(报告出品方/作者:华创证券,彭广春)
一、量价:磷酸铁锂量价齐升
(一)量:8月磷酸铁锂产量、装机量均创新高
8月磷酸铁锂装机量达到7.22GWh,创新高。据中国汽车动力电池产业创新联盟发布最新数据显示,8月磷酸铁锂电池的装机量已经达到7.22GWh,相较三元电池领先优势逐步拉大。
8月铁锂产量达3.74万吨,连续6个月环比正增长。据鑫椤资讯最新统计数据显示,8月国内磷酸铁锂生产总量为3.74万吨,同比增长达%,环比增长达7%,铁锂产量连续6个呈现环比正增长,连续4个月实现对三元正极产量的超越。
(二)价:9月17日磷酸铁锂报价6.3万元/吨,较月初上涨15%
根据WIND数据,截止9月17日,德方纳米磷酸铁锂价格6.3万元/吨,相比月初价格5.5万元/吨,上涨了元/吨,半个月涨幅达15%,去年同期价格3.4万元/吨,上涨了2.9万元/吨,一年涨幅达到85%,上游原材料涨价是带动磷酸铁锂价格上涨的主要因素。
电动车需求强劲带动碳酸锂价格持续走高。根据中汽协数据显示,8月国内新能源汽车产销分别完成30.9万辆和32.1万辆,同比均增长1.8倍,环比分别增长8.8%和18.6%,继续刷新产销历史记录。在碳酸锂供给端新增产能有限的情况下,电动车持续旺盛的需求带动碳酸锂价格持续上涨。
云南限电带动磷酸铁价格持续走高。日前,云南省发布《关于坚决做好能耗双控有关工作的通知》,其中对于黄磷提到“加强黄磷行业生产管控,确保年9-12月黄磷生产线月均产量不得超过年8月份产量的10%”,这也就意味着云南省将加强对黄磷行业的生产管控。云南拥有国内超过60%的黄磷产量,限电使得本就紧张的磷酸盐产品供应再度收紧,9月14日正磷酸铁的市场主流价格已经突破1.7万元/吨。我们预计,限电将持续影响“磷矿石/黄磷—磷酸/磷酸一铵—磷酸铁—磷酸铁锂”产业链价格。
二、需求:预计年需求超万吨,4年6倍
(一)性能:磷酸铁锂电池安全性好成本较低
磷酸铁锂呈现橄榄石结构,作为电池的正极材料,涂覆在铝箔与电池正极连接。磷酸铁锂(LiFePO4)电池在充电时,锂离子(Li+)从正极脱嵌经过电解质进入负极,同时电子(e-)从外电路由正极向负极移动,以保证正负极的电荷平衡;而放电时,锂离子(Li+)从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极。
磷酸铁锂成本低且安全性好。从电芯层面看,三元电池能量密度更高。磷酸铁锂正极材料的额定电压、理论比容量均低于三元电池,且其能量密度已开发到“天花板”,而三元NCM电池还可以通过提高Ni元素比例,进一步提高实际比容量。从循环寿命看,磷酸铁锂的橄榄石晶体结构更稳定,膨胀更低、电化学反应更稳定,因此在循环寿命上更具优势。从经济性看,磷酸铁锂原材料相对便宜,国内产业链相对成熟,成本较低。
(二)驱动:国补退坡+技术进步是推动铁锂回潮的主要因素
国内磷酸铁锂电池的发展可以分为3个阶段:
阶段一:9年-年,国补支撑新能源汽车行业发展。9年,国家推出补贴政策推动新能源汽车行业发展,早期政策偏向商用车,磷酸铁锂因其安全性、循环寿命的优势,占据优势,顺势站稳脚跟。-年,磷酸铁锂出货量从1.2万吨升至5.6万吨,市场份额维持在70%以上。
阶段二:年-年,国补侧重电池能量密度考核。年起,国家首次将电池系统能量密度纳入考核标准,高能量密度、长续航里程成为新能源汽车企业获取补贴的重要考核指标,动力电池企业转向大力开发三元锂电池,磷酸铁锂市场份额大幅下滑。
阶段三:年-至今,国补大幅退坡,电池企业陆续推出电池结构优化方案,搭载铁锂电池的爆款车型陆续推出。从单车补贴额度看,年相比于年减少50-70%,并计划在年年底彻底退出。与此同时,各电池企业陆续推出电池结构优化方案,如宁德时代推出CTP电池、比亚迪推出刀片电池、国轩高科推出JTM电池,通过优化模组结构从而达到提升能量密度的效果。在此背景下,更具性价比的磷酸铁锂电池重回大众视野,年下半年起,比亚迪汉、宏光MiniEV、铁锂版Model3等爆款车型陆续上市,带动磷酸铁锂电池在新能源乘用车中的渗透率不断提升。年4月,宁德时代董事长曾毓群在上海交通大学校庆上讲话时表示,未来将加大磷酸铁锂电池的投入,磷酸铁锂回潮期已至。
(三)需求:预计年磷酸铁锂需求万吨,4年6倍
目前磷酸铁锂电池主要应用于新能源车、储能以及电动两轮车领域。从应用端看,目前磷酸铁锂电池在新能源商用车和储能电池领域渗透率较高,在新能源乘用车领域,国内渗透率约35%,海外部分车厂如大众、戴姆勒等已开始进行磷酸铁锂车型的招标工作,国产磷酸铁锂版Model3目前已部分出口欧洲,预计未来欧洲磷酸铁锂车型的渗透率将会逐步提升。
预计年全球磷酸铁锂需求万吨,对应市场空间超亿元。我们预计,全球年新能源车销量将达到万辆,而其中搭载磷酸铁锂电池的新能源车占比将达到30%。除此之外,储能电池以及电动两轮车逐步放量,也将为磷酸铁锂正极需求带来一定的增量。假设单GWh电池需要吨磷酸铁锂,在产量端考虑25%库存和在途的余量,我们预计年全球磷酸铁锂产量需求将达到万吨,4年复合增长速度将达到60%,对应年市场空间将达到亿元。
三、供给:预计22年铁锂供给紧平衡,化工及锂电池企业布局磷酸铁
(一)供给:在80%开工率情况下,预计22和23年铁锂供给仍然紧平衡
磷酸铁锂集中度在年进一步提升。年,磷酸铁锂材料产量主要被德方纳米、湖南裕能、国轩高科、贝特瑞、湖北万润5家企业垄断,CR5占比达76%,较的CR5提升13pcts,磷酸铁锂材料企业产量集中度进一步提升。
预计德方、龙蟠、裕能合计贡献22年65%新增产能。根据WIND公告统计,年底国内磷酸铁锂名义产能将达到89.7万吨,同比增加87%,考虑部分产能在年中投产,年国内磷酸铁锂实际产能将达到70万吨左右,相比于年增加28万吨,其中德方纳米贡献10万吨、龙蟠科技贡献3万吨、湖南裕能贡献5万吨,此三家磷酸铁锂企业合计贡献年65%新增产能。
在80%开工率情况下,预计22和23年磷酸铁锂需求供给紧平衡。根据目前公告的产能规划,考虑80%铁锂厂商开动率,22和23年磷酸铁锂有效供给和需求之间的差异在2.38万吨和1.32万吨,行业仍然处于供给紧平衡的状态。
化工企业大幅布局磷酸铁,但磷酸铁锂公告较少。自今年8月以来,化工企业开始持续公告布局磷酸铁锂/磷酸铁,公告企业包括主营为钛白粉的中核钛白、龙佰集团以及主营为磷化工的兴发集团、新洋丰、川恒股份以及云图控股,除此之外,老牌化工企业万华化学也在9月9日公示了其5万吨磷酸铁锂+磷酸铁的环评信息,化工企业切入锂电材料领域的趋势越发显著。从具体公告看,大部分化工企业选择从磷酸铁锂的前驱体——磷酸铁入手布局,但是对于磷酸铁锂的布局相关信息较少,仅有龙佰集团(公告投建20万吨磷酸铁锂,未公告投产时间)、兴发集团(计划2年内完成磷酸铁锂中试线搭建)、川恒股份(建设10万吨磷酸铁锂,预计26年投产)、万华化学(5万吨磷酸铁锂+磷酸铁项目,未公告投产时间),短期内对行业的边际产能贡献有限。
(二)化工企业:横向布局磷酸铁,切入新能源材料领域
预计磷酸铁市场需求将从年的10.8万吨上升至年的万吨,年复合增速68%。根据鑫椤锂电数据,年国内磷酸铁锂产量14.2万吨,其中由磷酸铁固相法工艺合成的磷酸铁锂约占8成,对应磷酸铁需求为10.8万吨(1吨磷酸铁锂折合0.96吨磷酸铁),整体规模较小。而随着全球电动车需求上升,我们预计年全球磷酸铁锂需求将达到万吨,其中由磷酸铁工艺合成的磷酸铁锂约占7成(除去德方液相法以及升华草酸亚铁工艺),对应磷酸铁需求万吨,5年需求13倍,对应年复合增速有望达到68%,磷酸铁一跃成为“大品种”磷酸盐。
化工企业布局磷酸铁具有资源优势、区位优势和妥善处理磷石膏带来的潜在成本优势。
1)资源优势。钛白粉企业在生产钛白粉过程中会产生副产品硫酸亚铁,硫酸亚铁与磷酸一铵反应可用于制备磷酸铁,因此对于钛白粉企业来说,其副产品硫酸亚铁能够作为制备磷酸铁的原材料,资源可以得到有效利用。而大部分磷化工企业拥有自产磷酸/磷酸一铵的能力,一体化产业链初见端倪。
2)区位优势。部分磷化工/钛白粉企业的磷酸铁锂/磷酸铁基地布局在同一区域内,可优化工艺流程和厂房布局,便于项目之间原材料运输以及水、电、气、汽的循环利用和平衡,有效降低生产中的装卸、运输、包装等成本。除此之外,磷化工企业主要集中在云贵川等地区,当地水电资源丰富,电费较低,因此这些公司实施磷酸铁项目具有独特的成本优势和区位优势。
3)潜在的成本优势。整个磷化工大规模扩张面临的主要障碍是固废磷石膏的处理,磷石膏处理能力是未来磷化工企业能否在磷酸铁锂/磷酸铁成本竞争中胜出的最关键因素之一。年国家提出新建磷酸、磷铵需要磷石膏%的消耗,近几年演变成了各地不再新批磷石膏堆场,改以需要做成水泥缓凝剂、建材板等进行循环无害化处理。由于生产1吨磷酸会副产5吨磷石膏,处理磷石膏的壁垒很高,一方面需要有成熟的磷石膏处理技术,另一方面需要较大的资本投入对其进行回收利用。因此,拥有技术优势并且建有磷石膏循环利用体系的磷化工企业未来将会持续受益,而不能很好地处理磷石膏或者处理成本较高的小企业,未来将会在磷酸铁锂/磷酸铁的竞争中被淘汰。
(三)电池行业:纵向布局磷酸铁,完善上游材料一体化
电池企业持续布局磷酸铁锂和磷酸铁。
1)宁德时代战略投资江西升华:年3月,江西升华引入宁德时代等战略投资者,将注册资本由2.2亿元增加至人民币7.2亿元,增资完成后,宁德时代及其指定方将合计持有江西升华8.89%股权,长江晨道将持有江西升华22.78%股权,其余股份为富临精工持有。
2)宁德时代和比亚迪增资湖南裕能:年12月,湖南裕能获宁德时代、比亚迪等战略投资者及员工持股平台等以现金增资,共计增资6.48亿元。增资完成后,湘潭电化持股比例由16.07%变为8.47%,宁德时代、比亚迪和长江晨道股比分别为10.54%、5.27%和4.49%。
3)比亚迪参与贵州安达定增:年4月,安达科技拟定增3.54亿投向磷酸铁及磷酸铁锂,比亚迪认购万元,预计定增后持有公司比例将达到2.11%。在此之前的3月5日,安达科技与比亚迪于近日签署了《战略合作协议》,双方就磷酸铁锂供应、预定金支付等事宜,达成战略合作协议。
4)德方纳米分别与宁德时代和亿纬锂能合资建立磷酸铁锂工厂:年5月,宁德时代已增资的方式入股曲靖麟铁,增资完成后宁德时代股比达到40%,目前曲靖麟铁已投产,年产能达到2万吨。年1月,德方纳米、宁德时代与江安县人民政府签署投资协议书,在四川宜宾投建年产8万吨磷酸铁锂项目,项目总投资约18亿元,分2期建设,总建设周期为36个月。
四、差异化: