化工行業(yè)專題報告：磷化工和鈦白粉企業(yè)進軍磷酸鐵大有可為

化工行業(yè)專題報告：磷化工和鈦白粉企業(yè)進軍磷酸鐵，大有可為1、

鐵鋰復(fù)興帶動磷酸鐵需求向好1.1、

鋰離子電池成本降低的關(guān)鍵在于正極材料鋰離子電池本質(zhì)是化學(xué)蓄能裝置，決定其性能的關(guān)鍵在于材料。鋰離子電池主要是由正極、負極、電解液和隔膜四個主要基本結(jié)構(gòu)組成。其中正極材料的特性（比容量、工作電壓、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、成本等）對鋰離子電池的性能影響最大，正極在電池電芯成本中占比也最高。以寧德時代為例，其所采購的電池原材料主要由以下五部分構(gòu)成，其中正極材料所占比重為最大，約占總成本60%，其他成分如電解液、隔膜、石墨等，各占約9%、7%和13%。伴隨著產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善，技術(shù)不斷成熟，近年來，鋰離子電池的生產(chǎn)成本逐年下降。以寧德時代為例其單GWh電池主要材料成本由2017年5.2億元/GWh逐漸下降至2020年3.5億元/GWh，下降幅度約達33%。作為在電池材料成本中占比最大的正極材料，其成本也在不斷降低。未來隨著新能源應(yīng)用的進一步普及，以正極材料為代表的電池材料成本下降是必然趨勢。不斷提升成本競爭力將成為產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的第一要務(wù)。1.2、

磷酸鐵鋰正極材料成本低廉，迎來高速增長磷酸鐵鋰電池與其他鋰離子電池相比，因具有成本低廉、安全性好、壽命長等優(yōu)點，被越來越廣泛的使用，特別是隨著寧德時代CTP技術(shù)和比亞迪的刀片電池技術(shù)的出現(xiàn)，磷酸鐵鋰在動力電池領(lǐng)域也勢如破竹。據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2021年1-7月，我國動力電池產(chǎn)量累計92.1GWh，同比累計增長210.9%。其中三元電池產(chǎn)量累計44.8GWh，占總產(chǎn)量48.7%，同比累計增長148.2%；磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量累計47.0GWh，占總產(chǎn)量51.1%，同比累計增長310.6%。磷酸鐵鋰產(chǎn)量及占比超過三元，裝機占比也不斷提升。未來磷酸鐵鋰電池有望在電動車和儲能的拉動下，保持高速增長勢頭。1.3

磷酸鐵是制備磷酸鐵鋰的關(guān)鍵前驅(qū)體磷酸鐵鋰電池的核心在于磷酸鐵鋰正極材料。對于磷酸鐵鋰正極材料而言，目前主流的制備方法有以下三類：第一類：1)固相法鈉法：湖南裕能&安納達主要生產(chǎn)方法，克容量高但需要磷酸鐵前驅(qū)體；

2）固相法銨法：湖南雅城&湖北萬潤主要生產(chǎn)方法，克容量高但需要磷酸鐵前驅(qū)體；

第二類：固相法草酸亞鐵法：富臨精工主要生產(chǎn)方法，上游成本較高，且安全性較低

第三類：液相法：德方納米主要生產(chǎn)方法，產(chǎn)品一致性及生產(chǎn)壁壘高

在這三類方法中，以磷酸鐵為前驅(qū)體的固相法工藝成熟可控，且產(chǎn)品具有較高的壓實密度，是目前使用最廣泛的磷酸鐵鋰生產(chǎn)方法之一，在現(xiàn)有產(chǎn)能和規(guī)劃產(chǎn)能中占比最大。1.4

磷化工、鈦白粉企業(yè)紛紛進入下游磷酸鐵環(huán)節(jié)隨著磷酸鐵鋰需求快速增長，上半年作為磷酸鐵鋰主要前驅(qū)體的磷酸鐵供應(yīng)緊張，價格也因此一路走高，盈利能力向好，企業(yè)紛紛啟動擴產(chǎn)，多家鈦白粉、磷化工企業(yè)也宣布進軍磷酸鐵乃至磷酸鐵鋰。根據(jù)百川數(shù)據(jù)顯示，截至2021年7月，國內(nèi)磷酸鐵總產(chǎn)能達35.1萬噸，根據(jù)對公開披露信息的不完全統(tǒng)計，預(yù)計到2022年年底，有明確時間表的磷酸鐵擴產(chǎn)產(chǎn)能將達58.5萬噸，而規(guī)劃產(chǎn)能更是高達三百萬噸以上。其中磷化工企業(yè)規(guī)劃產(chǎn)能超100萬噸，成為磷酸鐵行業(yè)的一股重要力量。2、

磷化工企業(yè)進軍磷酸鐵的優(yōu)勢由于擴能眾多，磷化工的企業(yè)擴能磷酸鐵，未來主要是成本的競爭，根據(jù)1-6月各產(chǎn)品均價，磷化工企業(yè)完全一體化生產(chǎn)磷酸鐵完全成本最低可達6684元/噸，在全部原材料外購且不具備一體化生產(chǎn)的條件下磷酸鐵完全成本達9907元/噸，分別對應(yīng)的單噸凈利潤為3095、678元/噸，二者之間差距為2417元/噸。其中，自備磷礦、合成氨及硫鐵礦制酸裝置下生產(chǎn)工業(yè)級磷酸一銨環(huán)節(jié)可為磷酸鐵節(jié)約單噸成本1319元/噸；自備凈化磷酸裝置可節(jié)約單噸成本211元/噸；自備硫鐵礦黑渣可節(jié)約單噸成本838元/噸；自備硫鐵礦制酸裝置可節(jié)約單噸成本82元/噸；自備雙氧水裝置可節(jié)約單噸成本175元/噸；通過一體化裝置節(jié)約的蒸汽、電、水、人工、折舊成本約598元/噸。2.1、

磷酸鐵的成本拆分我們根據(jù)企業(yè)環(huán)評資料對固相法銨法生產(chǎn)磷酸鐵的成本進行了拆分和測算，以2021年上半年均價計算得到固相法銨法生產(chǎn)磷酸鐵的總生產(chǎn)成本為9907元，其中主要原材料成本為5709元，在總成本中占比58%；其他包括動力、折舊和人工等的成本為4198元，在總成本中占比42%。2.2、

從原料端分析磷化工企業(yè)的優(yōu)勢我們首先對原材料成本做進一步拆分。以下為固相法銨法制備磷酸鐵的反應(yīng)方程式：

2FeSO4+2NH4H2PO4+H2O2——2FePO4+(NH4)2SO4+H2SO4+2H2O可以看到固相法銨法制備磷酸鐵直接使用到的原料有硫酸亞鐵（鐵源）、磷酸一銨（磷源）、雙氧水等，此外還有少量高純磷酸用于調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值。在實際生產(chǎn)中，部分企業(yè)選擇自行通過鐵片和硫酸反應(yīng)以制備硫酸亞鐵。以湖南雅城為例，根據(jù)其環(huán)評報告，可知其使用的主要原料為鐵皮、硫酸、磷酸一銨、磷酸和雙氧水等。根據(jù)上述測算，以1至6月均價計，磷酸鐵生產(chǎn)過程中磷源（磷酸一銨+磷酸）成本為3260元，在材料成本中占比為56%，在總成本中占比為33%；鐵源（鐵皮+硫酸）成本為1438元，在材料成本中占比為25%，在總成本中占比為15%；二者之和在材料成本中占比高達81%，在總成本中占比也達到了48%。可見原材料成本，特別是磷源和鐵源成本對磷酸鐵的成本具有最為重要的影響。下面我們對磷化工企業(yè)在原料端的優(yōu)勢進行測算。磷源方面，依據(jù)前述計算結(jié)果，使用固相法銨法每生產(chǎn)一噸磷酸鐵需消耗工業(yè)級磷酸一銨0.77噸，凈化磷酸0.11噸，若全部外購，總成本高達3260元（不含稅）。對于具有工業(yè)級磷酸一銨生產(chǎn)能力的磷化工企業(yè)，我們測算得到，在外購磷礦石、合成氨、硫酸的情況下其2021年上半年工業(yè)級磷酸一銨的生產(chǎn)成本為2900元/噸，若配套有磷礦石，其工業(yè)級磷酸一銨的成本可降低至2470元/噸，若除配套磷礦石外，還配套硫酸及合成氨，工業(yè)級磷酸一銨成本可進一步降低至1931元/噸。這樣僅工業(yè)級磷酸一銨一項，磷化工企業(yè)相比于外購磷酸一銨的企業(yè)可降低成本570~1316元，若考慮凈化磷酸也同樣自產(chǎn)，則成本會進一步降低。由此可見對于具有工業(yè)級磷酸一銨和凈化磷酸產(chǎn)能的企業(yè)，其在發(fā)展磷酸鐵產(chǎn)品中具有明顯的原材料成本優(yōu)勢，特別是對于擁有上游磷礦石、硫鐵礦、合成氨等資源和產(chǎn)能的企業(yè)，這種優(yōu)勢更加明顯。從實際情況來看，上半年作為國內(nèi)某龍頭工業(yè)級磷酸一銨成本僅為2561元（外購磷礦石），表明磷化工企業(yè)通過優(yōu)化生產(chǎn)具備進一步降低磷源成本的能力，從而擴大在磷源方面的成本優(yōu)勢。在鐵源方面，目前部分磷酸鐵企業(yè)選擇通過鐵片和硫酸反應(yīng)自行生產(chǎn)硫酸亞鐵，如湖南雅城，優(yōu)點是產(chǎn)品純度高，副產(chǎn)物少，但成本較高。還有一些企業(yè)直接購買鈦白粉企業(yè)所副產(chǎn)的硫酸亞鐵，優(yōu)勢是成本低廉，但需要與鈦白粉企業(yè)之間有比較合理的運距，且需要對其進行除雜后才能夠使用。隨著磷酸鐵產(chǎn)能不斷擴大，對硫酸亞鐵的需求增多，鈦白粉企業(yè)副產(chǎn)硫酸亞鐵價格也水漲船高，目前已經(jīng)達到300元/噸，未來不排除還有進一步上漲的可能。對于磷化工企業(yè)，由于其在磷酸生產(chǎn)中要大量使用硫酸，因此往往均配套有大規(guī)模的硫磺制酸或者硫鐵礦制酸裝置，這使得其在使用鐵粉/鐵皮制備硫酸亞鐵時在硫酸成本和供應(yīng)方面具有一定的優(yōu)勢，特別是對于具備硫鐵礦制酸裝置的磷化工企業(yè)，在獲得硫酸的同時，還可以得到成本低廉的含鐵量60%左右的黑渣，充分利用后可以極低的成本制備硫酸亞鐵。據(jù)百川資訊數(shù)據(jù)顯示，上半年在扣除硫鐵礦制酸副產(chǎn)的鐵渣的價值后，硫鐵礦制酸的成本長期在100元以下，進入8月份后成本甚至為負。此外，由于磷化工與鈦白粉生產(chǎn)具有高度的互補性，一些磷化工企業(yè)往往與鈦白粉企業(yè)保持較近的距離甚至同處一個園區(qū)，這些磷化工企業(yè)也可以選擇直接購買鈦白粉企業(yè)所副產(chǎn)的硫酸亞鐵，相比于其他企業(yè)也可以節(jié)省運費。2.3、

從加工端分析磷化工企業(yè)的優(yōu)勢在原材料成本之外，加工端，包括動力、人工等對于磷酸鐵的成本也有十分重要的影響。其中最重要的還是包括蒸汽和電在內(nèi)的動力成本，其在總成本中也占據(jù)比較大的比例，達到25%。動力成本的價格與當?shù)氐拿禾績r格以及電價等密切相關(guān)，更與企業(yè)是否有相應(yīng)的配套有直接的關(guān)系。磷化工企業(yè)分布比較密集的四川、云南、湖北、貴州等省份，除湖北外，工業(yè)用電價格在全國總體處于較低水平。此外，據(jù)統(tǒng)計，我國西南地區(qū)水電資源豐富，四川和云南的水電經(jīng)濟可開發(fā)量分別占全國25.7%和24.4%，四川、云南、湖北、貴州的水利發(fā)電量位居全國前四，磷化工企業(yè)若能夠方便使用水電，甚至配套水電站則用電價格可大幅度下降至0.3~0.4元，體現(xiàn)在動力成本方面將會有明顯的優(yōu)勢。2.4、

從環(huán)保端分析磷化工企業(yè)的優(yōu)勢未來隨著磷酸鐵生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，其對上游磷資源的需求量也會急劇增多，若要保障磷酸鐵的原料需求，就需要直接配套磷酸一銨或者凈化磷酸產(chǎn)能。由于每生產(chǎn)一噸磷酸就會產(chǎn)生4~5噸的磷石膏，因此，磷石膏的處理問題將會成為磷酸鐵行業(yè)產(chǎn)能擴張的瓶頸。目前硫酸法濕法磷酸副產(chǎn)磷石膏的資源綜合利用是世界性難題，全球磷石膏有效利用率僅為5%，國內(nèi)在30%左右，主要以堆存為主。2018年，貴州省出臺了《省人民政府關(guān)于加快磷石膏資源綜合利用的意見》，文件提出2018年，全面實施磷石膏“以用定產(chǎn)”，實現(xiàn)磷石膏產(chǎn)消平衡，爭取新增堆存量為零。2019年起，力爭實現(xiàn)磷石膏消大于產(chǎn)，且每年消納磷石膏量按照不低于10%的增速遞增，直至全省磷石膏堆存量全部消納完畢。其他地區(qū)也強化對磷石膏堆場批復(fù)的審核及管理。因此，大規(guī)模發(fā)展磷酸鐵就必須要與上游具備磷石膏處置能力的磷化工企業(yè)相結(jié)合，積極利用其在磷石膏處理方面的資源和經(jīng)驗。除了磷石膏的問題，磷化工企業(yè)在廢水處理方面也遵循較高標準。2019年，為解決長江經(jīng)濟帶部分河段水體總磷嚴重超標問題,消除部分涉磷企業(yè)造成的突出水環(huán)境隱患，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《長江“三磷”專項排查整治行動實施方案》，并出臺了《排查整治技術(shù)指南》。指南詳細規(guī)定了磷礦、磷肥生產(chǎn)企業(yè)廢水排放要求，如磷礦企業(yè)外排廢水需符合《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）；磷肥企業(yè)外排廢水需符合《磷肥工業(yè)水污染物排放標準》（GB15580-2011）。磷化工企業(yè)經(jīng)過幾輪整治，目前多數(shù)具備了較高的環(huán)保處理能力，特別是在污水處理和排放方面有了完善的設(shè)施和手段。磷酸鐵在生產(chǎn)過程中，也會產(chǎn)生大量污水包括母液和沖洗水，因此也要建設(shè)大量的環(huán)保設(shè)施，并有一筆不小的運營費用，未來若依托磷化工企業(yè)建設(shè)磷酸鐵項目，含磷廢水可以通過磷化工企業(yè)原有的污水處理裝置消化掉，顯然可以節(jié)省大量的環(huán)保投入和成本。2.5、

從區(qū)位端分析磷化工企業(yè)的優(yōu)勢國內(nèi)2021年5月以來磷酸鐵鋰產(chǎn)量超越三元電池，7月磷酸鐵鋰裝車量也超越三元電池，磷酸鐵鋰電池成為主流的趨勢愈發(fā)凸顯。未來鐵鋰電池正不斷擴大市場份額。當前國內(nèi)的磷酸鐵鋰電池產(chǎn)能尚不足以滿足系能源汽車的裝車需求，各大頭部公司在2021-2023年期間將大幅度擴大產(chǎn)能，并在多地建設(shè)生產(chǎn)基地。為減少生產(chǎn)成本和接近下游客戶，寧德時代等頭部企業(yè)紛紛落戶湖北、四川，以求獲得更靠近礦石源頭的地理優(yōu)勢，成本優(yōu)勢。四川、云南、湖北等作為中國磷資源最豐富的地區(qū)，擁有大規(guī)模的磷化工產(chǎn)業(yè)基地，如云南昆明的云天化，貴州福泉的甕福集團，湖北宜昌的新洋豐集團。基于運費優(yōu)勢，寧德時代，億緯鋰能等公司將新擴建產(chǎn)能基地建在四川和湖北以獲得較低運費。比亞迪，國軒高科等公司將新擴建產(chǎn)能基地建在產(chǎn)地中部，即重慶、廣西柳州等城市，平均運費較低，更接近甕福（工業(yè)磷酸的主要產(chǎn)地），新洋豐（工業(yè)級磷酸一銨的主要產(chǎn)地）等上游磷化工基地。我們認為一體化的磷化工企業(yè)同動力電池企業(yè)在區(qū)位上較為匹配，未來向下游延伸磷酸鐵及磷酸鐵鋰產(chǎn)品將受益于較低的運費，同時，磷化工企業(yè)與動力電池企業(yè)未來也有望實現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)，享受范圍經(jīng)濟的優(yōu)勢。2.6、

一體化進一步節(jié)省成本隨著磷酸鐵的生產(chǎn)規(guī)模從小到大，集約式和一體化是磷酸鐵行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢。一體化之下，除了上面介紹的在原料、加工、環(huán)保和區(qū)位端的顯性優(yōu)勢外。磷化工企業(yè)生產(chǎn)硫酸鐵還將在整個生產(chǎn)制備過程的流程再造和技術(shù)優(yōu)化方面有更多的優(yōu)勢。一體化意味著從事磷酸鐵的企業(yè)在原料端和產(chǎn)品端有一定的延伸。在磷酸鐵主要來源中，磷源顯得更為重要，一方面磷源具有較高的價值量，成本在磷酸鐵中占