(报告出品方/作者:国金证券,倪文祎)
一、镍:二元供需结构下的格局变迁
镍是一种银白色金属,具有很好的延展性、磁性和抗腐蚀性。镍在地壳中含量非常丰富,在自然界中以硅酸镍矿或硫、砷、镍化合物形式存在,常被用于制造不锈钢、合金结构钢、电镀、高镍基合金和电池等领域,广泛用于飞机、雷达等各种军工制造业,民用机械制造业和电镀工业等。
镍矿来源为硫化镍矿和红土镍矿两种。由于伴生矿物不同,红土型镍矿与硫化物型镍矿下游冶炼环节不同,形成了不同生产链条。传统镍供需路径:红土/硫化镍矿→镍铁/电解镍→合金、不锈钢。硫化镍矿→高冰镍→电解镍→合金/不锈钢。硫化镍矿经过火法冶炼形成电解镍,用于合金、不锈钢等领域。红土镍矿→镍铁/NPI→不锈钢。红土镍矿经过火法冶炼形成镍铁/NPI,用于不锈钢领域。
新型镍供需路径:红土/硫化镍矿→硫酸镍→电池
硫酸镍是镍产业链的中游产品,是硫化镍或红土型镍矿经冶炼加工后得到的一种镍盐,其下游领域主要应用于新能源汽车动力电池行业和电镀行业。在电池领域中,硫酸镍是重要的原材料,主要用于生产镍钴锰、镍钴铝等三元电池的前驱体材料;同时,用于生产镍氢、镍镉二次电池正极材料。
硫酸镍的主要原料有高冰镍、镍湿法中间产品、镍豆/镍粉、废镍等。硫酸镍制备路径可以分为下几种:
硫化镍矿→高冰镍→硫酸镍→电池/电镀。硫化镍矿经过火法冶炼、常压酸浸生产出高冰镍,进而制备硫酸镍。
红土镍矿→MHP氢氧化镍钴/MSP硫化镍钴→硫酸镍→电池/电镀。红土镍矿湿法冶炼中间品,比如冶炼出氢氧化镍钴,或者通过采购氢氧化镍,将其酸浸之后制得硫酸镍。
红土镍矿→镍铁/NPI→高冰镍→硫酸镍→电池/电镀。利用红土镍矿火法冶炼生产镍铁,而后转炉吹炼和加压酸浸,生产出高冰镍,进而制备硫酸镍。
镍豆/镍粉→硫酸镍→电池/电镀。纯镍(比如镍板、镍豆/镍粉)经过酸溶,结晶后得到粗制硫酸镍晶体,再经溶解除杂和浓缩备制得到电池级硫酸镍晶体。
废料→硫酸镍→电池/电镀。以废料为原料制取硫酸镍。含镍废料中电镀废料、催化剂、电池废料和废合金等均可用于回收镍。
全球镍供需历史上经历四轮变动,结合LME镍价走势:
第一轮(年之前):全球不锈钢需求拉动镍价格上涨,其生产所需的镍主要以电解镍为原料,硫化镍矿为当时全球镍供给的主要来源。
第二轮(-年):镍价于年创历史新高,后金融危机爆发导致镍需求下滑;红土镍矿生产镍铁工艺发展迅速,不锈钢生产中纯镍比例下滑,主导地位逐渐由镍铁替代,电解镍持续过剩,镍价开启下跌进程。
第三轮(-年):印尼镍矿储量全球第一,为改变单纯出口金属资源的发展方式,提高金属矿业产品附加值,印尼宣布年原矿出口禁令正式生效,强制要求矿业企业在国内设立冶炼厂。印尼禁矿引发了镍市下跌中的强劲反弹,但阶段扰动未能改变下行趋势。
第四轮(年至今):印尼放宽镍矿石出口政策,后宣布原定于年实施的镍矿石出口禁令提前至年1月生效,不再允许出口镍金属含量低于1.7%的镍矿石,再次引发供应担忧。随着全球新能源汽车迅速发展,硫酸镍作为动力电池重要生产原料成为镍产业链中的热门产品,供应结构性短缺突现,推动镍价自低位回升。
短期来看,不锈钢用镍仍为主流,新能源汽车电池用镍进入快速增长阶段,叠加硫酸镍供给结构性短缺,镍价有望震荡回升。中长期来看,电池用硫酸镍供给来源的分化将成为后续镍价走势的关键因素。随着红土镍矿湿法冶炼技术的成熟,镍中间品将会成为硫酸镍生产的主要贡献力量,同时由镍铁转化的高冰镍在硫酸镍中的使用量也会持续增长,对于不同生产方式的硫酸镍原料成本与镍价走势密切相关。
二、需求端:预计25年全球镍需求万吨,5年CAGR=7.99%
不锈钢为镍最大下游需求领域,占比70%以上
镍被称为“工业维生素”,不锈钢是其第一大消费领域,该领域消费占全球比例高达70%,广泛用于工业机械制造、家庭用品以及航空航天、坦克舰艇、原子能反应堆等领域。
由于在合金中加入镍可以使其在高温下具有较高强度和一定的抗氧化腐蚀能力,16%的镍消费用于不锈钢以外其他合金中。镍也常用作防护装饰性镀层,在该领域消费占比为8%。镍同时是镍氢电池、镍镉电池、三元材料锂离子电池等多种电池的重要原料,在便携设备、电动汽车、储能电池等领域有广泛应用,目前电池领域镍消费占比仅为5%,但由于电动汽车产业、工业储能等行业快速发展,镍在电池领域的需求潜力巨大。此外,镍还常作为氢化催化剂和永磁材料,用于电子遥控、原子能工业和超声工艺等。
根据测算,预计25年全球镍需求万吨,5年CAGR=7.99%。随着全球新能源汽车的快速发展,电池用镍需求占比将提升到25年的17%。预计25年电池领域用镍需求将达到58万吨,5年CAGR=48.62%,需求占比将从20年的3%提升到25年的17%;预计25年不锈钢领域镍需求将达到万吨,5年CAGR=5.76%;预计25年其他工业领域用镍需求将达到69万吨,5年CAGR=2.16%。
2.1预计25年电池领域用镍需求将达到58万吨,5年CAGR=48.62%
电池行业用镍分为两类,一是锂电池中的三元材料前驱体,二是镍氢电池中的泡沫镍、储氢合金、球镍。随着动力电池所需数量的增加以及单块动力电池镍含量的增长,未来十年动力电池用镍将快速增长,成为拉动电池镍消费的最重要力量。此外,镍氢电池等在通讯数码产品、家用电器产品、器械仪表、玩具、动力及备用电源等领域也得到应用广泛。
动力电池领域用镍测算:预计25年镍需求46万吨
根据中汽协数据,年中国新能源汽车销量为.7万辆,渗透率为5.4%,根据EVTank数据,年全球新能源汽车销量为.1万辆,渗透率4.1%。根据国金新能源组预测,年中国新能源汽车产量万辆,全球新能源汽车产量万辆。综合考虑新能源汽车产业链成熟度、车企未来的规划、政策力度支持,预计全球新能源汽车将在未来保持快速增长,全球新能源汽车销量有望在年达到万辆,中国新能源汽车销量有望在年达到万辆(CAGR=51.65%)。
目前新能源汽车的动力电池主要分为三元电池和磷酸铁锂(LFP)电池两大技术路线。随着补贴下降车企降本压力增大、安全意识提升、刀片电池技术提升,再加上电动车和储能等小动力市场需求和出口增加,带动磷酸铁锂市场显著回暖,年磷酸铁锂装机量占比35%,预计年占比将达到50%。三元材料中高镍三元为NCM材料体系内的技术更迭,高镍低钴化可进一步提升能量密度并降低成本,未来三元高镍化将加速渗透。
预计年全球动力电池装机量GWh,动力电池对镍需求10万吨,新能源汽车行业的快速发展拉动镍需求持续提升,预计年动力电池对镍需求将达到46万吨。(报告来源:未来智库)
其他电池领域用镍测算:预计25年镍需求12万吨
镍氢等其他电池领域用镍需求占电池用镍总共需求20%左右,年镍需求2万吨,预计年镍需求12万吨。
2.2预计25年不锈钢领域镍需求将达到万吨,5年CAGR=5.76%
不锈钢是指在大气条件下具备耐锈性,以及在各种液体介质中有耐蚀性的合金。按照现行国家标准,不锈钢是指以不锈、耐蚀性为主要特性并且铬元素含量在10.5%以上,碳元素在1.2%以下的钢。
不锈钢中高端产品使用占比最高
市场上常见的不锈钢产品,按成分可分为Cr不锈钢(系)、Cr-Ni不锈钢(系)、Cr-Mn-Ni不锈钢(系)。通常,系产品为中低端产品,系、系为中高端。年全球不锈钢产量中,系占比23%,系占比55%,系占比23%。
不锈钢下游应用广泛。金属制品行业是不锈钢的最大消费领域,年消费量占比达37.7%,其次是机械工程行业,消费量占比为28.7%。此外,建筑、机动车及零配件、电气机械及器材和其他交通运输行业消费量占比分别为12.4%、8.3%、7.8%和5.1%。
全球不锈钢产量稳步增长。根据国际不锈钢论坛(ISSF)数据,年受疫情影响,全球不锈钢粗钢产量为万吨,同比下降2.5%。其中,中国不锈钢产量为万吨,同比增长2.5%,占全球总产量的比重由年的56.3%上升至59.2%。根据MEPS预测,年全球不锈钢产量将同比增长11%至万吨。
全球不锈钢用镍需求测算:预计25年镍需求万吨
20年受疫情影响产量下滑,预计21年全球不锈钢粗钢产量同比增长11%至万吨,25年产量将达到万吨,呈稳定增长态势;不锈钢产品中,预计系品种占比将逐年降低,系品种占比逐年提升,25年系占比21%,系占比57%,系占比23%;
假设系、系和系不锈钢平均镍含量分别为0.8%、7.5%和0.0%;系、系不锈钢在生产中的废不锈钢用量占比分别为80%、21%,即对镍新增需求占比分别为20%、79%。根据测算,20年全球不锈钢平均含镍量为3.27%,25年平均含镍量为3.41%;20年全球不锈钢用镍需求.5万吨,预计25年镍需求万吨。
2.3预计25年其他工业领域用镍需求将达到69万吨,5年CAGR=2.16%
除不锈钢及电池领域外,镍在合金及电镀领域也有较广泛应用
年,全球镍合金领域和电镀领域消费分别为38.9万吨、19.4万吨。由于镍合金具有良好的抗氧化性、耐蚀性以及高温强度,主要应用于航空、航天涡轮发动机中的耐高温零件,其次是石油化工领域用耐蚀合金,在电子工业中还用于镍基软磁合金、靶材等。未来全球航空航天、石油化工、电子工业等领域未来仍将继续发展,预计镍合金增速保持在2%-3%左右。
镍电镀除了具有较好的耐蚀性、稳定性、耐磨性外,还具有抛光后光泽度好、多层镀镍提高机械性能等优点,在高端领域可用于航空航天、电子、能源、核工业,低端领域用于日用五金、汽车配件、文具类等产品,未来全球电镀领域对镍需求不会出现明显增加,但高端电镀仍有增长潜力,预计电镀领域镍需求将保持1%-2%较慢增长。
三、供给端:预计25年全球镍供给万吨,5年CAGR=7.72%
印尼镍储量、产量全球第一,我国镍资源对外依存度86%
镍是一种较为丰富的金属元素,在地球中的含量仅次于硅、氧、铁、镁,居第5位,全球陆地上镍资源量超过3亿金属吨。
根据美国USGS数据,全球镍储量合计约万吨,主要集中在印尼、澳大利亚、巴西、俄罗斯等国家,储量分别为万吨、0万吨、万吨和万吨。印尼全球最大的镍供应国,年产量达到76万吨,占全球总量的30%。菲律宾是全球第二大供应国,年产量为32万吨,占全球总量13%。
中国是世界上最大的镍生产国和消费国,探明储量万吨,镍消费量约占全球总消费量的53%,我国镍资源的对外依存度高达86%,需大量从印尼和菲律宾等国家进口镍矿。
全球红土镍矿资源占比60%,硫化镍矿占比40%
全球陆地镍矿储量中,60%的镍是以红土镍矿的形式存在,主要分布在赤道附近的古巴、新喀、印尼、菲律宾、缅甸、越南、巴西等国;40%镍是以硫化镍矿的形式存在,主要分布在加拿大、俄罗斯、澳大利亚、中国和南非等国。
目前,全球供应的镍矿以红土型为主,占比约为70%,由于硫化物型镍矿开采历史较久,资源、开采成本等方面条件逐渐下降,产量逐年下滑,如今供应占比仅为30%左右。
硫化镍矿主要经过火法冶炼工艺形成高冰镍
硫化镍矿中一般富含铜,且铜镍均以硫化物的形式存在,彼此致密嵌布,难以直接通过选矿方法进行铜镍分离,目前大多数企业采用铜镍混合浮选-铜镍熔炼-高冰镍破碎工艺。硫化镍矿的冶炼方法主要采用造锍熔炼,即将各种硫化镍矿采用不同的火法冶金工艺炼成低镍锍,再将低镍锍用转炉吹成高镍锍(硫化镍和硫化铜的合金)。高镍锍再经过镍精炼厂的不同精炼方法生产出不同的镍产品。硫化镍矿火法冶炼起步较早、工艺成熟,已广泛应用于硫化镍精矿的冶炼。
红土镍矿主要有火法冶炼、湿法冶炼两种工艺
红土镍矿是含镍橄榄岩在热带或亚热带地区经过大规模的长期的风化淋滤变质而成的,是由铁、铝、硅等含水氧化物组成的疏松的粘土状矿石。由于铁的氧化,矿石呈红色,所以被称为红土矿。红土镍矿的可采部分一般由3层组成:褐铁矿层、过渡层和腐殖土层,褐铁矿层铁高、镍低,硅、镁较低,适宜湿法浸出;腐殖土层硅、镁含量较高,铁、钴含量较低,但镍含量较高,适宜火法处理。
红土镍矿的火法工艺是在高温条件下使红土镍矿经受一系列的物理化学变化过程,实现镍与其他杂质分离的冶金工艺技术。火法冶炼工艺主要包括回转窑干燥预还原-电炉熔炼法(RKEF)、烧结-鼓风炉硫化熔炼法、烧结-高炉还原熔炼法等,产品主要为镍铁合金和镍锍产品,镍铁合金主要供生产不锈钢,镍锍则须经转炉进一步吹炼生产高冰镍产品。优点是回收率高,缺点是能耗大。
红土镍矿的湿法工艺是利用浸出剂将红土镍矿中的镍钴有价元素溶解在溶液中,实现镍钴与其他杂质分离的冶炼工艺技术。湿法冶炼常用的方法主要为高压酸浸法(HPAL)、氨浸法、常压酸浸法、微生物浸出等工艺流程,可生产硫酸镍,用于电池、电镀领域。优点是能耗低,但由于技术复杂、投产周期长、运营成本偏高,红土镍矿湿法冶炼短期尚不能达到大规模扩大生产的条件。
红土镍矿湿法冶炼是目前制备硫酸镍的主要发展方向
近年来,全球新能源汽车产业快速发展,硫酸镍作为动力电池重要生产原料成为镍产业链中的热门产品,需求增速迅猛上升。目前国际主流工艺还是通过硫化镍矿火法冶炼高冰镍和红土镍矿湿法冶炼中间品两种方法备制硫酸镍。但由于硫化镍矿资源的枯竭,红土镍矿湿法制备硫酸镍与火法相比能耗低,镍钴回收率更高,因此成为解决硫化镍矿供应不足的主要发展方向。年3月,青山实业公布了印尼高冰镍项目进展,意味着由红土镍矿冶炼的镍铁打通了转化为高冰镍的渠道。12月8日,印尼青山高冰镍正式投产。
3.1预计25年印尼镍铁产量万吨,5年CAGR=17.95%
印尼镍金属政策推动当地镍产业发展
印尼是全球最大的镍供应国和出口国,其镍金属产业政策是其国家发展规划与政策法规的重要内容,旨在增加镍金属产品附加值,推动镍金属下游产业建设,促进镍金属产业结构的优化升级。
为改变单纯出口金属资源的发展方式,提高金属矿业产品附加值,年原矿出口禁令正式生效后,印尼颁布《关于在国内加工和提炼(冶炼)来提升矿产附加值的规定》,强制要求矿业企业在国内设立冶炼厂,或者利用政府批准的第三方冶炼厂在开采地对矿业企业拥有的金属矿产资源进行加工,保证了当地开采出的镍矿石至少有一部分被用于冶炼加工而不是全部用于出口。
印尼政府发展镍金属冶炼行业已初见成效。年,印尼境内第一座镍生铁冶炼厂投产,每日产量仅吨。年10月,印尼境内13座镍冶炼厂已开始运营,总产能扩大至近60万吨镍铁/镍生铁和6.4万吨镍锍,可冶炼境内近3万吨镍矿石。印尼政府还规划在年左右实现境内有22座镍矿冶炼厂正常运作。
近年来,印尼镍金属产业更偏向于发展冶炼加工,对于印尼而言,中国在印尼投资建设镍冶炼厂,对当地镍资源进行深加工,提高了产品附加值,也有利于将印尼的资源优势转化为产业优势。对于中国而言,将镍金属冶炼加工转移到印尼可以解决国内部分富余产能,也能有效规避印尼禁止镍矿石出口的壁垒。
以镍铁为例,在年印尼推行镍矿石出口禁令后,中资企业如青山集团、新华联集团等在印尼大力发展镍铁冶炼项目,两国间镍铁贸易额稳步上升,印尼向中国出口的镍铁金额从年的.5万美元增至年的22.3亿美元,年印尼向中国出口镍铁金额占其镍铁出口总量的85%。
预计年印尼镍铁产量万吨,同比增长24%
根据SMM数据,年印尼镍铁总产量达约60万吨,占全球镍供给24%。年,印尼镍铁产量继续大幅增长,全年投产了43条生产线,整体产能达到了万吨。预计年印尼镍铁产量为90万镍吨,同比增长50%。年,印尼仍将有多条新增生产线投产,包括印尼德龙二期的12条,德龙三期的20条,以及印尼青山(IWIP)的22条。保守估计下,预计年印尼镍铁产量将达到万吨,同比增长24%。
3.2预计25年其他地区镍铁产量将达到50.78万吨,5年CAGR=-5.60%
我国镍资源外部供应环境恶化
年印尼首次限制镍矿石出口后,菲律宾成为中国进口镍矿石的核心来源国,其向中国出口镍矿石的金额占其镍矿石出口总额的比重超过80%。年,菲律宾向中国出口镍矿石的金额为5.74亿美元,占其镍矿石出口总额的比重达到最高值93.2%。年起,菲律宾矿业部门基于环境保护和打击腐败等方面考虑,一度下令关闭全国23座矿场。大量开采镍矿石所导致的环境恶化问题,也促使菲律宾颁布新的露天开采法规。菲律宾受雨季影响,其镍矿出口量有明显的季节性,中国自菲律宾镍矿进口量在9月份将达到年内峰值,而后开始持续下滑,一季度处于年内低谷。
预计年我国镍铁产量约40万吨,同比下降22%
年国内进口镍矿总量万吨,同比下降30%。菲律宾镍矿是主要来源,印尼每年以铁矿石名义出口1-2万吨镍矿。年我国镍铁产量51.27万吨,同比下降12%。受能耗双控影响,预计年我国镍铁产量约40万吨,同比下降22%。年开始,国内镍铁产量将维持低位,预计、年国内镍铁产量分别为38、36万吨。
其他地区镍铁主要位于新喀里多尼亚等国家,其中SLN项目年共开采镍矿石.5万湿吨,其中.2万湿吨镍矿石直接出口,剩余矿石被冶炼成低品位镍铁4.78万金属吨;Koniambo项目年由于冶炼厂的一座熔炉处于维修状态,共生产镍铁1.69万金属吨,Q2熔炉设备可以完成修复作业,投入生产活动。
3.3预计25年全球硫化镍矿产量将达到73.46万吨,5年CAGR=1.31%
全球硫化镍矿产能主要集中在俄罗斯、澳大利亚、加拿大等国家。年Nornickel集团俄罗斯产量17万吨,由于经营变动,预计年产量为14万吨,后续逐渐恢复到年水平。硫化镍矿相对于红土镍矿,开发便利性及经济性并不占优,未来硫化镍矿在结构中占比继续下降或已成定势。
3.4预计25年全球湿法冶炼产量将达到50.19万吨,5年CAGR=19.93%
全球红土镍矿湿法冶炼项目中,已建成的项目未来有望提高产能利用率。MoaBay是全球最早的湿法冶炼项目,年投产,产能利用率83%;MurrinMurrin每年的镍产量稳定在3.5万金属吨左右,产能利用率80%。CBNC、THPAL两个湿法项目产品均被送往日本住友的精炼厂生产硫酸镍,产能利用率维持在80%以上。
在建项目中,力勤obi于年下半年开始启动建设,第一条HPAL生产线产能1.8万金属吨MHP目前已基本达产;华越、青美邦项目预计年投产;华宇项目预计年投产,BASF、Pomalaa项目预计年投产。
3.5预计25年全球火法高冰镍产量26.4万吨,5年CAGR=29.67%
年3月,青山实业公布了印尼高冰镍项目进展,并与华友钴业、中伟股份签订了高冰镍供应协议,三方共同约定青山实业将于年10月开始一年内向华友钴业供应6万吨高冰镍、向中伟股份供应4万吨高冰镍。12月8日,青山高冰镍正式投产,意味着由红土镍矿冶炼的镍铁打通了转化为高冰镍的渠道。
友山高冰镍、华科高冰镍和中青高冰镍项目设计产能分别为3.4万吨、4.5万吨、3万吨,预计年开始投产。火法镍铁转高冰镍需要