一文梳理镍产业链全景图

文字| 侯亚辉，申银万国期货分析师

来源｜五格经济笔记

实现“碳达峰、碳中和”是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。实现双碳战略，必须立足我国能源资源禀赋，坚持稳中求进，以经济社会发展全面绿色转型为引领，以绿色低碳能源发展为己任关键，不断推动“双碳”工作迈上新台阶。

全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展，新能源汽车也是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。同时，也是推动我国绿色发展、实现双碳目标的战略举措。

动力电池作为新能源汽车的核心部件，目前广泛应用的是三元锂电池和磷酸铁锂电池。三元电池可分为镍钴锰酸锂电池和镍钴铝酸锂电池。因此，在动力电池的应用中，镍、钴、锂已成为不可或缺的金属元素。

镍金属简介

镍（）是一种近似银白色的金属元素，坚硬、有延展性、有铁磁性。具有良好的塑性和耐腐蚀性。它可以高度抛光并耐腐蚀。镍是一种亲铁元素，地核主要由铁和镍元素组成。镍金属主要用于合金（如镍钢、镍银）和用作催化剂（特别是加氢催化剂）。

镍的应用领域主要有：电镀、镍合金、催化剂等。镍具有良好的耐腐蚀性，因此常用于电镀。例如，镍镉电池含有镍金属。

镍的可塑性和耐腐蚀性使其广泛应用于合金（如镍钢和镍银）和用作催化剂（特别是加氢催化剂）。主要用于制造不锈钢及其他耐腐蚀合金，如镍钢、镍铬钢及各种有色金属合金。广泛应用于飞机、船舶及民用工业机械制造。镍合金还用于制造货币等，并镀在其他金属上以防止生锈。镍还用作加氢催化剂以及陶瓷制品、电子电路、绿色玻璃和镍化合物制备等工业领域。

镍产业链上游

镍产业链，上游是镍矿开采环节，镍矿分为硫化镍矿和红土镍矿，硫化镍矿可生产镍精矿，红土镍矿可生产镍铁和氢氧化镍；中游是冶炼环节，主要包括电解镍、镍铁和硫酸镍；下游应用包括不锈钢生产、新能源汽车电池生产和电镀材料生产等领域。

镍矿石主要以红土镍矿和硫化镍矿两种形式存在。

硫化镍矿品位高，是传统的镍冶炼原料。该镍矿火法冶炼工艺成熟，主要产品高冰镍，可用于生产电解镍和硫酸镍。但硫化镍矿石资源相对有限，开采成本较高。主要分布于加拿大、俄罗斯、澳大利亚、南非等高纬度地区。

红土镍矿资源储量较丰富，品位较高，开采成本较低。红土镍矿一般采用火法冶炼直接生产镍铁或镍生铁，进而生产不锈钢。其中少数采用湿法工艺生产硫酸镍或电解镍。

红土镍矿主要分布在赤道南北30度以内的热带国家。它们集中在环太平洋热带亚热带地区，主要是东南亚的印度尼西亚和菲律宾，以及美洲的古巴和巴西。印度尼西亚拥有世界上最丰富的红土镍资源。的国家。

数据显示，2020年全球探明基础镍储量（以镍计）约为9400万吨。在镍的历史上，硫化镍矿长期占据原料供应的主导地位，但硫化矿资源存在瓶颈。目前，红土镍矿已成为原生镍供应的主要来源。

2007年以来，受益于RKEF等工艺的成熟和应用，利用红土镍矿生产镍铁进而制造不锈钢的技术路线开始流行。红土镍矿已开始迅速替代不锈钢领域对硫化镍矿的需求。目前，全球生产的镍产品70%来自红土镍矿。

从市场结构来看，全球镍矿产量高度集中。从国家和地区来看，印度尼西亚、菲律宾、新喀里多尼亚是全球主要的红土镍矿生产国。澳大利亚既有红土镍矿，也有硫化镍矿，俄罗斯和加拿大有稀有多金属伴生镍矿。硫化镍矿床。

目前，印尼、菲律宾、俄罗斯约占全球镍矿产量的56%，其中印尼镍矿产量占比近30%，位居第一。从企业主体来看，全球镍矿企业市场份额较低。只有俄罗斯镍业和淡水河谷的份额超过5%。其他还有嘉能可、必和必拓、谢里特、英美资源集团等公司。

中国镍矿石产量约占全球产量的4.1%，且以硫化镍矿为主，占保有储量的86%。国内镍矿集中，主要分布在甘肃省西部金川地区，占比66%。其次是新疆、云南、吉林、湖北和四川。总体镍矿资源有限，尤其是红土镍矿较为缺乏。

镍产业链中游

镍及制品主要分为两类。按形态分为镍板、镍球、镍合金、镍盐等；根据镍含量的高低，可分为原生镍和再生镍。其中，原生镍产品的镍含量在99.8%以上，包括电解镍、镍球等，而二次镍产品的镍含量通常在98%以下，包括镍铁、镍生铁等镍含量较低的产品。

在镍的冶炼过程中，由于矿源不同，冶炼工艺也存在一定的差异。硫化镍矿石通过火法冶金工艺生产高冰镍（镍含量高的硫化镍）作为中间产品，然后通过湿法生产硫酸镍，或通过电解生产电解镍、镍粉、镍豆等纯镍产品。

红土镍矿生产镍的工艺大致可分为火法和湿法两条工艺路线。烟火法初期投资较少，投资周期较短，但冶炼过程中的能耗和成本较高，金属回收率相对较低。主要用于选矿高品位红土镍矿。湿法工艺相对较复杂，需要初始投资较大，投资周期较长，但能耗较少，金属回收率较高，可处理低品位地表矿石。

冶炼镍产品按性能可分为原生镍和再生镍。一级镍是指镍产品，包括电解镍、镍粉、镍豆、镍块等。这些产品以硫化镍矿和红土镍湿法冶金的中间产品为原料。镍含量接近100%，可用于电池、电镀、不锈钢和合金等多个领域。再生镍包括镍生铁和镍铁。这些产品含镍量较低，一般低于15%。它们主要通过红土镍矿的火法冶金获得，专门用于不锈钢的生产。

全球主流镍生产商此前以海外跨国公司为主，包括俄罗斯诺里尔斯克、淡水河谷、嘉能可、必和必拓、英美资源集团等公司。近年来，随着我国镍业龙头企业在印尼产能突破，镍产品市场垄断地位逐步被打破。目前，全球镍供应格局已逐步形成国内外龙头企业并存的格局。以青山集团、金川集团、江苏德隆等为代表的中国镍生产企业正在东南亚角逐。其中，青山集团获得了18%的市场份额。一马当先，呈现后来居上之势。

在镍产业链的各个环节中，最重要的供需路径是红土镍矿火法-镍铁-不锈钢。但随着新能源汽车的蓬勃发展，下游动力电池对硫酸镍的需求量大幅增加。因此，红土镍矿湿法冶炼——湿法中间体——硫酸镍——动力电池这一路径的重要性逐渐显现其优势。

上游镍原生矿通过湿法冶炼形成湿法中间产品（MSP/MHP），或火法冶炼形成高冰镍，再加工成硫酸镍生产前驱体，形成镍产业链。从红土镍矿到新能源电池的技术突破。

高冰镍革命对镍供需格局产生了巨大影响。传统镍产业链中，高冰镍是通过冶炼硫化镍矿获得的，青山印尼高冰镍项目意味着红土镍矿冶炼镍铁打通了向高冰镍转化的通道。作为镍的硫化物，高冰镍可用于生产电解镍、氧化镍、镍铁、含镍合金和包括硫酸镍在内的各种镍盐，而硫酸镍可用作电池生产的原料。三元正极材料的主要成本是前驱体材料的成本。前驱体价格受上游金属材料价格影响较大。高品位冰镍的批量生产将对新能源产业的发展起到不可估量的推动作用。

2020年7月开始，青山集团在印尼投产并试产高金属镍。对现有镍铁生产线进行改造，生产镍含量75%以上的高金属镍。该工艺已于2020年底试产成功，现已能稳定供应高金属镍。高品质镍哑光。青山表示将继续加大对印尼镍产业的投资。预计2021年生产镍当量60万吨，2022年生产85万吨，2023年生产110万吨。高冰镍和镍铁的产量将根据市场需求和价格而定。根据情况的变化进行切换调整。此举将对我国国内镍市场的供需平衡以及下游新能源汽车的快速发展产生巨大影响。

镍产业链下游

在镍产业链下游，主要广泛应用于钢铁、镍基合金、电镀、电池等领域。在传统领域，镍主要用于不锈钢的生产。镍的耐腐蚀性使其成为重要的钢铁添加剂。镍具有良好的耐腐蚀性，常用于电镀。镍镉电池含有镍。

2021年全球镍产量约为270万吨（金属量），其中不锈钢占镍消费量的78%，电池镍占7.5%，约19.4万吨，增速显着。不锈钢作为最大的镍消费领域，占全球镍消费量的70%以上，我国不锈钢领域的镍消费量占比超过80%。

不锈钢是以不锈钢和耐腐蚀为主要特点的钢，其铬含量至少为10.5%，碳含量最高不超过1.2%。不锈钢具有耐腐蚀、耐热、耐低温和良好的加工性能，是钢铁工业中的高端品种。

不锈钢的下游行业主要包括金属制品、机械、建筑、电力、交通等，随着消费能力的提升和高端制造业结构的升级，不锈钢在消费市场的应用潜力正在不断提升。预计将不断探索，普通碳钢在应用领域的替代趋势逐渐显现。

随着全球工业化的推进，不锈钢的下游应用领域也在不断增加，制造和消费升级带来的材质要求不断提高。全球不锈钢粗钢产量呈现增长趋势。 2021年全球不锈钢粗钢产量将达到5828.9万吨，2016-2021年年均复合增长率为5.4%。2022年全球不锈钢粗钢产量预计将达到5860万吨。

镍下游电池领域新应用

在我国“双碳”目标驱动的汽车领域电动化转型升级过程中，动力电池领域的创新与应用成为增强新能源汽车竞争力、打造国家产业竞争力、保持国家竞争力的关键。企业竞争力。

作为新能源汽车的核心零部件，动力电池尚未形成新的技术竞争格局，创新潜力的开发正在重塑产业格局。锂离子电池广泛应用于电动汽车领域。主流是三元锂电池和磷酸铁锂电池。三元电池可分为镍钴锰酸锂电池和镍钴铝酸锂电池。

在新能源汽车动力电池的应用中，镍、钴、锂都是非常重要的金属元素。镍的作用是提高电池的能量密度，延长续航里程。钴的作用是提高电池的稳定性和导电性，从而提高电池的充放电性能。新能源汽车快速发展，未来将成为镍消费新的增长领域。

目前，广泛应用于新能源汽车的锂离子电池是重要的高能电池。锂离子电池是以锂为负极活性物质的化学电池。锂的标准电极电位最负，金属中比重最轻，反应活性最高。因此，锂电池的电动势和比能量都很高。

锂离子电池正极材料种类较多，包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中，三元锂电池和磷酸铁锂是国内主流产品。新能源汽车动力电池市场。

三元锂电池中的电池负极由镍、钴、锰，或镍、钴、铝作为三元材料制成。三元材料的优点是能量密度高、性能优异。它们可以在相同的体积内储存更多的电能并保持较长的使用时间。

三元锂电池主要由正极材料、隔膜、电解液、负极材料和电池外壳组成。其中，正极材料为氧化锂，隔膜为具有微孔结构的聚合物薄膜，电解液一般为含有六氟磷酸锂的碳酸酯溶剂，负极材料由石墨或具有石墨结构的碳组成，电池外壳用途由镀镍铁壳、铝塑膜或钢壳等材料制成。

三元锂电池的工作原理是锂离子的运动。在电池充电和放电过程中，锂离子在正极和负极之间移动。电池充电时，正极上产生的锂离子穿过电解液和隔膜，最终嵌入负极的微孔中。当电池放电时，嵌入负极微孔中的锂离子会逸出，然后通过电解液和隔膜移动到正极。

磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料、碳为负极材料的锂离子电池。其具有工作电压高、充放电循环寿命长、安全性能好等优点，但存在容量低、高低温性能差等问题。经过改进，我国磷酸铁锂电池目前已突破传统能量密度限制，达到三元材料水平，在新能源汽车领域的应用比例逐渐提高。

2020年初，中国车企发布了新型磷酸铁锂“刀片电池”。刀片电池是磷酸铁锂电池的结构创新。采用CTP无模组解决方案，成组时跳过传统模组环节，大大提高体积利用率，最终达到同一空间装载更多的目标。电池单元的设计目标。与传统电池组相比，“刀片电池”体积利用率提升50%以上，意味着续航里程可提升50%以上，达到与高能量密度三元锂同等水平电池。

新型磷酸铁锂“刀片电池”在保证安全性能的同时，通过结构优化提高了电池寿命。因此，在近两年新能源汽车蓬勃发展的背景下，磷酸铁锂电池的应用领域和市场份额迅速增加。

据统计，2021年中国动力电池出货量为，同比增长175%。其中，磷酸铁锂电池出货量，同比大幅增长270%；三元锂电池出货量，同比增长127%。据数据测算，2021年磷酸铁锂和三元锂电池在国内动力电池市场的装机量将分别占比53%和47%。得益于国内新能源汽车产业的快速发展，2021年我国动力电池将录得非常显着的增长速度。

2021年，我国新能源汽车累计产量354.5万辆，同比增长159.5%，市场份额上升至13.4%。未来，新能源汽车市场或将走向细分领域。在短程、低速或中短程电动汽车市场，磷酸铁锂电池将保持主流地位；对于远程或其他用途车辆，三元锂电池也有望继续保持其优势。此外，磷酸铁锰锂、钠离子电池、氢能电池等新型电池技术路线和商业化应用未来也值得关注。

总结与展望

经济社会体制机制发生广泛而深刻的变化。 “双碳”战略目标带动我国汽车领域电动化转型加速发展，将推动新能源汽车渗透率持续提升，同时动力电池需求将快速上升。

新能源汽车动力电池中，正极材料三元前驱体采用硫酸镍等原料为原料，镍金属需求将持续旺盛。随着新能源汽车的快速发展和续航里程需求的不断增加，高镍动力电池的进程正在逐步加速。动力电池将成为未来镍消费增量的主要贡献者。

据统计，2021年三元动力电池镍需求量约为19.4万吨，同比增长91%。截至2022年10月，我国电池领域镍金属消费量已达41.82万吨，占镍消费量的11.13%。预计2022年新能源电池镍需求量约为50.32万吨，同比增速近160%。

据IEA预测，在全球汽车市场份额中，保守估计到2030年电动汽车渗透率将达到15-20%，新能源汽车销量将达到2300万辆，全球镍消费量2030年新能源动力电池产量将达到93万吨。将为全球镍行业的供需平衡带来重大增量变化。

新能源汽车是全球新一轮科技革命和产业变革的产物。动力电池领域已成为世界各国竞相抢占的技术高地。动力电池的长生命周期和多系统特性为创新发展提供了巨大空间。高能量密度、高安全性、低成本等驱动着新一代动力电池的不断创新。动力电池产业链的全面创新将推动新一代电池技术和产业结构不断深化。

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