镍：下一个绽放品种——新能源产业链深度挖掘
海通有色团队：石毅、钟琪、李树兴、陈晓航、甘家耀、李吉
1.1 硫酸镍的性质
硫酸镍，化学式NiSO4，有无水物、六水物（NiSO4·6H2O）、七水物（NiSO4·7H2O）三种。 它们的密度分别为3.68、2.07和1.948g/cm3。 大多数硫酸镍产品为六水合物，分子量为262.84，即硫酸镍的产量和价格均指六水合物。 有两种晶体结构：α-（四方晶，蓝色）和β-（单斜晶，绿色）。
硫酸镍溶液在31.5℃以下结晶成七水合物。 七水硫酸镍为绿色透明晶体，味甜、涩，微风化。 在31.5~53.3℃结晶为α型六水硫酸镍（蓝色不透明晶体）； 53.3℃转变为β型，103℃失去5分子结晶水，成为一水合物，280℃失去全部结晶水。 成黄绿色无水物。 840℃分解为三氧化硫和氧化镍。
三种硫酸镍均易溶于水，水溶液呈弱酸性（pH 4.5）。 无水物不溶于乙醇、乙醚、丙酮； 六水合物易溶于乙醇和氨水； 七水合物可溶于酒精。 硫酸镍有毒并具有潜在致癌性，空气中最高允许浓度为0.5mg/m3。
1.2 硫酸镍的制备方法
硫酸镍的制备方法有五种： (1)将金属镍溶解于硫酸中，经结晶后得到粗硫酸镍晶体。 将晶体重新溶解，除去杂质并浓缩后，得到电池级硫酸镍晶体； (2)铜电解中的杂质金属镍在阳极被氧化并溶解成硫酸镍。 除去杂质、浓缩后，得到电池级硫酸镍晶体； (3)将镍矿石加工成氢氧化镍、氧化镍、碳酸镍等高冰镍或镍中间产品，然后溶解在硫酸中，经浓缩结晶后，得到六水硫酸镍。 国内主要硫酸镍生产企业如金川镍盐、吉恩镍业、广西银亿等均采用这种方式生产硫酸镍； （四）生产金属钴过程中的含镍溶液配制所得； （五）含镍废物处理收入。 国内代表性企业有格林美、池州西安、Bump Cycle等。
目前，加拿大、韩国、日本、台湾等国家和地区均采用将金属镍溶解在硫酸中制备硫酸镍的方法。 该制备方法具有原料纯度高、杂质少、来源稳定、制备的硫酸镍质量好、制备过程污染低的优点。 缺点是制备成本较高。
我国硫酸镍生产主要以中间产品制备为主，其中包括铜电解中含有的杂质镍； 钴生产中的含镍溶液； 硫酸溶解的氧化镍、氢氧化镍、碳酸镍等镍中间产物； 是含镍废料的回收再利用。 主要优点是原料来源多样，生产成本低； 缺点是生产过程污染较大。 随着国家对工业生产的环保要求趋严，国内硫酸镍企业目前面临着向使用金属镍为原料转型的趋势。
2 高镍三元方向明确，未来需求或迎来爆发
2.1硫酸镍主要用途：电池级、电镀级
硫酸镍按纯度分为电池级硫酸镍（Ni质量分数≥22%，Co质量分数0.4%）和电镀级硫酸镍（Ni质量分数≥21%，Co质量分数≤0.05%）镍和钴。 它们分别用于电池和电镀领域。 电镀级硫酸镍主要用于汽车轮毂、外观件等产品的生产。
在电池行业，硫酸镍主要应用于传统的镍镉电池、镍氢电池以及目前主流的三元锂电池。 其中，以前的镍镉电池因充电时有记忆效应、不环保等因素，已逐渐被淘汰； 镍氢电池正极材料的主要原料是球形镍（球形氢氧化镍）和三元材料锂离子电池的前驱体原料镍钴锰酸锂（NCM）或镍钴铝酸锂（NCA）中的镍元素）由硫酸镍提供。 镍的主要作用是提高材料的能量密度，能量密度决定电池的容量。
2.2 新能源汽车带动需求，正极材料向三元高镍发展
2.2.1 高能量密度——新能源汽车发展的重中之重
新能源汽车替代燃油汽车的核心是提高性价比。 所谓性价比，是指里程成本比，在性能上提高续航里程，在价格上降低材料成本和配套系统质量。 这就需要大幅增加车辆电池容量，即能量密度，同时保持系统重量。 国家政策方向明确。 2020年整车能量密度将达到260Wh/kg，几乎是目前水平的一倍，成本将降至1元/Wh。
新双积分政策的实施，放大了各大车企对高能量密度电池的需求。 高能量密度电池最大的缺点是正极材料。 目前市场主流正极比容约为130-/g，远低于石墨负极的330-/g比容。 镍的含量决定了正极材料中活性分子的数量以及正极材料的比体积。 正极材料从磷酸铁锂向三元材料转变、从低镍三元向高镍三元转变以及NCA的发展是大势所趋。 中国汽车工业协会和电动汽车资源网数据显示，上半年我国新能源汽车累计产量20.4万辆，同比增长13.3%； 销量达到19.5万辆，虽然与全年销量预测的80万辆略有差距，但同比依然大幅增长。 随着商用车补贴退坡、三元正极解禁以及能量密度、续航里程等一系列补贴政策的实施，高工锂电数据显示，动力电池领域三元正极占比不断提升。从2016年的16个增加到2016年的22%，飙升至2017年预测的一半以上。 不同的三元材料对硫酸镍的要求不同。 从分子式计算，523、622、811、NCA对硫酸镍的需求量分别为0.9、1.36、1.63、2.16、2.03吨。 可以看出，三元正极也是以硫酸镍为原料制成的。 单吨高镍三元硫酸盐对硫酸有负面影响。 镍需求量是低镍需求量的2.4倍。 目前动力电池领域三元电池仍以三元电池和523为主，高镍材料供应严重不足，低端产能释放竞争加剧。 高端材料供应严重短缺。 去年，国内高端三元正极材料NCA和811/622的产量仅占三元正极材料总量的1%。 预计未来的需求。
2.2.2 钴价飙升加速镍钴替代
钴价较一年前涨幅超过100%，使得三元材料成本大幅上升，压缩了厂商利润空间。 用镍替代钴不仅可以节省成本，还可以进一步提高能量密度。 目前受限于技术壁垒等原因，镍钴占比仍以镍钴为主。 根据高工锂电2016年数据，NCA占比约5%，预计未来这一比例将大幅提升。
2.2.3 特斯拉引领高镍三元NCA潮流
Model S使用的18650电池是松下生产的三元材料电池。 正极材料为高镍NCA（LiNi0.8Co0.15Al0.05O2）。 容量约为3.3Ah，电压达到3.6V，能量密度高达243Wh/kg。 。 最新的Model 3采用21700电池，正极材料仍为NCA，能量密度提升至300Wh/kg左右。
特斯拉引领的NCA趋势对硫酸镍的需求影响巨大。 首先计算特斯拉 Model S 的硫酸镍需求量：根据电芯数量、单体电池容量以及正极材料的能量密度，可以计算出 P85D Model S 所需正极材料的 NCA 质量是120.8公斤。 所需硫酸镍原料为2.03kg，因此一辆Model S需要245.2kg硫酸镍，即2.88kg/kWh。 据此计算，一辆 75kWh Model 3 需要 216.4kg 硫酸镍。 预计2020年特斯拉Model 3产量将达到100万辆，这也将为全球带来21.6万吨硫酸镍需求，这已经是目前全球硫酸镍下游需求的近一半。 特斯拉的示范效应或带动更多车企采用NCA正极材料，预计未来几年全球硫酸镍需求或将爆发。
2.3总需求测算：硫酸镍年复合增长率35.2%
硫酸镍总需求量基于当前主流三元正极材料（包括消费锂电池和动力锂电池）、传统镍氢电池原材料球形镍、电镀行业三个方面进行测算和预计。
据电动汽车网数据显示，2016年全国正极材料产量16.16万吨，同比增长43%； 其中三元材料产量5.43万吨，同比增长49%。 据高工锂电数据显示，我国目前正极材料仍以NCM为主，2016年占比20%，占比75%，NCA占比5%，其中NCA占比不足1%。 根据不同三元材料每吨对硫酸镍的需求量计算，对应的电池级硫酸镍总需求量为6.99万吨； 全球镍产量1.5万吨，与2015年基本持平。全球镍含量60%。 据此推算电池级硫酸镍消耗量4.1万吨； 传统电镀行业硫酸镍需求稳定。 据安泰科信息显示，2016年需求量为7.6万吨。 2016年国内硫酸镍总需求量总计18.7万吨。 预计2017年传统电池将保持不变。长江有色网预计电镀行业每年同比增速将在5%左右； 电池级硫酸镍将由新能源汽车驱动。 安泰科预计2017年动力电池全年出货量为36GWh。 三元材料预计占比50%左右，即18GWh，是2016年的近三倍。预计2017年三元材料产量为10万吨。 结合三元占比（高镍发展）趋势，可以估算2017年硫酸镍的总需求量，年均复合增长率为35.2%。
3、产量上升，但供需格局仍向短缺转变
在自然界中，镍主要以氧化矿（红土矿）和硫化物矿的形式存在。 我国镍矿主要为铜镍硫化矿，其中甘肃金川镍矿是全球第四大硫化镍矿，储量占全国的62.7%； 红土镍矿资源相对稀缺，高度依赖进口。 2015年我国镍矿石进口量为3516.72万吨，对外依存度超过60%。 目前，我国主要以金属镍以外的方法制备硫酸镍。 具有生产成本低、原料来源多样等优点。 缺点是对环境影响较大，需要一定的企业实力。 随着国家对环保的重视，我国硫酸镍生产有向以金属镍为原料过渡的趋势。 其中，镍中间产品仍是我国硫酸镍生产的主要原料。
3.1 电池领域带动镍消费弹性明显
据INSG统计，2016年全球原生镍产量为198万吨，消费量为203.32万吨。 目前，2016年全球硫酸镍产量38万吨，消耗金属镍不足5%，远小于不锈钢对镍消耗的贡献。 但从增速和消费增幅来看，是镍下游领域其他领域无法比拟的。 2016年，不锈钢占全球镍消费量的67.3%，电池占3.1%； 安泰科预计，到2020年，全球不锈钢行业用镍比例将下降至64.2%，电池行业用镍比例将提升至7%。 2025年，全球电池行业镍消费量预计将达到30万吨，其中不锈钢占比61%，电池行业占比10%。 安泰科资讯显示，2016年和2017年电池领域镍的增速出现明显拐点，因此镍市场对硫酸镍的消费者需求仍较为敏感。 另外，2017年菲律宾、印尼镍矿供应仍存在不确定性，原生镍供应相对弹性较大。 从目前电池级硫酸镍的需求来看，暂时不存在原料短缺的风险。
对于国内硫酸镍企业来说，情况则不同。 由于镍中间体主要由红土镍矿通过氢氧化物沉淀技术制备而成，而红土镍矿大多依赖进口，因此近年来镍价的低迷迫使国外许多中小型镍矿关闭。 2013年以来我国镍矿进口数量不断增加，此后价格连年下滑，因此国内硫酸镍企业反映原料紧缺。 目前国内只有金川集团拥有自产硫化矿，格林美拥有镍回收生产线，因此进口需求并不多。
3.2三元材料需求大幅增加，带动硫酸镍产量上涨。
亚洲金属网数据显示，2015年全国硫酸镍产量约为18.7万吨，2016年已攀升至24.7万吨。2013年之前，我国硫酸镍产量基本稳定在14万吨左右。 随着2014年我国新能源汽车产量开始增加，硫酸镍产量也随之增加，对三元材料的需求十分可观。
目前国内硫酸镍产能约为34.3万吨。 由于动力电池和新能源汽车的普及，金川镍盐、格林美、广西银亿未来均计划扩大硫酸镍产量9万吨。
据安泰科预计，2017年国内硫酸镍产量将升至30万吨； 国外产量约为20万吨。 除住友集团、优美科和俄罗斯镍业外，还有几家公司在生产。 根据后续扩产情况推测，2018年全球硫酸镍产量将进一步上升至60万吨左右。
3.3硫酸镍溢价刺激电解镍产能转型
目前电解镍价格约为87000元/吨，硫酸镍价格约为25000元/吨，每吨硫酸镍镍升水约为27000元。 高溢价刺激了电解镍生产商转产硫酸镍的需求。 据安泰科资讯了解，必和必拓、俄罗斯镍业等国际镍业巨头已开始将目光转向硫酸镍。 由于看好硫酸镍的前景，这两家巨头计划未来将原材料和产能转向硫酸镍。 必和必拓还计划在澳大利亚生产硫酸镍。 俄罗斯镍业与巴斯夫签署合作协议后，未来还计划扩大硫酸镍产量。 由于电解镍也是生产硫酸镍的原料之一，且国外硫酸镍企业大多走此技术路线，因此未来可能会出现电解镍供应短缺的情况。
国内企业中，金川今年电解镍产量约12万吨，是最适合开关生产的厂家。 然而，未来的进展取决于决策者的速度。 相对而言，中小民营企业由于生产规模较小，可以根据市场价格在电解镍和硫酸镍之间灵活调整，转产硫酸镍的速度也更快。
俄罗斯镍业、必和必拓、金川集团占全球镍产量的23.85%。 他们电解镍产能的转移将对全球镍市场产生不小的影响。
3.4 产能扩张的主要瓶颈：环保要求
除了原材料相对短缺之外，环境问题也是影响我国未来硫酸镍供应的一大因素。 工信部于2015年将硫酸镍列入《危险化学品名录》。因此，硫酸镍在生产、运输、库存等环节都有非常高的环保要求。 新增产能环评需要较长时间，这将极大制约硫酸镍新增产能的扩张。
2017年的环保督察，无论是执行力度还是中央的态度都远远超出了人们的预期。 第四批中央环保督察和“2+26”京津冀大气污染防治工程涉及硫酸镍产能43.73%，部分不合格产能将面临停产。 此前三批中央督察中，已有部分企业因环保不合格被责令停产。
除了面临产能扩张瓶颈外，硫酸镍行业还面临着较高的隐性门槛。 一般来说，新增产能必须满足配套废气、废水处理系统的建设要求，并进行长期环境评估。 这个过程可能需要2年左右的时间。 先入者在原有产能基础上进行扩张的周期一般只有10个月左右。 因此，目前行业产能扩张主要来自于现有厂商。
3.5 供需平衡逐渐转向短缺
从供需平衡的角度来看，我们此前测算内需保持35.2%的高增长。 市场对高镍三元的预期以及前期过剩产能的释放，导致目前供应略有过剩。 但更重要的是看到这种情况正在逐渐扭转，未来几年，随着特斯拉Model 3的量产以及国内高镍三元技术壁垒的不断突破，仅Model 3一项就将新增21.6万辆2020吨的需求量，加上目前国内NCA渗透率不足1%，从目前的供应情况以及供应端的环保压力来看，我们预计未来几年硫酸镍可能会持续供不应求。年。
4价格处于历史低位，不排除量价齐升。
硫酸镍的价格主要取决于原料镍精矿、硫酸、硝酸的价格以及加工成本。 硫酸镍制备成本以镍精矿成本为主； 2017年硫酸市场均价仅为270元/吨； 此外，2017年硝酸市场均价约为1500元/吨，硫酸和硝酸的原料成本仅占总成本很小一部分。
硫酸镍价格与镍价高度相关，可用公式估算：国内含税价格=[LME镍3个月价格*22.2%+加工费]*（1+17%）*汇率。
从硫酸镍价格与镍价的线性拟合图来看，我们发现两者高度相关； 通过回归测试发现，两者价格相关性达到0.98。 因此，我们可以通过推断未来硫酸镍价格来反向验证我们对镍价的预期。 受益于三元材料，硫酸镍价格缓慢上涨至目前的2.55亿元/吨。 同时可以观察到，硫酸镍与电解镍价差进一步拉大（一顿硫酸镍需要0.22吨电解镍），从年初的3000元/吨左右。 ~4000元/吨上涨至目前的7000-8000元/吨。 总体来看，当前镍价处于历史低位。
从2006年至2017年精炼镍供需平衡来看，2007年至2015年期间，全球精炼镍始终供应大于需求，导致镍价长期下跌。 镍价仍处于长期下跌状态。 价格很低。 2016年和2017年上半年，供需平衡出现逆转。 2017年上半年，全球精炼镍缺口达5万吨，镍价受到支撑。 中国镍产品严重依赖进口，国内产量远低于需求，国内镍价很大程度上取决于国际镍价。
2017年下半年和2018年，三元电池的市场需求可能会增加，从而导致硫酸镍的需求增加。 市场或已提前做出反应，硫酸镍加工成本或将保持稳定。 但镍精矿需求上升和产量下降可能导致镍精矿价格低位反弹。
5 投资建议
回顾历史周期，近年来镍价一直不温不火。 进入2017年以来，进入震荡筑底阶段，长期处于价值洼地。 2016年、2017年三元材料的快速发展，尤其是高镍方向的明确，明显提振了需求弹性。 主要原材料硫酸镍价格大幅上涨，两者价差逐渐扩大。 虽然镍在电池行业的使用暂时难以改变镍金属的供需格局，但由于镍价长期低迷，不少镍行业企业的生产经营状况受到影响。 国内原生镍产量已连续四年下降，电镍企业要将原材料和产能转向硫酸镍也需要时间。 未来随着硫酸镍需求量的增加，将出现一定的结构性短缺。 我们坚信镍将是新能源产业链下一个绽放光芒的物种。
受益对象：创业板。 格林美目前已建及在建产能超过8万吨/年，其中出口销售超过1.7万吨/年。 去年年中，公司发布公告《关于子公司投资建设年产4万吨汽车动力电池原材料硫酸镍项目的公告》，增建4万吨电池级镍项目硫酸盐生产线。 预计2018年中旬投入运营，将成为全国最大的。 建议重点关注硫酸镍生产企业。 此外，ST Jean目前硫酸镍产能超过4万吨。 未来随着产品量价的上升，公司的边际收益将大幅提升。
6 风险提示
新能源汽车政策变化； 镍三元技术壁垒较高。
海通有色