3月31日消息;近兩年新能源汽車銷量快速增長,高鎳化是未來動力電池發展的重要方向,電動汽車動力電池所需的鎳需求或將進入爆發期,成爲鎳需求的最大新增點。2022年1月22日,特斯拉宣布籤署購入7.5萬噸鎳礦供應合同,這是繼去年7月其與西部鎳業、10月與普羅尼資源籤訂採購合同後的又一大單。寧德時代、比亞迪等企業近期也陸續傳出購買鎳礦的消息。鎳搭上電動汽車之後,鎳資源爭奪激烈,消費新周期打開。
A短缺矛盾激化推動鎳資源站上風口
2022年以來,全球鎳庫存低位,庫存去化速度可觀,鎳市波動加劇。這背後蘊藏的根本邏輯是,全球新能源汽車高速發展對鎳需求旺盛與鎳資源結構性短缺矛盾日益加深。而以特斯拉爲代表的車企看準新能源的賽道後,紛紛提前布局,鎳礦爭奪戰愈演愈烈。
車企搶奪鎳資源,還是歸結於全球鎳資源分布不均。根據USGS的數據,2020年全球鎳礦儲量達到9400萬噸,主要分布在印尼(2100萬噸,佔比22.34%)、澳大利亞(2000萬噸,佔比21.28%)和巴西(1600萬噸,佔比17.02%),這三個國家擁有天然的鎳資源優勢。從鎳礦產量看,2021年全球鎳礦產量達到270萬噸,同比增加8%。其中,印尼、俄羅斯、新喀裏多尼亞和澳大利亞鎳礦產量分別爲37萬噸、25萬噸、19萬噸和16萬噸。
2021年,中國僅電池行業耗鎳量就達到14.5萬噸,2025年這一數值或超過60萬噸,但中國鎳礦儲量僅佔全球總儲量的3%,年開採量僅12萬噸,因此,鎳資源對外依賴度高,資源緊缺成爲“卡脖子”問題。
從全球五大鎳生產商必和必拓、淡水河谷、嘉能可、諾裏爾斯克和日本住友的產量來看,2021年產量53.37萬噸,同比下降10.83%。但2021年全球新能源汽車高速發展,鎳資源短缺矛盾激化,全年滬鎳漲幅超過35%。
B車企瞄準新賽道提前布局鎳礦資源
從全球原生鎳消費結構來看,2021年不鏽鋼和新能源汽車耗鎳分別佔比71%和12%,預計2025年分別達到64%和18%。可以說,不鏽鋼是鎳的消費主體,而新能源汽車是鎳消費最大增量。
據研究機構EVTank預測,2025年,中國、歐洲和美國新能源汽車銷量分別達到1174.6萬、547萬和693萬輛,5年年均增長率分別爲33.2%、23.0%和57.6%;而全球新能源汽車銷量將達到2518.2萬輛,5年年均增長率爲33.2%。
新能源政策補貼方面,美國政策加碼,而中歐政策平穩退坡。2021年,美國新能源汽車滲透率僅3.6%,且以純電動汽車爲主。2021年8月5日,美國總統拜登籤署行政令,要求2030年電動化率達到50%。2021年11月19日,美國衆議院通過1.75萬億美元支出計劃,其中3200億美元用於清潔能源和電動車稅收抵免,最高單車稅收抵免12500美元。
歐洲新能源汽車市場需求處於爆發階段,政府出臺補貼政策刺激銷量,但部分國家補貼政策也開始平穩退出。如英國提出“新車報廢計劃”,鼓勵司機將燃油車換成電動車,並且考慮補貼司機最高6000英鎊,但在2021年3月,英國下調電動車購車補貼門檻,並降低補貼標準。中國政策導向弱化,補貼退坡,引導市場驅動。相對於2021年的補貼方案,2022年補貼標準退坡30%,且新能源汽車購置補貼政策將於2022年年底結束。在2021年中國新能源乘用車銷量與滲透率顯著超預期的情況下,補貼政策依舊維持原定退坡力度,體現了政策推動新能源汽車發展的決心。而無論是美國的加碼補貼,還是中歐補貼平穩退出,各國都在致力於引導新能源汽車產業健康發展,倡導清潔能源消費,搶奪新能源賽道。
C新能源汽車電池是鎳消費最大增量
在新能源汽車快速發展的背景下,車企之所以青睞於鎳,主要是鎳元素可以大幅提高動力電池能量密度,提升電動汽車續航裏程,並且較鈷資源便宜。而且,4680電池的推出進一步打開三元高鎳電池在鋰電池領域的運用空間,而“紅土鎳礦—高冰鎳”技術將緩解純鎳稀缺問題,降低動力電池制作成本,動力電池用鎳“大有可爲”。
目前,新能源汽車的動力電池主要分爲三元電池和磷酸鐵鋰電池(LFP),二者爭鋒已久。前者成本低、安全性高,但續航能力略差;後者續航能力高,但成本也相對較高。
磷酸鐵鋰電池被車企青睞,除了其在安全性和成本方面具備優勢,還在於磷酸鐵鋰企業的技術突破。2021年4月,比亞迪宣布全系純電乘用車型將搭載磷酸鐵鋰刀片電池。該電池電芯爲“刀片”形狀,在空間利用率上提升了50%,未來能夠滿足400—600公裏的續航裏程要求。2021年10月,特斯拉宣布,全球範圍內的標準續航版Model-3和Model-Y,將全部改用磷酸鐵鋰電池。此外,大衆、福特、奔馳都已明確會在入門級車型上使用磷酸鐵鋰電池。
未來,隨着高鎳三元材料動力電池政策補貼逐步退坡,磷酸鐵鋰電池的經濟性優勢將更加顯現。但是,由於能量密度上的差異,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池將分別在低端車和高端車領域得到廣泛應用。
常見的三元正極材料由鎳鈷錳組成,型號有NCM333、NCM523、NCM622、NCM811。其中,鎳的主要作用是提高能量密度,延長續航裏程;鈷的主要作用是作爲正極支架,堅固結構;而錳和鋁的作用是提高導熱性。333和811等數字指的是NCM材料中Ni/Co/Mn的摩爾系數比。由於鈷金屬較爲稀缺,價格昂貴,而鎳金屬價格相對較低,且能夠提升電池的能量密度,因此,三元正極材料正朝着高鎳化、無鈷化發展,NCM622、NCM811和NCA(鎳鈷鋁)電池將逐漸成爲主流。
2020年9月,特斯拉在電池日上首次公開推出4680電池,材料體系上採用超高鎳的NCA、鎳90等,預計2022年特斯拉開始量產,將進一步提升高鎳三元的市場空間。其中,數字46指的是電池直徑46mm,80指的是電池高度爲80cm。與此前推出的21700電池相比,該電池的容量提高了5倍,續航裏程增加了16%,電池功率提高了6倍,能量密度高達300Wh/kg。4680電池採用更少的電芯數量,可以降低電池熱管理難度、壓縮成本和提高效率。此外,4680通過採用激光無極耳技術去掉了電池的主要發熱部件,降低了電池內阻,提高了電池的熱穩定性。
特斯拉宣布,2022年底4680產能將達到200GWh,2030年達3TWh。隨後,多家企業跟隨,如鬆下宣布計劃在2022年3月在日本開始試生產4068電池;LG已開始建設4680電池試生產線,計劃最早於2023年實現量產,供應特斯拉;寶馬4695三元大圓柱預計開標100—120GWh,周期7年,2024年起大批量生產。
D高冰鎳有望降低動力電池用鎳成本
電池級硫酸鎳主要用於制備三元前驅體,而三元前驅體與鋰鹽燒結後形成的正極材料是鋰電池的重要組成部分,因此,制備硫酸鎳是制備電池的重要環節。制備硫酸鎳主流的工藝有:溼法冶煉中間品—硫酸鎳;三元廢料—硫酸鎳;鎳豆/粉—硫酸鎳。這三種工藝生產硫酸鎳或原料緊缺或成本高昂。青山技術將“紅土鎳礦—高冰鎳—硫酸鎳”火法冶煉產線打通,工藝核心是RKEF制成熔融高鎳鐵後,並未進一步制作不鏽鋼,而是進行轉爐硫化,制備高冰鎳。然後,可以通過高冰鎳生產硫酸鎳等下遊產品。這種方式採用的原料爲價格相對低廉、容易獲取的鎳鐵,緩解了電池原料的結構性短缺問題。
生產線打通後,鎳產業鏈上的幾種主要產品都聯結起來,包括鎳鐵、硫酸鎳、電解鎳和不鏽鋼。高冰鎳和不鏽鋼存在資源爭奪,有望將過剩的鎳鐵產能轉化爲高冰鎳,進而生產硫酸鎳,緩解目前硫酸鎳對進口鎳中間品等的高度依賴性和硫酸鎳因新能源汽車快速發展而存在的缺口。高冰鎳大規模量產的核心要素是硫酸鎳和鎳鐵價差能夠覆蓋轉產成本(據SMM測算,約3.3萬元/鎳噸),隱藏因素是硫酸鎳需求過旺或鎳鐵供給過剩。
隨着動力電池裝機量快速增長和三元高鎳電池份額不斷提升,2020年動力電池耗鎳量約爲16萬噸,佔全球鎳元素消費比例約6.5%。預計2025年和2030年動力電池耗鎳量將分別達到76萬噸、166萬噸,佔全球鎳元素消費比例將分別超過20%和30%。5年動力電池用鎳年均增長率達到36.56%,10年年均增長率達到26.36%。
當鎳搭上電動車,新能源開啓鎳消費新周期。全球鎳資源分布不均背景下,全球各大車企瞄準新能源汽車賽道,紛紛提前布局鎳礦資源。展望未來,我們相信以高冰鎳爲代表的技術革命將降低動力電池制作成本,助力新能源行業穩步發展。