深度 | 镍槃而生之二:镍铁的前世与今生

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本文对“红土镍矿-镍铁-不锈钢”产业链进行了复盘,回溯了不锈钢催生NPI,NPI又以其大规模、低成本的特点反过来推动不锈钢加速放量的历史,即红土镍矿的第一次变革。当前,在新能源车大潮的推动下,红土镍矿第二次变革势不可挡,“红土镍矿-硫酸镍-三元电池”产业链有望全面打通。如果说,红土镍矿第一次变革成就了诸如中国青山等不锈钢巨头,那么我们有理由相信,红土镍矿第二次变革也有望孕育钴镍三元一体化的优秀企业。建议关注放量速度快、工艺创新强、成本优势好的具备钴镍三元一体化布局的标的。

理由

NPI与不锈钢:相互成就,共同成长。一从产业链环节看,当前不锈钢占镍下游总消费量65%-70%,镍铁是制备不锈钢的主要镍原料来源。二从产业链历史发展看,21世纪初,中国逐步成为全球不锈钢产量的主要贡献者,在高镍价的倒逼下,通过对不锈钢冶炼工艺的技术革新,打通了从红土镍矿生产NPI制造不锈钢的低成本产业链。三从不锈钢与镍铁的关系看,二者相互成就,共同成长,不锈钢需求的迅速发展催生了NPI,同时NPI又以其大规模、低成本的特点为不锈钢后续的加速放量铺平道路。

短期看,低库存+高成本支撑,镍价仍较为坚挺。短期看,我们认为低库存与高成本是镍价维持高位的主要支撑力量,但随着菲律宾雨季扰动消退,以及硫酸镍和镍铁供给逐渐放量,硫酸镍与镍铁成本压力有望逐渐缓解。

中长期看,镍矿与镍铁较长时期内或均不存在供给瓶颈,镍价中枢有望逐步下移。镍矿到镍铁环节,我们预计镍矿未来供给主要增长点在红土镍矿,红土镍矿未来较长时期内不存在供给瓶颈。一是印尼、菲律宾镍资源剩余开采年限仍有10-20年,二是未来印尼仍有进一步增储空间,三是冶炼工艺上红土镍矿可以直接做到镍铁,流程短平快。镍铁到不锈钢环节,我们测算2022年行业处于供需紧平衡的状态,但中长期来看,镍铁-不锈钢总体趋于过剩。我们认为,中长期镍价中枢有望逐步下移,但考虑俄乌冲突已成为镍供需格局新的变量扰动,镍价下移趋势或将有所放缓。

时势造英雄:红土镍矿的两次变革和行业巨头的孕育。我们认为,红土镍矿的第一次变革,通过革新不锈钢生产工艺和降低成本,带动不锈钢大规模放量发展,从而造就了青山、德龙等世界级不锈钢龙头。红土镍矿第二次变革同样有望创造大规模、低成本的硫酸镍原料,进一步推动三元锂电材料行业加速发展,从而孕育新的行业巨头。总结青山、德龙等公司的成功经验,我们认为放量速度、工艺创新、成本优势是核心要素,针对第二次变革的历史性机遇,我们认为以上三要素同样适用,并建议关注相关公司的一体化布局。

风险

金属价格大幅波动、新能源车产销不及预期

正文

1. NPI与不锈钢:相互成就、共同成长

        1.1 不锈钢为镍主要需求领域,镍铁是不锈钢制备重要来源

2011年至今,不锈钢约占镍下游总消费量65%-70%,是全球镍需求的主力军。不锈钢是一种含铬量大于10%的低碳钢,具有耐蚀耐热、易洁易加工、使用寿命长、强度韧性高等特点,在世界工业化的进程中,其产量和技术都有迅猛的增加和发展。除了铁、铬等元素之外,不锈钢还含有3%-25%不等的镍,是镍下游最大的需求来源。据CRU统计,2011年至今不锈钢约占镍下游总需求的65%-70%,其中2021年达到70%的占比,是全球镍需求的主力军。

镍铁主要指镍和铁的合金,常作为合金添加剂应用于200系列和300系列不锈钢的生产中。镍铁一般可分为镍铁(FeNi,镍含量>15%)和镍生铁(NPI,镍含量<15%,本文将镍铁与镍生铁统称镍铁,不做区分)。2006年以前,全球主要镍铁产品为FeNi,2006年开始红土镍矿生产的NPI逐渐登上历史舞台。根据刘佳利[1],我国生产的镍铁品位一般不超过18%,按照品位及生产设备的不同,镍铁划分为低镍铁(镍含量低于2%)、中镍铁(镍含量2%-8%)以及高镍铁(镍含量8%-15%)。低镍铁以重量计价,中镍铁及高镍铁以镍含量计价。从产品结构来看,高镍铁是镍铁的主要产品类型,2016年至今高镍铁占我国镍铁产品平均比重在70-80%。

考虑价格优势明显、有害物质少,对不锈钢的纯度、生产成本等方面有改善作用,镍铁用于不锈钢生产的工艺快速推广。不锈钢工艺经历了由废钢熔融、脱硫、脱碳的电弧炉工艺、被返回法、AOD、纯镍生产不锈钢等工艺演变,后均被镍铁生产工艺所替代,主要有以下四点原因:1)镍铁含有大量铁元素,解决了不锈钢生产中铁基料的问题(不锈钢中一般含有70%的铁元素);2)中高镍铁主要以镍含量计价,铁元素价格低廉,利于降低不锈钢生产成本;3)纯镍生产所需的硫化镍矿资源逐渐贫化,纯镍价格高昂,所以此前通过纯镍熔融、加入铁和铬等元素生产不锈钢的工艺在经济性上慢慢被淘汰;4)镍铁中有害元素锌、铅、铋、砷等含量较少,在生产不锈钢的过程中可以简化配料过程、提高产品纯度。

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       1.2 不锈钢&镍铁历史复盘:中国崛起+矿源变化+工艺进步+成本下降

1910年前后,德国、英国、美国几乎同时开发了不锈钢,在这百年来的过程中,不锈钢从发明到初期工业化,再到现代工业化大生产,其产量和生产技术都经历了迅猛的增加和发展。不锈钢最初主要用于特种工业,后期随着VOD、AOD等工艺实现工业化、红土镍矿登上历史舞台以来,不锈钢行业进一步实现了突飞猛进的发展,下文我们总结了不锈钢发展过程中几点重要变化:

一是全球各地产量份额的变化:从欧美日到中国。1985年,欧洲[2]、日本和美国占世界不锈钢产量份额分别为40%、33%和19%,合计93%,几乎垄断了世界不锈钢生产。进入1990年代后,亚洲新兴发展国家地区不锈钢产量增加,到2000年欧洲、日本和美国占世界不锈钢产量份额分别为41%、18%和12%,合计70%,日本的份额下降较快,其份额主要被韩国(8%)及中国台湾(7%)替代。2000年以后,中国逐渐成为世界不锈钢增量主要贡献,2000-2005年不锈钢产量CAGR为45%,2005-2010年CAGR为30%,远超世界不锈钢产量5.0%和6.1%的CAGR。2010年,中国产量份额由2000年的3%迅速提升至38%,实现了对欧洲(22%)、日本(10%)和美国(7%)的超越,从此以后便成为全球不锈钢增量贡献的主要力量。

二是矿源的变化:从硫化镍矿到红土镍矿。由于硫化镍矿较红土镍矿资源品质好,工艺技术成熟,因此全球镍矿资源开发早期以硫化镍矿为主,但随着时间的推移,硫化镍矿资源禀赋逐渐贫化,而新发现的硫化镍矿山又少之又少,1995年以后硫化镍矿产量CAGR不到2%,甚至一度出现负增长。在这一背景下,市场将眼光投向红土镍矿,2005-2010年期间红土镍矿产量CAGR达到6.4%,较上一个5年间CAGR 4.9%增长了1.5ppt,主要由于2005年起中国大量从印尼、菲律宾等国开始进口红土镍矿,创新性地生产出含镍量较低的NPI用于不锈钢生产,突破镍原料瓶颈,打开不锈钢大规模生产的产能空间。

三是工艺的变化:从电炉法到两步法、三步法。不锈钢的冶炼技术发展主要分为单一电炉法、电炉+精炼炉法两大阶段,其中后者又可以分为:电炉+氩氧炉(AOD)或真空精炼炉(VOD)的两步法,和电炉+顶底复吹转炉(K-OBM-S或AOD)+真空精炼炉(VOD)的三步法两大类型。两步法适合于低成本冶炼一般通用钢种,三步法适合于冶炼高纯和超高纯等特殊高性能要求的不锈钢品种。目前,世界规模以上不锈钢企业已经全面淘汰了落后的电炉法,全部采用两步法或三步法冶炼生产工艺。

四是成本的变化:从高成本到低成本。不断降低成本,拓宽不锈钢的应用领域是不锈钢技术发展的主要追求,红土镍矿生产NPI为不锈钢的降本铺平道路。一是红土镍矿生产NPI降低镍元素原料成本,不锈钢冶炼过去镍来源为纯镍等价值高昂的产成品或者镍含量更高的FeNi,而NPI镍含量较低并以镍含量定价,原料成本优势明显;二是不锈钢冶炼工艺进步升级推动成本下降,通常不锈钢生产过程中会产生部分返回料,而一步法无法回收消化该返回料,一定程度造成资源浪费,而两步法通过工艺升级,通过提高镍铬等贵重金属原料的回收率,大幅度降低不锈钢生产成本。三是精细化生产管理诸如装备大型化、连铸和轧钢连续化、生产组织的紧凑化、产品规格的超薄、超厚、超宽化发展也是降低成本的有效方式。

我们认为,以上四大变化是环环相扣、互相作用,最终实现不锈钢产能扩张与成本下降的并行前进。首先,不锈钢的发展经历从欧日美到中国的产量贡献转移,是自然而然的产业转移、分工细化的结果,也是2000年后中国在全球化的背景和自身工业化的发展要求下的必然趋势。然而,在中国不锈钢产业面临发展机遇时,由于我国镍矿资源较为贫乏,储量只占世界4%,国内传统金川镍矿带也面临资源贫化问题,此时想发展就必须依赖进口。考虑区位邻近优势与价格经济性,所以2005年以后中国从印尼、菲律宾等国的红土镍矿进口不断抬升。针对红土镍矿镍品位较低的问题,中国创造性地对红土镍矿进行了NPI冶炼工艺改进,至此也降低了生产成本,进一步促进不锈钢产能的大规模释放。

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       1.3 NPI制备不锈钢的技术实现突破,成就了红土镍矿的第一次变革,并正在为红土镍矿的第二次变革提供助力

1.3.1 不锈钢需求迅速发展催生NPI的诞生

2000年后,中国不锈钢需求迅速发展,带动镍价高歌猛进,不锈钢原料瓶颈压力凸显。2000后中国进入工业化高速发展期,在中国需求的拉动下,我国不锈钢消费迅速增长,2000年我国不锈钢表观消费量达到150万吨,2004年达到445万吨,2000-2004年CAGR为31.2%。尽管上文中我们已经展现中国2000-2005年不锈钢产量CAGR为44%,但是从供需平衡上来看,我国不锈钢发展仍然是供不应求,2000年缺口97万吨,2004年缺口扩大至209万吨。所以,2000年来镍价一直在不断上升,并在2006-2007年攀升至5万美元/吨,高镍价压力下,不锈钢原料供给问题亟待解决。

2005年,我国开始使用红土镍矿冶炼成NPI,2006-2007年开始大规模应用,解决不锈钢原料瓶颈问题。国内大量进口低品位和超低品位的红土镍矿用以生产镍铁并应用于不锈钢冶炼是在2005年下半年,在高位镍价下很多民营中小企业纷纷上马镍铁项目,甚至部分生产铁合金的企业也转产镍铁。镍铁的普遍推广是在2006-2007年,例如,2006年上海宝钢集团开始对镍铁生产不锈钢工艺进行试验性生产,2007年4月开始大量采用镍铁作为原料,太原钢铁集团也在同时期开始使用镍铁。由于2010年以前的镍铁产量数据缺失,但我们从红土镍矿的进口数量可侧面验证,2006年我国镍矿总进口量约350万吨,2010年已经达到约2500万吨,2006-2010年CAGR为64%,主要贡献均来自于印尼和菲律宾的红土镍矿,由此带来我国“NPI-不锈钢”产业链的迅速放量。

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1.3.2 NPI反过来又为不锈钢的大规模发展铺平道路

NPI的大规模应用突破了不锈钢的原料瓶颈问题。2006年NPI贡献我国不锈钢原生镍用料比例仅为15%,而在2011年此比例已经升至50%以上,NPI在5年左右的时间内已经成为不锈钢生产镍原料的主要来源,而在2021年占不锈钢原生镍用料比例达到64%,成为我国不锈钢生产的主要原料。在镍铁大规模铺展开来后,我国不锈钢供需逐渐由2005年前的短缺状态转向过剩,2010年过剩52万吨,占国内不锈钢表观消费量的4.3%,而到如今2020年过剩738万吨,占比31%。

RKEF逐渐取代高炉成为镍铁冶炼主要方式,促进节能降本。根据刘佳利[3],我国生产镍铁初期使用的是高炉冶炼方式,但2010年以后我国进行产业结构调整、淘汰落后产能,环保政策日益收紧,陆续拆除500m3以下的高炉,高炉生产镍铁工艺逐渐被回转窑-电炉(RKEF)工艺取代。RKEF工艺,是将红土镍矿经回转窑在800℃干燥脱水和预还原处理后,再送入电炉,在1550-1600℃的高温下还原熔炼产出镍铁的冶炼流程。RKEF虽然在我国起步较晚,但发展较快,主要原因有:一是我国镍资源贫乏,镍被视为战略性物资,在2011年国家产业结构调整目录中,RKEF被列为鼓励类工艺;二是RKEF工艺具有节能、降耗的优势;三是RKEF的成本优势也要比高炉更加低。

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1.3.3 NPI角色的新变化:硫酸镍的弹性供给方式

2021年3月,青山宣布利用镍铁转产高冰镍制备硫酸镍的消息引发市场波动。2021年3月初,青山实业与华友钴业、中伟股份签订高冰镍供应协议,三方共同约定青山实业将于2021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。由于镍铁产能并不紧张,青山此举触发引发市场对硫酸镍供给大幅增加的担忧,镍价一度大幅下跌。

未来镍铁转产高冰镍工艺大规模放量的可能性有待商榷,但此工艺路径为硫酸镍提供了新的弹性供给方式。红土镍矿从镍铁转产硫酸镍的工艺流程较长,需要经历“红土镍矿-镍铁-高冰镍-硫酸镍”环节,天然具有经济性考虑的约束性条件,即需要考虑硫酸镍与镍铁之间的价差是否高于“镍铁-高冰镍”和“高冰镍-硫酸镍”这两个环节的加工成本之和。虽然有价差成本的限制,但是此工艺路线的打通,仍然在一定程度上提升了硫酸镍原料的可得性。过去硫酸镍制备来源为电解镍、高冰镍、氢氧化镍等,这些产品的生产工艺和下游供需情况与镍铁基本相互独立。此时,镍铁可以转产硫酸镍,相当于扩大了硫酸镍的原料选择范围,缓解原料供给的瓶颈问题,在边际上成为硫酸镍的弹性供给方式。

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2. 短期看,低库存+成本高企支撑镍价高位

短期看,排除俄乌冲突和LME镍逼仓事件干扰后,我们认为当前镍价水平较高是由于库存低位和成本高位导致的。一是由于国内库存处于低位,整体镍产业链原料供给相对短缺;二是镍铁、硫酸镍的成本仍处于高位,向上追溯主要源于镍矿价格、海运费等均处于高位,也对镍价形成支撑。

    

    2.1 港口与交易所库存依旧维持低位

国内外港口与交易所持续降库成为镍价基本面最大支撑之一。镍矿供应量目前仍处于季节性低位,镍库存矛盾短时间内或难以缓解。截至5月27日,中国13港镍矿库存为642.02万湿吨,其中菲律宾镍矿为608.02万湿吨,较年初持续下降。自2021年以来LME+SHFE交易所镍库存呈现持续走低势态,截至5月27日仅为7.5万吨,处于近五年来最低点,其中LME库存已从2021年内高位的26万吨附近降至当前的7万吨附近。

不锈钢继续累库状态,需求略显疲软。今年以来不锈钢库存不降反升,主要是受疫情干扰下游需求疲软不振。截至5月27日无锡、佛山两地总库存为75万吨,其中200系/300系/400系分别对应13/53/9万吨,较年初上涨59%/64%/54%。向前看,疫情影响或逐渐消退,同时叠加稳增长引导,我们认为下半年下游消费需求有望回升。

近期镍铁小幅累库,硫酸镍库存持续增加。镍生铁在经历了去年下半年库存持续走高后,2022年以来势头有所放缓,截至4月末国内可流通镍生铁为12.5万吨,较去年有所累库,主要是受疫情影响下游需求较弱。在硫酸镍方面,考虑到当前原材料紧缺推动硫酸镍价格上行,企业低价出货意愿不强,叠加疫情抑制下游需求,库存呈现增长势态。截至5月27日库存为8,450吨,较年初上升21%。

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       2.2 镍铁和硫酸镍单吨成本在2万美元以上运行,成本端对镍价支撑较强

原料价格不断上涨,生产成本走高。近期菲律宾苏里高天气持续不佳,对镍矿整体装运出货造成一定的影响。截至5月27日,菲律宾1.8%/1.5%/0.8%镍含量红土镍矿价格分别为126/93/46美元/湿吨;印尼2.0%/1.9%/1.8%/1.7%镍含量红土镍矿价格分别为98/89/80/72美元/湿吨,菲律宾和印尼两地红土镍矿价格均处于历史高位。考虑到原材料占镍生产成本的比重较大,镍价的上升也无形中提高了中下游镍的生产成本,镍生铁及硫酸镍,尤其是镍豆工艺生产硫酸镍成本均呈现出一定上升趋势,截至5月27日,国内RKEF工艺生产镍铁平均成本为1486元/吨,折约2.2万美元/吨左右,2022年以来上涨8%;镍豆工艺加工硫酸镍成本为2.8万美元/吨,与年初相比增幅达到32%;氢氧化镍工艺加工硫酸镍成本则有所下降,为2.1万美元/吨,与年初相比增幅为1%。

生产厂商承压生产,利润水平大幅走低。高镍铁价格近期位于高位,但并不足以缓解当前生产成本快速上行的情况,下游生产厂利润仍在压缩。根据我们的测算,近来生产厂商利润持续走低,其中镍铁和硫酸镍厂商受影响较大,截至5月27日,RKEF工艺平均每吨利润降至盈亏平衡以下;硫酸镍目前与纯镍之间的价差已经收窄至1万元/金属吨以下,已经低于约1万元/金属吨的纯镍酸溶加工成本。

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       2.3 短期看,成本高企是镍价维持高位的主要支撑

短期看,我们认为成本是镍价维持高位的第一支撑力,硫酸镍与镍铁成本压力有望逐渐缓解。

硫酸镍方面,2021年硫酸镍价格大幅攀升,主要原因在于原料供给结构性短缺。2021年以前硫酸镍的原料主要是原生镍(包括MHP与高冰镍等),占比基本在50%-60%,但2021年三元锂电行业景气度高企,拉动硫酸镍需求迅速增长,原生镍供给出现短缺,导致运用镍豆/镍粉的纯镍酸溶制备硫酸镍工艺占比上升,2021年下半年该工艺路径基本稳定在50%以上,原生镍供给占比则降至30%左右。纯镍酸溶制备硫酸镍工艺上可行,核心在于经济性的选择,即纯镍与硫酸镍之间的价差要高于纯镍到硫酸镍的加工成本,所以硫酸镍价格必须对纯镍保持一定升水。所以,在去年纯镍作为硫酸镍原料占比不断提升的背景下,硫酸镍价格也高居不下。

向前看,硫酸镍原料供给短缺问题将逐渐缓解,最主要的原因在于原生镍供给即将放量。一是湿法MHP上,力勤3.7万吨产能已分期于2021年投产,华友华越项目6万吨也于2021年底顺利建成,青美邦项目公司预计2022年上半年建成,我们预计2022年湿法MHP供给增量有望达到6-9万金属吨。二是火法高冰镍上,青山10万吨镍铁转产高冰镍产线已逐渐就绪,且2月已经发出第一批货,同时我们预计中伟侧吹法高冰镍项目也有望于2022年下半年建成,我们判断今年高冰镍供给可能在10-12万金属吨。在原生镍供给即将放量之际,纯镍酸溶制备硫酸镍的工艺路径对硫酸镍价格的支撑有望减弱,且现在已经出现端倪,4月纯镍酸溶占比回落至20%,从2021年底接近50%的比例大幅下滑,而原生镍占比则从去年35%的比例提升到62%。

镍铁方面,当前成本支撑性较强,是镍价维持高位的主要原因。上文中,我们测算国内NPI生产主流RKEF技术方式的成本已经达到21000美元/金属吨以上,主要系考虑菲律宾雨季尚未过去,镍矿价格居高不下,而镍矿占国内镍铁生产成本达到30-40%左右,所以镍矿价格成为镍铁成本支撑的重要因素,而镍铁成本又成为镍价支撑的重要因素,即镍价在2万美元/吨的价格上运行具备合理性。

向前看,随着菲律宾雨季扰动逐渐消退和印尼镍铁项目今年的大规模投产,我们预计镍铁成本将逐渐走低。一是菲律宾镍矿主矿区苏里高雨季时间基本集中在11月至次年4月,所以我国在这段时间从菲律宾进口镍矿数量也会出现季节性地下降,一般降至每月600-800万吨左右的低位,而在进入4月后菲律宾天气情况将转好,矿区出矿及发货情况都会有所回升,我国的进口量也基本上从4-5月开始逐渐上升,国内用矿问题将有所缓解。二是我们预计印尼镍铁项目今年将新增约30万吨金属镍的产量规模,待投产产能规模则更高,达到70万吨以上,而印尼镍铁产能生产成本又低于国内,所以在印尼低成本镍铁项目迎来较大增量的时候,将缓解镍铁-不锈钢产线的问题。

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3. 中长期看,镍矿与镍铁均不存在供给瓶颈,镍价中枢有望逐步下移

       3.1 镍矿到镍铁:镍矿并非镍供给的瓶颈问题

随着开采年限的增加,硫化镍矿资源逐渐枯竭和贫化。硫化镍矿的经济价值比较高,熔炼能耗低,成本低,所以起初对镍矿的开发一般以硫化镍矿为主,导致硫化镍矿的储量和品位逐渐降低,资源越来越少,开采成本也越来越高。根据woodmac,硫化镍矿产量占总矿产量之比由1990年的64%下降至2020年的29%,近二三十年来产量几乎无增加。同时,硫化镍矿品位下降速度也超过红土镍矿,2000年红土镍矿、硫化镍矿品位为1.67%、1.34%,2020年二者品位为1.63%、0.84%,分别下滑0.04ppt、0.5ppt。

以使用硫化镍矿为主的俄镍Norilsk为代表,其资源禀赋已经有所下降。我们以俄镍为例,俄镍主要资产为Taimyr和Kola两座矿山,均为硫化镍矿山。Taimyr矿山在2013年增储至667万金属吨后,2020年储量持续下降至603.6万金属吨,降幅9.5%,品位也在贫化,2008年矿山储量品位高达1.53%,但到2020年仅为0.91%,降幅0.62ppt。Kola矿山资源储量整体也在不断减少,从2008年的90.4万金属吨降至49.4万吨,降幅45%,品位从0.70%降至0.62%,降幅0.08ppt。

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考虑到红土镍矿本身资源储量大、易开采且开采技术日益成熟,我们预计镍矿未来供给主要增长点在红土镍矿。

一是红土镍矿资源储量大,占全球镍资源储量60%,且2008年之后开始贡献主要产量增量。从分布地区看,红土镍矿主要分布在赤道附近的古巴、新喀里多尼亚、印度尼西亚、菲律宾、巴西等国,其中印度尼西亚、巴西、菲律宾的镍资源储量分别排名全球第一、第三、第五。

二是红土镍矿埋藏深度浅,开采难度较小,相较而言硫化镍矿埋藏深度更深,开采难度和成本较高。红土镍矿是指硫化矿经过岩体长期风化-淋滤-沉积形成的镍矿,含镍一般1%-3%,矿床规模较大,埋藏深度较浅,例如用于湿法镍项目所用的褐铁矿就是位于红土镍矿的上层表土,易于开采利用。

三是红土镍矿工艺技术上的进步,使得红土镍矿一定程度上更具有经济效益。镍铁方面,随着RKEF技术的成熟,红土镍矿冶炼生产的NPI已经成为不锈钢镍原料的主要来源,经济效益也在不断扩大。硫酸镍方面,对红土镍矿表层褐铁矿的技术研究水平也逐渐提升,HAPL技术已经在力勤、华友等项目中得到成功体现;同时,新的技术方式,例如富氧侧吹法也在逐渐蓄力中,有望为红土镍矿制备高冰镍提供更加经济化的路径与选择。

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我们认为,未来镍矿或不会成为镍铁生产的瓶颈限制。

一从开采年限看,印尼、菲律宾等主要红土镍矿国家镍资源剩余开采年限仍有20、13年。随着近年来红土镍矿的开发速度加快,印尼镍产量不断提升,根据USGS统计,2015年印尼镍产量仅13万吨左右,2021年预计有望达到100万吨,2015-2021年CARG高达40.5%,而菲律宾镍产量保持平稳。虽然近年印尼镍产量上升速度较快,但我们测算印尼、菲律宾当前储采比仍为20x、13x,即意味着印尼和菲律宾的镍矿资源剩余可继续开采20年、13年。

二从增储潜力看,考虑目前印尼资源开发程度,我们认为印尼增储空间也较大。根据2018印尼矿产资源数据,印尼镍矿资源量为94.43亿吨,镍矿储量为35.98亿吨,如果按照1.5%的品位测算,则拥有镍资源量1.41亿金属吨,镍储量约5400万吨,即现有资源量与储量水平仍有较大距离,资源开发利用程度仍然较低,未来不排除有较大的增储空间。

三从冶炼工艺看,红土镍矿可以直接做到镍铁,生产流程短、效率高,矿端采选冶炼不存在刚性瓶颈的风险。RKEF是红土镍矿生产镍铁的主流方法,具体流程是将红土镍矿破碎筛分后直接送入回转窑干燥预还原得到焙砂,同时配加还原剂进入电炉还原熔炼、再经转炉进一步吹炼得到镍铁。RKEF不需要对红土镍矿进行采选成镍精矿,所用设备简单、工艺流程短、生产效率高,并不会存在类似于锂矿到锂精矿在矿端环节存在一定生产周期,在矿端对后续进一步冶炼环节造成刚性瓶颈的风险。

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       3.2 镍铁到不锈钢:供需平衡中长期处于过剩状态

不锈钢下游以宏观工业需求为主,2025年我们预计不锈钢对镍总需求达到238万金属吨,2021-2025年CAGR为5.5%。

►根据国际不锈钢协会,2020年全球不锈钢下游消费需求中,金属制品占比38%、机械工程占比29%、建筑占比12%、机动车辆和部件占比8%、电力机械占比8%,可见不锈钢下游与宏观消费息息相关。

►分区域来看,国内不锈钢产量历史上年度同比增速基本都高于全球其他地区的产量增速,近5年来国内不锈钢产量CAGR约为6%,全球其他地区CAGR约为3%。但在2020年由于疫情原因全球经济和工业发展节奏放缓,中国当年不锈钢产量增速仅为2.5%,全球其他地区则实现负增长,在2020年的低基数上2021年全球产量增速均出现不同程度反弹。

►向前看,我们预计未来中国不锈钢产量依然保持较高的平稳增速,2025年产量有望达到4080万吨,维持5%的年均增速,全球其他地区2025年产量预计达到维持3%的年均增速。

2025年我们预计不锈钢领域镍总供给达到245万金属吨,2021-2025年CAGR为6.5%,印尼有望成为最大增量贡献。从供给端看,主要关注不锈钢的重点原料来源,包括NPI和FeNi。

►向前看,中国方面,考虑国内碳中和的大背景环境,我国对钢铁和铁合金相关领域的政策思路为鼓励进口、限制出口,推动国内供给结构转化,国内镍铁产量供给也会相应减少,我们预计中长期我国NPI产量逐渐降至25万镍金属吨。印尼方面,考虑印尼对镍产业链的本土化、一体化延伸发展战略,叠加中国的产业转移需求,我们判断印尼未来会成为全球NPI产量的主要增长力量,预计中长期NPI产量有望达到158万金属吨。

►FeNi方面,因为目前全球FeNi主要由印尼以外的红土镍矿项目贡献,开发历史较久,2021年全球FeNi产量37万镍金属吨,我们预计未来这部分产量或将维持稳定,中长期预计44万吨。

落实在供需平衡表上,我们测算2022/2023/2024/2025年镍铁-不锈钢供需平衡为+0.5/+13.6/+6.5/+7.4万吨,2022年行业处于供需紧平衡的状态,但中长期来看,镍铁-不锈钢基本处于过剩的状态。

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       3.3 中长期看,镍价中枢有望下降,但受到俄乌冲突影响,下降趋势或将放缓

中长期看,我们认为在硫酸镍逐渐形成再平衡和印尼低成本NPI产能逐渐释放的条件下,镍价中枢可能会逐渐下降,但不容易跌破1.5万美元/吨的支撑位。

►从成本曲线上看,硫酸镍的生产成本整体低于镍铁生产成本。硫酸镍方面,如果从原生镍生产制备硫酸镍的工艺路径来看,湿法MHP方式成本最低,其次为侧吹一步法高冰镍,最后是镍铁转产法高冰镍,但整体而言,硫酸镍生产成本基本在1.3万美元/金属吨以下。镍铁方面,由于印尼镍资源丰富,镍矿成本较国内菲律宾进口矿价格较低,印尼NPI产能成本基本可以控制在1万美元/金属吨以下,而国内NPI生产成本则基本高于1万美元/金属吨,一般海外使用FeNi的成本则更高。

►行业价格的高低取决于成本曲线最右侧边际成本的高低。从镍的下游需求看,动力电池占镍总需求比重仍较小,不锈钢在相当一段时间内仍然是镍消费的主要贡献力量,所以“镍铁-不锈钢”这条产业线将决定未来镍价的支撑位,换句话说镍价如果下跌,跌到什么地步不是看硫酸镍的成本,而是要看镍铁的成本。所以我们从边际成本的角度分析,中长期镍价有望逐渐下降,但在1.5万美元/吨的水平上将有支撑。

同时,正如我们在《镍槃而生之一:迎接红土镍矿的第二次变革》中所分析的,如果单从成本端考虑,我们对镍价的判断可能就会维持在1.5-1.6万美元/吨的区间,但当前镍的供需格局已经出现新的变量和扰动,即俄乌冲突,这一新的边际变化将对镍价带来不同的影响。考虑俄乌冲突对全球大宗商品供应链造成的撕裂影响,我们认为即便冲突结束,但对俄罗斯的制裁仍存在不确定性,如果俄罗斯与世界正常的经贸活动无法完全恢复,则原材料供给端不确定性将一直持续,而这不确定性则可能导致未来镍价中枢下行趋势放缓。综合而言,我们对中长期镍价中枢的判断区间在1.5-2万美元/吨。

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4. 时势造英雄:红土镍矿的两次变革与行业巨头的孕育

        4.1 红土镍矿的第一次变革:推动不锈钢行业迅速发展,造就不锈钢领域巨头

复盘“红土镍矿-镍铁-不锈钢”产业链,从NPI的诞生到中国不锈钢的迅猛增长,堪称“红土镍矿的第一次变革”。我们认为,这场变革是一次供给创造需求的完美体现,即在高镍价的倒逼下,不锈钢生产工艺出现了颠覆性地革新,将资源禀赋优越的红土镍矿动员起来,为不锈钢创造了大规模、低成本的原料供给,从而推动全球特别是中国不锈钢行业迅速发展,并培育出青山控股、江苏德龙等世界级的优秀企业。

一是革新不锈钢生产工艺,降低不锈钢生产成本。镍铁冶炼技术使得“红土镍矿-NPI-不锈钢”的制造路线成为可能,RKEF工艺使得镍铁冶炼成本显著降低。同时,青山也在经过改良的RKEF工艺的基础上,全球独创并大规模应用RKEF+AOD双联法不锈钢冶炼新工艺技术,使不锈钢冶炼成本降低了20%,改变了不锈钢生产的传统模式,实现了不锈钢连续一体化生产。

二是带动不锈钢生产大规模放量。依托技术革新与大规模生产能力,中国在2007年将NPI冶炼在不锈钢行业推广后,逐渐成为世界不锈钢产量增长主要贡献。根据Woodmac,2007年中国不锈钢产量约700万吨,全球产量约2800万吨,中国份额仅为26%,而2021年中国不锈钢产量已达3000万吨,全球产量约5600万吨,中国份额升至57%。同时,中国亦推动全球不锈钢大规模增长,2007年至2021年,全球不锈钢产量增量约2800万吨,其中约2300万吨由中国贡献。

三是孕育出青山控股、江苏德龙等世界级的优秀企业。2021年青山控股不锈钢粗钢总产量已超1200万吨,全球产量份额约为20%,其中印尼产量约300-400万吨;江苏德龙不锈钢粗钢产量约300万吨,全球产量份额约为5%,其中印尼产量约100万吨。

总结青山、德龙的成功经验,我们认为主要有三点核心竞争要素:

一是放量速度。在不锈钢需求快速增长的历史机遇下,为了占领更多的市场份额,先发卡位和唯快不破是重要原则。以青山为例,在进入印尼之后,它迅速地建立起工业园区,快速开发当地的红土镍矿资源,其Morowali园区2015年镍产品产量仅2万金属吨,2021年已经达到了38万金属吨的体量规模,2015-2021年CAGR为62%。

二是工艺创新。青山旗下鼎信实业于2008年全球独创RKEF+AOD双联法不锈钢冶炼新工艺。根据福建鼎信实业申请的专利成果[4],该工艺减少生产中间粗镍合金浇铸、中频炉重熔等环节,充分利用粗镍合金铁水热能,通过对粗镍合金生产的渣型、渣温及铁水的温度进行控制,使其进入AOD炉精炼时达到一定的温度,从而降低电耗、生产成本,缩短产品成材时间,节约冶炼过程能耗68.68%,大幅降低不锈钢生产成本,为全球不锈钢冶炼成本树立了新标杆。该工艺改变了不锈钢生产的传统模式,实现了不锈钢连续一体化生产。这种新生产工艺,也为青山进入印尼后奠定了在不锈钢产业中的重要龙头地位

三是成本优势。一是红土镍矿本身资源储量丰富,在矿的定价上较硫化镍矿弹性更大;二是用红土镍矿生产的NPI镍品位较低,但NPI定价仅与镍挂钩,其中包含的铁元素不参与定价,节约了镍源、铁源的原料成本;三是青山利用RKEF+AOD的双联法,实现了能耗的降低,也节约了工艺流程中整体生产成本。

        4.2 红土镍矿的第二次变革:推动三元系加速放量,孕育新的镍行业乃至三元材料的优秀企业

站在当前时点,我们正在迎来红土镍矿第二次变革的历史机遇。新能源车大潮势不可挡,三元动力电池需求的迅猛增长正在大幅拉动硫酸镍需求,使得当前的硫酸镍也面临着类似不锈钢在2006年时的原料短缺境况。我们相信,在高镍价的刺激下,全球镍产业的技术进步有望加速,红土镍矿通过湿法HPAL、火法镍铁转产、火法富氧侧吹等工艺制备硫酸镍的工艺路线有望全面贯通,这也势必通过大规模、低成本的硫酸镍供应,进一步推动三元动力锂电材料行业的加速发展。

如果说红土镍矿第一次变革造就了诸如青山、德龙这样的世界级不锈钢巨头,那么,我们有理由相信,红土镍矿第二次变革也有望孕育新的镍行业乃至三元动力锂电材料的优秀企业。那么,具备什么条件的企业有望胜出?我们认为,前文论述的第一次变革的成功三要素即放量速度、工艺创新、成本优势同样适用,并结合当前钴镍正极材料一体化的行业趋势,建议关注相关公司的一体化布局。

一是放量速度。首先,先发卡位优势依然重要,湿法MHP与火法高冰镍的产能释放速度与绑定头部客户和提升市场份额息息相关。其次,考虑到未来硫酸镍与镍铁的供给端都将迎放量,中长期镍价中枢有望下移,所以也需把握现在镍价相对高位的窗口期,产能释放速度较快则可以赚取更为丰厚的利润,这样为进一步的产能扩张和资源自给率提升提供财务支持。

二是工艺创新。湿法技术方面,其项目运营成本最低,但不足在于投资额较高,且建设周期和爬产较为缓慢,无法兼得速度,但已建成项目或即将建成的项目可以享受较大的利润弹性。火法技术方面,其项目运营成本较高,但投资额较低,且建设和爬产周期较短,以短平快见长,建议关注富氧侧吹方法对高冰镍生产成本经济性的提升。

三是成本优势。一般而言,红土镍矿生产的MHP和高冰镍制备的硫酸镍,要比硫化镍矿生产纯镍酸溶再制备硫酸镍的整体生产成本要低。其中,红土镍矿内部的成本排序为,湿法MHP<一步侧吹法高冰镍<RKEF镍铁转产高冰镍,位于成本曲线左端的项目为优。

四是上下游材料一体化布局。一体化发展优势在于,一是掌握资源,可节约原材料采购成本,规避上游金属价格变化带来的成本波动,锁定利润空间,同时通过自供保障原料可得性。二是一体化本质上是把产业链内部化或者通过战略合作提高产业协同,实际上,钴镍正极材料产业链客观上需要对外依存度较高的钴镍资源的保障,也具备生产工艺上的连续性,确实可以通过产业链的内部化和加强协同来降本增效,例如,一体化可通过节省结晶、包装、运输等环节降低加工成本,并通过减少交易环节,提高库存管理效率,降低原料价格波动风险;三是新能源车整车厂、电池厂对电池材料的供给稳定性、一致性、保密性等要求较高,一体化恰好可满足此要求,为客户能够提供产品的一致性、稳定性和大规模快速交付能力。我们认为,钴镍正极一体化的商业模式具备在当前新能源车锂电材料超级赛道中强者恒强的潜力,正在成为当前行业的重要发展趋势,具备一体化布局的公司,或者参与到一体化生态圈的公司,有望较大程度上受益。

5. 风险

金属价格大幅波动。我们认为,此前受俄乌危机和伦镍逼空事件影响,镍价出现大幅波动,使得LME镍价出现与行业供需基本面脱钩、定价系统出现失灵的状态,这种状态不利于整个镍行业以及相关公司的长期可持续发展。

新能源汽车产销低于预期。一方面,国内疫情对于新能源汽车产业链的物流、产品交付、终端消费都形成较大冲击,若国内疫情反复可能对新能源汽车的生产销售产生影响;另一方面,“上游金属原料涨价-中游正极/电池涨价-下游整车涨价”的成本传导路径较为顺畅,最终将演化为对终端消费承受能力的测试。若新能源汽车产销低于预期,或将影响下游对新能源金属的采购需求。

注释及参考资料:

[1] [3]: 《我国镍铁行业发展及企业经营现状分析》刘佳利(2016)

[2]:此处欧洲的统计数据针对比利时、芬兰、法国、德国、英国、意大利、西班牙和瑞典八个不锈钢主产国家

[4]:《一种采用RKEF与AOD炉双联法冶炼不锈钢的新型工艺》福建鼎信实业有限公司

本文摘自:2022年6月12日已经发布的《镍槃而生之二:镍铁的前世与今生》

联系人 杨文艺 SAC 执业证书编号: S0080120080020

分析员 齐丁 SAC 执业证书编号:S0080521040002 CE Ref: BRF842

分析员 陈彦 SAC 执业证书编号:S0080515060002 CE Ref: ALZ159

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