有色金属镍行业研究：电池用镍，各有所长，为何湿法是大势所趋？
报告摘要：
印尼镍加氢项目成本优势明显，是满足未来电池用镍需求的关键。根据我们的印尼镍加氢项目成本模型测算，项目达产后，全成本有望达到6000美元/吨镍。其中，钴价（中性假设18$/磅）、硫磺价格等变化、矿石品位、回收率、产出率等对成本有重要影响。这一成本低于典型的印尼镍铁生产成本（约8000美元/吨镍）和淡水河谷印尼高冰镍成本（8791美元/吨镍）。未来随着高品位红土镍矿供需趋紧以及碳排放要求加强，优势将进一步显现。以华友钴业、格林美为代表的中国企业率先布局、积极扩产，有望抓住电池镍需求快速增长带来的历史机遇，引领行业变革；项目达产后有望大幅提升公司盈利能力。
印尼红土镍矿火法冶炼注重高镍铁效益，高品位冰镍生产技术成熟，是硫酸镍与镍铁价差较大情况下的重要选择。根据淡水河谷公告，我们估算其印尼高品位冰镍生产成本为8791美元/吨镍，毛利率16%；根据镍矿公司（NIC）公告，我们估算其镍铁生产成本为8246美元/吨镍，售价较LME镍价低88%，毛利率逾40%。因此，镍冶炼厂长期以镍铁生产为主，尽管淡水河谷印尼数十年前就开始生产高品位冰镍，但其他厂商采用不多。我们判断，高品位镍锍路线投资强度低、建设周期短，是在硫酸镍与镍铁价差较大的情况下保障电池用镍供应的重要选择。
高品位镍矿面临持续涨价压力，湿法用低品位矿充足且成本可控。高品位镍矿主要用于生产镍铁，随着印尼镍铁工厂的不断扩产，国内镍矿价格持续上涨，3月份1.8%镍矿价格为43.6美元/湿吨，仅为红土镍矿到华价格102.90美元/湿吨的42%。我们判断印尼火法用高品位原矿价格仍将持续上涨。根据印尼镍矿公司（NIC）产量统计，2020年高品位矿开采量达87万吨，低品位矿也产出79万吨。参考两者镍含量（品位）差异1.82% vs 1.2%，我们推测印尼红土矿开采副产的低品位湿法矿量可达高品位矿的60%，同时镍矿山依靠高品位矿获得利润，我们判断低品位湿法矿供应充足，成本可控。
1、核心结论：电池用镍各有所长，湿法工艺是大势所趋
本报告以印尼典型红土镍矿项目及Ramu、Moa湿法冶炼镍项目为例，对红土镍矿成本：镍矿、火法冶炼镍冰铜、镍铁、湿法冶炼镍进行研究，核心结论为：
（一）印尼镍湿法冶炼项目成本优势明显，是满足未来电池镍需求的关键
根据我们印尼镍湿法冶炼项目成本模型测算，达产后成本有望达到6000美元/吨，低于镍铁（约8000美元/吨镍）和淡水河谷高品位镍冰铜（8791美元/吨镍）。未来随着高品位红土镍矿供需趋紧及碳排放要求加强，其优势将更加明显。
根据我们今年1月13日发布的深度报告《电池用镍：全球镍高压酸浸（HPAL）湿法项目概览》显示，以华友钴业、格林美、邦普为代表的中国企业在印尼投资的新建湿法项目，投资成本与项目时间得到有效控制，率先布局、积极扩产，有望抓住电池用镍需求快速增长带来的历史机遇。
（二）高品位镍矿面临持续涨价压力，低品位湿法矿供应充足
（1）湿法副产低品位矿数量达到高品位矿的60%。根据镍矿公司（NIC）的产量，2020年高品位矿开采量达到87万吨，同时产出79万吨低品位矿。参考两者镍含量（品位）差异1.82%vs1.2%，我们推测印尼红土镍矿湿法副产低品位矿数量可达到高品位矿的60%。 （2）矿山仅靠高品位矿就能盈利。2020年镍矿公司（NIC）平均生产成本为29.98美元/湿吨，售价达到30.17美元/湿吨。高品位镍矿主要用于生产镍铁。根据我们今年1月25日发布的深度报告《电池用镍-印尼镍战略：助推新能源与不锈钢产业崛起》，中国企业在印尼大幅扩建镍铁工厂，高镍矿供需将趋紧，国内镍矿价格将继续上涨，3月份1.8%镍矿价格为43.6美元/湿吨，仅为中国到岸红土镍矿102.90美元/湿吨价格的42%。我们判断印尼火法冶金用高品位原矿价格将继续上涨。
（三）火法工艺注重镍铁效率高，高品位冰镍生产技术成熟，是硫酸镍与镍铁价差较大情况下的重要选择。
红土镍矿镍铁利润水平较高。根据淡水河谷公告，我们估算其2020年印尼高品位镍锍生产成本为8791美元/吨镍，毛利率16%；根据镍矿公司（NIC）公告，我们估算其镍铁生产成本为8246美元/吨镍，售价较LME镍价低88%，毛利率超过40%。因此，镍冶炼厂长期以镍铁生产为主，虽然高品位镍锍工艺在数十年前已在淡水河谷印尼成功应用于实际生产，但其他厂家采用的并不多。我们判断，高品位镍锍路线投资强度低，建设时间短，是硫酸镍与镍铁价差较大情况下保障电池用镍供应的重要选择。
我们认为，3月1日青山实业、华友钴业、中威股份三方签署的高品位冰镍项目，是在硫酸镍与镍铁价差再创新高，突破5万元/吨镍的情况下，为保障三元前驱体镍原料供应而做出的决策。对于前驱体生产企业而言，这可以减少纯镍溶解成硫酸镍的使用量，有利于保障镍供应、降低成本、提高盈利水平。
2. 镍产业、产品及技术路线介绍
电池用镍（即硫酸镍）供应短缺，前景广阔。硫酸镍主要可溶自硫化矿——高品位镍冰铜（Matte）；低品位红土矿——镍钴中间产品（MHP）；高品位红土镍矿——高品位镍冰铜和纯镍（主要为镍豆和镍粉）。
硫化镍矿主要采用火法冶炼，工艺比较成熟，资源综合利用率好，因此早年的镍矿开发主要以硫化镍矿为主，其火法处理工艺主要有电炉冶炼、闪速冶炼。低品位镍冰铜形成后，经转炉富集，形成高品位镍冰铜。高品位镍冰铜进一步加工得到硫酸镍（镍含量22%）或经电解得到金属镍（镍含量99%左右，又称电解镍，产品形态有镍豆、镍粉、镍板等，其中镍豆、镍粉更适合溶解成硫酸镍）。低品位镍冰铜是冶炼过程中的中间产品，总镍铜含量为8%~25%。高品位镍冰铜是镍、铜、钴、铁等金属的硫化物共晶，镍含量约为55%~65%。
根据我们今年1月25日发布的深度报告《电池用镍-印尼的镍战略：助推新能源与不锈钢产业崛起》：印尼红土镍矿的开发已成为主流，是满足未来电池用镍需求爆发式增长的关键。
红土镍矿为深红色氧化镍矿，一般含镍1%~3%，资源主要分布在近赤道地区，海上运输便利。红土镍矿成分复杂，冶炼难度大，目前红土镍矿开发工艺主要分为火法冶金和湿法冶金（HPAL）两种技术路线。RKEF为最常见的主流工艺，其产品为镍铁，即镍含量>15%的镍铁合金，可直接用于生产不锈钢。高冰镍是在镍铁中加入硫化剂经吹炼制得，可进一步加工得到硫酸镍或电解得到金属镍等最终产品。RKEF的镍回收率较高，通常可达90~95%。湿法冶金HPAL技术主要用于处理低品位镍矿，其产物主要为镍钴中间体（MHP，镍含量约40%，钴含量约3.5%），可进一步冶炼获得硫酸镍或金属镍。
3、镍矿：火法高品位矿价格持续上涨，湿法矿供应充足
我们以青山战略合作伙伴NIC为例，对其生产经营情况进行分析，得出以下结论：湿法冶金低品位矿供应充足，成本可控；火法冶金高品位矿面临持续涨价压力。
（1）湿法开采副产低品位矿达到高品位矿的60%；根据其20年生产量，高品位矿开采量达87万吨，低品位矿79万吨。参考两者镍含量（品位）差异1.82% vs 1.2%，我们推测印尼红土矿湿法开采副产低品位矿可达到高品位矿的60%。
（2）矿山仅靠高品位矿石即可盈利。2020年镍矿公司（NIC）的平均生产成本为29.98美元/湿吨，售价达到30.17美元/湿吨。根据我们今年1月25日发布的深度报告《电池用镍-印尼镍战略：助推新能源及不锈钢产业崛起》显示：以青山为代表的中国企业持续在印尼投资镍铁厂，其所需的高品位镍矿数量巨大，同时伴随开采的低品位镍矿数量大，供需格局良好。我们认为镍矿资源对湿法冶金项目的影响将远小于对火法冶金项目（使用高品位矿石）。
高品位镍矿主要用于生产镍铁，根据我们今年1月25日发布的深度报告《电池用镍-印尼镍战略：助推新能源与不锈钢产业崛起》显示，中国企业在印尼大幅扩建镍铁工厂，高镍矿供需趋紧，国内镍矿价格将继续上涨。3月份1.8%镍矿价格为43.6美元/湿吨，仅为中国红土镍矿价格102.90美元/湿吨的42%。我们判断印尼火法冶金用高品位原矿价格将继续上涨。
镍矿公司（NIC）是青山的战略合作伙伴，拥有H镍矿（位于印尼）80%的股份。2018年，该公司签署了一份谅解备忘录，为青山及其关联公司供应镍湿法冶金高压酸浸项目（HPAL）的镍原料（），该项目由财团于2018年9月宣布，标称产能为每年5万吨镍和4000吨钴。H镍矿距离IMIP约12公里。该项目的镍原料即褐铁矿，镍品位典型值为1.2%，钴为0.07%，铁为23%。该公司采矿剥离的含褐铁矿表土主要储存在附近的废料点，以备将来供应给IMIP的镍湿法冶金项目。截至2020年6月30日，已入库矿石36.8万湿吨，镍品位1.2%。
4.火法冶金：注重镍铁的高效利用，高品位镍冰铜可作为补充
红土镍矿（镍铁、高冰镍）火法工艺相对成熟，我们以淡水河谷印尼高冰镍生产线和NIC印尼岛（即大K岛）镍铁生产线为例，分析其生产成本及盈利水平。核心结论为：红土镍矿镍铁具有较高的盈利水平。根据淡水河谷公告，我们估算其2020年印尼高冰镍生产成本为8791美元/吨镍，毛利率为16%；根据NIC公告，我们估算其镍铁生产成本为8246美元/吨镍，售价较LME镍价低88%，毛利率超过40%。因此，镍冶炼厂长期以来以镍铁生产为主，虽然高冰镍工艺在几十年前已在淡水河谷印尼成功应用于实际生产，但其他厂家采用的并不多。我们判断高冰镍路线投资强度低、建设周期短，是在硫酸镍与镍铁价差较大的情况下保障电池用镍供应的重要选择。
（一）印尼淡水河谷高品位冰铜：技术成熟，预计成本8791美元/吨镍，毛利率16% 印尼淡水河谷是目前国内最具代表性的红土镍矿火法高品位冰铜生产商，历史悠久、技术成熟，近年生产满负荷。我们预计公司2020年高品位冰铜平均生产成本为8791美元/吨镍，高品位冰铜平均售价为10498美元/吨镍，较LME镍价有75%的折价空间。印尼淡水河谷成立于1968年，当时名为PT Inco。 1973年在岛区（即大K岛）建成火法冶金生产线，1978年开始商业化生产。目前高品位镍冰铜年生产能力达7.5万吨金属镍当量，共有电炉4座。
公司计划通过建设一条年产1万吨金属镍的镍铁生产线，将镍产能提升至8万吨/年，镍产能提升至9万吨/年。此外，公司还计划建设一座生产镍铁的冶炼厂和一座高压酸浸厂（HPAL）。淡水河谷的运营和业务活动包括镍矿开采、高品位镍锍生产和销售。镍矿的开采、高品位镍锍的生产和运输主要在印度尼西亚进行。高品位镍锍根据长期销售协议销往VCL（占年产量的80%）和日本住友金属矿业SMM（占年产量的20%）。公司镍矿储量为1.07亿湿吨。2020年，淡水河谷高品位镍锍项目生产了7.2万吨高品位镍锍，销售了7.3万吨。
淡水河谷主要利用红土镍矿生产高品位镍冰铜。红土镍矿是一种深红色的氧化镍矿，一般含镍量为1%至3%。资源主要分布在近赤道地区，海上运输方便。红土镍矿火法冶炼产品主要为镍铁或高品位镍冰铜。公司利用红土镍矿生产高品位镍冰铜的工艺流程可概括为：（1）红土镍矿-电炉冶炼-低镍冰铜-转炉吹炼-高品位镍冰铜。（2）红土镍矿-RKEF工艺-镍铁-硫化-高品位镍冰铜。公司自有水力发电厂（“HEPP”）为电力供应核心，火力发电厂为备用。截至 2018 年底，该公司拥有三个 HEPP 部门：、和，总容量为 365 兆瓦。
淡水河谷高品位冰铜项目2020年生产高品位冰铜7.2万吨，销售7.3万吨。2016年公司高品位冰铜生产成本达6964美元/吨镍，近两年受燃料及润滑油成本大幅上涨影响，成本在9000美元/吨镍左右。我们估算2020年公司高品位冰铜平均生产成本为8791美元/吨镍，高品位冰铜平均销售价格为10498美元/吨镍。对比LME镍价，折价系数达75%，毛利率达16%。
（二）印尼镍铁：预计全成本8246美元/吨镍，毛利率超40%
镍铁是不锈钢的主要原料，在全球镍市场占有重要地位。通过对印尼典型镍铁工厂——镍矿公司（NIC）的运行情况分析，我们认为镍价在7500美元/吨的现金成本有较强支撑。同时，镍铁面临印尼国内镍矿价格上涨的压力，成本线可能进一步上涨。
红土镍矿生产镍铁的主流工艺为回转窑-电炉还原工艺（RKEF），该工艺适合处理含镁量较高的镍矿，渣中有价金属较少，缺点是能耗较高，镍铁工艺镍回收率较高，通常可达90~95%。
镍矿公司（NIC）是青山的战略合作伙伴，拥有H镍铁厂和R镍铁厂（两条镍铁生产线，额定产能为15,000吨/年，或1,800吨镍/月，位于印尼IMIP）80％的权益，以及H矿（位于印尼）80％的权益。
根据公司披露，2020年其镍铁平均现金成本为7340美元/吨镍，毛利率超过40%。2020年四季度，镍铁销售价格为13928美元/吨镍，较LME镍价折价倍数为88.07%。2019年上半年全成本（全部成本，包括折旧和利息）为8222美元/吨镍。我们估算其2020年成本为：8246美元/吨镍，
（三）硫化镍矿高品位冰镍：经典工艺路线，未来增长空间不大
主要硫化镍矿有镍黄铁矿、黄铁矿、镍矿等，原生镍矿镍含量一般在3%以下，可用简单的机械选矿方法富集。硫化镍矿冶炼工艺较为成熟，资源综合利用率好。目前采用火法冶炼硫化镍矿的主要公司有（俄镍）、金川、金等，该工艺目前处于成本曲线的低端。近年来，俄罗斯、加拿大等传统硫化镍矿国家面临高品位镍矿资源枯竭的问题，红土镍矿产量占比日益提升，2019年已超过60%，近5年新开工的镍矿项目大多为红土镍矿。
硫化镍矿的火法处理工艺主要有电炉冶炼、闪速冶炼，形成低品位镍冰铜，再经转炉浓缩形成高品位镍冰铜，高品位镍冰铜进一步加工得到硫酸镍或经电解得到金属镍。
电炉冶炼：将硫化镍精矿在1200~1300℃冶炼，形成高镍冰铜（金属硫化物）和炉渣（氧化物）。一般入炉原料含镍3~10%，出炉低镍冰铜含镍15~25%。低镍冰铜送转炉吹炼成高镍冰铜后，经分离、精炼，生产出电解镍或其他镍产品。电炉温度容易调节，能处理硫化镍矿中难熔的氧化镁杂质；炉渣容易过热，有利于四氧化三铁的还原；电炉易于控制，有利于生产过程的机械化、自动化。但电炉冶炼的缺点是耗电大，成本高；炉料水分要求严格（小于3%）；产品脱硫率低。闪速熔炼充分利用粉状精矿巨大的反应表面积，能耗低，脱硫率高。该工艺的缺点是精矿需深度脱水（小于0.3%），氧化镁含量小于8%等。
闪速熔炼：将深度脱水后的粉状硫化镍精矿由反应塔顶部高速喷入1,450~1,550℃的反应塔中，硫化物的分解、氧化和熔融在2~3秒内迅速完成。高品位镍冰铜与炉渣在沉淀池中沉淀分离，低品位镍冰铜送入转炉进一步富集成高品位镍冰铜。闪速熔炼炉充分利用粉状精矿巨大的反应表面积，能耗低，脱硫率高。该工艺的缺点是精矿需深度脱水（低于0.3%），氧化镁含量低于8%。
（四）印尼在建中资火法镍项目汇总
华科高品位镍冰铜项目位于韦达湾工业园，控股股东为华友钴业（70%），青山集团旗下公司持股30%。项目投资约5.2亿美元，设计年处理镍矿约41亿湿吨，采用“回转窑烘干-回转窑预还原焙烧-电炉还原冶炼-PS转炉硫化-吹炼”火法工艺生产高品位镍冰铜，年产镍4.5万吨，建设期2年。该项目镍产品经精炼加工后将主要作为公司三元前驱体生产原料。该项目总体设计由中国恩菲承担。中国恩菲在镍冶炼行业火法冶金、湿法冶金项目设计方面拥有丰富的经验，其工程设计能力及项目经验有望为华科项目的顺利推进提供保障。
根据公司公告，项目主体华科镍业已获得印尼政府颁布的减税决议：a.自开始商业生产的纳税年度起，共计15年，减免100%的企业所得税；b.自上述a点授予的企业所得税减免到期起，共计2年，减免50%的企业所得税；c.按照上述a点所述的企业所得税减免期限，在此期间，第三方免于从获得企业所得税减免的纳税人收到的或取得的收益中扣除或征收税款。
友山镍业项目位于韦达湾工业园，实际股权持有人为盛屯矿业（35.8%）、永庆科技（35%）、华友钴业（29.2%）。项目投资约10亿元人民币，设计年产3.4万吨高品位冰镍。据公司公告，项目主体友山镍业已获得印尼政府颁发的免税决议：自开始商业化生产的纳税年度起10个纳税年度，免征企业所得税100%；上述第1款中100%企业所得税豁免期满后起2个纳税年度，减免企业所得税为应交所得税的50%。项目于2020年9月顺利投产。
青山工业将于2021年10月起一年内向华友钴业供应6万吨高品位冰镍，向中威公司供应4万吨高品位冰镍。青山工业于2020年7月在印尼开始调试试产高品位冰镍，产出镍含量超过75%的高品位冰镍，该工艺于2020年底试产成功，目前已能稳定供应高品质高品位冰镍。青山工业将继续加大在印尼镍产业的投入，预计2021年产量为60万吨镍当量，2022年产量为85万吨镍当量，2023年产量为110万吨镍当量。高品位镍冰铜与镍铁产量将根据市场需求及价格变化进行切换调整。
5. 红土镍矿加氢处理：引领新一轮全球镍产业变革
我们基于中冶Ramu和Moa项目构建了印尼镍湿法冶金项目成本模型，认为项目达产后，预计全成本将达到6000美元/吨镍。从两个典型案例可以看出，钴价、硫价、矿石品位、回收率、产出率的变化对成本都有重要影响。根据我们今年1月13日发布的深度报告《电池用镍：全球镍高压酸浸（HPAL）湿法冶金项目概览》，以华友钴业、格林美、邦普为代表的中国企业在印尼新投资的湿法冶金项目与外资企业主导的项目相比，在投资成本、项目时间等方面均得到有效控制，有望引领行业变革。
（一）全球镍湿法高压酸浸项目简介：中国企业蓄势待发
目前已投产的高压酸浸项目有11个，从历史数据看，已建成的项目均遇到了技术难题等问题，且成本高昂。目前已建成的镍湿法冶炼项目平均投资成本估算为4.1亿美元/万吨金属镍。而目前在建的中资项目每万吨金属镍投资成本不超过2.2亿美元，明显低于以往湿法冶炼项目的平均水平。
水态铝过程具有清洁，绿色，低排放和低能消耗的优势，并且可以使用高铁含量，低硅和镁含量进行处理。这些设备和材料通常需要长时间的交付周期，并受到制造商的加工能力和秩序计划的影响。作为世界第一个使用HPAL技术来处理后期镍矿石的工厂，古巴MOA合资企业使用了第一阶段的“ HPAL-CCD洗涤 - 中性化-HMSP”工艺来生产混合的硫化物镍和钴产品。
第二代HPAL技术工厂由西澳大利亚州和Cawse和工厂代表。 。
第三代HPAL技术工厂由Pabua New 的Ramu项目代表。其主要特征是优化过程和过程参数，改善关键设备，优化材料的选择并改善工艺控制系统，以使工业生产更加稳定，工厂运营速度更高，生产率更高，生产和金属恢复率更高。
HPAL技术现已发展为第三代，该过程相对成熟，其在项目中的应用相对成功。
（ii）Ruimu分析：平均实际现金成本达到
根据Conic的公告，在过去的三年中，Ramu 项目的平均容量利用率已达到104％，而Raw 的平均成绩为0.94％。但是，由于它距离海岸线有一定距离，因此建造了134公里的管道运输线。
RAMU项目位于巴布亚新几内亚，总投资为20亿美元。 ，200吨/年。
RAMU项目使用三阶段的预热，预热后的浆液温度为200-210°C。储存INUM离子去除溶液，然后添加镍钴氢氧化物以进行沉淀并分离贫瘠的液体，贫瘠的液体被过滤并包装以获得产物。
（iii）MOA分析：钴产品扣除导致大量成本波动
根据的宣布，2020年MOA项目的净现金成本为每吨镍的9,125美元。分离，硫占50％以上。
MOA项目位于古巴。该项目于1957年开始建设，于1959年开始生产，直到1994年才能全面生产。 MOA项目的镍等级约为1.19％，并且自2018年第一季度运行以来，一直处于稳定状态。
MOA项目的单位现金运营成本一直低于已实现的镍金属价格，从而确保了镍金属的恢复能力。
（iv）在印度尼西亚正在建设的湿过程项目达到全部生产之后，预计成本将达到6,000美元/吨的镍一级
根据对Ramu项目和MOA项目的成本的分析，我们为印尼镍水透明项目建立了成本模型，表明该项目达到了全部生产后，预计全部成本将达到每吨镍6,000美元。
关于Ramu项目，从2018年到2020年，Ramu 项目的平均容量利用率为104％的平均容量利用率达到了104％，该镍的平均产量为0.94％，而2010年的平均成本为4.048 ton。由于它具有134公里的运输管道，因此在尾矿处理中具有略有成本优势。
以镍矿公司（NIC）为例，的一层被公司的采矿（即低级镍矿石）存储在附近的废物点，主要是IMIP的cal ，截至2020年6月30日目前已放弃了低级的后红土镍矿石，没有冶炼厂使用它，我们认为，水透明脂脂项目所需的低级后期镍矿石的供求关系相对松散。根据 和Gem的公告， 将在项目完成后的10年内通过其附属的印度尼西亚矿业公司提供不少于1.0％的镍等级，而 Steel将在其范围内的10年内，在10年内，北部的镍级将在10年内供应。来。
假设有20年的时间，基于上述关于MOA项目的研究，每吨镍的资本支出约为每吨镍的1000美元。 U项目；剩余的劳动和外包占17％，但预计印尼湿法工程的外包成本将低于巴布亚新几内亚的外包。
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