精煉鎳需求分析
發(fā)布時間:2024-09-19 11:13:09      來源:五礦期貨微服務

9月18日:

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報告要點

精煉鎳,亦稱純鎳、一級鎳,指鎳含量較高(一般在99%以上)的鎳金屬,因其純度高、雜質含量少,用途非常廣泛,涉及合金、不銹鋼、電鍍、新能源等行業(yè)領域。從占比來看,合金是純鎳最大的消費領域,2023年占總需求比重達到46%;其次為不銹鋼領域,隨著更具經(jīng)濟性的鎳生鐵(NPI)則成為了不銹鋼中鎳元素的主要來源,2023年不銹鋼耗鎳占比滑落至20%附近;電鍍用鎳量則相對比較穩(wěn)定,2023年占比為14%。從新增需求看,高溫合金依然為鎳需求增量的主要來源,2023年全球合金耗鎳約49.7萬噸,同比增長9.1%,國內(nèi)六家高溫合金合計產(chǎn)量4.6萬噸,增速達30.3%;而電鍍用鎳增速相對較慢,2023年電鍍耗鎳量約10.6萬噸,同比增長約1.7%,鍍鎳電池殼或成為電鍍鎳領域新的需求增量;其他領域如電池領域、MLCC領域對鎳新增需求貢獻相對較少。

精煉鎳概述

精煉鎳(Refined Nickel),亦稱純鎳、一級鎳,指鎳含量較高(一般在99%以上)的鎳金屬,在鎳產(chǎn)業(yè)鏈當中屬于原生鎳分類。按工藝可將精煉鎳分為:電解鎳、電積鎳等。按形態(tài)可將精煉鎳分為:鎳板、鎳豆、鎳餅/鎳花/鎳扣、鎳珠/鎳球等。俄羅斯的精煉鎳產(chǎn)品絕大多數(shù)為鎳板,主要用于不銹鋼冶煉。同為鎳板生產(chǎn)國的還有中國、挪威、日本、芬蘭、南非、法國等國,其中芬蘭、南非的鎳板一般也用于不銹鋼冶煉,而挪威、日本、法國生產(chǎn)的鎳板主要用于電鍍行業(yè)。澳大利亞、馬達加斯加兩國是鎳豆的主要生產(chǎn)國,此外芬蘭、加拿大也有部分工廠生產(chǎn)鎳豆。加拿大、英國主要生產(chǎn)鎳餅(鎳扣/鎳花)、鎳珠等小品種形態(tài)精煉鎳,主要用于合金冶煉、電鍍等行業(yè)。

精煉鎳因其純度高、雜質含量少,用途非常廣泛,涉及合金、不銹鋼、電鍍、新能源等行業(yè)領域。從占比來看,合金是純鎳最大的消費領域,2023年占總需求比重達到46%;其次為不銹鋼領域,2013年以來,自從更具經(jīng)濟性的鎳生鐵(NPI)則成為了不銹鋼中鎳元素的主要來源,精煉鎳在不銹鋼冶煉中的使用占比越來越小,2023年不銹鋼耗鎳占比滑落至20%附近;電鍍用鎳量則相對比較穩(wěn)定,2023年占比為14%。

合金耗鎳

合金是純鎳最大的消費領域,2023年全球合金耗鎳約50萬噸,同比增長9%,占全球純鎳總供給約53%。鎳合金可分為六大類,主要以高溫合金以及耐腐蝕合金為主。其中高溫合金鎳含量在40%-60%,具有耐高溫特性被廣泛應用于發(fā)動機以及燃氣輪機等領域,是國內(nèi)主流的高端鎳合金,占比在75%以上。其次為耐腐合金鎳含量在30%-40%,具有獨特的抗腐蝕甚至抗高溫腐蝕性能,主要應用于石化、能源、海洋等領域。此外包括電熱合金、軟磁合金、膨脹合金以及鎳合金焊接材料等,四種合金占比相對較小,合計占比不足10%,主要應用于無線電電子、精密器具、汽車、石油等領域。

高溫合金是以鐵、鎳、鈷為基體元素,能在600°C以上的高溫環(huán)境下抗氧化、抗腐蝕、抗蠕變,并能在較高的機械應力作用下長期工作的合金材料,又稱熱強合金、耐熱合金、超合金,廣泛應用于航空航天領域和能源領域。按照基體元素種類,高溫合金可劃分為鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金等,其中鎳基高溫合金的應用范圍較廣,需求量約占高溫合金的80%。目前,高溫合金主要應用于發(fā)動機領域,包括航空發(fā)動機、航天火箭發(fā)動機和各種工業(yè)用燃氣渦輪發(fā)動機。根據(jù)Roskill統(tǒng)計數(shù)據(jù),高溫合金在航空航天領域的應用比重為55%,其次是電力領域,占比為20%。

高溫合金第一大應用領域是航空航天領域,高溫合金作為在600°C以上及一定應力條件下長期工作的金屬材料,滿足現(xiàn)代航空發(fā)動機對材料的苛刻要求,至今已成為航空發(fā)動機熱端部件不可替代的一類關鍵材料。高溫合金用量約占發(fā)動機總重量的40%-60%,主要用于燃燒室、導向器、渦輪葉片和渦輪盤四大熱端部件,此外還用于機匣、環(huán)件、加力燃燒室和尾噴口等部件。

鎳基合金在電力領域中的應用主要集中在核工業(yè)用材。核工業(yè)用材主要指反應堆用高溫合金。這些合金主要用作蒸汽發(fā)生器傳熱管元件格架和壓緊彈簧以及高溫氣冷堆和部分快堆的過熱器與再熱器傳熱管零部件。早期的傳熱管是使用304不銹鋼或316不銹鋼材料,在使用過程中由于出現(xiàn)嚴重的應力腐蝕開裂,造成多次停堆事故以后,改為Inconel600或Incoloy800鎳基合金,使用效果較好,但耐蝕性能仍不夠理想。在20世紀80年代末,法國先采用抗腐蝕性能優(yōu)異的Inconel690鎳基代替Inconel600鎳基制作新一代蒸汽發(fā)生器傳熱管,以后美國和日本也相繼仿用。

2012年,東方電氣(廣州)重型機器有限公司使用由寶鋼制造的國產(chǎn)核電690U形管,在廣西防城港核電1號機組1號蒸汽發(fā)生器上成功實現(xiàn)穿管。這是核電690U形管國產(chǎn)化以來在我國核電機組上的首次安裝應用。2023年中國商運核電機組繼續(xù)保持安全穩(wěn)定運行,全年新增商運核電機組2臺,數(shù)量達到55臺,額定裝機容量5703萬千瓦。按每臺百萬千瓦機組用150t傳熱管的用量計算,市場需求量巨大。

鎳基合金油井管在酸性油氣田中的應用近年來也發(fā)展迅速。酸性油氣田是指油氣資源中含有很高的硫化氫(一種特毒性氣體)含量,同時又含有二氧化碳等腐蝕性氣體。對于這些地質結構復雜、高溫高壓、高腐蝕介質環(huán)境的大型高酸性天然氣來說,一般常用的鋼材無法都滿足其對腐蝕的高要求。鎳基合金油井管憑借其高溫變形抗力大、材料強度高、抗腐蝕性能優(yōu)異等優(yōu)點,在高酸性油氣田得到了良好的應用。2007年寶鋼首次試制成功,填補了國內(nèi)空白,久立特材目前也正在積極拓展鎳基合金油井管領域。

在下游需求拉動下,全球高溫合金產(chǎn)銷量快速增長。以六家國內(nèi)頭部上市公司(鋼研高納、撫順特鋼、圖南股份、中洲特材、隆達股份、西部超導)為例,2023年高溫合金合計產(chǎn)銷量分別為4.6、4.4萬噸,增速分別達30.3%、23.3%。海外高溫合金企業(yè)2020-2021年受疫情影響,營收有所下滑,但近兩年在航空航天、燃氣輪機等下游拉動下,營收重回高速增長。以四家頭部上市企業(yè)為例,2021-2023年合計營收復合增速達34%。海外高溫合金企業(yè)銷量自2021年后復蘇。其中,VDM Metals公司2024年1月宣布投資6700萬歐元,將在未來幾年逐步擴大高性能合金產(chǎn)能。

電鍍用鎳

按照工藝分類,鍍鎳可分為電鍍鎳和化學鍍鎳。電鍍鎳廣泛應用于光學儀器鍍覆,防護裝飾性鍍層,鑄造結晶器電子元件等。而化學鍍鎳產(chǎn)品的耐蝕性及抗高溫氧化性比電鍍鎳好,特別適用于形狀復雜,表面要求耐磨和耐蝕的零部件的功能性鍍層等。

由于電鍍廠在鍍鎳時已經(jīng)各自發(fā)展了獨有的電鍍配方工藝,有專用的電鍍工藝作業(yè)線,因此在實際采購時對海外電鍍級硫酸鎳供應品牌如英科、鷹橋、住友等具有很大的依賴度。而隨著國內(nèi)企業(yè)技術攻關,國產(chǎn)金川電鍍級純鎳的鎳化學品質已經(jīng)通過智能化高精度過濾及凈化自動控制技術大大提升,國產(chǎn)電鍍用鎳的市場競爭力在逐漸增加,對進口電鍍用鎳量產(chǎn)生一定擠出效應。電鍍用鎳涉及行業(yè)分布較廣且集中度較低,整體用鎳量相對穩(wěn)定,2023年純鎳價格大幅下跌一定程度上刺激了下游需求的好轉,但電鍍行業(yè)本身屬于高耗能和廢水高排放的行業(yè),在行業(yè)進入成熟發(fā)展期后現(xiàn)有的產(chǎn)能擴張受到較為嚴格的政策管控。

據(jù)中國表面工程協(xié)會數(shù)據(jù),2011-2019年,我國電鍍行業(yè)產(chǎn)品加工面積由7.6億平方米快速增長至14.1億平方米,CAGR達8.0%。2020年受疫情影響,產(chǎn)品加工面積有所下滑,但2021年起,隨著國內(nèi)復工復產(chǎn),電鍍行業(yè)產(chǎn)品加工面積迅速恢復,2023年,我國電鍍行業(yè)產(chǎn)品加工面積為15.0億平方米,2020-2023年年均復合增速達9.1%。電鍍用鎳增速相對較慢,2023年電鍍耗鎳量約10.6萬噸,同比增長約1.7%。

鍍鎳電池殼或成為電鍍鎳領域新的需求增量。目前鋰電池常用的外殼材料主要分為三種,分別為鋼材、鋁材、鋁塑膜。圓柱形鋰電池多采用具有較強物理穩(wěn)定性的鋼材材料作為外殼材質,為了防止電池正極活性材料對鋼殼的氧化,生產(chǎn)企業(yè)通常采用鍍鎳的方式來保護鋼殼的鐵基體。隨著特斯拉、億緯鋰能、比克電池、寧德時代等龍頭企業(yè)加快布局大圓柱電池,4680大圓柱電池產(chǎn)能持續(xù)爬坡,帶動預鍍鎳鋼殼的需求。

根據(jù)東方電熱披露的數(shù)據(jù),到2025年,46系列大圓柱電池投產(chǎn)近500GWh,單GWh需要預鍍鎳約1000噸,動力電池領域約有50萬噸預鍍鎳材料需求;消費電池差不多有約10萬噸預鍍鎳材料需求;電動工具、電動兩輪車、電動三輪車等有約5萬噸預鍍鎳材料需求。2025年全球預鍍鎳材料總需求約65萬噸,即使保守估計下,2025年也有約40萬噸預鍍鎳材料需求,消耗鎳約0.8萬噸。

電池領域

目前硫酸鎳生產(chǎn)難以重新大量使用鎳豆,主要原因包含以下幾點:其一,純鎳、硫酸鎳、MHP 在生產(chǎn)及計價方式上存在相互影響,價差難以復現(xiàn)2021年之前行情,長期出現(xiàn)大幅價差;其二,由于鎳豆生產(chǎn)需求疲軟加之未進入實際交倉階段,近年來鎳豆進口明顯下滑,而國內(nèi)生產(chǎn)主要以鎳板產(chǎn)出為主,鎳豆供應也難以快速大量獲取;其三,近年由于硫酸鎳-電鎳價差快速收斂,鎳豆經(jīng)濟性消散,酸溶產(chǎn)線多數(shù)停工報廢,若面臨短時起量,其產(chǎn)能制約性也將凸顯。2024年而電池領域純鎳用量占比降至幾無,但階段性錯配之下,鎳豆仍將在價差有利之時作為硫酸鎳原料補充。

其他領域

其他領域的用量相對較少,需求較多的有MLCC內(nèi)電極用納米鎳粉。MLCC電極用納米鎳粉是用于制造多層陶瓷電容器的材料,主要由鈦酸鋇和其他添加劑組成。這種材料通過添加改性添加劑來提升其性能,例如釔、鈥、鏑等稀土元素保證其絕緣性,而鎂、錳、釩、鉻、鉬、鎢等添加劑則保證其溫度穩(wěn)定性和可靠性。在制造過程中,這些配方粉被用來制作陶瓷介質膜片,這些膜片再以錯位的方式疊合起來,經(jīng)過高溫燒結形成陶瓷芯片,并在芯片的兩端封上金屬層,最終形成多層陶瓷電容器。

MLCC鎳粉行業(yè)產(chǎn)量總體呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的趨勢。國內(nèi)MLCC鎳粉產(chǎn)量相對較低,但隨著國內(nèi)MLCC產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,國內(nèi)MLCC配方粉市場需求量不斷增長,產(chǎn)量也將持續(xù)增長。2022年我國MLCC配方粉產(chǎn)量增長至1.21萬噸,預計2023年MLCC配方粉產(chǎn)量將達1.42萬噸。未來幾年,隨著AI應用終端高功能化發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)鏈軟硬件升級迭代驅動消費電子行業(yè)步入新一輪成長周期,或推動高階MLCC用小粒徑鎳粉用量增加。

目前MLCC用鎳粉在世界范圍內(nèi)只有少數(shù)幾家企業(yè)具備規(guī)模化生產(chǎn)能力,并實現(xiàn)商業(yè)銷售, MLCC 用鎳粉生產(chǎn)企業(yè)主要為日本企業(yè),如 JFE 礦業(yè)、昭榮化學、住友金屬礦山、東邦鈦業(yè),此外加拿大Tekna也實現(xiàn)了MLCC鎳粉的小批量供貨,國內(nèi)MLCC鎳粉企業(yè)有博遷新材、新川新材等。