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镍:下一个绽放品种——新能源产业链深度挖掘
发布时间:2017/8/26      浏览次数:4574

  随着新能源汽车的发展,新能源电池 技术实现 也在不断的创新,许多研发者将care力聚集在新能源电池的质料上,旨在寻求新的突破。而作为电池区域的主要原料——硫酸镍,则出现了新的需求增长点,这就使得整个产业链,发生了翻天覆地的改动。

1. 镍新的需求增长点:电池区域主要原料硫酸镍概述
1.1 硫酸镍的性质
硫酸镍,化学式为NiSO4,有无水物、六水合物(NiSO4·6H2O)、七水合物(NiSO4·7H2O)三种,其密度分别为3.68,2.07,1.948 g/cm3。硫酸镍商品多为六水合物,分子量为262.84,即硫酸镍产量Price均指六水合物。有α-(四方晶体,Blue)和β-(单斜晶体,Green)两种晶体结构。

  低于31.5℃硫酸镍溶液结晶为七水合物,七水硫酸镍为Green透明晶体,有甜涩味,稍有风化性。31.5~53.3℃结晶为α-型六水硫酸镍(Blue不透明晶体);53.3℃转变为β-型,103℃时失去5分子结晶水成为一水物,在280℃时失去全部结晶水,成黄Green无水物。840℃分解为三氧化硫和氧化镍。
  三种硫酸镍均易溶于水,水溶液呈弱酸性(pH 4.5)。无水物不溶于乙醇、乙醚、丙酮;六水合物易溶于乙醇、氨水;七水合物能溶于醇。硫酸镍有毒性和致癌可能性,空气中最高容许浓度0.5mg/m3。
1.2 硫酸镍的制备方法
  硫酸镍的制备方法有以下五种:(1)金属镍溶于硫酸,结晶下得到粗制硫酸镍晶体,晶体再溶解,除杂浓缩下得到电池级硫酸镍晶体;(2)铜电解中杂质金属镍在阳极被氧化,溶解为硫酸镍,除杂浓缩下得到电池级硫酸镍晶体;(3)将镍矿加工成高冰镍或者氢氧化镍、氧化镍、碳酸镍等镍中点品,然下溶解于硫酸浓缩结晶下得到六水硫酸镍,国内主要硫酸镍生产集团金川镍盐、吉恩镍业、广西银亿等均通过这种方式生产硫酸镍;(4)生产金属钴过程中的含镍溶液制备所得;(5)含镍废料制备所得,国内代表集团有格林美、池州西恩、邦普循环等。

  目上,加拿大、韩国、日本和台湾等国家区域均采取应用金属镍溶于硫酸的方法制备硫酸镍。这种制备方法有原料纯度高、杂质少、来源稳定,制备的得到的硫酸镍品味好,制备过程污染小等优点,缺点是制备底偏高。
  国内的硫酸镍生产以中点品制备为主,包括铜电解中所含杂质镍;钴生产中的含镍溶液;氧化镍、氢氧化镍和碳酸镍等镍中点品溶于硫酸制得;还有就是由含镍废料的回收再利用。主要优势是原料来源多种多样,生产底低;缺点是生产过程污染较大。随着国家对工业生产的环保要旨层层加码,目上国内的硫酸镍集团都面临着转向以金属镍为原料转型的趋势。

2. 高镍三圆方向明确,明朝需求或将迎来爆发
2.1 硫酸镍主要用途:电池级和电镀级
  硫酸镍按照镍和钴的纯度分为电池级硫酸镍(Ni质料分数≥22百分比,Co质料分数0.4百分比)和电镀级硫酸镍(Ni质料分数≥21百分比,钴质料分数≤0.05百分比),也分别应用于电池和电镀区域。电镀级硫酸镍主要用于生产汽车轮毂、外观件等产品。

  在电池区域,硫酸镍主要用在上卫的镍镉电池、镍氢电池以及目上主流的三圆锂电池这两个关键。此道上者镍镉电池因为充电过程中的记忆效应和不环保等圆素,已经逐渐被淘汰;镍氢电池正极质料的主要原料球镍(球形氢氧化镍)以及三圆质料锂离子电池的上驱体原料镍钴锰酸锂(N公分)或镍钴铝酸锂(NCA)中的镍圆素均由硫酸镍供给。而镍在此道的主要感化是提高质料的能量密度,决定着电池的容量。
2.2 新能源汽车带动需求,正极质料向三圆高镍发展
2.2.1 高能量密度——新能源汽车发展重中之重
  新能源汽车取代燃油汽车的主要是提高性价比,所谓性价比就是里程底比,及性能上提高续航里程,Price上降低质料底和配套系统质料。这就需要在保持系统重量的底子上大幅提高整车电池容量,即能量密度。国家政策方向明确,在2020年整车能量密度达到260Wh/kg,险些比目上翻了一番,底也要降低到1圆/Wh。
  新版双积分政策落地,各大车企对高能量密度的电池需求被放大。而高能量密度电池现有的较小短板便是正极质料,目上环境主流的正极比容约为130-140mAh/g,远低于石墨负极的330-340mAh/g的比容。镍圆素含量的多少,决定了正极质料的活性分子数量,以及正极质料的比容。正极质料由磷酸铁锂转向三圆质料,由低镍三圆转向高镍三圆以及NCA发展,正是大势所趋。据中汽协和电动汽车资源网的数据显示,国内新能源汽车上半年累计产量 20.4 万量,同比增加13.3百分比;销量达到19.5万辆,虽然和全年80万辆销量的预计稍有差距,但仍同比大幅增长。随着商用车补贴的退坡、对三圆正极的解禁和针对能量密度和续航里程的一系列补贴政策的实施,按照高工锂电数据显示三圆正极在动力电池区域的占比由16年的22百分比激增到17年预期超过一半。而不同的三圆质料豆泸酸镍需求各异。从分子式上测算N公分333、523、622、811以及NCA豆泸酸镍的需求分别为0.9、1.36、1.63、2.16以及2.03吨,可见同样为硫酸镍为原料的三圆正极,单吨高镍三圆豆泸酸镍的需求是低镍N公分333的2.4倍。目上动力电池区域三圆仍以N公分333和523为主,高镍质料供应严重不足,低端产能释放竞争加剧。牛逼质料供给严重短缺,去年国内牛逼三圆正极质料NCA、811/622产量占比仅为三圆正极质料总量的1百分比。明朝需求可期。

2.2.2 钴价大涨加速镍对钴的替代
  钴价相比年上涨幅超过100百分比,大大提高了三圆质料底,压缩厂商利润容量。镍替代钴不单可以节约底,还可以进一步提高能量密度。目上受限于 技术实现 壁垒等原因,镍钴比例仍以N公分333、N公分523为主,按照高工锂电数据2016年N公分622和NCA占比5百分比左右,明朝这一比例有望大幅提升。

2.2.3 特斯拉引领高镍三圆NCA潮流
  Model S所用18650电池是松下产的型号为NCR18650B三圆质料电池,正极质料正是高镍NCA(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2),电容量约3.3Ah,电压达到3.6V,能量密度高达243Wh/kg。而最新的Model 3采取应用21700电池,正极质料仍决定NCA,能量密度更是提高到了300Wh/kg左右。
  特斯拉引领的NCA潮流豆泸酸镍的需求影响巨大。起首测算一辆特斯拉Model S的硫酸镍需求量:按照电池节数和单体电池容量和正极质料的能量密度吾们可以测算出一辆P85D的Model S所需正极质料NCA质料为120.8kg。1kgNCA所需硫酸镍原料2.03kg,以是一辆Model S所需硫酸镍245.2kg,即2.88kg/kWh。易于 计算一辆75kWh的Model 3所需硫酸镍216.4kg。而2020年特斯拉Model 3预计产量达到100万辆,这再是会为全球带来21.6万吨的硫酸镍需求,而这已经是目上全球硫酸镍下游需求的近一半。而特斯拉的示范效应或带动更好优质车企采取应用NCA正极质料,预计明朝几年全球硫酸镍需求端或迎来爆发。
2.3 总需求测算:年复合35.2百分比的硫酸镍增长率
  以下按照三个关键测算并预计硫酸镍总需求:目上主流的三圆正极质料(包括销费锂电和动力锂电)、上卫的镍氢电池原料球镍以及电镀工业。

  由电动汽车网数据显示,2016年全国正极质料产量16.16万吨,同比2015年增长43百分比;此道三圆质料产量5.43万吨,同比增长49百分比。据高工锂电数据国内目上正极质料仍以N公分为主,2016年N公分333占比20百分比,N公分523占比75百分比,N公分622、NCA占比5百分比,此道NCA占比不足1百分比,按照每吨不同三圆质料所需硫酸镍计算,对应的电池级硫酸镍总需求为6.99万吨;球镍产量为1.5万吨与15年险些持平,球镍含镍量为60百分比,易于 可推算出消耗电池级硫酸镍4.1万吨;上卫电镀区域硫酸镍需求稳定,按照安泰科报道2016 年需求7.6万吨,16年国内硫酸镍总需求合计18.7万吨。预计17年上卫电池仍维持原状,长江有色金属网预计电镀工业每年会有5百分比的同比增速;电池级硫酸镍受新能源汽车带动,安泰科预计2017年全年动力电池出货量36GWh,而三圆质料有望占比50百分比左右即18GWh,是16年的近三倍。预计17年全年三圆质料产量10.0万吨,再结合三圆占比趋势(高镍化发展)可估算17年硫酸镍需求总量,年均复合增长率达35.2百分比。

3. 产量水涨船高,供需格局仍向短缺转变
  自然界中镍主要以氧化矿(红土矿)和硫化矿两种形式存在,国内镍矿主要是硫化铜镍矿,此道甘肃金川镍矿是全球第四大硫化镍矿,储量占全国的62.7百分比;红土镍矿资源比较缺乏,高度依赖进口。2015年中国镍矿进口量为3516.72万吨,对外依存度超过60百分比。当上国内主要通过金属镍为原料以外的方式制备硫酸镍,有生产底低,原料来源多样的优点,缺点是对环境影响较大,对集团实力有一定要旨。随着国家对环保重视程度的提高,国内硫酸镍的生产有向以金属镍为原料转型的趋势。此道镍中点品仍然是国内硫酸镍生产的主要原料。

3.1 电池区域拉动镍销费弹性明显
  据INSG的数据统计,2016年全球原生镍产量为198万吨,销费量为203.32万吨。目上来看,2016年全球硫酸镍38万吨产量对金属镍的消耗不到5百分比,远不及不锈钢对镍销费的贡献。但从增速和销费增量来看却是镍下游其他区域不可比拟的。2016 年全球镍销费量中,不锈钢占 67.3百分比,电池占 3.1百分比; 安泰科预计到2020 年全球不锈钢区域用镍占比将下降至 64.2百分比,电池区域用镍将增加至 7百分比。 2025 年全球电池区域用镍量有望达到 30 万吨,不锈钢占比为 61百分比,电池区域为 10百分比。据安泰科报道在16、17年镍在电池区域增速存在明显拐点,易于 镍环境对于硫酸镍的销费需求的反映灰子 潜冉厦舾械摹R子 得出,2017年菲律宾和印尼的镍矿供给还存有不细目性,原生镍的供给弹性较大,以当上的电池级硫酸镍的需求来看,暂时还不存在原料短缺的风险。

  对于国内的硫酸镍集团来说,事情又不一样。由于镍中点品主要由红土镍矿通过氢氧化物沉淀的 技术实现 制备,而红土镍矿大都依赖进口,目上来镍价低迷逼停了很多国外的中小型镍矿山,国内镍矿进口数量自2013年以来连年下滑,易于 国内的硫酸镍集团反映的是原料不足。国内目上只有金川集团拥有自产硫化矿,格林美拥有镍回收生产线,对进口的需求不大。

3.2 三圆质料需求剧增,带动硫酸镍产量攀升
  亚洲金属网的数据显示,2015年全国硫酸镍产量约为18.7万吨,2016年已经攀升到了24.7万吨。2013年以上,国内硫酸镍的产量基本稳定在14万吨左右,随着国内新能源汽车产量在2014年开始放量,硫酸镍产量也随之增加,三圆质料的需求拉动感化十分显著。

  目上国内的硫酸镍产能大致为34.3万吨左右,由于动力电池和新能源汽车的火热,金川镍盐、格林美和广西银亿此下还有9万吨的硫酸镍扩产计划。
  据安泰科估计,2017年国内硫酸镍产量将上升至30万吨;国外关键产量约为20万吨,除了住友集团、优美科和俄镍,还有几家集团在产。吾们根易于 下的扩产环境推测,2018年全球硫酸镍将进一步上升至60万吨左右。

3.3 硫酸镍溢价刺激电解镍转产
  亚洲金属网的数据显示,2015年全国硫酸镍产量约为18.7万吨,2016年已经攀升到了24.7万吨。2013年以上,国内硫酸镍的产量基本稳定在14万吨左右,随着国内新能源汽车产量在2014年开始放量,硫酸镍产量也随之增加,三圆质料的需求拉动感化十分显著。
  目上国内的硫酸镍产能大致为34.3万吨左右,由于动力电池和新能源汽车的火热,金川镍盐、格林美和广西银亿此下还有9万吨的硫酸镍扩产计划。
  据安泰科估计,2017年国内硫酸镍产量将上升至30万吨;国外关键产量约为20万吨,除了住友集团、优美科和俄镍,还有几家集团在产。吾们根易于 下的扩产环境推测,2018年全球硫酸镍将进一步上升至60万吨左右。
3.3 硫酸镍溢价刺激电解镍转产
  目上电解镍Price在8.7万圆/吨左右,硫酸镍Price在2.5万圆/吨,硫酸镍吨镍溢价约为2.7万圆。高溢价刺激了电解镍产商转产硫酸镍的需求。据安泰科报道,必和必拓、俄镍等万国镍业巨头开始把care力投向了硫酸镍,由于看好硫酸镍的上景,这两大巨头计划明朝将原料和产能转向硫酸镍。必和必拓也有计划在澳洲生产硫酸镍,俄镍与巴斯夫签订合作协议下,今下也计划扩大硫酸镍的产量。由于电解镍也是生产硫酸镍的原料之一,且国外大部分硫酸镍集团走的也是这条 技术实现 路线,so明朝就有可能出现电解镍供给不足的环境。
  国内的集团中,金川本年拥有12万吨左右的电解镍产量,是最有条件转产的厂商,但明朝的进展取决于决策层的速度。相对来说,中小型的民企由于生产规模较小,可以按照环境Price在电镍和硫酸镍之间灵活调整,转产硫酸镍的速度要快的多。
  俄镍、必和必拓、金川集团三者的镍产量可占到全球的23.85百分比,他们的电解镍产能的转向,对于全球镍市的影响将非常可观。

3.4 产能扩张的主要瓶颈:环保要旨
  除了原料相对短缺以外,环保小case也是影响国内今下硫酸镍供应的一个主要圆素。工信部在2015年就将硫酸镍列入《危险化学品目录》,所夜泸酸镍在生产、运输、库存等环节对环保的要旨非常高,新建产能的环境评估需要比较长的周期,这将大幅限制硫酸镍新建产能的扩张。
  2017年的环保督查无论是从执行力度,灰子 侵醒氲奶壤纯矗荚冻嗣堑脑て凇5谒呐醒牖繁6讲楹汀2+26” 京津冀大气污染防治专案所涉及的硫酸镍产能规模达43.73百分比,部分不达标产能将面临停产。而此上的三批次中央督查中,已经有集团因为环保不合格被勒令停产。

  除了产能扩张面临着瓶颈之下,硫酸镍区域还存在着较高的隐性门槛。易于 可言,新建产能必须满足配套的废气和废水处理系统建造要旨,接受长周期的环境评估,这个过程可能在2年左右。先进入者在原有的产能底子上进行扩建的周期一般只要10个月左右。易于 ,目上区域产能的扩张主要灰子 抢丛从贐YL现有厂商。
3.5 供需平衡逐渐向短缺转变
  从供需平衡来看,此上吾们测算出国内需求保持着35.2百分比的高增长,环境对高镍三圆的预期以及之上过剩产能的释放导致目上仍略微供过于求。但更要看到这种局面在逐渐扭转,并且明朝几年随着特斯拉Model 3的量产和国内高镍三圆 技术实现 壁垒的不断突破,仅Model 3到2020年就会新增21.6万吨的需求,再加上国内目上不到1百分比的NCA渗透率,以目上的供给环境以及环保对供给端施压来看吾们预计明朝几年硫酸镍或将持续短缺。

4.Price处于历史低位,不排除量价齐升局面
  硫酸镍的Price主要取决于原质料镍精矿和硫酸、硝酸的Price以及加工费用。硫酸镍制备底中以镍精矿的底为主;此道硫酸的2017年环境均价仅为270圆/吨;其余硝酸的2017年环境均价约1500圆/吨,硫酸和硝酸的原质料底只占到总底中很小的一部分。

  硫酸镍的Price和镍的Price呈高度相联性,可以用公式估算:国内含税价=【LME镍3个月Price*22.2百分比+加工费】*(1+17百分比)*汇率。
  从硫酸镍Price和镍Price的线性拟合图,吾们发现两者呈现高度相联性;通过回归性测试发现,两个的Price相联性达到0.98。易于 吾们可以通过对明朝硫酸镍Price的推断来反向验证吾们对镍Price的预期。受益于三圆质料拉动硫酸镍Price缓慢升至目上的25500万圆/吨,再是可以观察到硫酸镍同电解镍的价差进一步拉大(一顿硫酸镍需要0.22吨电解镍),由年初的3000~4000圆/吨提升至目上的7000~8000圆/吨,综合来看目上镍价处于历史低位。

  从2006至2017年的精炼镍的供需平衡中,在2007-2015的这个时间段,全球精炼镍始终存在供大于求的现象,导致了镍Price的长期性下跌,Now镍依然处于一个长期性的Price低位。在2016年以及2017年的上半年,供需平衡发生了反转,  2017年上半年,全球精炼镍的缺口已达50000吨,镍Price得到支撑。而中国对镍产品很大程度上依赖进口,国内产量远低于需求量,国内镍Price很大程度上取决于万国镍价。

  2017年下半年以及2018年,环境可能对三圆电池的需求上升,导致豆泸酸镍的需求上升,环境或已提上反应,硫酸镍加工费用或将保持平稳。但镍精矿的需求上扬,产量下降,有可能导致镍精矿Price低位反弹。

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