钴：生于伴生，成于电池—钴系列报告第一篇：钴产业链介绍
秦源
李明义
陈静
钴Co，金属元素，原子序数27。钴是一种稀有金属，表面呈银白色略带粉红色，有铁磁性，熔点1495℃，沸点3520℃，居里点1150℃。其化学性质比较稳定，常温下不与水和空气发生反应。虽然钴直到18世纪下半叶才被化学家发现，但人们使用钴已有数千年的历史。古希腊、古罗马人用钴的化合物制造蓝玻璃，中国人在陶器釉料中使用含钴原料。中华民族的唐三彩、景泰蓝等艺术珍品所用的釉料中都含有钴元素，色彩鲜艳，历久弥新。 1753年，瑞典化学家格哈德·勃兰特（G.）从钴矿中分离出一种浅玫瑰色的灰色金属，因此被认为是钴的发现者。1780年，瑞典化学家伯格曼（T.）制得纯钴，并确定钴是一种金属元素。1789年，法国化学家拉瓦锡首次将钴纳入元素周期表。
钴产业链主要由上游钴矿开采及选矿、中游冶炼加工、下游终端应用等环节组成。钴的上中下游均呈现出一方势力较大特点。从上游矿石储量及产量来看，非洲刚果（金）约占一半份额。从中游冶炼来看，各类钴盐、金属钴、钴粉产量约有一半集中在中国。从下游消费来看，虽然钴的应用范围很广，如高温合金、硬质合金、磁性材料等，但约有60%的钴用在电池领域。
作为全球定价的大宗商品，钴的定价机制尤其值得关注。MB报价是钴的核心定价机制。MB报价是独立报价机构Metal （MB）根据对贸易商和供应商的询价给出的金属和矿业价格基准。MB每周报价两次。这种定价机制透明度不高，容易受到市场操纵。虽然这种定价机制受到很多人的批评，LME也曾尝试用钴期货取代MB钴定价机制，但实际效果并不明显。
MB报价确定钴价（高品位、低品位）后，钴精矿原料价格也就确定了。其原则是钴精矿价格=定价系数*MB钴价。定价系数由钴矿品位、市场行情、供应商议价能力等因素决定，通常在0~1之间波动。但定价系数变动并不频繁，往往在一段时间内保持不变。或者即使变动，也会有变动的先行规律。一般来说，钴价越高，定价系数越高，对钴矿生产商越有利。
定价系数确定后，中游钴冶炼企业的加工利润基本确定。钴加工企业加工利润=MB钴报价*（1-原料定价系数）-加工成本。目前钴矿的定价系数在0.75~0.8之间。如果采购的是刚果金手抓矿，由于手抓矿主要由普通刚果平民开采，议价能力较弱，定价系数会相应较低。因此对于华友钴业、寒瑞钴业等拥有刚果金钴原料出口许可证的企业，通过收购刚果金手抓矿，可以获得一定的原料成本优势。
根据美国地质调查局（USGS）发布的2017年《矿产商品年鉴》（）统计，全球已探明陆地钴资源量约2500万吨，大洋地壳中资源量超过1.2亿吨。陆地钴资源绝大部分蕴藏在刚果民主共和国和赞比亚的沉积砂岩铜矿床、澳大利亚及周边岛国和古巴的含镍红土矿床以及澳大利亚、加拿大、俄罗斯和美国的镁铁质和超镁铁质矿的岩浆型硫化镍矿床中。钴主要以铜、镍的伴生资源形式存在，镍钴伴生矿占钴储量的50%，铜钴伴生矿占储量的44%，原生钴储量仅占6%，因此钴的供应很大程度上受到铜、镍矿开采的限制。
全球钴资源储量约700万吨，地区分布不均，主要集中在刚果民主共和国、澳大利亚、古巴、菲律宾、加拿大、俄罗斯等国，前三国储量合计占全球70%份额。我国储量约8万吨，原生钴矿几乎可以忽略不计，98%的钴来自铜钴伴生矿、镍铜钴硫化矿和红土镍钴矿。
刚果民主共和国是世界上陆地钴矿储量最丰富、年产量最大的国家。该国西南部省份原名加丹加省，拥有世界最大的中非铜矿带储量，该带从加丹加省一直延伸到赞比亚中北部，长约500公里，宽约60-100公里。刚果民主共和国的钴矿主要来自四大类：
手抓矿开采方式粗暴，但矿石品位较高。据CRU统计，全球钴供应量约10%-15%来自手抓矿。由于童工滥用等人权问题，部分下游企业如特斯拉、苹果等已加强供应链管理，停止采购手抓矿。但我们认为，短期内手抓矿开采不会被淘汰。
自有矿山基本被嘉能可、洛阳钼业、欧亚资源、中铁建等大型跨国公司控制。其中，嘉能可不仅100%控制储量大、品位好的铜钴矿，还控制了多座矿山，占全球钴产量的20%以上，在钴市场有较大的话语权。2016年，嘉能可、Tenke（洛阳钼业持股56%）和欧亚资源三者合计产量4.96万吨，占总产量的40.3%。
2016年以来，钴价大幅上涨，新能源汽车的快速发展早已利好钴需求。已经占据钴冶炼市场半壁江山的中国企业近年来也积极走出国门，远赴刚果（金）收购矿山、设厂，保障原料供应。洛阳钼业在完成收购Tenke项目56%股权后，已成为全球第二大钴生产商。
在中国企业加紧布局刚果民主共和国的同时，其他国家的矿石供应商也在积极建设或勘探新项目。欧亚资源年产1.4万吨的RTR项目今年2月开工建设，预计2019年正式投产。
根据2016年的储量和开采量计算，钴的开采寿命为58年，静态开采寿命比铜长约20年，是铅的3倍多，在有色金属中处于较高水平。
无论是钴现有的开采年限，还是目前在建和勘探的项目，还是海洋中的远景储量，钴资源都不算稀缺。另外，从刚果民主共和国手抓矿的存在情况来看，刚果民主共和国钴矿勘探程度仍然不足，钴矿勘探潜力仍然很大。
钴的上游原料开采国与中游冶炼加工国差距较大，芬兰、比利时等国虽然没有钴矿，但均具备一定规模的冶炼产能，而资源丰富的刚果民主共和国提供的精炼产量则微不足道。
目前，中国是全球最大的钴冶炼加工国，2015年中国钴冶炼产量占全球产量的49.66%，而21世纪初，这一比例仅为4%。近10年，除2011、2012年受供需失衡、钴价下跌影响，国内钴产量增速为负外，其他年份增速均保持在10%以上。2008年至2015年，中国钴产量年均增速为15.07%，明显高于同期全球8.11%的增速。
钴中游冶炼的一大特点是中游冶炼产品多、加工链条多，如“钴精矿-硫酸钴-四氧化钴”、“钴精矿-氯化钴-四氧化钴”、“钴精矿-氯化钴-碳酸钴-四氧化钴”、“钴精矿-氯化钴-碳酸钴-钴粉”、“钴精矿-氯化钴-草酸钴-钴粉”等。
从图13可以看出，这些加工产品往往是钴冶炼过程中的中间产品，也可以跳出钴冶炼环节，直接进入终端应用。在这些钴产品中，硫酸钴和氯化钴是最重要的中间产品。其中，硫酸钴还可以直接用于生产3C使用的钴酸锂电池。四氧化三钴是最重要的下游产品，主要用于锂电池正极材料和磁性材料，主要用于新能源汽车的锂动力电池。
近年来钴的消费量也呈现稳步增长趋势，全球钴消费量由2011年的7.5万吨增长至2016年的9.5万吨，年均增长率为4.84%；同期中国消费量由25343吨增长至4.6万吨，年均增长率为12.66%。
电池、高温合金、硬质合金、磁性材料、胶粘剂、催化剂、陶瓷色釉料等是钴的主要下游应用领域。对比2015年与2011年全球及中国钴消费结构，电池独占鳌头，不仅存量占比最大，约占50%，增量方面更是独占鳌头。2015年全球钴消费量较2011年增加1.8万吨，电池新增1.85万吨。而中国20098吨的增量中，有18831吨用于电池消费。
在钴的具体消费结构上，中国与世界存在巨大差异。2015年，全球钴的44.09%用于电池，而中国的比例高达76.59%。全球第二、第三大钴消费领域高温合金和硬质合金合计占比为28.50%，而中国仅占9.46%。钴消费结构的巨大差异一方面表明中国是全球锂电池加工厂，另一方面也表明在高温合金、硬质合金等高附加值产品方面，中国与世界先进国家还存在较大差距。
锂电池是钴最重要的下游应用领域，锂电池又可细分为三类：3C产品（电脑、通讯及消费电子）电池、电动汽车动力电池和锂电池储能设备。
传统上，3C产品使用的钴酸锂电池一直占据锂电池的绝大部分，根据锂电池大数据统计，2011年全球锂电池产量为12.52Gwh，其中3C电池产量为11.22Gwh，占比为89.62%，而动力电池和储能锂电池分别为0.84Gwh和0.46Gwh，占比仅为6.71%和3.67%。
但近年来随着新能源汽车的发展，特别是我国新能源汽车的爆发式增长，动力电池产量呈现爆发式增长，2016年动力电池产量为29.39Gwh，首次超过3C的29.17Gwh，成为锂电池第一大用途，2016年动力电池产量是2011年的34.99倍。储能电池在这期间也实现了大幅增长，由2011年的0.46Gwh增长至6.18Gwh，增长了8.24倍。相较之下，3C电池2.6倍的增长就逊色多了。且自2014年以来，3C电池用量增速已明显放缓，但动力电池和储能仍有望保持较高的增速。
不过对于3C消费增速也不必过于悲观，一旦双电芯手机电池、可穿戴设备快速普及，有望阶段性拉动3C钴酸锂电池消费增速。若以每部智能手机电池容量计算，2017年全球智能手机钴需求量约18237.38吨，假设2021年智能手机平均电池容量为，约需消耗钴2.25万吨。若我们的假设成立，2018-2021年手机电池消费增速为5.4%。
2017年是新能源汽车及其锂电池的重要一年。2016年之前，新能源汽车的主要推动力是中国巨额的补贴和一线城市的优惠车牌政策。2016年全球新能源汽车销量77.44万辆，其中中国一国就贡献了50.7万辆，占比65.47%。2017年，随着中国新能源汽车补贴退坡，现有的新能源汽车销量基数已经较高，车牌政策优惠的边际拉动效应也将大幅下降。另一方面，特斯拉首款民用车型正式量产，传统欧美汽车巨头大幅加大对新能源汽车的投入。 新能源汽车发展的核心驱动力已从单一的中国政策刺激转向多元化驱动，包括特斯拉的产品下沉和放量、传统欧美车企加速向新能源转型、中国新能源汽车政策更加注重质量与效率。这三个新的核心驱动力意味着新能源汽车拥有更坚实的市场化发展基础和更可靠的发展前景。
从具体技术路径来看，纯电动汽车和插电式混合动力汽车的竞争优势日趋明显。前文提到的2016年全球新能源汽车销量统计，只统计了这两类新能源汽车，混合动力汽车和增程式电动汽车并未纳入统计范围。在车用锂电池方面，三元电池后来居上的特征也越来越明显。而三元电池本身也在快速从低镍向高镍、NCA转变。
假设2017年全球新能源汽车销量为110万辆，中国销售70万辆，每辆新能源汽车电池容量为35Kwh，电池能量密度为150Wh/kg，2017年电池材料中三元材料占比为30%，以三元材料钴含量为代表，则2017年全球新能源汽车钴消耗量为9401.7吨，中国新能源汽车钴消耗量为5982.9吨。 假设2020年全球新能源汽车销量为400万辆，中国销售200万辆，每辆车电池容量为40Kwh，电池能量密度为200Wh/kg，电池材料中三元材料占比为60%，三元材料平均钴含量以“20%NCA、30%、50%”为平均代表，则2020年全球、中国新能源汽车钴消费量分别为46742.4吨、23371.2吨。
自2016年8月中旬以来，代表性产品四氧化三钴的价格从12.55万元/吨一路上涨至2017年3月下旬的30万元/吨以上，至今基本维持在30万元左右。钴价的飙升也引发了人们对钴是否会成为新能源汽车发展和普及的资源制约因素的担忧。
我们认为，短期内钴矿供给可能跟不上快速增长的需求，钴价预计仍将维持在较高水平。但长期来看，第一，钴现有储量并不稀缺，开采周期较长；第二，钴资源勘探程度仍不足，未来钴新矿发现空间很大；第三，钴具有可回收性，随着储量的增加，回收钴的数量也会增加；第四，随着钴价大幅上涨，钴开采具有盈利能力，与钴伴生的铜、镍矿也会考虑到钴的利润而加大开采力度，而且从中长期价格走势来看，铜、镍价格也已走出中长期底部； 第五，随着三元材料向高镍低钴材料转移，单位电池材料能量密度将提高，单位电池容量所用钴量也将大幅下降。
综合考虑以上五大因素，我们认为长期来看钴不会成为新能源汽车普及推广的刚性资源制约因素。