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格林美深度报告:三元前驱体价格快速回升 龙头布局电池回收潜力巨大
时间:2023-06-24 13:55 点击次数:115

  动力电池再生利用的目标是将电池中的贵金属电极材料分离出来,目前可分为三大类,干法回收、湿法回收和生物回收。目前,湿法回收的回收效率较高,且回收工艺更为成熟,因此湿法回收是现在应用最为广泛的再生利用方法。同时干法回收也可以作为湿法回收的辅助步骤,进一步提高回收效果。生物回收法现在仍不断发展中,还没有在工业中得到成熟应用。

  干法回收是通过高温焚烧去除电极材料中的有机粘结剂,同时电极中的金属化合物发生氧化还原反应,形成蒸汽逸出体系,随后以冷凝的形式回收低沸点的金属及其化合物,对炉渣中的金属采用筛分、热解、磁选或化学法的形式回收。干法回收的优点在于工艺简单,但是其局限在于出产的金属材料中有一定的杂质存在,仍需进一步提纯;并且高温导致工艺能耗较高,且对设备耐高温能力要求较高。

  湿法回收是通过合适的化学试剂选择性地溶解动力电池中的电极材料,随后对浸出液中的金属元素进一步分离,回收。湿法回收工艺分为预处理、金属浸出、分离提取等步骤。其中,预处理包括将废旧锂电池放入食盐水中放电,拆解动力电池得到废旧电极。金属浸出步骤中包括碱浸(目的是去除电极材料中的铝杂质)和酸浸(对碱浸滤渣进行酸浸,从而将贵金属元素溶解得到浸出液)。酸浸过程可以选用无机酸浸,如Yang等采用盐酸双氧水体系联合浸出废旧锂离子电池中的锂,回收率高达99.4%;有机酸浸,如Nayaka等采用马来酸和亚氨基二乙酸体系浸出废旧锂离子电池中的钴和锂,效果良好;还原性酸浸出,如Lu等选用L-抗坏血酸浸出废旧锂离子电池中的钴和锂,回收率高且避免了强酸的二次污染。除此之外还有生物浸出法等,但未得到成熟规模化应用。分离提取步骤中包括了沉淀分离法、有机溶剂萃取法、电沉积法、离子交换法等。其中沉淀分离法是通过沉淀剂选择性地与贵金属离子发生沉淀反应,得到难溶沉淀从而得到分离。萃取法是通过有机溶剂将目标贵金属离子从浸出液中选择性萃取提纯的方法。通常会根据目标金属离子来选择混合或单一萃取剂,具有分离效果好、操作条件较为温和的优点,但会消耗大量有机溶剂,可能造成二次污染。电沉积法是通过外加电场作用下,使浸出液中的金属离子在阴极发生电化学还原反应得到目标金属,具有操作简单,回收率高等优点,但是会消耗较多电能。目前国内应用湿法回收,席晓丽教授通过湿法综合电沉积法和吸附法实现镍、锂回收,沉淀法实现钴回收,三元正极材料镍钴锰等有价金属的浸出率达到99%以上。目前实际生产中,新技术的不断应用和成熟推动着镍钴锰等金属浸出率不断提高。

  动力电池再生回收的最大经济价值在于回收利用废弃电池贵金属资源,从而降低成本。以硫酸镍的生产为例,动力电池再生回收所生产的金属镍的成本低于4万元每吨。当前由镍精矿制备硫酸镍的市场报价在2.2-2.7万元/吨,硫酸钴的价格约4万元/吨。随着动力电池回收规模的提升,电池再生镍的成本逐步降低,且钴镍价格的逐渐回暖,也将使得矿产提取金属镍价高于通过资源化回收镍原料,动力电池组再生经济效益有望逐步体现。

  在当前动力电池退役潮驱使下,各大动力电池回收厂商纷纷发力,加速跑马圈地。动力电池回收和新能源汽车两大相关行业头部企业彼此绑定,布局动力电池回收市场,以寻求快速占有市场把握先机。政府同时出台一系列相关政策规定,建立规范的回收体系需求迫切。2018年是动力电池回收行业政策密集期,一系列相关政策的出台,给动力电池回收市场建立了秩序体系和行业标准。

  相关政策的出台,影响着动力电池回收行业的发展格局和方式,试点区域的设立和政策支持力度的加大,进一步为动力电池回收行业注入活力。《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》中规定了汽车生产企业承担动力蓄电池回收的主体责任,而汽车生产企业本身并不具备动力电池回收的能力和条件,因此他们只能寻求与动力电池回收企业合作。工信部出台的第一批符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单仅有5家,所以各大新能源车企与动力电池回收企业纷纷开展合作,强强联手,快速占有市场,从而动力电池回收企业得以把控回收渠道。如格林美和光华科技分别都与北汽集团下属动力电池资源化利用企业北汽鹏龙签署了有关于退役动力电池回收利用的战略合作协议;宁德时代与上汽集团签署战略合作谅解备忘录,共同推进新能源汽车动力电池回收再利用等。我们可以预见,在未来行业规范越来越成熟的情况下,新能源车企与动力电池回收企业的合作交流会更加密切。此外,更多的地方性、区域性动力电池回收产业联盟也会逐渐发展并成熟,完善整个动力电池回收市场的完整闭环体系和商业模式。

  我们采用上文中动力电池报废量的预测动力电池回收市场空间,同时假设磷酸铁锂电池报废量逐年增加,但增速逐年减缓,直至2023年其报废量出现少量下滑。相反,三元电池报废量逐年增加,且增速逐年增大,原因是三元动力电池在新能源汽车中的应用逐步增多。

  我们假设磷酸铁锂电池废弃容量在70%水平可以用来梯级利用,在梯级利用中会筛选出60%的梯级利用比例去应用到实际梯级利用中,且梯级利用比例逐年小幅度提高。由于电池行业产能不断提升和释放,导致动力电池价格出现降低,因此动力电池梯级利用回收价格也会逐步下降。

  假设废弃三元动力电池应用于再生利用,且三元动力电池的能量密度逐年提高。废弃三元动力电池中,镍元素含量12.1%,钴元素含量2.3%,锂元素含量1.9%,锰元素含量7.0%,且以上金属元素全部得以回收为镍金属、钴粉、碳酸锂或氢氧化锂、锰。再生金属回购价为市场该金属均价折价70%后的价格。我们的测算动力电池回收市场空间逐年增加,预计到2023年梯级利用市场可超35亿元,而再生回收市场可达50亿元。

  自2012年格林美开始收购江苏凯力克钴业股份有限公司进军动力电池正极材料业务以来,格林美通过技术研发、扩大产能等手段,不断提高产品技术水平和生产规模,并建立了“电池回收—原料再造—材料再造—电池包再造—新能源汽车服务”新能源全生命周期产业链,成为国内三元电池正极材料及前驱体行业龙头企业。

  产能快速扩张,营收规模快速增长。公司2015年100%收购无锡格林美,做为三元正极材料和钴酸锂的生产基地,并不断扩充产能。荆门园区、泰兴园区、无锡公司、余姚兴友新能源材料产能在2018年全面释放,公司已经成为全国乃至全球三元前驱体材料龙头企业。

  公司于2018年9月完成非公开发行,以5.46元/股价格募集资金18.4亿元(原计划募集29.5亿元),主要用于建设包括年产6万吨的三元前驱体原料项目、年产30000吨的三元正极材料项目以及绿色拆解循环再造车用动力电池包项目。截至2019年5月31日,6万吨/年前驱体生产线万吨,剩余2.5万吨按计划未来建成。

  公司于2019年启动新一轮定增融资以支持前驱体生产线建设,预计随着募集资金的到位,公司产能有望加速投产。预计在2020年实现10万吨产能,龙头地位更加稳固。

  公司三元前驱体材料打入海外主流电池供应链,产能已被下游龙头厂商提前锁定。目前,格林美核心产品三元电池材料与电池原料成为世界高质量产品代表,进入世界主流电池供应链。当前全球电动车电池市场80%的份额由松下、LG化学、三星SDI、SKInnovation和宁德时代这五大巨头分割。公司已经进入3个电池龙头的供应链体系,并有望在2019年通过LG化学的产品认证。2018年公司4万吨三元前驱体出货量中,宁德时代、三星、ECOPRO三家即瓜分超过70%的份额。

  2015年成为了三星SDI合格供应商。2018年年底,格林美与ECOPRO签订了NCA前驱体采购备忘录,内容包括未来5年供应17万吨NCA高镍前驱体的战略供应协议,其中2019年供应1.6万吨、2020年供应2.4万吨、2021年供应4万吨。ECOPRO是全球第二大NCA正极材料生产商,是三星SDI正极材料核心供应商,公司与ECOPRO达成了战略供应协议,意味着格林美与三星SDI体系实现了深度绑定,未来公司产能可以得到有效消化,高镍三元前驱体材料成为公司未来业绩持续高速增长的有力支撑点。

  2017年公司全资子公司荆门格林美与宁德时代控股的邦普公司签署建设年产2万吨三元正极材料产线的合资协议,进一步巩固公司与世界最大动力电池企业宁德时代CATL上下游三元材料战略产业链的合作关系,保障了公司三元电池材料发展的战略市场。而2019年公司对宁德时代的供货也有望达到3万吨。

  同时,多个规格的三元前驱体通过BYD、LGC论证,具有未来进入BYD、LGC供应链的潜力。公司有望在2019年进入LG化学的供应链体系。

  随着产能的不断攀升,公司三元前驱体销售也快速提升。2017年公司三元前驱体出货量近2万吨,电池级氧化钴销售量1.1万吨,正极材料销售量8000吨。截止2018年底,公司名义产能达到约6万吨(包括5.5万吨镍钴锰NCM前驱体和0.5万吨镍钴铝NCA前驱体,其中高镍三元前驱体2万吨)。当前总产能已达8万吨,预计2020年前驱体产能可达10万吨水平,行业领先。2019年,公司制定了8万吨销售目标。

  随着产能的提升,公司电池材料业务营收也呈现出高速增长的态势,随着高镍产品的推出,公司龙头地位稳固。2018年电池材料与电池原料业务板块实现营收近80亿元,同比增长43.97%,贡献毛利额17.5亿元,电池原料与电池材料业务板块收入占总营业收入比重为57.39%。公司率先攻克高镍NCA&NCM811前驱体与单晶前驱体制造技术,并大规模产业化。公司生产的三元正极前驱体材料稳定供应CATL供应链、三星SDI与ECOPRO等国际主流客户以及宁波容百、振华、厦钨等国内主流客户。2018年公司销售的高镍前驱体与单晶前驱体占比前驱体总销售量的75%,主流客户的销量占比公司总量的50%以上。2019年上半年公司电池材料出货量大幅增长170%到3.3万吨,市占率20%以上,但由于上半年新能源车补贴退坡、钴、镍价格下跌的影响,国内市场三元电池前驱体平均价格较年初下跌约三成,影响到了电池材料业务的整体收入。上半年电池材料实现营收41.27亿元,同比+2.09%。2019年7月份后,随着钴镍价格的回暖,前驱体价格已显著回升,看好公司下半年电池材料的收入和利润增速。

  锁定上游原料供应,保障产能需求和利润稳定性。随着与下游电池、新能源汽车企业的稳定合作,动力电池的需求保证了格林美的高镍三元前驱体材料产能得到有效消化。反观上游生产原材料资源,格林美通过城市矿山+国际巨头战略合作”的双原料战略通道保障钴镍原料供应。针对钴原料价格波动幅度较大,供应不均的问题,2018年3月,公司与嘉能可签订粗制氢氧化钴采购协议,约定2018年采购粗制氢氧化钴13800吨,2019年采购18000吨,2020年采购21000吨,以保障公司高镍三元前驱体材料的原料供应,提升格林美的供应保障能力与核心竞争力。

  针对镍原料供应,2018年9月28日,公司与青山实业、CATL控股的邦普循环、IMIP、日本阪和兴业签署了《关于建设印尼红土镍矿生产电池级镍化学品(硫酸镍晶体)(5万吨镍/年)项目的合资协议》,共建印尼镍资源生产电池原料产业园,绑定资源与核心市场。此外,格林美目前硫酸镍产能已经达到3万吨以上,外加规划中新建硫酸镍4万吨产能项目,可有效满足产能原料需求。

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