谈到磷这个元素，很多人一开始想到的恐怕就是化肥，毕竟磷是现代农业不可或缺的元素，而磷肥与氮肥和钾肥合称为我国三大肥料。
目前，磷化工供应的组成是82%的磷肥和复合肥，9%左右的黄磷及下游净化磷酸产业链，以及另外9%的饲料级磷酸氢钙等产品。
也许是跟农业走得太近，在过去十年，整个磷化工产业链表现都差强人意——磷化工指数10年间几乎跌了50%。
而磷化工行业异军突起，成为市场上的“当红炸子鸡”。同花顺磷化工指数从今年年初的点左右，最高在9月份涨至点，如今处在点附近。
不开张则已，一开张吃三年。那么，问题来了，究竟是什么让长期低迷的磷化工产业硬气起来？
01
磷化工的崛起自然离不开全球新能源汽车的蓬勃发展，这就造成锂电池产业的极大繁荣，
根据正极材料不同，锂电池可主要划分为三元锂电池和磷酸铁锂电池两大类。三元锂电池主要以镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂做正极材料，磷酸铁锂电池则以磷酸铁锂做正极材料。
由于磷酸铁锂电池技术的改进和能量密度的提升，相对更具经济性、安全性、循环性、寿命性等拥有优势，磷酸铁锂路线直接站上舞台中央，并直接碾压三元锂电池，成为动力电池市场上主流锂电池。
未来渗透率将进一步提升，预计年磷酸铁锂的电池装机量将为年铁锂装机量的4倍以上。
自今年7月份开始，磷酸铁锂电池装车量上已经超越三元锂电池，在动力电池市场所占比重也逐月提升，两者差距还在不断拉大，呈现出磷酸铁锂对三元电池加速替代的趋势。
磷矿是磷酸铁锂产业链上游主要原材料，每生产1吨磷酸铁锂需磷矿（折纯）0.5-0.65吨、磷酸一铵0.8吨，实际生产过程中，1GWh磷酸铁锂电池需要吨磷酸铁锂作为正极材料，中枢估计需要约吨磷矿（折纯，即P2O5=%）。
目前在磷酸铁锂原材料成本中，磷酸铁占比接近40%，而对于磷酸铁而言，磷源的成本占比高达52%，铁源仅占比5%。
磷酸铁锂需求的高速增长将沿产业链向上游同向传导，带动磷矿在新能源领域的需求增长，而磷矿也借此打入新能源材料主赛道，一跃成为世界级战略性资源。
磷酸铁锂，顾名思义，需要消耗大量磷酸。
在券商的测算中，磷酸年表观消费量为万吨，其中对应磷酸铁锂需求是8万吨；而到了~年，磷酸铁锂产生的磷酸表观消费量将达到38万吨，占到总产量接近20%。
考虑到新能源汽车的广阔前景，磷酸需求还会继续攀升，这对于中国整个磷化工产业格局影响无异于重磅炸弹。
02
磷化工产业链的最上游是磷矿石，磷矿石主要产物为磷酸和黄磷；
磷酸是磷化工最主要的基础产品，是磷化工产业链中游，属于磷化工产业链的中游；
下游是磷酸一铵（复合肥）、磷酸二铵、赤磷（火柴）、热法磷酸（洗涤剂、防腐剂、水处理剂）、三氯化磷（草甘膦）、五氧化二磷（草甘膦），主要磷化工产品为磷酸一铵、磷酸二铵、草甘膦。
过去，磷主要用于农业，其余用于工业（如灭火剂）、食品业（如添加剂），中国磷肥市场经过了近20年左右的高速发展，已经成为磷肥生产大国，行业进入了成熟期，行业竞争加剧，利润普遍下降，伴随着产能过剩和市场的激烈竞争，亏损企业较多，行业内资源整合导致磷肥产量趋于平稳。
磷酸的制备工艺主要通过湿法和热法两种渠道制成：
“热法”指，利用硅石和焦炭的混合物，在高温下将磷矿还原并产生黄磷，再经氧化、水合制得磷酸。由于生成的磷酸中杂质离子含量较少，纯度较高，热法磷酸主要用于生产生产食品级、电子级以及工业级磷酸、磷酸盐，占我国磷酸产能70%以上。
“湿法”特指“硫酸法湿法磷酸”，是用硫酸酸解磷矿，副产物硫酸钙为溶解度较小的固体，可以通过固液分离去除。
是不是看上去很简单，就像中学时候做化学实验，先在烧杯中放入磷矿，再倒入硫酸，等反应结束，把残渣过滤，磷酸就制成了。
可这样制成的磷酸杂质很多，需要再除杂、净化。因为纯度较低，湿法磷酸通常用于生产肥料。若要达到工业级的要求，还要再经过几道复杂的净化程序。目前，湿法占我国磷酸产能不足30%。
随着湿法技术的进步，热法的缺点正在被放大。
据《中国湿法磷酸净化技术（工程）进展情况》中数据，每生产1吨磷酸，净化湿法消耗的标煤，比传统热法磷酸少1.吨，约为热法磷酸能耗的1/3。用湿法生产磷酸，能大大地节约能耗，对环境更友好。
美国净化湿法磷酸占其工业磷酸总产能的46%，我国湿法磷酸大部分被用来生产高浓度磷复肥，仅有10%-20%用来净化加工生产工业级磷酸盐。
总的来说，热法做出来的磷酸，虽然纯，但耗能高、污染大、成本高。
而湿法工艺能耗低、污染小、成本低，但杂质多，需要进一步进化。纯度要求越高，净化难度就越大，技术壁垒也越高。
我国湿法磷酸净化技术起步较晚，目前仍主要通过热法制取盐酸，但国家已不再准入热法磷酸新增产能，未来湿法磷酸占比有望逐步超越热法磷酸。
目前我国通过湿法净化技术生产工业级、电子级以及食品级下游产品，湿法磷酸技术正逐步替代热法磷酸。近年来，我国湿法磷酸产能市占率逐步提高。年至年，热法磷酸产量由万吨降至万吨，而湿法磷酸产量由47万吨升至88万吨。
而随着环保监管日趋严格，污染较重的小规模磷酸企业逐渐退出，我国磷酸的总产能在不断下降，已经从年的万吨，下降到年的万吨。
产能下降的同时，产量也在下滑。年，我国磷酸产量为万吨，其中38万吨出口。
而国内磷酸的消费量基本处于万吨的水平，产能依旧过剩。
在如今“双碳”目标的高压下，一方面，湿法磷酸的比重有望进一步提高，另一方面，我国磷酸的总产能会受到严格控制。
随着全球磷系灭火剂占比不断提升、磷酸铁锂电池出货量增加，工业级磷酸的供需情况紧张，头部优质产能已出现供不应求的情况。
此外，在磷酸铁锂需求的带动下，今年高纯度磷酸的需求量暴增，也带动了高品位磷矿石的需求。
制备磷酸铁锂需要的是高纯度磷源（工业级磷酸、磷铵），而磷酸纯度越高，对磷矿的用量也越大。东吴证券测算，单吨肥料级磷铵需要磷矿石约1.75吨，而磷酸铁锂磷矿石单耗约2.26吨。
不管是拥有磷矿资源，还是生产磷铵的企业都迎来了春天。
02
与三元材料相比，磷酸铁锂有着明显的成本优势。据东吴证券测算，单吨磷酸铁锂材料价格仅为三元材料的三分之一。
目前，最主流的磷酸铁锂制备技术是“磷酸铁工艺”：先用磷源和铁源合成磷酸铁，再去和锂源（碳酸锂）制成磷酸铁锂。
而合成磷酸铁，有的企业用高纯度磷酸，有的企业用工业级磷铵（磷酸一铵等）。
这里“磷”涉及的产业链就是：磷矿→高纯度磷酸/工业级磷铵→磷酸铁。
先说高纯度磷酸。
上文介绍了磷酸的两种制备方法：热法和湿法。
热法磷酸由于纯度高，通常用于工业级产品。而湿法磷酸由于纯度低，通常用于生产肥料，需要进一步净化，才能发合成工业级磷铵。
目前，热法和湿法都能够制得电池级磷酸。
再说磷铵。磷铵用磷酸制得，电池级磷铵需要工业级磷酸。热法、湿法都可以完成。
磷化工厂通常先把磷矿制成磷酸，再进一步制成不同纯度的磷铵，通常分为：肥料级、工业级。工业级磷铵主要包括纯度96%、98%、98.5%三种规格的产品，肥料级磷铵主要为磷养分含量55%、58%、60%三种规格。
电池用的磷铵也属于工业级磷铵，但具有更高的行业标准。
年以前，由于缺乏相关标准，各磷酸铁或磷酸铁锂生产企业需自行向磷酸一铵生产企业提出要求，以满足实际生产需要，其所采购的磷酸一铵往往参照工业磷铵（磷酸一铵）标准生产。
年4月1日工信部正式发布了电池用磷铵化工行业标准。从各项指标来看，该标准对磷铵的质量要求高于现行的工业磷铵标准，要求纯度高达99.0%以上。
这就意味着，生产工业级磷铵的企业，想要在磷酸铁锂的大趋势下分一杯羹，得先改进原先的生产技术。
此前，磷肥企业云天化接受媒体采访时表示：公司未生产电池级磷酸一铵。不过，根据技术论证，公司部分水溶一铵产能可通过原料路线优化和技术改进生产工业级（或电池级）磷酸一铵产品。在解决工业磷酸供应后，工业级磷酸一铵产能才会提升。
尽管热法制取的磷酸和磷酸，品质较高，均能达到电池级，但热法耗能高、污染大，在美国、欧盟等发达国家早已被限制或禁止。同时，热法也不具备成本优势，生产成本平均比湿法磷酸高25%左右。
而湿法制备的磷酸，纯度起点低，但通过不同的净化工艺，可以达到肥料级的净化程度，也可以加码到电子级的净化程度。净化的程度越高，技术门槛也越高。
在我国环保监管趋严，以及湿法净化水平不断提升的趋势下，未来电池用的磷酸、磷铵，将主要通过湿法净化工艺制得。掌握湿法净化磷酸工艺的企业，更有优势。
由于湿法工艺制作电池级磷铵，需要高品位磷矿。
今年以来，高品位的磷矿石价格也增长不少，从年初约元/吨，到11月份涨到了元/吨左右，涨幅近一倍。
目前，用于电池的磷铵产能偏紧。
我国对工业级磷铵的新增产能有限制，一些省份需要用农业级磷铵产能来置换。而当前，农业级磷铵正值多年来难得的高景气，盈利情况较好，短期内企业的转产意愿不强。
所以，工业级磷铵从年初的元/吨，到11月份涨到了元/吨，涨幅为58%。当下能制备高纯度磷酸，拥有湿法工艺、能制备出工业级磷铵的磷化工企业，非常受益。
据不完全统计，在A股上市公司中，川发龙蟒、云天化、川恒股份、宏达股份、六国化工、瓮福集团（拟借壳中毅达）、新洋丰具有工业级磷铵的产能，分别为40、20、14、15、10、10、5万吨/年。其中，川发龙蟒的产能优势较为明显。
去年，国内工业级磷铵产量只有万吨。磷酸铁锂电池的爆发，将直接带动工业级磷铵的需求增加。此外，考虑到干粉灭火器和水溶肥是刚性需求且同步增长，工业级磷铵市场的需求将会迎来高增长，相关生产企业将会显著受益。
据券商预计，到年电池级磷酸一铵的消费占比将提升至20%，全球工业级磷酸一铵需求量为万吨，国内预计工业级磷酸一铵需求量增加至万吨。年至年，工业级磷酸一铵的总需求有望达到万吨。
那么，未来哪些磷化工企业会比较有优势？
拥有磷铵产能的具备优势。因为根据我国对磷化工产能的限制，未来工业级磷铵项目需要依靠置换农用级磷铵实现。然而，掌握磷矿资源的恐怕会成为最大赢家。
磷矿一般会伴生氟、砷等有毒、有害物质，如果不加妥善处置，容易诱发严重的环境污染。我国磷矿品位整体较低，磷矿采掘面临的污染问题更加严重。
在碳中和背景下，磷化工这种高能耗，高排放、高污染的行业，不仅会被限制产能，而落后工艺、排放不达标、污染比较严重的产能要淘汰，供应下滑在所难免。
年4月，生态环境部印发《长江“三磷”专项排查整治行动实施方案》，明确了长江“三磷”专项排查整治行动的总体要求和工作安排，方案希望利用2年左右时间，基本摸清“三磷”行业底数，重点解决“三磷”行业中污染重、风险大、严重违法违规等突出生态环境问题。
随着我国环保监管力度的持续加大，近几年磷矿石的产量不断减少，截至年，湖北、贵州、云南、四川磷矿产量分别为.1、.9、.5万吨、.70万吨，分别较年下跌了26.1%、59.4%、19.6%和40.1%，全国磷矿产量为.3万吨，同比下滑4.71%、较年下跌38.4%。
这几年，中国意识到磷矿石资源的重要性，于年首次将磷列为战略性非金属矿产，于年实施磷矿石出口配额，实施出口许可证管理。
除了淘汰落后产能、出口配额、碳中和大背景下（环保限产）等政策外，磷矿石行业限产减产成为大势，而新的磷矿开采审批也逐渐趋于严格，磷矿石供给端还在不断收缩。
03
需求上升，产能下降，而我国磷矿资源储量也不容乐观。
据美国地质勘探局数据显示，全球磷矿资源探明储量超过亿吨，储量约为亿吨，其中摩洛哥和西撒哈拉储量达到亿吨，占到全球基础储量的70%左右，处于绝对领先对位。
我国以33亿吨的磷矿储量位列全球第二，占比5%，其他资源主要集中在非洲，中东和美洲。
然而我国却是全球第一大磷矿石生产国，贡献世界一半左右的产量。主要集中在云贵川鄂，基础储量占到全国的85%以上。其中，云南是中国黄磷最大的产能省份，占比高达50%以上。所以，最近云南这次大规模限产90%，相当于锐减全国产能的45%，影响非常之大。
具体到企业产能分布，前5分别为云南南磷、江阴澄星、兴发化工、攀枝花天艺、云南江磷，分别占比16%、12%、10%、8%、7%，合计占比高达53%。
还有就是我国磷矿资源虽然丰富，但品味远低于全球平均水平。全球磷矿石品位平均水平在30%左右，达到了一级品位水平。
我国70%磷矿资源为三级品位，也就是中低品位的胶磷矿，主要地下开采，开采和选矿难度大、成本高。而达到一级品位的磷矿占比仅11%左右，平均品位为17%，远低于全球平均水平。
同时由于政策管控力度不足，导致我国磷矿采矿行业早期存在严重的采富弃贫现象，造成了高品位磷矿的加速消耗。
由于我国磷矿储量和产能的急剧下降，磷矿供需结构很可能转变为供不应求，磷矿稀缺性的加剧将导致磷矿价格持续上涨，从而导致下游磷化工产品成本端压力加重、产品价格跟涨。
与此同时，磷矿是一种不可再生资源，且缺乏可替代品，这也就意味着随着磷矿的持续开采，磷矿资源正在逐步缩减并快速枯竭，因此，各国已开始陆续将磷矿视作重要的战略资源。
可想而知，一旦我国加速开采磷矿，不出40年，我国的磷矿资源将完全枯竭。到时候就不仅是去哪里买磷矿的问题了，而是能不能买得到的问题。
未来磷矿石会越来越少。不具备磷矿资源的下游磷化工企业，将面临较高的原材料成本压力逐渐退出。磷行业，也将和钴、镍、锂行业一样，回归于矿石资源，拥有磷矿资源的企业如同拥有“金山”，具有很大优势。
国内拥有磷矿的企业有云天化、川发龙蟒、川恒股份、瓮福集团、兴发集团、新洋丰、司尔特、湖北宜化、云图控股。除了瓮福集团，其他都已在A股上市，打开这些公司的K线图，会发现今年它们都出现了十分相似的暴涨行情。
瓮福集团正在谋求借壳上市，借壳标的“中毅达”。该资产重组计划目前尚在推进，但中毅达已经提前走出了磷矿企业的走势。
不过，磷酸铁锂的壁垒并不高，基本之前做磷肥的转型也比较容易，像云天化、芭田股份，这些最主要的估值差异，就是在于成本。
因此，想要拥有更高的话语权和估值，不仅家里得有矿，还需要拥有制备磷酸铁的成本优势。
据东吴证券的数据，以外购85%高纯磷酸作为磷源，则单吨磷酸铁锂的磷源成本约为4元，而对于磷矿资源企业采用湿法净化技术自产磷酸，其单吨磷酸铁锂的磷源成本约为元/吨，自给磷源的磷酸铁锂企业具有约元/吨的成本优势，相比铁源自给的钛白粉企业成本优势更大。
从成本结构来看也一目了然，磷源成本占到磷酸铁生产成本的53%。拥有磷资源的磷化工企业，具有生产磷酸铁的成本优势。
一些磷化工企业也已经布局磷酸铁。
川发龙蟒、川恒股份、兴发集团、新洋丰、司尔特、云图控股、川金诺都已规划了磷酸铁产能，分别10万吨、60万吨、50万吨、20万吨、10万吨、35万吨、0.5万吨。
有的还要进一步延伸到磷酸铁锂材料。
川发龙蟒规划了10万吨磷酸铁锂产能。兴发股份和华友钴业合作，投建50万吨/年磷酸铁锂项目。司尔特规划了5万吨磷酸铁锂产能。
虽然磷肥企业大多拥有储量丰富的磷矿资源，但是大举延伸到工业级磷酸一铵生产，或者进一步到磷酸铁、磷酸铁锂等，还是有很大不确定性的。
除了制备技术要跟上，跨界还需要重资产投入，20万吨磷酸铁产能的投入都是数十亿。这也是为什么，许多磷化工企业都和锂电池产业巨头合作。
那么问题来了，既然磷矿产能长期稀缺，那么当下谁拥有的最大的磷矿储量，谁就能将成为当前确定的龙一，按产能排市值，看上起似乎理所当然，这也是磷周期的众多炒矿人的底层思考。
但问题是，在过去一年中，不少磷肥企业股价早已翻倍，市场基本上对此已经有所预期，入局需谨慎。
需要提醒的是，磷肥是关乎农业生产、粮食安全、国计民生问题，磷矿资源难以大幅向磷酸铁锂倾斜。一旦成本高涨，面临的政策压力同样也会非常巨大，这一点尤其需要值得注意。
更严重的是农肥磷铵还涉及国家粮食安全问题，伴随需求的增长，有朝一日，磷矿也会成为全球各国抢夺的资源。
因此，这场新能源拉动的磷化工文艺复兴，单纯炒作磷矿稀缺主题的人思考维度还在最底层。