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新能源电池最有前途的金属,被马斯克认为是“特斯拉最大瓶颈”,半路“杀”出新工艺,“镍”变将至!

每日经济新闻 2021-03-23 09:20:52

每经记者 周程程    每经编辑 陈星    

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谁是未来新能源车电池最有前途的金属?镍当之无愧!

这从特斯拉CEO马斯克的表述中就能感受到。

一年以来,马斯克多次为镍站台。他说过“将最大限度利用镍,把钴减少到零”,也说过“如果你以一种对环境敏感的方式高效开采镍,特斯拉就会给你一份长期的巨额合同。”

今年1月,马斯克表态“镍是我们最大的瓶颈”。2月25日晚间,他又在推特上表示,特斯拉公司扩大锂离子电池生产的最大问题是“缺镍”。

的确,在新能源汽车发展的浪潮中,由于电池技术水平的提升和汽车规模快速增长双重因素,镍的需求不断扩大。

新一轮资源抢夺大战已经开始,中国镍资源储量仅占3%,在这种劣势下,我们还能跟得上吗?中国企业是否已经拥有具有竞争力的技术水平?作为电池原料的镍,它的主要技术路径又在哪里?

《每日经济新闻》记者通过独家采访上市公司、采访业内专家、矿业投资者,以及研究行业发展,为你揭开镍的“面纱”。

 

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未来10年电池镍需求增长8~16倍

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根据国际镍协数据,2019年世界镍消费结构中,不锈钢占70%,合金占16%,电镀占8%,电池占5%,其他合计占1%。

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不锈钢仍为镍最大消费领域,2019年电池仅占5%

为何电池用镍占比很低,却能火出“圈”?

不少专业人士认为,正是基于电池对镍未来潜在的巨大需求。

财通证券有色金属研究员李帅华接受《每日经济新闻》记者采访时表示,新能源汽车高续航要求下,三元正极材料高镍化是重要发展趋势。叠加新能源汽车规模增长,镍的需求量将越来越大。

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由于新能源汽车的兴起,镍需求越来越大

巴西矿业巨头淡水河谷(Vale)数据显示,NCM622(电池正极材料的镍钴锰比例为6:2:2)向NCM811(镍钴锰比例为8:1:1)电池转型需镍量提升16%。

根据兴证金属组预测,全球电动汽车对镍需求量或将从2020年的约10.7万吨镍金属量大幅提升至2025年的60万吨,需求端2020~2025年均复合增速高达41%,预计电池领域需求占比将从5%提升到17%。

Vale估计,电动汽车领域,2030年用镍需求有望超过89万吨,激进估计有望达到170万吨。电池镍需求占比将提高到37%,从而使电池成为镍第二大需求领域。

这意味着,未来十年,新能源汽车领域镍需求增长将达8~16倍。

在庞大的需求面前,镍供应短缺担忧不断。频频喊话“高镍低钴”的马斯克多次呼吁开采更多镍矿,他甚至表态“镍是我们最大的瓶颈”。

彭博分析师Allan Ray Restauro也表示,未来三年,有色镍的供应将持续紧张,随着需求回升,最早可能在2023年出现严重供应短缺。

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在目前产能情况下,镍的需求缺口将逐步拉大

 

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镍储量较大、资源丰富

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由于双重受益于单车用量增加和电动车规模增长,李帅华甚至认为,未来十年,镍将是最有前途的电池金属。

李帅华表示,任何一个电池金属想要有发展前途,进而成为核心金属,首先储量必须能支撑起大产业发展,从而减少因资源稀缺等原因引起的价格暴涨暴跌。

那么镍的储量如何?

美国地质勘探局(USGS)数据显示,2019年全球镍储量为8900万吨。相比之下,2019年锂矿全球储量是1700万吨,2018年全球钴矿储量为688万吨。

再看价格。

近些年,钴价长期在20万元/吨上方,2018年曾飙升至68万元/吨高位。今年以来,钴价再次开启上升态势,2月底一度突破40万元/吨,3月中旬在36万元/吨左右。

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钴价长期在20万元/吨上方

锂价则以过山车式的起伏长期刺激着投资者的神经,电池级碳酸锂价格从每吨4.3万元一度飙升至2018年的18万元,此后又一路下跌至去年的4.3万元/吨水平。去年底再次开启上涨态势,到今年3月中旬,电池级碳酸锂价格在8.5万元~9.2万元/吨。

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近年来,锂价起落幅度较大

镍价方面,2020年3月下旬以来,伦敦金属交易所(LME)镍价开启持续一年的上涨模式,到今年3月初,盘中一度站上2万美元/吨上方,创6年多新高。记者梳理安泰科数据发现,自2017年以来,电池级硫酸镍(≥22%)平均价格整体每吨在2.275万元~3.625万元。

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近年来镍价持续上涨

但相比而言,镍价整体波动幅度不及钴、锂。

李帅华认为,大金属有大格局,会相对稳定的价格,更利于产业链布局与发展。


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高冰镍出世,硫酸镍供应格局生变?

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正当业内还在憧憬镍价继续攀升时,毫无预兆地,3月3日,伦镍价格突然掉头向下。

3月4日,伦镍收盘价15895美元/吨,比2日狂跌15%,创下近3个月低点。当日沪镍跌停,跌幅6%,收于130510元。

引发市场巨震的是3月3日我国不锈钢巨头青山实业公布的一则消息——青山实业将于2021年10月开始一年内向华友钴业(603799,SH)供应6万吨高冰镍、向中伟股份供应4万吨高冰镍。

上海有色网镍盐分析师孙嘉灿对《每日经济新闻》记者表示,高冰镍可以作为电池级硫酸镍生产原料,进而生产新能源汽车所需的三元锂电池。硫酸镍中间品原料得到补充,有望缓解过去供应紧张局面,使得新能源方向对纯镍的需求量下跌,拉动镍价的预期走弱。

过去高冰镍主要由硫化镍矿冶炼得到,但硫化镍矿资源相对稀缺,供给已是抽紧态势。青山实业则是将红土镍矿火法冶炼的镍铁转化为高冰镍。

青山实业称,2020年7月份,公司开始在印尼调试试制高冰镍,生产镍含量75%以上的高冰镍。该工艺已于2020年底试制成功,目前能够稳定供应高品质高冰镍。公司还将继续加大在印尼镍产业的投资,2021年预计生产镍当量60万吨,2022年预计生产镍当量85万吨,2023年预计达到110万吨。其中高冰镍和镍铁产量将根据市场需求和价格变化情况切换调整。

孙嘉灿表示,当前硫酸镍最主要原料来源是镍湿法中间品、镍豆/镍粉、回收料,因回收料有限,镍湿法中间品成为最具成本优势的最主要原料。长期来看,高冰镍生产硫酸镍经济性优于镍豆生产硫酸镍,新能源行业对镍豆的需求将不及预期,使得伦镍价格大跌。

青山实业所供高冰镍是否意味着硫酸镍原料短缺预期被彻底打破?

孙嘉灿说,此前曾测算认为2021~2022年硫酸镍原料(主要是中间品)将供应紧张,但青山实业若如期供应高冰镍,7.5万镍吨的高冰镍项目将补足供应缺口。

不过,事情没那么简单。高冰镍工艺成本较高。

混沌天成期货研报指出,镍价大幅下跌后,当前镍价与NPI(行业里通常将镍含量超过15%的产品称之为镍铁,15%以下产品称之为NPI)价差下,NPI生产高冰镍已经不能覆盖工艺成本,生产高冰镍的利润明显低于直接销售NPI的利润,NPI企业生产高冰镍动力已经不足。当前若NPI价格维持,则LME镍价至少上涨至18200美元/吨企业才有生产高冰镍的动力。

而数据显示,3月19日,伦敦金属交易所(LME)三个月期镍仅收于16250美元/吨。

另一方面,从制得硫酸镍的工艺来看,湿法冶炼技术仍是主流,更具成本优势。

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目前湿法冶炼技术是主流

孙嘉灿指出,湿法技术前期投入大,但后期成本低,而火法技术则是前期投入低,但后期投入大。整体成本相比,火法高冰镍技术生产硫酸镍成本要高于湿法工艺。

国信期货通过对比湿法冶炼和火法生产高冰镍技术,认为后者存在技术不成熟、转换成本高等缺点。据诺斯里克的数据,红土镍矿生产高冰镍完全成本超过2万美元/吨镍。通常认为在两个技术路径中,第三代高压酸浸工艺是成本下限,火法提取高冰镍是成本上限,而国信期货测算当前镍价仍处于第三代高压酸浸工艺成本线附近。

国信期货指出,青山实业项目要到10月份才能初步达产,且完全成本不得而知,对短期的供需面尚未构成较大影响,在情绪宣泄后进一步下跌的空间有限。

盛屯矿业(600711,SH )和华友钴业在印尼也投资了火法高冰镍项目。华友钴业独家回应《每日经济新闻》记者称,年产4.5万吨镍金属量高冰镍项目为公司非公开募集项目之一,目前正在开展前期建设筹备相关工作,项目建设周期为2年,有望于2022年底前投产。


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中国企业上马红土镍矿湿法项目

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正是因为看好红土镍矿湿法冶炼技术前景,一些颇具探索精神的中国企业进入了红土镍矿储量、产量均是第一位的印尼。

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2020年印尼镍资源储量、产量均为全球第一

华友钴业接受《每日经济新闻》记者采访时表示,印尼红土镍矿资源储量大、品位优异,其中褐铁矿资源又占据较大比例。由于目前仍以火法RKEF工艺生产镍铁为主,绝大多数褐铁矿资源处于抛废状态。公司在印尼布局更大的湿法项目将在资源、成本等方面占据得天独厚的条件。后续公司将根据经营情况和下游市场需求情况,进一步积极开展镍资源端产业布局。

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目前开采以腐殖层为主

记者注意到,目前在处理红土镍矿上,新能源产业链主要还是在湿法冶炼上进行突破。

近年来,包括华友钴业、格林美(002340,SZ)、洛阳钼业(603993,SH)、力勤矿业等多家中国企业在印尼投资红土镍矿湿法冶炼项目。

据安信证券统计,印尼目前建设中或计划建设的红土镍矿湿法项目有5个,产能为20万吨。

其中,华越项目因有多家中国上市公司参与而备受关注。华越项目由华友钴业全资孙公司华青公司、青创国际、沃源控股、IMIP和LONG SINCERE成立的合资公司华越公司开发,项目共投资12.8亿美元,计划建设年产6万吨镍金属量的红土镍矿湿法冶炼项目。

2019年11月,洛阳钼业通过资本运作,实现对华越镍钴21%股权的控制,投资参股印尼镍钴矿湿法冶炼项目。

青美邦项目是2019年1月格林美与青山实业、邦普、IMIP、阪和兴业成立合资公司青美邦新能源公司,共同投资的印尼红土镍矿生产新能源材料项目。该项目共同投资7亿美元,建设产能不低于5万吨镍金属、4000吨钴金属的湿法冶炼基地,产出5万吨氢氧化镍中间品、15万吨电池级硫酸镍晶体、2万吨电池级硫酸钴晶体、3万吨电池级硫酸锰晶体。


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湿法项目资本支出大、产能爬坡慢

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受到资本追捧的湿法冶炼项目前景如何?

一位曾参与镍投资的外资企业人士许竞(化名)对《每日经济新闻》记者表示,经过工艺变革和技术水平更替与发展,目前新建的红土镍矿湿法冶炼项目多采用第三代高压酸浸工艺,该工艺在历史上最大的不确定性在于能否以合理的成本如期生产出符合电池要求的产品。但目前看来,中国人可能是世界上对该工艺掌握最好的,并已在某种程度上实现了突破。

投入大、产能爬坡慢是传统问题所在。许竞说,历史上的高压酸浸项目,除其本身基础设施开发就需要较高投资外,对工艺和流程控制的不成熟所造成的成本超支以及工期超期,曾是全球范围内同类项目的普遍问题。项目建成后,生产线需要反复试验调整,在经过较长的调试周期后,才能生产出符合质量要求的产品。这些问题在很多年里都限制了高压酸浸工艺的广泛应用,只局限在少数几个西方国家投资的大型项目里。

例如,马达加斯加的Ambatovy项目,设计年产能为6万吨镍和5600吨钴,项目初始预算为47.6亿美元,2011年修改预算为55亿美元。工期延长致运营成本增加是主要原因之一。

中信证券统计了以往项目投资情况发现,全球主要红土镍矿湿法冶炼项目过程中的超支比例达到73%,超支最严重的项目最终投资额是预算的2.7倍。同时项目投资强度也处于较高水平,统计项目的吨镍投资额达到5.8万美元。

“理论上高压酸浸技术是可行的,但化学工艺的复杂性曾使得多家西方公司望而却步,对于能否如期生产出符合预期的产品越来越不敢把握。”许竞解释说,区别于铁、铜等金属采用传统冶金工艺流程,红土镍矿是通过化学流程来提镍,其工艺控制较冶金工艺更为复杂。 

建成后产能爬坡期的长短也具有不确定性。

2010年投产的VNC项目和Ambatovy项目至今未达产,2012年投产的中冶瑞木项目则花费了5年左右的产能爬坡期。

由于资本支出大、产能爬坡慢,许多湿法冶炼项目至今仍处于亏损状态。

许竞指出,Ambatovy项目是加拿大矿业公司谢里特国际与日本住友商事、韩国资源集团的合资项目,持续处于亏损状况。去年,谢里特转让矿业股权,退出Ambatovy 项目。

而经历了多年的亏损后,淡水河谷也出售了其位于新喀里多尼亚的Goro项目。


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中资企业湿法冶炼项目具优势

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尽管湿法冶炼工艺需要克服诸多难点,但许竞表示,对中国企业抱有很大信心。

西方公司曾在世界不同地区尝试,但其经济上的短视行为使得多数尝试都没有进行到底。“只有中国人解决了这个问题!中国团队经过在巴布亚新几内亚岛上的深耕,已经全盘掌握了低成本高压酸浸工艺提取镍钴的技术,把‘老外’所畏惧的产能爬坡期压缩到了可控范围之内。而且印尼红土镍矿与巴新成矿类型相同,多年摸索出来的成熟团队和经验完全可以复制。传统火法镍铁加工工艺也不是中国人发明的,但中国企业过去十几年已经把那个技术改造、创新,在印尼遍地开花,已经成了当今世界镍原料的重要来源。” 

许竞说,我国中冶集团巴新瑞木项目投产情况较好,打破了工程超期、效果不好,甚至要被卖掉的“魔咒”。瑞木项目成功的经验已掌握在中国人手里,在印尼复制希望很大。

的确,行业内普遍认为中冶瑞木项目是目前最成功的第三代高压酸浸项目。其连续三年产量超过设计产能,并且是全球成本最低的第三代高压酸浸项目之一。

而对于红土镍矿湿法工艺投资大、难度高、放量慢的问题,一些企业早有考虑。华友钴业回应《每日经济新闻》记者表示,第三代高压酸浸技术经过历代项目的建设、投产、生产运营经验总结,进行了优化改进,无论工艺理论、工程设计、生产装备还是生产管理都已成熟。

华友钴业在独家回应《每日经济新闻》记者时称,在投资上,通过技术优化、国产化替代、园区内建设公辅设施大幅减少等措施,万吨镍投资是世界同类项目的三分之一;在难度上,华友钴业对世界同类项目生产实践有充分了解,完全掌握该类项目的技术及生产控制能力;在放量上,通过充分试验验证生产指标、强化人员模拟操作、强化过程培训等措施,建成后一年到一年半左右可实现项目达产目标。

对于何时投产,华友钴业也信心十足。其称公司年产6万吨镍金属量氢氧化镍钴湿法项目正在建设中,有望在2021年底前投产运营。“红土镍矿湿法冶炼项目于2020年3月1日正式开工,当前总工程量已完成过半,公司有信心在2021年底前完成项目建设。”华友钴业独家回应称。

中信证券研报也认为,当期国内在印尼投建的红土镍矿湿法冶炼项目大多背靠现成的产业园区,建设投资较前期项目有望大幅缩减。高压酸浸技术的成熟使得项目达产达标周期缩短,生产成本也有望降至5000~8000美元/吨的水平,具备成本竞争力。

值得注意的是,此前印尼多个在建湿法冶炼项目计划在2021年~2022年投产。

例如,格林美在今年2月回应投资者提问时表示,目前印尼项目现场正在实施主设备基础工程,满足5月1日主体设备就位条件。国内定制的高压反应釜等主设备也将在近期运往印尼项目现场。印尼项目将于2022年上半年投入运营,将跟上公司三元前驱体的战略需求。

印尼力勤OBI镍钴项目一期3.5万吨镍(两套高压酸浸反应釜)2018年下半年启动建设,计划2021年2季度投产。

考虑到疫情对项目建设产生的延期影响,一些项目投产时间或有延迟。安信证券研报认为,印尼推迟计划中的第三代高压酸浸项目,目前在建第三代高压酸浸项目投放集中于2021~2023年,到时候全球硫酸镍供给将会有飞跃式增长。


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湿法工艺将成未来主流

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对中国企业充满信心的同时,李帅华认为,先入局企业具有先发优势,能更早的和印尼当地优势企业合作,更快速绑定红土镍矿资源,占据先机,利好成本降低。

华友钴业独家回应《每日经济新闻》记者时指出,其项目全成本远低于当前同类项目,得益于青山园区配套、大批设备国产化、较高的镍钴品位、优化的工艺流程等。

许竞亦指出,建设前期需要招纳相关人才,在优质人才有限的情况下,先布局的项目能够先抢占人才优势。在先建成且先投产的情况下,拥有大客户的机会也更大。

目前,越来越多的公司看好未来镍需求,希望以技术创新的方式分羹镍资源市场。

蓝晓科技近年来表示,在红土镍矿开发中,湿法路线工艺逐步成熟,将成为未来的主流技术路线,给吸附分离技术带来巨大市场需求。

吸附分离正是蓝晓科技的“主战场”。

对红土镍矿有长期研究的蓝晓科技首席科学家李岁党对《每日经济新闻》记者表示,处理红土镍矿的难点是铁、镁、铝等金属杂质高。在除杂、钴镍分离以及废水处理等方面,树脂吸附法可以作为主要手段,用于目前新能源产业链上镍、钴等金属的提纯分离。

李岁党解释,目前国内企业开发镍矿较多采用传统的、稳妥的萃取法,萃取过程中,主要运用氢氧化钠或者氧化钙进行皂化反应,进而反复沉淀与萃取。如果运用树脂法的吸附分离技术,可以省略沉淀步骤,即硫酸镍浸出液在除去铁后,不需要用碱皂化,而是直接用树脂法吸附解析,经过除杂后得到纯度较高的硫酸镍。成本上相较萃取法,可以每吨降低几千元到1万元。

李岁党指出,相比于萃取法,树脂法的一次性投资相对较高,但长期运行优势明显。在湿法冶金领域,金属资源的获取通常会以简单易行的萃取法先行,但最终会被更多精细、升级的技术代替,从而促进该行业的逐步稳定成熟。吸附技术通常是最后的替代技术,因工艺简单易于产业化、生产过程环保、产品质量更高、吸附材料的升级带来成本下降空间广阔等具有明显优势。在红土镍矿提镍领域,吸附法首先具有环保的特点。其次,树脂的损耗低,而萃取法每个月都需要新的萃取剂。

“此外,树脂法在处理低品味红土镍矿上具有优势,镍含量在0.8%以下的红土镍矿,用萃取法成本相对较高,镍价高时企业还有利可图,但当镍产能及供应增加,价格下降时,在企业追求低成本需要技改的情况下,树脂法成本优势更突出。目前,蓝晓科技在红土镍矿提镍方面做了大量工作,已具备树脂和配套系统装置的中试水平技术储备。”李岁党说。

许竞认为,企业创新将有利于镍产业链的技术提升与加速发展,对行业有正向促进作用。

国信期货研报表示,鉴于大型优质硫化物矿床的日益稀缺,红土镍矿开发电池用镍的技术路径已经成为必然之势,这意味着新的红土镍矿冶炼高冰镍和第三代高压酸浸技术可能是未来拯救硫酸镍短缺的救命稻草,但是高昂的投资、成本和较长的建设周期意味着需要更高的镍价,激励更多公司投资。

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记者手记 |企业技术创新为镍行业发展增加更多确定性

市场曾普遍认为印尼湿法冶炼项目投产进度将快于火法高冰镍项目,然而,近期青山实业在印尼火法高冰镍上的技术突破远超市场预期。

综合对比来看,湿法项目具有成本等优势,依旧前景广阔。但火法高冰镍技术也并非没有发展空间。两种技术的发展,能够为硫酸镍的供应增加更多确定性,从而满足三元锂电池领域对镍的庞大需求。

正如采访中看到的那样,这需要鼓励企业创新,这将有利于镍产业链的技术提升与加速发展,对行业有正向促进作用。

 

记者:周程程

编辑:陈星

视觉:蔡沛君

视频编辑:祝裕

排版:陈星 马原

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