張江峰
一、2016年世界鋰工業(yè)發(fā)展概況
世界主要鋰生產國包括中國、智利、阿根廷、美國、澳大利亞、俄羅斯等。2016年,世界鋰及其衍生物產量折合碳酸鋰當量約19萬t。同比增長約19%。產量增加主要來自中國和阿根廷。
中國是世界上最大的鋰消費國,日韓等國家的消費量也在逐年增長。預計2016年全球鋰的消費折合碳酸鋰約20萬t,同比增長約14%。
二、2016年中國鋰工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.經濟運行情況概述
中國鋰鹽生產包括礦石提鋰和鹵水提鋰2種生產方式,目前國內仍以礦石提鋰為主。鹵水提鋰和礦石提鋰各有優(yōu)劣。礦石提鋰技術成熟穩(wěn)定,工藝簡單,產品質量穩(wěn)定可靠,礦石提鋰工藝靈活,可實現(xiàn)多種鋰化合物同時產出,在生產電池級碳酸鋰、氫氧化鋰中有一定優(yōu)勢。鹵水直接提取碳酸鋰直接成本較低,蒸發(fā)沉淀適用于從低鎂高鋰(即低Mg/Li比)的鹽湖中提取回收鋰,根據鹽湖所處的地理氣候條件,利用大面積鹽田日曬的方法蒸發(fā)生成濃縮鹵水,然后運到工廠進行碳酸鋰沉定精制加工。該方法優(yōu)點是工藝簡單、能耗小、成本低,缺點是耗堿量較大,效率低,受雨季等氣候條件的左右。鋁酸鹽吸附法已成功應用于低Mg/Li比的鹽湖提鋰中,煅燒法、離子交換法、溶劑萃取法和鋰離子篩交換法主要針對高Mg/Li比鹽湖。
2016年底,中國鋰鹽產能折合碳酸鋰約17萬t,其中鹵水提鋰產能約4.5萬t,其他均為礦石提鋰產能,主要生產企業(yè)概況見表1。
中國基礎鋰產品主要包括碳酸鋰、單水氫氧化鋰、氯化鋰、金屬鋰等。2016年中國基礎鋰鹽產量折合碳酸鋰當量約8.7萬t,同比增加約22.5%,詳見表2。
鋰加工產品主要為鋰離子電池正極材料,主要包括鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰(或鎳鈷鋁酸鋰)三元材料、錳酸鋰和磷酸鐵鋰這幾大類產品。鈷酸鋰具有工作電壓高、充放電電壓平穩(wěn)、適合大電流充放電、比能量高、循環(huán)性能好等優(yōu)點,主要作為小型充電電池正極材料,應用于3C產品。鎳鈷錳酸鋰三元材料,是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料(鎳鈷錳的比例可以根據實際需要調整),具有成本低、放電容量大、循環(huán)性能好等優(yōu)點,適用于動力電池、小型電型。錳酸鋰作為鋰離子電池的正極材料,主要應用于電動自行車電池、電動工具電池、3C產品等。磷酸鐵鋰已其安全、長壽命、原料廉價等特點,廣泛應用于動力鋰電池和儲能鋰電池。主要生產企業(yè)見表3。
2016年,中國鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等鋰電池正極材料總產量達到21.6萬t,總產量同比增加約30%。詳見表4。
2016年,中國基礎鋰鹽企業(yè)取得了較好的經濟效益,凈利潤在20%以上,正極材料也是產銷兩旺,企業(yè)平均利潤在5%以上。
2.產業(yè)結構
中國鋰產業(yè)發(fā)展較為健全,主要產品結構齊全,包括了鋰資源開發(fā)、鋰鹽提取、鋰及鋰合金、鋰電池材料等。鋰資源開發(fā)企業(yè)有鋰輝石礦、鋰云母礦和鹽湖鹵水資源的開發(fā)以及鋰回收等,鋰鹽提取有生產碳酸鋰、單水氫氧化鋰、氯化鋰等基礎鋰鹽企業(yè)、鋰及鋰合金企業(yè)有利用氯化鋰等提煉金屬鋰的企業(yè)以及冶煉加工鋰合金的企業(yè),鋰電池材料企業(yè)有正極材料企業(yè)、鈦酸鋰負極材料企業(yè)和從事電解質六氟磷酸鋰的企業(yè)。
鋰資源開發(fā)企業(yè)及鋰鹽提取企業(yè)主要分布在四川、江西、青海、西藏等地,山東、江蘇等地也有用礦石提取鋰鹽的企業(yè)。鋰及鋰合金企業(yè)主要分布在江西、江蘇、四川、重慶、新疆、天津等地。鋰電池正極材料企業(yè)主要集中在北京、天津、湖南、廣東、河北等地,鈦酸鋰負極材料企業(yè)主要在河北、四川等地。
3.市場價格
2016年上半年,鋰鹽企業(yè)效益普遍大幅度增長。由于國內外鋰資源開發(fā)進度沒有達到預期,加之對鋰鹽的需求快速增加,碳酸鋰、氫氧化鋰以及金屬鋰價格大幅度上漲,2016年4月上旬,電池碳酸鋰價格達到歷史最高價每噸接近18萬元。下半年年供需緊張關系緩解,阿根廷鹽湖提鋰企業(yè)Orocobre產量超預期,SQM產量增加,加之國內補貼新政遲遲沒有落地,新能源汽車騙補查處等因素影響,碳酸鋰價格已回落到2016年初價格水平。氫氧化鋰主要用于鋰基潤滑脂、鋰離子電池材料等領域,由于產能及生產成本等原因,2016年4月上旬,電池級氫氧化鋰價格達到歷史最高價每噸19萬元。2016年5月中旬后,價格逐漸回落,2016年下半年價格一直在15萬元/t左右,見圖1。
2016年上半年,中國碳酸鋰、氫氧化鋰價格迅猛上漲,鈷酸鋰和鎳鈷錳酸鋰(523型)價格被迫上漲,在高價位持續(xù)一段時間后,2016年5月初鈷鹽價格出現(xiàn)回落,碳酸鋰價格逐漸降低,鈷酸鋰和三元材料價格逐漸走低。2016年下半年,碳酸鋰的價格回調,但鈷鹽價格在2016年8月初開始持續(xù)上漲,漲幅達到40%,鈷酸鋰在2016年10月底后價格也出現(xiàn)持續(xù)走高,年末報收全年最高價23萬元/t。三元材料也在10月底逐漸走高,但受硫酸鎳、碳酸鋰價格波動影響,漲幅緩慢。詳見圖2。
4.進出口貿易
2016年,中國碳酸鋰進口量為21 794t,與2015年碳酸鋰進口量11 053t相比,增加了10 741t,凈進口20 415t,其中主要的進口國為智利和阿根廷,進口量分別為14 387t和5 057t。2016年中國氫氧化鋰出口量9 834t,比2015年出口量9 430t相比,增加了404t,出口增幅下降,而2014年和2015年連續(xù)2年出口增幅增長都超過50%。主要出口國韓國、日本,出口量分別為2 948t、2 330t。2016年中國氯化鋰的凈進口量與2015年基本持平。具體進出口量及金額見表5。
5.投融資情況
近年來鋰電池行業(yè)廣闊的市場前景和快速的發(fā)展趨勢,鋰行業(yè)的投融資項目越來越多。鋰資源及基礎鋰鹽方面的主要投資項目有:2016年2月,江西贛鋒鋰業(yè)股份有限公司以217萬美元收購RIM18.1%的股權,此次收購前,公司持有RIM25%的股權,此次收購完成后,公司將持有RIM43.1%的股權。2016年7月7日,江西贛鋒鋰業(yè)股份有限公司董事會審議通過了《關于建設年產2萬t單水氫氧化鋰項目的議案》,同意公司使用自有資金30 280萬元投資建設年產2萬t單水氫氧化鋰項目。2016年,天齊鋰業(yè)股份有限公司第3屆董事會第31次會議和2016年第3次臨時股東大會審議通過了《關于建設年產2.4萬t電池級單水氫氧化鋰項目的議案》,擬自籌資金3.98億澳元投資建設年產2.4萬t電池級單水氫氧化鋰項目。2016年10月12日,天齊澳洲于西澳大利亞州奎納納工業(yè)區(qū)舉行了該項目的開工建設奠基儀式。2016年11月,陜西堅瑞沃能股份有限公司以每股0.136澳元的價格認購澳大利亞Altura發(fā)行的3.06億股票,交易總金額為4,161.6萬澳元。交易完成后,公司持有Altura19.9%的股份。
2016年,中國正極材料市場規(guī)模達到194億元,同比增長44.5%,正極材料增長主要受到新能源汽車增長帶動,產量同比增加了30%。正極材料生產企業(yè)擴產動力強勁,表6給出了2016年第4季度公告的幾個典型擴建項目。中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鋰業(yè)分會預計2017年正極材料產量可達到27萬t左右,增長率在25%左右。
三、中國鋰工業(yè)經濟運行狀況分析
1.政策環(huán)境分析
2016年,國家有關部門陸續(xù)出臺了一系列政策措施,旨在進一步規(guī)范鋰電行業(yè)有序發(fā)展,提高行業(yè)技術水平,促進產品質量提升,降低成本,督促新能源汽車企業(yè)采用安全系數(shù)高、質量更好的動力電池。
2016年1月初,工業(yè)和信息化部(以下簡稱“工信部”)宣布由于存在安全風險,暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應用推薦型目錄,對三元動力電池的發(fā)展和應用帶來了一定的影響,同時給磷酸鐵鋰電池提供了充分發(fā)展的空間。2016年4月和6月,工信部公布了第3批和第4批符合《汽車動力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》企業(yè)目錄名單,第4批共計57家企業(yè)入選。采用沒有進入目錄的電池的新能源汽車,從5月1日起,將不得進入新能源汽車推廣目錄,從而無法獲得財政補貼。2016年11月下旬,工信部公布了《汽車動力電池行業(yè)規(guī)范條件(2017)》征求意見稿,規(guī)定“鋰離子動力電池單體企業(yè)年產能力不低于8GWh”。2016年12月1日,工信部發(fā)布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行部分》,再次提高動力電池準入門檻。
2016年12月19日,國務院正式發(fā)布《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,再次明確了新能源汽車的戰(zhàn)略地位,要求實現(xiàn)新能源汽車規(guī)模應用,全面提升電動汽車整車品質與性能,建設具有全球競爭力的動力電池產業(yè)鏈,推進新能源汽車動力電池提升工程。提升純電動汽車和插電式混合動力汽車產業(yè)化水平,到2020年,實現(xiàn)當年產銷200萬輛以上,累計產銷超過500萬輛,整體技術水平保持與國際同步,形成一批具有國際競爭力的新能源汽車整車和關鍵零部件企業(yè)。
中國鋰電產業(yè)規(guī)劃布局早,政府引導支持力度大,在新能源汽車、儲能產業(yè)的帶動下,鋰電池、電池材料以及各配套產業(yè)同步協(xié)調發(fā)展,已經形成了較為完善的產業(yè)鏈,產品質量逐步提升,與國外領先技術差距越來越小,產業(yè)發(fā)展勢頭良好。在中國宏觀經濟進入新常態(tài)的大趨勢下,鋰電行業(yè)整合并購在持續(xù)進行中,只有那些擁有雄厚技術積累、足夠資金支撐、理性市場定位和對市場快速做出反應的企業(yè)才能在未來激烈的市場競爭中占得先機,贏得市場。
2.產業(yè)結構調整情況分析
鋰電池行業(yè)的發(fā)展,極大的促進了碳酸鋰等鋰鹽的應用消費。從2014年松下供給特斯拉的18650型電池正極材料使用NCA后,極大地擴大了氫氧化鋰在鋰電材料上的應用。除此之外,一部分磷酸鐵鋰正極材料和一部分鈦酸鋰負極材料也選擇氫氧化鋰作為原料,未來氫氧化鋰作為鋰電池基礎原料的市場份額會進一步提高。四川天齊鋰業(yè)股份有限公司、江西贛鋒鋰業(yè)股份有限公司、山東瑞福鋰業(yè)有限公司、江蘇容匯鋰業(yè)股份有限公司等正在新建氫氧化鋰生產線。
電池材料方面,動力電池用鋰離子電池正極材料在不斷追求高容量高倍率材料的方向上,正不斷往高鎳系材料發(fā)展。鎳鈷鋁酸鋰正極材料由于具有高比容量,引起動力電池領域的高度重視,并有望成為未來最具市場前景的正極材料之一。國內越來越多的企業(yè)認可并使用高鎳多元材料,使用規(guī)模在增長,高鎳型多元材料的產能也在快速擴建中,2017年將會逐步投入生產。
3.經營形勢分析
隨著中國及世界鋰電產業(yè)的快速發(fā)展,對主要的原材料鋰的需求在逐年增長,多個國家開始重視鋰資源的勘探和開發(fā)。近兩年來,由于下游需求旺盛,鋰鹽生產企業(yè)的競爭主要表現(xiàn)在生產原料供應與產品質量方面。國內鋰鹽生產以礦石提鋰為主,但由于近年來我國鋰礦資源開發(fā)進程緩慢,原料主要依靠進口,即使在國內擁有礦山資源的企業(yè)也不例外。鋰輝石精礦(含氧化鋰6%)價格也快速上漲,從2015年的400美元/t,2016年600美元/t,2017年已漲至900美元/t。一些鋰鹽生產企業(yè)在鋰鹽價格較高時也無法滿負荷生產,不敢接下游企業(yè)的訂單,市場上根本買不到鋰原料。另外,鋰鹽產品質量至關重要,有些正極材料企業(yè)寧可停產,也不盲目購買非合格供應商的產品,同時,質量好的產品銷售價格高且暢銷。
隨著磷酸鐵鋰、三元材料生產工藝的改進以及新能源汽車的快速發(fā)展,作為新能源汽車最主要正極材料的磷酸鐵鋰以及三元材料呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。正極材料市場競爭壓力的不斷增大,下游客戶的需求不斷提高,企業(yè)必須在產品研發(fā)、經營規(guī)模、技術創(chuàng)新等方面緊跟市場的發(fā)展方向,否則將面臨市場競爭地位下降、盈利能力下降的風險。2016年正極材料產銷兩旺,企業(yè)取得了較好的利潤,多家企業(yè)不斷擴產,且有多家新進入者涉足正極材料,新增產能將在2017年開始陸續(xù)投放,鋰電正極材料行業(yè)競爭將會越來越激烈。
四、當前中國鋰工業(yè)發(fā)展中存在的突出問題和對策建議
1.存在問題
(1)資源豐富,開發(fā)難度大,進展緩慢
鋰資源雖然豐富,但由于國內鹽湖資源地處高海拔,環(huán)境惡劣,工業(yè)基礎較差;除西藏鹽湖外,其他鹽湖鎂鋰比高,分離難度大,且由于鹽湖成分差異,提鋰技術通用性差。目前鹽湖提鋰產能約有5萬t/a,但產能利用率僅35%左右。鋰輝石礦資源多位于新疆、四川省的阿壩、甘孜等自然環(huán)境惡劣的高海拔地區(qū),基礎設施配套較差,開采難度大,尾礦處理難度大,少數(shù)民族地區(qū)的宗教問題、環(huán)保問題等對開發(fā)影響大。與澳大利亞正在開發(fā)的鋰輝石礦山相比,國內礦石開采規(guī)模小,成本較高,精礦產品質量差。宜春鋰資源雖然豐富,但鋰云母提取碳酸鋰工藝還不成熟,生產成本較高,影響了鋰資源的規(guī)?;_發(fā)和利用。
(2)正極材料企業(yè)眾多,產能大,與國外有差距
國內正極材料生產企業(yè)眾多,行業(yè)集中度低、不能產生規(guī)模效應、多數(shù)企業(yè)技術研發(fā)以跟隨為主,沒有引領時代的原創(chuàng)技術,品質穩(wěn)定性相對較弱、研發(fā)投入相對較少、自動化程度不高。鋰離子正極材料的一致性、安全性、循環(huán)性、正極材料生產工藝裝備水平與日韓等國相比存在一定差距。
從全球鋰電池正極材料的發(fā)展來看,中國目前的技術水平還不是很先進,在很多方面仍存在技術瓶頸。在高壓實鈷酸鋰和高電壓鈷酸鋰技術開發(fā)和產業(yè)化還存在較大的差距,在其核心環(huán)節(jié)的氧化鈷技術上還待突破。在高性能動力鋰電用鎳鈷錳三元材料上和國際市場還存在較大的差距,在鎳鈷錳三元材料的穩(wěn)定性控制上存在設備和技術上的雙重障礙,尤其是在鎳鈷錳三元材料前驅體領域和國際還存在較大的差距。鎳鈷鋁三元材料的開發(fā)明顯落后,國外已在大量使用,中國企業(yè)尚無產品出現(xiàn)。在高性能動力鋰電用錳酸鋰還存在較大的差距:主要是在錳酸鋰的球形化技術、雜質控制、以及循環(huán)壽命性能上存在差距。磷酸鐵鋰目前主要使用在動力鋰電和儲能鋰電領域:在比容量、倍率以及加工新能上和國際市場還存在差距。其他新型正極材料的研究熱點主要是富鋰錳基、磷酸鹽系、反尖晶室等新型材料的開發(fā),中國在產業(yè)化的研究方面進展緩慢,此外由于日本、美國企業(yè)比較注重專利手段應用,在專利布局方面和其他國家存在較大的差距。
近幾年中國動力電池的技術研發(fā)、產業(yè)規(guī)??焖僭鲩L,但和國際先進水平還有一定差距,亟待加速發(fā)展。動力電池是電動汽車的心臟,是新能源汽車產業(yè)發(fā)展的關鍵,目前在動力電池開發(fā)上,中國和日本、韓國相比,續(xù)航里程和比能量都低30%~40%,可靠性上也存在差距,電池制造成本偏高。其中,比能量的差距減輕了電動汽車的質量,直接影響了電動汽車的推廣。中國動力電池產業(yè)的綜合競爭力不強。在乘用車應用領域,中國磷酸鐵鋰動力電池產品比能量、高低溫特性、經濟性明顯低于國外采用三元材料動力電池的水平。中國動力電池產品制造裝備、工藝水平、檢測驗證能力、產品可靠性和一致性與日韓相比,存在較大差距。
2.對策建議
(1)充分利用好國外資源,加大資源開發(fā)力度,做好綜合回收再利用
針對鋰資源開發(fā)存在的問題,一方面,應加強對國內鋰資源調查評價,重點開展對包括藏北、柴西、川西和江西等地的鋰資源勘察,進一步摸清家底,大幅度擴大鋰資源儲量遠景。進一步完善鹽湖提鋰工藝,合理利用鹵水鋰資源,提高鹵水提鋰產品的產量。另一方面,充分利用中國掌握的礦石提鋰技術,利用海外鋰礦資源,保證國內鋰產業(yè)的原料供應。礦石提鋰產業(yè)屬于綠色產業(yè),生產中無廢液和廢氣排放,全流程可實現(xiàn)清潔環(huán)保生產,對周邊環(huán)境不會造成污染。國內部分企業(yè)控股或參股國外鋰礦山,礦石產品基本全部運到國內生產,保證了鋰鹽加工企業(yè)的正常運行。國內已建成一定規(guī)模的廢舊電池與報廢電池材料處理生產線,可以回收廢舊電池中含有的鎳、鈷、錳、鋰等稀有金屬。既避免了對環(huán)境的污染,也補充了國內鎳鈷鋰等稀有資源的供應,支持了國內鋰電產業(yè)的發(fā)展。
(2)做好研發(fā),提升關鍵材料與裝備水平,完善體系建設
鋰離子電池技術的進步,主要來自關鍵材料創(chuàng)新研究與應用進展,通過新材料的開發(fā)進一步提高電池性能,提高質量,降低成本,改善安全性,滿足下游應用對電池能量密度提升的要求。為了支撐新能源汽車的發(fā)展,需要持續(xù)提升電池單體能量密度和降低單體成本。加大新體系電池的研發(fā),提升關鍵材料及關鍵裝備水平;提高電池的安全性、壽命和一致性;加速動力電池標準體系建設和電池回收再利用技術的研究。