集邦咨詢:磷酸鐵鋰大火的背后,謹防擴產背后的產能和壁壘“陷阱”

作者: | 發布日期: 2022 年 01 月 05 日 10:03 | 分類: 分析評論

2021年即將收官的最后一周,鋰電池產業鏈投擴產的熱情依舊不減,正極材料行業也頻頻傳來新消息。

12月24日,寶豐能源總投資692億元的儲能電池全產業鏈項目簽約落戶銀川,號稱銀川歷史上投資最大的工業項目。據悉該項目還將在寧東能源化工基地建設磷酸鐵鋰正極材料、石墨負極材料、電解液項目。

12月27日,德方納米公告與寧德時代經友好協商,雙方決定對曲靖麟鐵共同增資人民幣9億元,而雙方目前正在合作推進四川宜賓年產8萬噸磷酸鐵鋰項目的建設。

而就在2021年即將結束的最后幾天,正極材料領域再次傳來新項目消息。12月29日,中創新航年產10萬噸鋰電正極材料項目正式簽約落戶四川眉山。12月30日,長遠鋰科公告擬20.88億投建年產6萬噸磷酸鐵鋰正極材料項目。

2021年伊始以動力電池企業訂單暴漲開始,之后貫穿整個動力電池產業鏈2021年主旋律的都是產能緊張。

于是乎“瘋漲”、“緊缺”、“爭搶”成為了2021年鋰電池產業的年度關鍵詞,鋰電產業鏈各環節也按下了擴產加速鍵,其中以磷酸鐵鋰為代表的的正極材料環節擴產更為大膽。

產能無限遐想,磷酸鐵鋰突破500萬噸不是夢

以高性價比、循環壽命高和安全性優勢突出的磷酸鐵鋰產銷量在近兩年開始顯著回暖,在此前政策補貼傾向高能量密度之時,三元材料一度力壓磷酸鐵鋰,出貨量和產量甚至為磷酸鐵鋰的兩倍(如2018年和2019年)。

圖1:2016-2020年中國鋰電池正極材料各細分產品產量(單位:萬噸)

Source:鑫欏資訊,集邦咨詢

而就在近兩年,磷酸鐵鋰吹起了反攻的號角,2021年甚至上演了動力電池領域鐵鋰反超三元的一幕。

數據顯示,2021年1-11月中國市場動力電池裝機量約為128.3GWh,同比增長153.1%。從月度裝機量數據來看,中國市場磷酸鐵鋰電池的裝機量從7月份開始便反超了三元電池的裝機量,此后連續5個月裝機量繼續反超三元電池,預計全年兩者市場占比將基本持平。

圖2:2021年1-11月磷酸鐵鋰與三元電池裝機量對比(單位:GWh)

Source:動力電池應用分會,集邦咨詢整理

7月份國內磷酸鐵鋰電池裝機量首次反超了三元電池,也就是在7月份及之后的幾個月里,大批的化工企業密集涌入磷酸鐵鋰賽道,尤以磷化工和鈦白粉企業最為瘋狂。

如鈦白粉行業的龍佰集團、中核鈦白、安納達等,磷化工領域入局磷酸鐵鋰的就更多了,如興發集團、湖北宜化、川金諾、云天化、云圖控股、川發龍蟒、新洋豐、司爾特等無一例外都加入了擴建大軍。

回望整個2021年,年初之時國內磷酸鐵鋰企業未來的產能規劃大約只有100多萬噸,2月初中核鈦白公告擬投建年產50萬噸磷酸鐵鋰項目頓時驚呆了整個行業,彼時國內磷酸鐵鋰總產能規模還不到40萬噸,中核鈦白一出手就打算干到全國甚至全球規模最大,不禁讓傳統鐵鋰正極企業德方納米、湖南裕能等頭部企業唏噓。

而此后隨著更多的磷化工、鈦白粉廠商宣布入場,磷酸鐵鋰的產能規劃開始無限遐想,對外宣布的擴產規模小則10萬噸/年,大則達到了50萬噸/年,到年底時據Trendforce集邦咨詢統計,正極材料磷酸鐵鋰總規劃產能達473萬噸,若加上年底寶豐能源(據報道將建設年產50萬噸磷酸鐵鋰正極材料)、長遠鋰科等企業的產能規劃,國內鐵鋰正極未來5年總規劃產能儼然已超500萬噸。

圖3:2020-2025年國內正極材料產能規劃(單位:萬噸)

Source:集邦咨詢(注:此統計未算上年底時寶豐能源、長遠鋰科等企業宣布的擴產規劃)

磷酸鐵鋰大火的背后是誰在帶動?

要回答這個問題,還得從技術和市場兩方面來尋找答案。首先是技術上,這就不得不提到一個關鍵人物——王傳福。

在三元鋰電池乘政策東風力壓鐵鋰電池時,2020年年初,一直堅定選擇磷酸鐵鋰路線的比亞迪對外發布了“刀片電池”,通過電池成組技術的結構創新,刀片電池將傳統磷酸鐵鋰電池包的體積利用率提升50%以上,系統質量能量密度以及體積能量密度得以大幅提升,挽回了部分磷酸鐵鋰電池能量密度低的劣勢。

此后,寧德時代和國軒高科的CTP技術和JTM技術也陸續應用在了磷酸鐵鋰電池上,能量密度同樣大幅提升。

另外一點更為關鍵的是,刀片電池技術上的另外一項突破是通過了號稱電池測試界的“珠穆朗瑪峰”測試——針刺實驗,比亞迪刀片電池針刺測試表現優異,能做到電池被刺穿時無明火,無煙,表面溫度60℃。而同樣針刺測試條件下,三元鋰電池爆燃;普通磷酸鐵鋰電池無明火,有煙,表面溫度400℃。

在安全性上,比亞迪刀片電池做到了新高度。

這在經歷了2019年接連不斷的新能源汽車自燃事件之后,新能源汽車安全問題成為行業的敏感神經,稍有不慎就會面臨大批電動汽車因電池問題被召回而遭受上億損失的風險,同時安全性也成為消費者最為在意的東西。在安全性方面,磷酸鐵鋰版的刀片電池無疑又搬回了一局。

然而光靠磷酸鐵鋰安全性和能量密度的提升還不足以引爆2021年的市場。這里面還離不開另外一個男人——馬斯克,新能源車的帶貨大王。

2020年年中,特斯拉開始在國產車型上正式使用寧德時代的磷酸鐵鋰電池。之后,馬斯克也曾在各種場合為磷酸鐵鋰帶貨。作為新能源汽車風向標企業,特斯拉開始使用磷酸鐵鋰電池也讓外界徹底改變對磷酸鐵鋰電池的態度。

?圖4:馬斯克Twitter上“帶貨”磷酸鐵鋰

而之所以磷酸鐵鋰電池獲得馬斯克青睞,或許與動力電池“卡脖子”原料鈷、鎳等資源有關,全球主要的鈷鎳資源都不在新能源汽車的生產國和消費國,而這也是比亞迪董事長王傳福的擔心。

王傳福曾在幾次演講中談到,中國70%以上的石油需要進口,電動車同樣會遇到燃油車的“卡脖子”問題,他表示:“發展新能源汽車最主要是為了解決石油卡脖子問題,但是中國的鈷資源幾乎沒有,鎳資源也很少,中國不可能走回頭路,從被石油卡脖子到被金屬鈷和鎳卡脖子?!?/p>

圖5:2020年全球可采鈷、鎳資源儲量分布

Source:USGS,集邦咨詢

這便是比亞迪推崇磷酸鐵鋰電池的原因。用王傳福的觀點來說,相比于要使用大量鎳、鈷的三元鋰電池,使用磷酸鐵鋰作為正極材料的刀片電池不僅安全性更好,而且完全不依賴稀有金屬,沒有卡脖子的后顧之憂。

事實上,鎳、鈷作為三元電池的核心材料,其戰略價值逐漸凸顯,尤其是鈷元素價格居高不下,行業內人士直呼“鈷”元素為“鈷奶奶”,既然高攀不起,電池廠商便被倒逼著開發難度更高的高鎳低估甚至無鈷電池。

相比之下,磷酸鐵鋰涉及的主要元素為鋰、鐵、磷,所需原料主要為大宗化工原料,不依賴稀有金屬,這一點上確實占據更大優勢。這也是磷酸鐵鋰正極價格只有三元正極的三分之一左右。

根據測算,三元鋰電池的成本約為0.23-0.29元/Wh,磷酸鐵鋰電池的使用成本約為0.08元/Wh,這一成本優勢,對于車企來說至關重要,相當于一輛帶電量50KWh的中低端電動車,成本能省下上萬元。

從2020年比亞迪發布刀片電池以來,說比亞迪帶紅了磷酸鐵鋰也不為過,數據更能說明問題。

據比亞迪2021年10月份公布的銷量數據,比亞迪賣出了81040輛車,其一家的銷量是“小鵬+蔚來+理想+威馬+哪吒+零跑十廣汽埃安+極氪+大眾I.D系列+嵐圖”總和的1.22倍,足足的“以一打十”。在隨后的11月份,國內累計銷售了36.6萬臺新能源汽車,其中比亞迪銷量就占比24%,約為9.01萬臺。

當然,讓化工行業眾多企業大步入局磷酸鐵鋰賽道的,除了比亞迪、特斯拉等明星企業的帶動,還在于中國“3060雙碳目標”的大背景下,儲能鋰電池的廣闊市場空間對磷酸鐵鋰需求的巨大想象力。

但是,當大家蜂擁而至上馬磷酸鐵鋰項目時,背后又有哪些擴產“陷阱”需要警惕?

磷酸鐵鋰擴產背后的產能和壁壘“陷阱”

當產能遠遠高出市場需求時,產能規劃背后的數字其實意義并沒有那么大。

Trendforce集邦咨詢預計至2025年全球動力鋰電池對正極材料需求將突破215萬噸,若加上儲能、消費電子等領域,正極材料需求或將超過360萬噸。而單單是國內磷酸鐵鋰的規劃總產能至2025年便超過了500萬噸,還不包括三元正極,這背后的產能過?!跋葳濉毙枰?。

因此,未來巨大的市場需求下,誰能搶占市場份額關鍵還得看實際出貨量。產能再大,對于材料企業,保障不了原料的穩定供應,也將面臨無貨可出。

這也是為何今年以來,出現多起正極廠商或電池廠商聯合上游傳統化工企業投建正極前驅體材料項目的原因,如欣旺達牽手川恒股份合作在甕安縣擴建60萬噸磷酸鐵項目,湖北萬潤與河北佰利合建年產10萬噸磷酸鐵項目,華友鈷業與興發集團合作建設50萬噸/年磷酸鐵項目。這些傳統化工企業對原料的掌控、加工、環保等優勢是電池廠和傳統正極廠商所不具備的。

除了碳酸鋰等鋰源原料,磷酸鐵鋰產能擴建還涉及了一種重要原料——磷酸鐵,而磷酸鐵的制備所需的磷源就涉及磷化工的范疇,這就關乎磷酸鐵鋰擴建背后的另一個需要注意的“陷阱”——行業壁壘“陷阱”。

誠然磷酸鐵鋰正極相對三元高鎳正極技術壁壘低,似乎有點錢的企業隨便都能踏入這個行業,但是行業進入壁壘低的領域,往往意味著將面臨著激烈的競爭,競爭對手可以憑借成本優勢進行大規模的擴建擠占市場,而這正是磷化工、鈦白粉等大化工企業擅長做到的。

相關數據顯示,在磷酸鐵鋰正極材料成本構成中,磷酸鐵占據了大約40%的成本,且每生產1噸磷酸鐵鋰材料,需要配套1.184噸二水磷酸鐵(約1:1.2)或0.956噸無水磷酸鐵(約1:1)。

圖6:磷酸鐵鋰正極材料成本構成

Source:CBC金屬網,集邦咨詢

而前驅體材料磷酸鐵產能的釋放又依賴于磷酸行業,這就涉及磷化工產業的現狀。在我國,磷礦資源主要分布在湖北、云南、貴州等地,由于磷礦的生產對環境影響較大,其相關的產品諸如磷礦石、黃磷、磷酸和磷銨在政策層面均有限制。

近年來,在國家能耗雙控和環保約束下,我國磷礦石產量逐年縮減。因此,未來大規模的磷酸鐵鋰產能是否能有效釋放,還得關注上游磷礦產能的供給是否充足。

圖7:2011-2020年中國磷礦石產量(單位:萬噸)

Source:國家統計局,集邦咨詢

從原料端來看,由于高純磷酸或工業級磷酸一銨是磷酸鐵鋰生產中的重要磷源材料,而磷酸鐵鋰產品可大幅提高磷資源附加值,因此成為眾多大型磷化工企業“大象轉身”的機會窗口,磷化工企業憑借磷資源和技術積累大舉切入磷酸鐵鋰賽道,未來行業或將面臨較為劇烈的洗牌。

短期來看,即使眾多化工企業入局磷酸鐵及磷酸鐵鋰領域,磷酸鐵供應緊張形勢也將難以緩解。

長期來看,由于磷酸鐵直接磷源——磷酸或工業磷銨下游消費占據相當比例的農肥磷銨產品還涉及國家糧食安全問題,在總產能受政策限制而無法新增情況下,磷礦資源也將難以大幅向磷酸鐵鋰傾斜,磷礦石資源需求仍將較為緊張。

因此,磷酸鐵鋰行業看似進入壁壘低,實則為一大“陷阱”,因為其上游磷源的保障涉及較為嚴格的環保監管要求。同時,一般來說,單位GWh電池產能的擴建對應正極材料的擴建周期在18-24個月,是鋰電池四大主材中產能爬坡最慢的環節。

圖8:鋰電池產業鏈的投資金額和擴產周期

Source:貓班的課代表

總體來看,對于磷酸鐵及磷酸鐵鋰材料行業而言,產量大、投產快的企業將優先進入市場,與客戶形成綁定;而長期來看,由于磷礦資源整體收縮,且磷酸鐵所需的原料凈化磷酸技術壁壘較高,未來行業整體大規模有效產能的釋放將面臨較大的考驗,新進入者需謹防行業壁壘“陷阱”。

寫在最后

2021年注定是鋰電池產業不平凡的一年,是新周期、大時代的開始。未來正極材料行業會走向何方?不僅取決于行業本身,更與下游應用和市場需求以及碳中和的大背景有關。

正極廠商的命運,或許不是同行業的此消彼長,而是新周期下共迎TWh大時代的到來。畢竟每種材料都沒有絕對的優劣勢,誰輸誰贏尚未可知。此外,在鈉離子電池、固態電池等新電池技術還未橫空出世之前,對正極材料行業的預判還為時過早。

2021年也許只是開始,未來3-5年磷酸鐵鋰等正極材料行業會上演怎樣的大幕更值得期待。

本文作者為TrendForce集邦咨詢旗下鋰電池研究中心分析師Tony Zeng,轉載請注明來源。

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