率、规模效应的德方纳米毛利率基本远高于其他公司。

5.2 供需:景气度提振需求,短期紧平衡

磷酸铁锂电池需求:铁锂回潮,引爆需求

受磷酸铁锂低成本以及磷酸铁锂电池技术迭代刺激,铁锂电池从2020年底开始回潮,2021年需求迅速爆发铁锂21-23年全球 装机量预计分别为126.3、189.6、251.6GWh,yoy+153.80%、50.05%、32.73%。

磷酸铁锂正极供需:景气度提振需求,短期紧平衡

受LFP电池回潮影响,LFP正极材料出货量预计大幅增加。21、22、23年全球LFP正极需求为29.06、43.61、57.88万 吨,yoy+153.81%、50.06%、32.73%;有效供给为37.2、64.7、115.7万吨,yoy+39.1%、79.3%、73.5%。2021年全年磷酸铁锂正极材将处于紧平衡状态,龙头电池厂以基本锁定优质LFP正极产能,据21年Q1季报数据显示行业内优质 产能供不应求,且上游碳酸锂涨价可顺利传导,LFP龙头供应商有望获得量价齐升。

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