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2022年磷化工行业磷矿石、磷肥、黄磷、磷酸、草甘膦、磷酸铁锂市场发展报告(33页).pdf

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2022年磷化工行业磷矿石、磷肥、黄磷、磷酸、草甘膦、磷酸铁锂市场发展报告(33页).pdf

1、2022 年深度行业分析研究报告 4 目 录 一、磷化工概览:产值以肥料为主,精细产品亟待发展 . 7 二、磷矿石:产业链最上游,价格中枢提升 . 7 1、磷矿资源分布:储采比较低,保护压力加大 . 7 2、下游消费:化肥消费最大,出口下降明显 . 9 3、供给端:磷矿石开采难以提升,受政策环保政策限制 . 11 4、 “三磷”整治影响磷化工企业,对磷矿石供给形成核心影响 . 13 三、磷肥:磷资源的最主要下游 . 13 1、化肥行业:农业生产必需品,多年以来供大于求 . 13 2、磷肥主要成分 MAP、DAP:经多年去产能,行业集中度提升 . 14 3、磷肥生产:以酸溶解磷矿石,磷石膏处理为

2、产能瓶颈 . 16 4、疫情后受成本端和需求端支撑,磷肥价格明显上涨 . 17 四、黄磷:磷化工重要中间产品,但高耗能高污染 . 17 五、磷酸:湿法取代热法为趋势,净化磷酸前景广阔 . 21 六、草甘膦与草铵膦:用量最大的农药品类,成本与需求双支撑价格. 22 1、市场分析:用量最大的除草剂品种,与转基因作物种植面积正相关 . 22 2、草甘膦生产:IDA法更为环保,但我国的原料结构下成本更高 . 25 3、草甘膦供需:供需偏紧,成本支撑价格 . 28 4、草铵膦:草甘膦替代除草剂,近年来发展迅速 . 29 七、其他磷酸盐:广泛用于水处理剂、动物饲料等 . 30 八、磷酸铁锂:乘新能源电池东

3、风,下游需求快速增长 . 32 表 目 录 表 1:2016 年全球主要国家磷矿资源储量和产量分布情况 . 8 表 2:全球主要磷资源国家储采比 . 8 表 3:24 种国家战略矿产 . 8 表 4:“三磷”问题排查的污染物 . 13 表 5:无机化肥分类 . 13 表 6:云南省关于坚决做好能耗双控有关工作的通知中关于重点行业的管控举措 . 21 表 7:湿法磷酸三种工艺对比 . 22 表 8:我国湿法净化磷酸的企业产能及技术 . 22 表 9:氨基酸类除草剂的主要品种和作用机制 . 24 表 10:全球草甘膦企业产能 . 25 表 11:2020 年全球草铵膦有效产能和产量的情况. 30

4、表 12:全球饲料磷酸盐主要生产商(按 W(P)=18%计) . 31 表 13:四种主要正极材料性质 . 32 表 14:进入磷酸铁生产的公司类别 . 34 图 目 录 图 1:磷化工产业链 . 7 图 2:我国磷矿石分布情况 . 9 图 3:2018 年-2021 年磷矿石价格变动情况(元) . 9 图 4:磷矿石下游消费情况 . 10 图 5:2016-2021 年我国磷矿石表观消费量(万吨) . 10 图 6:磷矿石出口关税 . 10 图 7:磷矿石国际价格(美元/吨) . 10 图 8:1995-2021 年我国磷矿石出口数量及占产量的比重(吨,%) . 11 图 9:巴西进口肥料总

5、量 (吨) . 11 图 10:2011-2020 年贵州磷矿石产量及其变动 . 12 图 11:2011-2020 年湖北磷矿石产量及其变动 . 12 图 12:2011-2020 年云南磷矿石产量及其变动 . 12 图 13:2011-2020 年四川磷矿石产量及其变动 . 12 图 14:2000-2021 年我国磷矿石产量(万吨) . 12 图 15:各品种磷肥消费占比 . 14 5 图 16:2016-2021 年磷酸一铵产能和产量变动情况 . 15 图 17:2016-2021 年磷酸二铵产能和产量变动情况 . 15 图 18:2016-2021 年磷酸一铵表观消费量 . 15 图

6、 19:2016-2021 年磷酸二铵表观消费量 . 15 图 20:MAP 主要生产厂商(2021 年,万吨,%) . 15 图 21:DAP 主要生产厂商(2021 年,万吨,%) . 15 图 22:磷酸一铵、磷酸二铵出口占产量比重. 16 图 23:磷酸一铵和磷酸二铵物料图 . 16 图 24:磷酸一铵价差走势 . 17 图 25:磷酸二铵价差走势 . 17 图 26:黄磷下游市场消费结构 . 18 图 27:黄磷生产工艺 . 18 图 28:黄磷生产成本 . 18 图 29:2016-2021 年黄磷开工率 . 19 图 30:我国黄磷产地分布(按照 2020 年黄磷产量) . 19

7、 图 31:2016-2021 年黄磷产能和产量情况(万吨) . 19 图 32:我国黄磷企业产能分布情况 . 19 图 33:我国黄磷出口数量(万吨) . 20 图 34:黄磷价差走势 . 20 图 35:黄磷库存情况(吨) . 21 图 36:磷酸的生产工艺图 . 21 图 37:湿法磷酸的生产工艺图 . 22 图 38:2019 年全球农药市场结构 . 23 图 39:2019 年全球除草剂结构 . 23 图 40:2003-2020 年全球氨基酸类除草剂市场发展情况 . 24 图 41:全球转基因种植面积(亿公顷) . 24 图 42:全球不同国家草甘膦使用量 . 25 图 43:全球

8、不同国家转基因种植面积 . 25 图 44:不同作物/非农草甘膦使用量. 25 图 45:不同转基因作物种植面积 . 25 图 46:我国草甘膦地域产量分布 . 26 图 47:甘氨酸法合成草甘膦工艺路线图 . 26 图 48:IDA 法合成草甘膦工艺路线图 . 27 图 49:甘氨酸法合成草甘膦价差走势 . 27 图 50:IDA 法合成草甘膦价差走势 . 27 图 51:IDA 法和甘氨酸法成本比较 . 28 图 52:2009-2021 年我国草甘膦产量(万吨) . 28 图 53:2017-2021 年草甘膦出口占总产量的份额 . 28 图 54:我国草甘膦开工率 . 29 图 55:

9、2011-2021 年我国草甘膦价格走势(元/吨) . 29 图 56:2018-2021 年草甘膦库存情况(吨) . 29 图 57:草铵膦全球市场规模(亿美元) . 30 图 58:我国饲料产量(万吨) . 31 图 59:2016-2021 年我国磷酸氢钙表观消费量(万吨) . 31 图 60:我国磷酸氢钙有效产能(万吨) . 31 图 61:我国磷酸氢钙产能集中度 . 31 图 62:三聚磷酸钠下游需求结构 . 32 图 63:三聚磷酸钠产能和产量 . 32 图 64:三聚磷酸钠消费情况(万吨) . 32 图 65:四种磷酸铁锂生产工艺 . 33 图 66:磷酸铁锂产能分布情况 . 3

10、4 图 67:磷酸铁锂产能和产量(万吨) . 34 图 68:磷酸铁锂成本占比 . 34 图 69:磷酸铁产能和产量(万吨) . 34 6 投资聚焦 磷磷化工上游化工上游的长期逻辑为供给难增,需求有望小幅增加,磷矿石资源价值有望重估。的长期逻辑为供给难增,需求有望小幅增加,磷矿石资源价值有望重估。受长江流域整治以及四川、云南等地环保政策影响,我国磷矿石的产量已经连续多年缩减,尽管 2021 年价格高增,但增加的产能有限,各地政府限制了磷矿石的开采总量,但在需求端,农化板块出口已经被连续多年压减,剩余多为刚性需求,磷酸铁锂等新型精细磷化工产品增加,长期看磷矿石需求有望维持小幅增长。 建议关注湿法

11、磷酸的相关投资机会。建议关注湿法磷酸的相关投资机会。湿法磷酸耗能更低,随着净化技术的更加成熟,湿法净化磷酸将能够取代热法磷酸的份额,是有市场成长空间的产品种类。同时凡生产湿法磷酸会产生磷石膏,若建设有完备的磷石膏处理厂,将增加湿法磷酸产量上线,减低成本,建议关注企业湿法净化磷酸建设与下游产品应用、以及有完备磷石膏处理的企业。 建议关注草甘膦、草铵膦相关投资机会。建议关注草甘膦、草铵膦相关投资机会。在全球农产品价格高涨背景下,全球的农化景气度提升,草甘膦是用量最大的除草剂品类,需求自疫情以来持续增长,我国供应全球 70%的草甘膦,2021 年先受四川洪水影响产量,后受黄磷涨价影响,价格一路上涨到

12、超过 8 万元。后续草甘膦需求端仍有支撑,预计草甘膦价差短期内仍能维持。长期看草甘膦用量与转基因作物种植面积呈现正相关,建议关注我国转基因种子批准进度,有望带动国内草甘膦用量增长。草铵膦可以替代草甘膦作为广谱除草剂,解决作物抗草甘膦增加的问题,也是近年来增长最快的除草剂品类,目前草铵膦合成上有较大技术壁垒,我国企业在产能上位于世界前列,建议关注草铵膦企业扩产情况。 7 一、磷化工概览:产值以肥料为主,精细产品亟待发展 磷是元素周期表的第 15 号元素,位于第三周期第 VA 族,磷存在于生物体的细胞膜和动物骨骼中,是维持人体牙齿和骨骼的重要元素,在自然界中,磷以正磷酸盐的形式存在,工业利用的磷资

13、源主要有磷灰石、磷块岩和鸟粪石。磷最重要的下游应用是生产化肥,大约全球 71%的磷矿石用于生产磷酸,90%的磷酸用于生产化肥,因此磷资源对世界粮食生产有着重要作用。此外磷元素还可用于合成各种磷酸盐,用于农药、水处理剂、生物医药、电子、食品产业中。 磷化工是基础化工的重要分支。磷化工是基础化工的重要分支。磷化工上游为磷矿石磷化工上游为磷矿石,磷化工的中游为黄磷、湿法磷酸和湿法净化磷酸,将磷,磷化工的中游为黄磷、湿法磷酸和湿法净化磷酸,将磷元素富集,下游为各种含磷的终端产品。元素富集,下游为各种含磷的终端产品。下游磷产品精细化的要求不同,使用的磷酸纯度也不同,农肥产业链中,要求的磷纯度要求较低,直

14、接使用湿法磷酸即可制取普通肥料,比如磷酸一铵、磷酸二铵、钙镁磷肥、过磷酸钙等,用于工业生产磷酸盐、杂质要求高的水溶肥等新型肥料制备、以及食品级磷酸盐制备时,需要用到纯度更高的黄磷路线热法磷酸或者湿法净化磷酸。磷化工最终产品可以用于农牧水产业、食品工业、精细化工、冶金工业、水处理剂、医疗等众多领域,应用广泛的磷酸盐包括六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、草甘膦等,制备磷酸盐的中间产物包括五氧化二磷、三氯化磷等。 现阶段我国磷化工布局现阶段我国磷化工布局存在存在“头重脚轻”“头重脚轻”的问题的问题,我国热法磷酸、中间产品、最终产品的比例是 11.50.8(2019 年) ,上游中游大宗品如磷矿石、黄磷等产值占

15、比高,下游精细磷酸盐比重低,造成整体磷化工产值较难提升,行业主要依靠磷肥等技术较低的产品,另外我国还是世界黄磷生产大国,而黄磷是一种高耗能、高污染的产品,磷化工多次受到环保、降能等政策的影响。 图图 1:磷化工产业链磷化工产业链 资料来源:信达证券研发中心 二、磷矿石:产业链最上游,价格中枢提升 1、磷矿资源分布:储采比较低,保护压力加大 磷矿石是磷元素的最磷矿石是磷元素的最上游上游来源,来源,全球磷矿石分布并不均匀全球磷矿石分布并不均匀。根据美国地质调查局的统计,2016 年全球磷矿石总储量为 680 亿吨,主要集中在摩洛哥和西撒哈拉、中国、阿尔及利亚、叙利亚等十个国家,占全球储量的94.8

16、5%,其中 73.53%的磷矿分布在摩洛哥,我国磷矿石储量为 31 亿吨,储量占比为 4.56%,居全球第二位。磷矿石产量分布也较为集中,摩洛哥、中国和美国三个国家共占全球磷矿石总产量的 75%,2016 年全球磷矿石产量共 26.1 亿吨,我国产量 13.8 亿吨,占总产量的 52.87%。 焦炭草甘膦农业硫酸磷矿石硅石湿法湿法磷酸磷酸一铵磷酸二铵热法黄磷热法磷酸三聚磷酸钠六偏磷酸钠电子级磷酸工业级磷酸盐食品级磷酸盐洗涤剂防腐剂等食品等水处理剂电子工业食品农业硫磺硫铁矿冶炼烟气湿法净化磷酸三氯化磷五氧化二磷其他磷酸盐上游中游下游合成氨 8 表表 1:2016 年全球主要国家磷矿资源储量和产量

17、年全球主要国家磷矿资源储量和产量分布情况分布情况 国家国家 储量(千吨)储量(千吨) 储量占比储量占比 产量(千吨)产量(千吨) 产量占比产量占比 摩洛哥和西撒哈拉 50000000 73.5% 30000 11.5% 中国 3100000 4.6% 138000 52.9% 阿尔及利亚 2200000 3.2% 1500 0.6% 叙利亚 1800000 2.6% 南非 1500000 2.2% 1700 0.7% 俄罗斯 1300000 1.9% 11600 4.4% 约旦 1200000 1.8% 8300 3.2% 埃及 1200000 1.8% 5500 2.1% 美国 110000

18、0 1.6% 27800 10.7% 澳大利亚 1100000 1.6% 2500 1.0% 其他国家 3500000 5.1% 34100 13.1% 全球总量 68000000 100.0% 261000 100.0% 资料来源:美国地质调查局,我国磷矿资源分布及其成矿特征研究进展,信达证券研发中心 我国磷矿石的储采比低于全球平均值,磷矿资源保护压力较大。我国磷矿被过度开发情况严重,2017 年磷矿储采比仅有 24 年,相比全球平均 266 年差距较大,也小于美国的 36 年。磷矿是一种重要的不可再生资源,现已被我国自然资源部列入 24 种国家战略性矿产目录之一。 表表 2:全球主要磷资源

19、国家储采比:全球主要磷资源国家储采比 2010 年年 2017 年年 变化率变化率/% 摩洛哥和西撒哈拉 1923 1852 -3.70% 中国 57 24 -58.6 阿尔及利亚 1100 1692 53.8 巴西 62 309 400 南非 652 833 27.8 美国 54 36 -32.7 全球 369 266 -27.9 资料来源:中国工程院院刊,信达证券研发中心 表表 3:24 种国家战略矿产种国家战略矿产 大类大类 细分细分 能源矿产 石油、天然气、页岩气、煤炭、煤层气、铀 金属矿产 铁、铬、铜、铝、金、镍、钨、锡、钼、锑、钴、锂、稀土、锆 非金属矿产 磷、钾盐、晶质石墨、萤石

20、 资料来源:信达证券研发中心 相比摩洛哥等磷矿优势产国,我国磷资源具有以下特点: 1、富而不丰。磷矿品质以中低品位为主,我国磷矿石 P2O5品位平均为 19.4%,略低于全球平均水平 19.6%,且以胶磷矿为主,开采难度大,成本高,采富弃贫现象普遍。 2、磷矿石资源分布较为集中,我国共有 26 省有磷矿石,但磷矿资源储量的七成多和几乎全部富矿(w(P2O5)30%)集中分布在云贵粤川四省,湖北荆襄、保康、宜昌,贵州瓮福、开阳,云南滇中,四川马边-雷波、德阳是我国磷矿石的八大生产基地。根据统计局数据,湖北磷矿储量位 10.28 亿吨,占比 30.1%,四川磷矿储量6.92 亿吨,占比 20.2%

21、,贵州储量占比 6.21 亿吨,占比 18.2%,云南储量占比 6.17 亿吨,占比 18.1%。 9 图图 2:我国磷矿石分布情况我国磷矿石分布情况 资料来源:国家统计局,信达证券研发中心 进入 2021 年以来,国际和国内磷矿石价格均涨幅较大。回顾历史,国内磷矿石大部分时间在 300-400 元/吨之间,从 2021 年开始一路上行,2022 年初达到 645 元/吨。国际价格平均在 100 美元中枢附近,到 2022 年初约旦 FOB 价格为 114.5 美元/吨,印度 CFR 价格达到 205 美元/吨。国内磷矿石价格低于国际交易价格,但同时我国磷矿石成交品位也低于国际成交品位,根据百

22、川盈孚,我国磷矿石成交品位一般为 25%-30%之间,国际一般68%-72%BLP 之 间 ( BPL 是 将 磷 矿 的P2O5 含 量 折 合 成 磷 酸 三 钙 ( Ca3(PO4)2 ) 的 含量,%BPL*0.4576=%P2O5,大约为 31.12%-32.95% P2O5) 。 图图 3:2018 年年-2021 年磷矿石价格变动情况(元)年磷矿石价格变动情况(元) 资料来源:万得,信达证券研发中心 2、下游消费:化肥消费最大,出口下降明显 磷肥是磷矿石的最大下游。根据百川盈孚,我国 71%的磷资源用于生产磷肥,7%用于生产黄磷,6%生产磷酸盐,但在 2015 年出台的磷肥零增政

23、策下,磷肥及磷酸产业链多年疲软,磷矿石受此影响销量下降,磷矿石需求对应从 2016 年开始下行,表观消费量从 2016 年的 1.38 亿吨下降到 2020 年的 0.89 亿吨。2021 年磷矿石消费小幅回升 15%。 30%20%18%18%14%湖北四川贵州云南其他00500600700 10 图图 4:磷矿石下游消费情况磷矿石下游消费情况 图图 5:2016-2021 年我国磷矿石表观消费量年我国磷矿石表观消费量(万吨)(万吨) 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 我国我国磷矿石磷矿石主要为内销主要为内销自用自用,出口从

24、出口从 2008 年开始锐减。年开始锐减。2008 年之前,我国磷矿石三分之一年产量用于出口,2008 年之后,除了 2010 年出口量小幅上升以外,出口量占产量的比重降到 10 个点以下,最低时下降到 1.5 个点,2017 年以来出口占产量比重维持在 3-4 个点。出口下降主要由于我国从 2005 年改变了磷矿石的关税政策,为了保护磷资源 2004 年取消 13%的出口退税政策,2009 年实行出口配额管理,2010 年对磷矿石出口加征 35%关税,后于 2019 年取消。 图图 6:磷矿磷矿石出口关税石出口关税 图图 7:磷矿石国际价格(美元磷矿石国际价格(美元/吨)吨) 资料来源: 海

25、关总署,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 黄磷7%磷酸盐6%其他磷化物16%磷复肥71%黄磷磷酸盐其他磷化物磷复肥0 0 0 0 0 0000111035% 35% 35% 35% 35% 35%20%15%10%00%5%10%15%20%25%30%35%40%05002018/11/112019/2/112019/5/112019/8/112019/11/112020/2/112020/5/112020/8/112020/11/112021/2/112021/5/112021/8/112021/11/11磷矿石FOB约旦(68-70%BPL)

26、(美元/吨)磷矿石CFR印度(68-70%BPL)(美元/吨) 11 图图 8:1995-2021 年我国磷矿石出口数量及占产量的比重(吨,年我国磷矿石出口数量及占产量的比重(吨,%) 资料来源: 万得,海关总署,信达证券研发中心 磷矿石景气度从 2020 年末开始上行,主要驱动力为全球粮食价格上行,以及各国对粮食安全的重视程度增加,各国政府鼓励主粮的种植,带动全球化肥需求量增加,巴西在 2021 年 8-11 月份化肥进口数量同比增长 25%-50%,化肥的需求促进了上游磷矿石需求的增加,另一方面由于全球磷矿石供给集中,全球海运费上涨也导致了磷矿石价格的提升。 图图 9:巴西进口肥料总量巴西

27、进口肥料总量 (吨)(吨) 资料来源: wind,信达证券研发中心 3、供给端:磷矿石开采难以提升,受政策环保政策限制 在在 2015 年我国开始对磷资源和磷化工进行一系列的调整年我国开始对磷资源和磷化工进行一系列的调整。调整一方面因为磷矿石及下游化肥生产长期供过于求,生产粗放,环境污染较为严重,另一方面因为磷资源亟待保护,磷矿石不可再生,储采比逐年下降,富矿资源枯竭。以湖北宜昌为例, 宜昌市磷产业发展总体规划(20172025 年) 明确了磷矿石开采的总量要求,到 2025 年磷矿开采规模控制在 1000 万吨,2016 年宜昌市实际开采矿石量在 1156.26 万吨,磷矿开采总量被大量压缩

28、,湖北是我国磷矿石供给最大的省份,宜昌是湖北重要的磷化工生产基地,可以预期全国磷矿石开采总量被压制。 除湖北外,从除湖北外,从 2017 年开始,其他磷矿公司省份如四川、云南和贵州,磷矿石开采也受到限制。年开始,其他磷矿公司省份如四川、云南和贵州,磷矿石开采也受到限制。2017 年四川德阳(什邡、绵竹)对九顶山自然保护区内探采矿权清理整顿,300 万吨磷矿产能永久关闭,云南昆明出台滇池保护治理三年攻坚行动实施方案(2018-2020 年) ,对滇池流域磷矿尾矿、磷石膏等进行治理,贵州由于环保政策以及当地两大磷化工企业瓮福与开磷合并导致省内磷矿明显减产。 0%20%40%60%80%100%12

29、0%140%160%0500,0001,000,0001,500,0002,000,0002,500,0003,000,0003,500,000出口量(吨)出口占产量的比重 - 500,000 1,000,000 1,500,000 2,000,000 2,500,000 3,000,000 3,500,000 4,000,000 4,500,000 5,000,0--------1020

30、09-----------012021-08 12 图图 10:2011-2020 年年贵州磷矿石产量及其变动贵州磷矿石产量及其变动 图图 11:2011-2020 年湖北磷矿石产量及其变动年湖北磷矿石产量及其变动 资料来源: 万得,信达证券研发中心 资料来源: 万得,信达证券研发中心 图图 12:2011-2020 年云南磷矿石产量及其

31、变动年云南磷矿石产量及其变动 图图 13:2011-2020 年四川磷矿石产量及其变动年四川磷矿石产量及其变动 资料来源: 万得,信达证券研发中心 资料来源: 万得,信达证券研发中心 反映在产量上反映在产量上,磷矿石产量连续五年下滑。,磷矿石产量连续五年下滑。2016 年磷矿石产量为 1.44 亿吨,2017 年我国磷矿石产量 1.23 亿吨,同比下降 15%,是行业多年来首次出现产量下滑,之后磷矿石产量下滑的趋势一直延续到 2020 年,到2020 年全国磷矿石产量为 0.82 亿吨,2021 年受磷矿石价格提升刺激,产量有所回升,达到 0.91 亿吨,同比增长 11.22%。 图图 14:

32、2000-2021 年我国磷矿石产量年我国磷矿石产量(万吨)(万吨) 资料来源:国家统计局,信达证券研发中心 -40%-20%0%20%40%01,0002,0003,0004,0005,0006,0002000020产量:磷矿石:贵州(万吨)产量:磷矿石:贵州:同比-40%-20%0%20%40%01,0002,0003,0004,0005,0006,0002000020产量:磷矿石:湖北(万吨)产量:磷矿石:湖北:同比-30%-20%-10%0%10%20%0

33、5001,0001,5002,0002,5003,000产量:磷矿石:云南(万吨)产量:磷矿石:云南:同比-60%-40%-20%0%20%40%60%02004006008001,0001,2001,4001,6002000020产量:磷矿石:四川(万吨)产量:磷矿石:四川:同比02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,0002000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年2

34、016年2017年2018年2019年2020年2021年 13 4、 “三磷”整治影响磷化工企业,对磷矿石供给形成核心影响 磷化工具有较大的污染,最主要表现为对水体的污染。磷化工具有较大的污染,最主要表现为对水体的污染。十三五期间环保调查确定总磷是长江首要污染物,2019年初生态环境部印发长江“三磷”专项排查整治行动工作方案 ,要求对三磷即磷石膏、磷化工(磷肥、含磷农药及黄磷制造等) 、磷矿进行整治,先各地排查再定点施策。磷矿石开采会造成颗粒污染,长江沿岸有大量化肥厂,产生的磷石膏堆存可能会发生渗漏污染地下水,黄磷生产会产生高污染尾气,对空气造成污染。环境整治中关停了大量的化肥厂、磷矿产区以

35、及小黄磷厂,对磷矿的需求影响较大。 表表 4:“三磷”问题排查的污染物:“三磷”问题排查的污染物 主体主体 污染源污染源 磷石膏 部分磷石膏库防渗措施不到位,对地下水环境安全形成较大威胁;部分磷石膏库未建设地下水监测井、监测井建设不规范或未按规定进行监测。 磷矿石 固体颗粒污染 黄磷生产 黄磷尾气“点天灯”、废气无组织排放、含磷原料及废渣等物料贮存场所未完善防渗措施等 磷肥企业 企业环境管理不完善和雨污分流不完善等容易被忽视但积累效应大 磷矿企业 矿井水超标排放、磷矿堆场及道路扬尘和未按规定实施矿山生态恢复措施等问题。 资料来源:信达证券研发中心 三、磷肥:磷资源的最主要下游 1、化肥行业:农

36、业生产必需品,多年以来供大于求 肥料是农业重要的生产资料,农作物生产需要三种元素,氮、磷、钾,分别对应三大类肥料氮肥、磷肥、钾肥,复合肥会将氮肥(尿素等) 、磷肥(过磷酸钙或者磷铵等)与钾肥(氯化钾)混合,形成不同的营养元素配比,以适应不同使用场景等。 化肥按照营养元素分为氮肥、磷肥、钾肥、复合肥等,最常见的氮肥包括尿素、硝酸铵、硫酸铵、复合肥等,常见的磷肥包括复合磷肥如磷铵、三元过磷酸钙、钙镁磷肥等,常见的钾肥包括氯化钾、硫酸钾等;按照含硫和氯可以分为硫基肥料和氯基肥料,作物对氯离子的接受程度不同,厌氯作物需要施加硫基复合肥;化肥还分酸碱,需要调节土地酸碱度也需要选择不同种类的化肥。 表表

37、5:无机化肥分类:无机化肥分类 无机肥种类无机肥种类 化学物质化学物质 含氮、五氧化二磷、氯含氮、五氧化二磷、氯化钾比例化钾比例 执行国家强制性化学标准执行国家强制性化学标准 执行推荐性化学标准执行推荐性化学标准 氮肥 尿素 46% GB2440-2001 尿素 - 硫酸铵(硫铵、肥田粉) 20.5%-21% - - 氯化铵 25% - GB/ T2946-1992 氯化铵 碳酸氢铵 17% GB3559-2001 碳酸氢铵 - 硝酸铵 34% - GB/T20782- 2006 农业用含磷型防爆硝酸铵 磷肥 过磷酸钙(普钙) 16-18% GB20413-2006 过磷酸钙 - 重过磷酸钙(

38、重钙) 40-50% GB21634-2008 粒状重过磷酸钙 - 钢渣磷肥 15% - - 磷矿粉 10-35% - - 钙镁磷肥 - GB20412-2006 钙镁磷肥 - 钾肥 硫酸钾 - GB20406-2006 农业用硫酸钾 - 硝酸钾 - - GB/T20784- 2006 农业用硝酸钾 氯化钾 - - - 复合肥料 磷酸二铵 含氮 18%,五氧化二磷46% GB10205-2009 磷酸一铵、磷酸二铵 - 磷酸二氢钾 五氧化二磷 52%,氯化钾 34% - - 14 硝酸磷肥 - GB10510-2007 硝酸磷肥、硝酸磷钾肥 - 复混肥料 两种以上化肥物理混合 - GB1506

39、3-2009 复合(混)肥料 - 参混肥料(BB肥) - - GB21633-2008 掺混肥料(BB 肥) - 资料来源:中国化肥网,信达证券研发中心 我国农业对化肥依赖度我国农业对化肥依赖度很很高。高。根据联合国粮农组织(FAO)统计,化肥在对农作物增产的总份额中约占 40%60%,在我国化肥贡献量更高。2018 年我国化肥使用量超过 5900 万吨,占世界化肥总消费的 30%,超过美国和印度使用的总和。由于我国主要为农业家庭经营,单户种植规模较小,多年以来的化肥使用对土壤品质的影响较大,农作物的土壤贡献率低于国际平均水平。 由于我国农业多年过度施肥,农业部和工信部正对化肥行业印发了相关的

40、指导文件。在 2015 年工信部发布工业和信息化部关于推进化肥行业转型发展的指导意见 ,要求调整化肥产品、原料结构,提升产能利用率,2015 年农业部印发到 2020 年化肥使用量零增长行动方案文件,要求管控化肥用量、科学施肥,到 2020年实现化肥使用量零增长。在这些文件的指导下,传统化肥需求被大大压缩,化肥出现了结构性的调整,含有微量元素的新型肥料占比增加,同时肥效提高下,化肥的使用量有望下降。 2、磷肥主要成分 MAP、DAP:经多年去产能,行业集中度提升 磷肥的消费结构上,磷酸一铵(MAP) 、磷酸二铵(DAP)市场占比达到 85%以上,是现阶段最主流的磷肥产品。其次是 NPK 复合肥

41、、重钙和低浓度磷肥等。MAP、DAP 主要用于补充磷元素,氮元素贡献量较少,MAP分子式为 NH4H2PO4,DAP 分子式为(NH4)2HPO4,两者的区别在于 1、氮磷比,MAP 氮磷比为 1:4.5,DAP 氮磷比为 1:2,从作物生长的角度讲,DAP 可以直接被作物吸收,2、PH 值,两者的 pH 值,磷酸一铵溶解到水后呈酸性,而磷酸二铵呈碱性,用在不同的土壤中,3、使用方式,在我国 DAP 为直接施用,MAP 需要制作成复合肥才能被作物吸收,因此 MAP 为复合肥厂的原材料,DAP 可以直接作为肥料售卖。 图图 15:各品种磷肥消费占比各品种磷肥消费占比 资料来源:中国磷复肥工业协会

42、,前瞻产业研究院,信达证券研发中心 我国 MAP 和 DAP 产量和消费量均呈现下降趋势,去产能效果较好。在全国磷肥去产能、零增长的大背景下,MAP 产能从 2016 年的 2680 万吨下降到 2021 年的 1981 万吨,产量从 2334.92 万吨下降到 1252.58 万吨,DAP 产能从 2016 年的 2600 万吨下降到 2021 年的 2205 万吨,产量从 1752.63 万吨下降到 2021 年的1354.36 万吨。在消费端,MAP 表观消费量从 2016 年的 2133.58 万吨下降到 2021 年的 793.52 万吨,DAP表观消费量从 2016 年的 1151

43、.4 万吨下降到 2021 年的 545.2 万吨。 DAPDAP44%44%MAPMAP41%41%NPKNPK7%7%重钙重钙3%3%低浓度磷肥低浓度磷肥5%5% 15 图图 16:2016-2021 年磷酸一铵产能和产量变动情况年磷酸一铵产能和产量变动情况 图图 17:2016-2021 年磷酸二铵产能和产量变动情况年磷酸二铵产能和产量变动情况 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 图图 18:2016-2021 年磷酸一铵表观消费量年磷酸一铵表观消费量 图图 19:2016-2021 年磷酸二铵表观消费量年磷酸二铵表观消费量 资料来源: 百川盈

44、孚,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 去产能加快了行业集中度提升的趋势,行业格局向好。2021 年磷酸一铵 CR10 为 57.6%,磷酸二铵 CR10 为87.1%,2016 年磷酸一铵 CR10 为 36.6%,磷酸二铵 CR10 为 69.2%,集中度均有提升。我国主要的磷酸一铵生产企业有湖北祥云、湖北新洋丰、云天化、四川龙蟒等,主要的磷酸二铵生产企业有云天化、贵州开磷、贵州瓮福、湖北宜化等。 图图 20:MAP 主要生产厂商(主要生产厂商(2021 年,年,万吨,万吨,%) 图图 21:DAP 主要生产厂商(主要生产厂商(2021 年,年,万吨,万吨,%) 资料

45、来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 -30%-20%-10%0%10%0.001,000.002,000.003,000.002001920202021磷酸一铵有效产能(万吨)产量(万吨)-20%-10%0%10%0.001,000.002,000.003,000.002001920202021磷酸二胺有效产能(万吨)产量(万吨)-30.0%-20.0%-10.0%0.0%10.0%20.0%0.00500.001,000.001,500.002,000.002,500.002001920

46、202021磷酸一铵表观消费量(万吨)磷酸一铵表观消费量同比-30.0%-20.0%-10.0%0.0%10.0%20.0%0.00500.001,000.001,500.002001920202021磷酸二铵表观消费量(万吨)磷酸二铵表观消费量同比湖北祥云, 220, 12%湖北新洋丰, 200, 11%云天化, 137, 8%四川龙蟒, 100, 5%贵州开磷, 80, 4%湖北鄂中, 70, 4%湖北泽东, 60, 3%湖北世龙, 55, 3%四川宏达, 50, 3%其他, 782, 42%云天化, 540, 24%贵州开磷, 420, 19%贵州瓮福, 265,

47、12%湖北宜化集团, 200, 9%湖北大峪口, 110, 5%云南祥丰, 100, 4%宜都兴发, 85, 4%安徽六国, 80, 4% 16 虽然国内需求持续下降,但 MAP、DAP 出口占比逐年增长。2016-2020 年出口占总产量的比例,MAP 从 8.7%增长到 31.8%,DAP 从 38.8%增长到到 46.3%。我国肥料主要出口地为印度、日本、孟加拉国、拉美地区,这些地区是全球主要农业国家,但近五年国际新增磷肥产能陆续释放,比如中东和北非地区,还有以印度为代表的磷肥进口大国近几年也在通过建设生产装置致力于提高国内供应水平,挤压了我国磷肥的出口空间。 图图 22:磷酸一铵、磷酸

48、二铵出口占产量比重磷酸一铵、磷酸二铵出口占产量比重 资料来源:中国磷复肥工业协会,信达证券研发中心 3、磷肥生产:以酸溶解磷矿石,磷石膏处理为产能瓶颈 DAP/MAP 生产过程:原材料为磷矿石、硫酸和合成氨,先将磷矿石粉碎,洗选,形成品位较高的磷矿粉,用硫酸将磷矿粉溶解反应,澄清之后加入合成氨进行中和,浓缩过滤干燥以后得到 MAP 和 DAP,两种产品硫酸、合成氨的使用比例不相同,生产 1t 磷酸一铵耗费 1.6t 磷矿石+1.5t 磷酸+0.13t 合成氨,生产 1t 磷酸二铵耗费1.85t 磷矿石+1.5t 硫酸+0.22t 合成氨。 图图 23:磷酸一铵和磷酸二铵磷酸一铵和磷酸二铵物料图

49、物料图 资料来源:百川盈孚,信达证券研发中心 磷肥生产过程会产生磷石膏,磷石膏处理困难,容易对环境产生污染。使用硫酸湿法溶解磷矿石时,磷矿石中的 Ca 离子和硫酸根生成沉淀硫酸钙,也是去除钙离子的重要步骤,硫酸钙为石膏的主要成分,但磷石膏偏酸性,产品难以满足建材生产要求,且石膏的单位商品价值低,长距离运输并不经济,在 2015 年之前一般采用堆存的模式,建设磷石膏堆存厂。我国磷化工发展多年,到 2021 年有超过 5 亿吨的石膏堆存量,且每年以5000 万吨的速度新增,但磷石膏中有多余磷酸根且呈现酸性,渗漏容易引发水体污染。 磷石膏是三磷整治的主要治理对象,长江沿岸各地政府一般采用“以用定产”

50、的模式保证磷石膏数量不增加,以磷石膏的处理能力来确定化肥/磷酸的产量,磷石膏的处理能力和处理成本将成为磷产业链各公司的重要竞争力来源。 8.7%11.7%14.6%15.7%20.5%27.5%38.8%36.5%50.1%47.8%40.5%39.2%0%10%20%30%40%50%60%2001920202021磷酸一铵出口占产量比重磷酸二铵出口占产量比重1.6t0.13t1.5t1t磷矿石磷矿石硫酸硫酸合成氨合成氨磷酸一铵磷酸一铵硫铁矿硫铁矿硫磺硫磺0.75t0.3t磷矿石磷矿石硫酸硫酸合成氨合成氨磷酸二铵磷酸二铵硫铁矿硫铁矿硫磺硫磺0.75t0.3t1.85t0

51、.22t1.5t1t 17 4、疫情后受成本端和需求端支撑,磷肥价格明显上涨 磷矿石、液氨和硫磺价格一路走高,支撑磷肥价格。疫情开始到 2022 年初,湖北柳树沟 28%品位磷矿石从360 元/吨价格上涨到 620 元/吨,镇江港硫磺价格从 550 元/吨上涨到 2465 元/吨,液氨价格随着煤炭价格上涨,从 2300 元/吨最高上涨到 4800 元/吨,后煤炭价格有所下降,液氨价格回归到 3800 元/吨。MAPDAP 价格也随原材料价格升高,MAP 从年初的 2150 元/吨上涨到年末的 3450 元/吨,DAP 从 2480 元/吨上涨到 3770 元/吨,由于原材料涨势同样较大,价差呈

52、现先扩大后缩小趋势。 图图 24:磷酸一铵价差走势磷酸一铵价差走势 资料来源:wind,信达证券研发中心 图图 25:磷酸二铵价差走势磷酸二铵价差走势 资料来源:wind,信达证券研发中心 四、黄磷:磷化工重要中间产品,但高耗能高污染 黄磷是一种白色至黄色略脆的蜡状固体,是磷元素的单质,磷化工重要的中间产品,黄磷最大的下游应用为生产热法磷酸,其次为草甘膦,其他下游应用有三氯化磷、五氧化二磷等。 020040060080000200030004000500060002017/1/12018/1/12019/1/12020/1/12021/1/12022/1/1磷酸一铵价差现

53、货价:磷酸一铵(MAP):国内车板价(含税):磷矿石(28%):湖北柳树沟现货价:液氨:国内市场价(主流价):硫磺(颗粒):镇江港020040060080000200030004000500060002017-01-012018-01-012019-01-012020-01-012021-01-012022-01-01磷酸二铵价差现货价:磷酸二铵(DAP):国内车板价(含税):磷矿石(28%):湖北柳树沟现货价:液氨:国内市场价(主流价):硫磺(颗粒):镇江港 18 图图 26:黄磷下游市场消费结构黄磷下游市场消费结构 资料来源:百川盈孚,信达证券研发中心 黄磷是一种高耗

54、能的产品,黄磷冶炼分电炉法和高炉法,我国以电炉法为主,这种方法实收率高、产品纯度高,电炉法是将磷矿石、硅石和焦炭的混合料加入电炉中,由通过炉盖的石墨电极(作为导电级)将电能转变成热能,从而把混合料加热至熔融状态,使元素磷升华后再将含磷气体进行冷凝、分离和精制得到元素磷。这是一个高耗能的过程,一吨黄磷需要消耗 14000 度电,黄磷的成本构成中,电力成本是第一大成本,约占总成本的37%,其次是磷矿石和焦炭。 图图 27:黄磷生产工艺黄磷生产工艺 图图 28:黄磷生产成本黄磷生产成本 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 由于黄磷生产的高耗能属性,黄磷生产

55、一般分布在能源成本较低的省份,长江沿岸水电成本较低,黄磷产能分布较多,其中 2020 年云南一省产量占我国产量的 50%,但由于水电有季节性因素,黄磷的开工率也随季节性波动,一般在每年的夏季开工率较高。 热法磷酸46%草甘膦26%三氯化磷15%五氧化二磷4%其他焦炭硅石石墨电极磷矿石黄磷14000W1.9t3t0.02t10t1t焦炭24%硅石1%石墨电极2%其他管理费用9%磷矿石27%电价37% 19 图图 29:2016-2021 年年黄磷黄磷开工率开工率 图图 30:我国黄磷产地分布(按照我国黄磷产地分布(按照 2020 年黄磷产量)年黄磷产量) 资料来源: wind,信达证券研发中心

56、资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 我国黄磷产量占全球的 80%,黄磷这种高耗能产品在我国生产占比高有历史性的原因,在 20 世纪 70 年代,黄磷也曾是我国西南等磷矿资源丰富省份拉动经济的特殊工业,随着我国经济发展对环保耗能的要求提高,黄磷产业治理也在进行中,2016 年以来我国黄磷开始供给侧改革,多家黄磷厂被关停,黄磷产能开始下降。2017年开始黄磷产能从最高点 154.1 万吨下降到 136.5 万吨。黄磷产量从 88.19 万吨下降到 77.75 万吨。 企业集中度小幅提升,根据百川盈孚数据,黄磷企业 CR4 占比从 2018 年的 27.7%提升到 30.3%,CR10 占比从

57、2018 年的 52.5%提升到 2021 年的 54.5%。 图图 31:2016-2021 年黄磷产能和产量情况年黄磷产能和产量情况(万吨)(万吨) 图图 32:我国黄磷我国黄磷企业产能分布情况企业产能分布情况 资料来源: wind,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 我国黄磷的出口量逐年下滑。2002 年我国黄磷出口量达到顶点,我国加强对磷资源的保护后,2005 年对黄磷的出口关税从 10%增加到 20%,2008 年加征 100%特别出口关税,于 2009 年取消。现在黄磷出口适用 20%出口关税。黄磷出口数量从 2002 年开始下滑,到 2020 年我国黄磷出口

58、占总产量的比重不足 1%,主要为自产自销。 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%--------012021-05云南65%四川14%贵州12%湖北9%0.0020.0040.0060.0080.00100.00120.00140.00160.00180.002001920202021湖北兴发, 11%中国其他(黄磷), 6%弥勒磷电, 6%宣威磷电

59、, 6%云南江磷, 5%雷波凯瑞, 4%四川川投, 4% 20 图图 33:我国黄磷出口数量(万吨)我国黄磷出口数量(万吨) 资料来源:海关总署,信达证券研发中心 由于黄磷生产高耗能,湿法磷酸在耗能上优于黄磷路线的热法磷酸,随着湿法净化磷酸的各项指标逐渐接近热法磷酸,并且成本更低,将可以取代热法在工业、食品上的多种需求。在国际市场上,越南、哈萨克斯坦的黄磷产能对我国黄磷的出口形成挤压效应,黄磷需求端长期看有下降趋势。 在需求长期走弱的趋势下,黄磷价格走势主要看供给端的影响。2021 年黄磷市场出现极端行情,由于能耗双控和低成本电力紧缺,黄磷供给端明显压缩,2021 年 5 月份由于南方河流处于

60、枯水季黄磷开工率下降,价格从年初的 15825 元/吨上涨到 24000 元/吨,8 月份云南出台了关于坚决做好能耗双控有关工作的通知进一步刺激了黄磷价格的上涨,文件中要求 2021 年 9-12 月黄磷生产量不超过 2021 年 8 月产量的 10%,按照云南 50%的黄磷全国产量占比,相当于 45%的黄磷产量被缩减,导致黄磷价格一度涨到超过 6 万元/吨,10 月后工业用电逐渐放开,黄磷价格逐渐回落,2021 年初黄磷价格回归到 3 万/吨,仍处于历史高位。 图图 34:黄磷价差走势黄磷价差走势 资料来源:百川盈孚,信达证券研发中心 0.02000.04000.06000.08000.01

61、0000.012000.014000.016000.01998年1月1999年1月2000年1月2001年1月2002年1月2003年1月2004年1月2005年1月2006年1月2007年1月2008年1月2009年1月2010年1月2011年1月2012年1月2013年1月2014年1月2015年1月2016年1月2017年1月2018年1月2019年1月2020年1月-20000300004000050000010,00020,00030,00040,00050,00060,00070,000黄磷价差黄磷市场均价(元/吨)焦炭市场均价(元/吨)石墨电极普通功率均价(

62、元/吨)磷矿石市场均价(元/吨)硅石电费 21 图图 35:黄磷库存情况黄磷库存情况(吨)(吨) 资料来源:wind,信达证券研发中心 表表 6:云南省关于坚决做好能耗双控有关工作的通知中关于重点行业的管控举措:云南省关于坚决做好能耗双控有关工作的通知中关于重点行业的管控举措 细分行业细分行业 管控举措管控举措 钢铁行业 在确保完成 2021 年粗钢产量压减目标任务的基础上,调整全省钢铁企业生产时序,2021 年 9 月份排产产量调整(调整比例不得低于月度考核目标任务的 30%)至 1112 月生产 水泥行业 推动水泥行业错峰生产。2021 年 9 月份水泥产量在 8 月份产量基础上压减 80

63、%以上,1012 月全部水泥企业错峰生产时间不少于 40 天 黄磷行业 加强黄磷行业生产管控,确保 2021 年 912 月黄磷生产线月均产量不得超过 2021 年 8 月份产量的 10%即削减 90%产量) 绿色铝行业 持续做好绿色铝行业生产管控,确保绿色铝企业 9-12 月份月均产量不高于 8 月份产量 工业硅行业 加强工业硅行业生产管控,确保工业硅企业 9-12 月份月均产量不高于 8 月产量的 10%(即削减 90%产量) 煤电行业 在电网安全运行需要的前提下,优化降低煤电开机时间 资料来源:云南省节能工作领导小组,信达证券研发中心 五、磷酸:湿法取代热法为趋势,净化磷酸前景广阔 磷酸

64、按照生产方法分为两种,热法磷酸和湿法磷酸,热法磷酸是采用黄磷燃烧水合的方法产生,此种方法生产出磷酸纯净度高,不需要繁复的除杂工艺,但由于原材料为黄磷,成本高耗能高;湿法磷酸是采用硫酸酸解磷矿石的方法,依托于制肥产业链,将酸解之后的粗制磷酸进行后续复杂的除杂、萃取等一系列的净化操作之后,可以产生纯净度较高的湿法净化磷酸,此种方法尽管后续工艺繁杂,但和热法相比成本仍然偏低,但技术工艺壁垒较高。 图图 36:磷酸的生产工艺图磷酸的生产工艺图 资料来源:百川盈孚,信达证券研发中心 湿法制取磷酸分为二水、半水、半水-二水法三种,三种方法区别是所产生磷石膏的结晶水的比例。目前我国主流的装置为二水磷酸装置,

65、半水-二水、半水磷酸装置较少,但二水磷酸装置产生的磷石膏总磷比例高、烘干废能,总磷含量高影响石膏建材质量,导致磷石膏利用成本高,处理难度大。发展方向为半水-二水法,技术操作范围窄,工艺难度较大。 05000000025000空气黄磷燃烧塔水化塔除雾设备工业级磷酸食品级磷酸1t3.6-3.7t 22 图图 37:湿法磷酸的生产工艺图湿法磷酸的生产工艺图 资料来源:百川盈孚,信达证券研发中心 表表 7:湿法磷酸三种工艺对比:湿法磷酸三种工艺对比 磷石膏磷石膏 工艺难度工艺难度 二水 CaSO42H2O 国内目前主流工艺,工艺成熟,产出磷酸浓度较低,游离硫酸浓度高 半水 CaS

66、O41/2H2O 磷酸质量高但磷回收率低,操作范围窄,国内装置少 二水-半水 CaSO41/2H2O 操作范围窄,操作难度高,对设备腐蚀性高,但磷酸浓度高,产出磷石膏结晶度高,容易过滤 资料来源:信达证券研发中心 在工业级以上磷酸方面,我国热法磷酸占多数,主要依托于我国的黄磷产业发展,湿法磷酸占少数,但是在国外湿法磷酸是主流路线,国外湿法占比在 70%。我国湿法净化磷酸生产主要采用溶剂萃取法,萃取溶剂最多选用碳原子数 4 5 的脂肪醇,萃取设备主要有槽式、塔式、乳化泵和微反应器等类型,洗涤设备主要用塔式,有脉冲塔、筛板塔等。 目前我国已经工业化生产的净化技术来源于三家,瓮福技术、四川大学技术和

67、华中师大技术,瓮福技术生产可以满足 HG/T40692008 一等品要求,也可生产食品级磷酸,川大技术只能生产 w(H3PO4)75%的磷酸,如要生产 w(H3PO4)85%的磷酸,需要增加深度脱氟工序,华师技术生产的工业级磷酸产品质量满足HG/T40692008 合格品要求,开工率稍低,但最近技术不断改善,华师技术工业化生产逐渐成熟。若按照同样的产品标准,三种技术的成本相差不大。 2021 年开始,由于新能源电池材料磷酸铁锂需求提升,高纯度磷酸的需求增加,湿法净化磷酸建设逐渐普及开来。川恒股份、兴发集团等公司均开始建设湿法净化磷酸产能,湿法磷酸在工业级以上磷酸的占比有望提升。 表表 8:我国

68、湿法净化磷酸的企:我国湿法净化磷酸的企业产能及技术业产能及技术 技术来源技术来源 公司公司 净化磷酸产能净化磷酸产能 瓮福技术 瓮福集团 130 兴发集团 10 开磷集团(预计 2022 年中竣工) 40 川大技术 中化涪陵 4 六国化工 6 川金诺(预计 2022 年初投产) 10 云图控股(预计 2023 年投产) 30 华师技术 三宁化工 1 中孚化工 3 以色列技术 云天化 20(海口磷业 10 万吨,天安化工 10 万吨在建) 资料来源:CNKI,信达证券研发中心 六、草甘膦与草铵膦:用量最大的农药品类,成本与需求双支撑价格 1、市场分析:用量最大的除草剂品种,与转基因作物种植面积正

69、相关 磷矿石(30%)硫酸湿法磷酸湿法净化磷酸3.5t2.6t1t(合百P2O5)磷石膏 23 农药分为除草剂、除菌剂和杀虫剂,其中除草剂市场最大占到 40%,除草剂中氨基酸类除草剂市场规模最大,占比 23.6%,氨基酸类除草剂主要包括草甘膦、草铵膦、双丙铵膦三个品种(或者叫做有机膦类) ,草甘膦是用量最大的氨基酸类除草剂,2019 年草甘膦消费 73 万吨,占世界农药消费的 17%,是世界最大的农药品种。草甘膦为美国孟山都(现拜耳公司)的科学家发明的一种广谱非选择性除草剂,于 1976 年上市,草甘膦高效低毒,处于毒性最低的农药品类,被国外农民广泛采用。 2020 年氨基酸类除草剂市场达到

70、67.15 亿美元,相比 2000 年市场规模增加了 2.2 倍,其中草甘膦为 56 亿美元,草铵膦 10.5 亿美元,双丙铵膦为 0.65 亿美元。从 2016 年开始草铵膦消费规模持续提升,草甘膦消费维持稳定,由于抗草甘膦超级杂草的出现,草铵膦从 2017 年的 6.11 亿美元增长到 2020 年 10.5 亿美元,是较有潜力的除草剂品种。 图图 38:2019 年全球农药市场结构年全球农药市场结构 资料来源: 世界农药,Phillips McDougall,KLEFFMANN,中农纵横,信达证券研发中心 图图 39:2019 年全球除草剂结构年全球除草剂结构 资料来源:世界农药,agb

71、ioinvestor,信达证券研发中心 24 图图 40:2003-2020 年全球氨基酸类除草剂市场发展情况年全球氨基酸类除草剂市场发展情况 资料来源:世界农药,Phillips McDougall,KLEFFMANN,中农纵横,信达证券研发中心 表表 9:氨基酸类除草剂的主要品种和作用机制:氨基酸类除草剂的主要品种和作用机制 上市年份上市年份 主要开发企业主要开发企业 作用机制作用机制 草甘膦 1974 孟山都(现属拜尔) 5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶(EPSP)抑制剂 草铵膦 1986 拜尔(现属巴斯夫) 谷氨酰胺合成酶(GS)抑制剂 双丙氨膦 1984 日本明治治果林氏会社 谷氨

72、酰胺合成酶(GS)抑制剂 资料来源:世界农药,信达证券研发中心 草甘膦的快速发展与转基因的配合相关。在草甘膦上市前 20 年,尽管在农业和非农业上使用呈现稳步上升,但是市场规模增长对比后期仍然缓慢,直到 1996 年草甘膦抗性转基因作物推出和种植开始,草甘膦使用量呈现爆发性增长,后由于抗草甘膦超级杂草的出现,研发出抗草铵膦转基因种子,草甘膦和草铵膦的使用需求都与相应转基因作物的种植面积呈现显著相关性。 各国草甘膦用量排名基本与转基因种植面积排名正相关。自 1996 年转基因作物推广开始,接受转基因的国家数量已经达到 29 个,各国对转基因的接受程度逐渐提高,种植面积逐年增长,在 2013 年发

73、展中国家转基因种植面积已经超过发达国家。全球前五的转基因种植国家为美国、巴西、阿根廷、加拿大、印度,草甘膦使用排名前五的国家为巴西、美国、阿根廷、中国、澳大利亚,与转基因种植国家重合度较高。从作物种类看,大豆是转基因最大的作物品种,也是草甘膦用量最多的作物。 图图 41:全球转基因种植面积全球转基因种植面积(亿公顷)(亿公顷) 资料来源:wind,信达证券研发中心 0.002,000.004,000.006,000.008,000.0010,000.0012,000.00转基因作物种植面积:全球转基因作物种植面积:发达国家转基因作物种植面积:发展中国家 25 图图 42:全球不同国家草甘膦使用

74、量全球不同国家草甘膦使用量 图图 43:全球不同国家转基因种植面积全球不同国家转基因种植面积 资料来源: 世界农药,Phillips McDougall,KLEFFMANN,中农纵横,信达证券研发中心 资料来源:wind,信达证券研发中心 图图 44:不同作物不同作物/非农非农草甘膦使用量草甘膦使用量 图图 45:不同转基因作物种植面积不同转基因作物种植面积 资料来源: 世界农药,Phillips McDougall,KLEFFMANN,中农纵横,信达证券研发中心 资料来源:wind,信达证券研发中心 2、草甘膦生产:IDA 法更为环保,但我国的原料结构下成本更高 草甘膦有两种已经实现工业化的

75、生产工艺,为甘氨酸法和 IDA 法。现阶段两种产能全球分布较为均衡,甘氨酸法产能合计 47 万吨,全部为我国产能,IDA 法产能合计 57 万吨,37 万吨为德国拜尔产能,20 万吨为我国产能。我国企业以甘氨酸法为主,原因为国内合成 IDA 主要采用天然气和氨,此种方法价格昂贵且产品浓度低,而国外具有原料优势。甘氨酸法过程简单、原料来源广、产品纯度高、生产工艺相对成熟,但是这种方法使用了大量的三乙胺和甲醇作为溶剂,增加了溶剂回收成本和环境压力,相比较而言,IDA 工艺较为环保,甘氨酸法产生污染较多。 根据中农纵横和百川盈孚数据,2021 年全球草甘膦的产能约为 113 万吨,并且产能分布较为集

76、中。国外生产企业主要为德国拜尔/孟山都(37 万吨) ,其余大约 70%为我国产能,我国产能主要分布在沿江省份,四川产能占比 25%、江苏为 18%、湖北为 17%、浙江为 15%、安徽为 4.5%。过去六年由于环保巡视影响,中国草甘膦累计退出中小产能达到 30 多万吨,草甘膦生产企业已缩减至 12 家左右,退出路线大多是甘氨酸法。 企业产能方面,兴发集团总产能 18 万吨排名第一,其次为福华化工产能 15 万吨,新安化工产能 8 万吨,江山股份 7 万吨,好收成韦恩产能 7 万吨。国外有德国拜耳 IDA 法产能 37 万吨。 表表 10:全球草甘膦企业产能:全球草甘膦企业产能 甘氨酸法企业甘

77、氨酸法企业 甘氨酸法产能甘氨酸法产能/万万 t IDA 法企业法企业 IDA 法产能法产能/万吨万吨 泰盛化工(兴发) 13 好收成韦恩 7 巴西, 27%美国, 21%阿根廷, 16%中国, 13%澳大利亚, 6%泰国, 5%加拿大, 3%俄罗斯, 3%印度, 2%美国, 38%巴西, 28%阿根廷, 13%印度, 6%加拿大, 7%中国, 2%大豆, 27%非农, 24%果蔬, 13%玉米, 13%麦类, 8%水稻, 4%棉花, 4%油菜, 2%大豆49%玉米32%棉花14%油菜5% 26 内蒙古腾龙(兴发) 5 江山股份 4 许昌东方 3 扬农化工 4 广信化工 6 和邦股份 5 新安化

78、工 8 德国拜耳/孟山都 37 福华化工 15 江山股份 3 其他 3 合计 56 合计 57 资料来源:百川盈孚,世界农药,信达证券研发中心 图图 46:我国草甘膦地域产我国草甘膦地域产量量分布分布 资料来源:百川盈孚,信达证券研发中心 甘氨酸法合成草甘膦的原材料为黄磷、液氯、甲醇、甘氨酸、多聚甲醛、三乙胺,IDA 法的原材料为亚氨基二乙腈,黄磷、液氯、甲醛、双氧水。根据中农纵横和百川盈孚,2021 年行业平均甘氨酸法合成草甘膦生产成本为 29635 元/吨,按照 2021 年草甘膦平均价格 50573 元/吨,平均毛利率为 41.4%。IDA 法的行业平均成本为 27371 元/吨,对应平

79、均毛利率 50.4%。2021 年 IDA 法平均原材料成本并不比甘氨酸法高,主要由于甘氨酸成本高涨,亚氨基二乙腈成本低于甘氨酸成本。回顾历史上两者成本对比,IDA 法成本与甘氨酸成本相差不多,也是我国 IDA 法产能规模持续扩张的重要原因。 图图 47:甘氨酸法合成甘氨酸法合成草甘膦工艺路线图草甘膦工艺路线图 资料来源: 世界农药,百川盈孚,信达证券研发中心 内蒙4%江苏23%浙江13%安徽4%江西0%河南3%湖北21%四川28%中国其他4%甘氨酸法合成草甘膦黄磷黄磷液氯液氯三氯化磷三氯化磷甲醇甲醇亚磷酸二甲酯亚磷酸二甲酯甘氨酸甘氨酸多聚甲醛多聚甲醛草甘膦草甘膦0.35t0.35t1.17t

80、1.17t1.32t1.32t0.55t0.55t0.49t0.49t1t1t 27 图图 48:IDA 法合成草甘膦工艺路线图法合成草甘膦工艺路线图 资料来源: 世界农药,百川盈孚,信达证券研发中心 图图 49:甘氨酸法合成草甘膦价差走势甘氨酸法合成草甘膦价差走势 资料来源: 世界农药,百川盈孚,信达证券研发中心 图图 50:IDA 法合成草甘膦价差走势法合成草甘膦价差走势 资料来源: 世界农药,百川盈孚,信达证券研发中心 IDA法合成草甘膦IDA法合成草甘膦黄磷黄磷液氯液氯三氯化磷三氯化磷亚氨基二乙腈亚氨基二乙腈双甘膦双甘膦双氧水双氧水草甘膦草甘膦0.32t0.32t1.06t1.06t0

81、.8t0.8t1.1t1.1t1.05t1.05t1t1t天然气、天然气、氨气、氨气、甲醛甲醛甲醛甲醛-50000500000002500030000350004000045000000004000050000600007000080000900002011/1/12012/1/12013/1/12014/1/12015/1/12016/1/12017/1/12018/1/12019/1/12020/1/12021/1/12022/1/1草甘膦价差黄磷草甘膦甲醇液氯多聚甲醛甘氨酸-200003000040000500006000

82、0000004000050000600007000080000900002015/1/12016/1/12017/1/12018/1/12019/1/12020/1/12021/1/12022/1/1草甘膦IDA法价差黄磷草甘膦液氯亚氨基二乙腈甲醛双氧水 28 图图 51:IDA 法和甘氨酸法成本比较法和甘氨酸法成本比较 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 3、草甘膦供需:供需偏紧,成本支撑价格 我国草甘膦产量自 2016 年以来基本维持稳定,2020 年产量为 56 万吨,拉长区间看从 2009 年开始我国草甘膦产量呈逐年上涨态势,与产能的变动相一致。由于草甘膦全球

83、供求结构,我国草甘膦的国内消费仅占到总产量的 10%左右,90%以上的对外市场依存度。 图图 52:2009-2021 年我国草甘膦产量(万吨)年我国草甘膦产量(万吨) 图图 53:2017-2021 年草甘膦出口年草甘膦出口占总占总产量产量的份额的份额 资料来源: 百川盈孚,世界农药,中农纵横,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 近三年草甘膦开工率维持高位,正常情况下在 80%以上,2019 年 8 月后受三磷整治影响近 4 成草甘膦企业停工,开工率下降,一直到 2020 年初新冠疫情爆发开工率继续下滑,2020 年 4 月后新冠疫情稳定复产复工,下游需求提升,开工率上

84、行,但 2020 年 8 月因青衣江洪水影响开工率,此后半年下游需求平稳开工率维持 80%高位,但 2021 年 8 月后因原材料黄磷价格过快上涨,开工率下降,在 2021 年 11 月黄磷价格下降回 3 万元后开工率开始增加。 0500000002500030000350004000045000500002015/1/12016/1/12017/1/12018/1/12019/1/12020/1/12021/1/12022/1/1甘氨酸法成本IDA法成本020406080202000

85、0980.0%90.0%100.0%110.0%202182017 29 图图 54:我国草甘我国草甘膦开工率膦开工率 资料来源:wind,信达证券研发中心 当前(2022 年 1 月)草甘膦受成本支撑,价格维持高位。草甘膦最主要原材料甘氨酸、黄磷、亚氨基二乙腈价格在 2021 年上涨明显,草甘膦价格也增加到 8 万元/吨的水平,同时价差也维持在 3-4 万元/吨。但从库存看,尽管进入 2022 年后草甘膦行业库存量小幅升高,但长期看仍位于较低水平,由于疫情导致粮食价格高涨,全球对粮食安全的关注度提升,草甘膦需求量提升,从库存和需求推断出草甘膦仍能在中短期内维持价格高位,

86、后期价格的回调将主要跟随上游成本。 图图 55:2011-2021 年我国草甘膦价格走势年我国草甘膦价格走势(元(元/吨)吨) 图图 56:2018-2021 年草甘膦年草甘膦库存情况库存情况(吨)(吨) 资料来源: 百川盈孚,世界农药,中农纵横,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 4、草铵膦:草甘膦替代除草剂,近年来发展迅速 草铵膦是 1986 年由德国赫斯特公司(后归属拜耳公司,现属巴斯夫)直接化学合成并成功上市。草铵膦已成为与百草枯、草甘膦并存的非选择性主流除草剂。长期看受全球范围内百草枯禁限不断扩大,草甘膦抗性问题持续的影响,以及转基因技术的推广和使用,草铵膦需求

87、有望得到有效释放。草铵膦抗性基因已经导入水稻、小麦、玉米、甜菜、烟草、大豆、棉花、马铃薯、番茄、油菜、甘蔗等 20 多种作物中。 草铵膦是全球增长最快的非选择性除草剂,2020 年全球市场规模达到 10.5 亿美元,位列所有除草剂品种第二位,近 6 年全球市场复合增长率为 6.3%。 0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%2018/12/12019/1/12019/2/12019/3/12019/4/12019/5/12019/6/12019/7/12019/8/12019/9/12019/10/12019/11/12019/12/12020/1/12020/

88、2/12020/3/12020/4/12020/5/12020/6/12020/7/12020/8/12020/9/12020/10/12020/11/12020/12/12021/1/12021/2/12021/3/12021/4/12021/5/12021/6/12021/7/12021/8/12021/9/12021/10/12021/11/12021/12/060000800001000002011/1/12011/7/12012/1/12012/7/12013/1/12013/7/12014/1/12014/7/12015/1/12015/7/12016/1/1

89、2016/7/12017/1/12017/7/12018/1/12018/7/12019/1/12019/7/12020/1/12020/7/12021/1/12021/7/12022/1/06000080000 30 图图 57:草铵膦全球市场规模(亿美元)草铵膦全球市场规模(亿美元) 资料来源:世界农药,信达证券研发中心 草铵膦集中度高于草甘膦。根据中农纵横数据,全球共有 7 家企业生产草铵膦,分别是巴斯夫、印度 UPL、利尔化学、山东亿盛、永农生物、威远生化、石家庄瑞凯,我国共占 5 家,2020 年利尔化学草铵膦产能 1.54 万吨,占全球产能的 32.4%,20

90、20 年全球产能为 4.75 万吨。2021 年多家企业宣布草胺膦扩产计划,2021 年宣布新增的产量多达 3.5 万吨,这些产量建成后,全球草铵膦产量将达到 8 万吨。 表表 11:2020 年全球草铵膦有效产能和产量的情况年全球草铵膦有效产能和产量的情况 产地产地 2020 年年 2020 预增预增 巴斯夫 法兰克福、密西根 12000 12000 UPL 印度 6000 3000 山东亿盛 山东济宁 6000 5000 威远生化 河北石家庄 1600 1550 石家庄瑞凯 河北石家庄 1500 1600 永农生物 浙江上虞、宁夏 5000 少量 利尔化学 四川绵阳、广安 15400 12

91、000 总计 47500 35150 资料来源:世界农药,信达证券研发中心 七、其他磷酸盐:广泛用于水处理剂、动物饲料等 磷酸盐市场主要分为饲料级的磷酸钙盐、工业用磷酸钠盐以及其他精细磷盐产品。 饲料级磷酸钙盐是除了化肥外第二大磷化工大宗产品。饲料磷酸钙主要品种为磷酸二氢钙(Ca(H2PO4)2H2O,磷酸一钙(MCP) ) 、磷酸氢钙, (CaHPO42H2O,磷酸二钙(DCP) ) 、磷酸一二钙(含量界于磷酸二氢钙和磷酸氢钙的产品(MDCP) ) 、磷酸三钙(Ca3(PO4)2,脱氟磷酸钙(DFP) ) 。 饲料磷酸盐需求与养殖业饲料生产联系紧密。饲料磷酸盐需要按照一定比例加入到动物饲料中

92、使用,比例依据饲养动物的品种来定,因此饲料磷酸盐的需求与畜牧业饲料需求正相关。我国饲料产量在 2016 年至今总量平稳波动,磷酸氢钙消费量在 2016-2021 年也维持下降后升总量平稳波动趋势。 1.82.262.722.93.33.444.55.245.185.76.67.58.59.210.52006200720082009200001920202021 31 图图 58:我国饲料产量(万吨)我国饲料产量(万吨) 图图 59:2016-2021 年我国磷酸氢钙年我国磷酸氢钙表观表观消费量消费量(万吨)

93、(万吨) 资料来源:wind,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 我国饲料磷酸盐产能较为分散,分布在磷资源丰富的四川、云南、贵州和湖北四省。根据百川盈孚数据,单看磷酸氢钙品种,2020 年我国有厂家超过 29 家,市场集中度较低。在国外市场饲料磷酸盐是相对集中的生产品种,主要生产商集中在北美、欧洲和亚洲,且以大规模生产磷肥的企业为主,美国市场 CR3 为 90%,欧洲CR5 为 84%,日本 CR1 为 80%,南美鲍杰集团主导市场。我国的磷酸盐企业多是专业生产企业,并非相关的专业磷肥类生产企业。 表表 12:全球饲料磷酸盐主要生产商(按:全球饲料磷酸盐主要生产商(按 W

94、(P)=18%计)计) 生产商生产商 产能产能(万吨)(万吨) 生产商生产商 产能产能(万吨)(万吨) PotashCorp 143 中华云龙 35 Mosaic 78 OCP 30 Timab 68 PhosAgro 30 四川龙蟒 60 yara 30 Ecophos 60 贵州川恒 30 Bunge SA 40 新希望新龙 30 EuroChem 38 绵阳三佳 30 云南胜威 35 云南金地 30 J.R.Simplot 35 山东利丰达 30 总计 832 资料来源:CNKI,信达证券研发中心 图图 60:我国磷酸氢钙我国磷酸氢钙有效有效产能产能(万吨)(万吨) 图图 61:我国磷酸

95、氢钙产能集中度我国磷酸氢钙产能集中度 资料来源:百川盈孚,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 工业磷酸盐主要包括三聚磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠等产品。三聚磷酸钠是我国产能最高的磷酸盐种类,用于生产洗衣粉、印染助剂、食品添加剂、陶瓷原料分散剂等,具有保水剂、水质软05001,0001,5002,0002,5003,0003,5001989年1月1991年1月1993年1月1995年1月1997年1月1999年1月2001年1月2003年1月2005年1月2007年1月2009年1月2011年1月2013年1月2015年1月2017年1月2019年1月

96、2021年1月0500300202500,0001,000,0001,500,0002,000,0002,500,0003,000,0003,500,0004,000,0004,500,000202182017昆明云盘山磷化工有限公司, 6%云南胜威化工有限公司, 10%天宝动物营养科技股份有限公司, 11%四川绵竹市盘龙矿物质有限责任公司, 6% 32 化剂、乳化剂、防腐剂的性质,生产洗衣粉是下游最主要的应用,其次用于食品工业、印染工业等,由于含磷洗衣粉会造成水体的富营养化污染环境,三聚磷酸钠在洗衣粉中的

97、应用逐渐下降,下游需求缩减。六偏磷酸钠也主要用于水处理工业,受环保影响下游开工率下降,需求下降。 图图 62:三聚磷酸钠下游需求结构三聚磷酸钠下游需求结构 图图 63:三聚磷酸钠产能三聚磷酸钠产能和产量和产量 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 图图 64:三聚磷酸钠消费情况三聚磷酸钠消费情况(万吨)(万吨) 资料来源:百川盈孚,信达证券研发中心 八、磷酸铁锂:乘新能源电池东风,下游需求快速增长 磷酸铁锂是一种重要的锂电池正极材料,正极材料约占电池总成本的 40%左右,正极材料的性能在很大程度上决定了锂离子电池的综合性能。钴酸锂、锰酸锂、三元镍钴锰(

98、铝)酸锂、磷酸铁锂是四种已经大规模应用的正极材料,其中磷酸铁锂电池在安全性、成本、高温性能、循环性能方面具有突出的优势,是商用电动汽车动力锂离子电池的理想正极材料,预计未来在储能领域也有较好的应用前景。 表表 13:四种主要正极材料性质:四种主要正极材料性质 钴酸锂钴酸锂 锰酸锂锰酸锂 三元镍钴锰(铝)酸锂三元镍钴锰(铝)酸锂 磷酸铁锂磷酸铁锂 优点 制备简单、比容量高、综合性能好 制备简单、原料丰富廉价、 可逆比容量大、结构稳定、循环性能好 原料廉价丰富、工作电压适中(3.4v)平稳,理论比容量较高(170mAh/g),成本、循环性能、高温性能、安全性能优势突出 缺电 钴昂贵,钴酸锂安全性差

99、,不适用于电动汽车和储能电站 嵌锂容量相对较低,且有两个放电平台,高温循环性能较差 含有钴元素,成本相对较高,安全性能差 比容量相比三元电池低,低温环境放电较差 合成洗涤剂食品添加剂其他0.0020.0040.0060.0080.00100.00120.002001920202021产能:三聚磷酸钠(万吨)产量:三聚磷酸钠(万吨)0502182017 33 应用 广泛应用于小型的数码产品中 低端领域,比如电动自行车 消费电子产品和动力电池 商用电动汽车动力电池 实际比容量 mAh/g 135-150 110-130 155-24

100、0 130-155 理论比容量 mAh/g 274 148 285 170 电池能量密度 mWh/g 180-240 130-180 180-240 130-160 工作电压 V 3.7 3.8 3.6 3.4 80%循环寿命 500-1000 500-2000 800-2000 2000-6000 结构 三方晶系 尖晶石结构 橄榄石结构 资料来源:CNKI,观研报告网,信达证券研发中心 磷酸铁锂的制备方法主要有固相法和液相法两种,目前主流的工艺有草酸亚铁工艺、铁红工艺、全湿法工艺(溶剂热或水热) 、磷酸铁工艺等: 草酸亚铁工艺是早期最常见的制备工艺,原料工艺简单,在该种路线下,性能优异的草酸

101、亚铁前驱体制备非常重要,由于草酸亚铁制备成本较高,因此草酸亚铁工艺制备磷酸铁锂成本较高。 铁红工艺以三氧化二铁作为铁源,与磷酸二氢锂、碳源湿法研磨混合,利用碳热还原法制备磷酸铁锂正极材料,该工艺环保、氧化铁成本低,但磷酸二氢锂原料贵且不稳定,该工艺制备的磷酸铁锂通常性能较差。 全湿法工艺是比较先进的制备工艺,硫酸亚铁、氢氧化锂、磷酸混合通过水热或溶剂热反应合成磷酸铁锂,制备出的材料一致性好,但需要在高温下煅烧进行碳包覆,另外需要加入过量的氢氧化锂成本高,该工艺也需要在高温高压下反应,不利于工业化生产。 磷酸铁工艺用磷酸铁作为前驱体,与锂源、碳源经湿法研磨混合后,利用碳热还原法制备磷酸铁锂,磷酸

102、铁前驱体决定了值得磷酸铁锂的综合性能,该方法最有可能发展为磷酸铁该方法最有可能发展为磷酸铁锂锂制备的标准工艺。制备的标准工艺。 图图 65:四种磷酸铁锂生产工艺四种磷酸铁锂生产工艺 资料来源: 新型磷酸铁前驱体及磷酸铁锂正极材料的制备及性能研究,信达证券研发中心 由于下游磷酸铁锂电池需求的高增长,我国磷酸铁锂产能从 2020 年开始增长迅速增长,2021 年产能已经达到68.9 万吨/年,2021 年同比增长 90%,2022 年及以后将投产的在建产能预计将有 71 万吨/年,届时磷酸铁锂产能将达到 140 万吨/年。 企业产能分布上,湖南裕能产能 14 万吨/年居行业第一位,德方纳米 12

103、万吨/年,居行业第二位,其次是湖南升华、融通高科、湖北万润,CR3 为 47.9%,CR10 为 88.9%。 草酸亚铁工艺草酸亚铁锂源磷源磷酸铁锂磷酸铁锂铁红工艺三氧化二铁磷酸二氢锂碳源磷酸铁锂磷酸铁锂全湿法工艺硫酸亚铁氢氧化锂磷酸磷酸铁锂磷酸铁锂成品磷酸铁锂成品磷酸铁锂溶于水总或溶剂中,通过水热或溶剂热磷酸铁工艺磷酸铁锂源(碳酸锂)碳源(葡萄糖)磷酸铁锂磷酸铁锂 34 图图 66:磷酸铁锂产能分布情况磷酸铁锂产能分布情况 图图 67:磷酸铁锂产能和产量(万吨)磷酸铁锂产能和产量(万吨) 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 磷酸铁锂应用不断扩容,产

104、量增长下大宗商品化趋势明显,低成本将成为企业重要的竞争优势。在众多工艺路线中,磷酸铁工艺路线愈加受到重视,同样原材料磷酸铁的产能建设也在提高。2021 年多家公司宣布进入磷酸铁的生产,2020 年磷酸铁产能为 25.6 万吨,2021 年产能增加到 47.6 万吨,同比提高 86%,百川统计到 2024年的在建及规划中的产能仍有 123 万吨。 图图 68:磷酸铁锂磷酸铁锂成本占比成本占比 图图 69:磷酸铁产能和产量(万吨)磷酸铁产能和产量(万吨) 资料来源: 湖南升华环评报告,信达证券研发中心 资料来源: 百川盈孚,信达证券研发中心 磷酸铁生产企业的竞争优势主要在成本、技术工艺和下游渠道。

105、磷酸铁需要进入磷酸铁锂厂商的认证中,对磷酸铁锂的性质影响较大,因此技术以及客户是重要优势。成本方面,磷酸铁生产原材料为磷酸一铵/磷酸、铁源(铁粉、硫酸亚铁) 、双氧水(氧化剂) 、氨水/氢氧化钠(调节 PH 值生成沉淀) 。 与竞争优势相对应,进入磷酸铁生产的公司主要依托三种禀赋,第一种为磷酸铁锂生产公司,已经进入了新能源电池厂商认证,拥有客户资源,向上游磷酸铁原材料延申降低成本,第二种为原有磷酸铁生产公司,采购铁源和磷源生产,拥有磷酸铁生产技术,第三种为拥有磷源和铁源的公司,向下游业务扩展生产精细化工产品磷酸铁。这三种厂商拥有不同的禀赋,也通过参股、合资等方式进行合作。 表表 14:进入磷酸

106、铁生产的公司类别:进入磷酸铁生产的公司类别 磷酸铁锂材料厂商,上游延申磷酸铁锂材料厂商,上游延申 原有磷酸铁材料厂商,扩产原有磷酸铁材料厂商,扩产 磷源、铁源公司,下游延申磷源、铁源公司,下游延申 湖南裕能 湖南雅城新材料 铜陵纳源 贵州安达 湖南鸿跃 贵州川恒股份 湖北万润 锐格新能源 云图新能源 天赐材料 安徽红四方 安徽司尔特 亨利锂电 鸿德新材料 新洋丰 宁波晟腾 艾洛福新能源 中核钛白 湖南裕能新能源电池材料有限公司, 20%佛山市德方纳米科技有限公司, 17%湖南升华科技有限公司, 10%湖北融通高科先进材料有限公司, 7%湖北万润新能源科技股份有限公司, 7%重庆特瑞电池材料股份

107、有限公司, 7%合肥国轩高科动力能源有限公司, 6%贝特瑞新材料集团股份有限公司, 6%贵州安达科技能源股份有限公司, 5%007080202182017磷酸铁32%碳酸锂67%其他1%0100,000200,000300,000400,000500,000600,000700,000202120202019 35 彩客电池 净寰新能源 龙佰集团 光华科技 比莫比科技 资料来源:百川盈孚,各公司公告,信达证券研发中心 九、投资推荐 2021 年受下游需求提升与上游磷矿石价格上行影响,整个磷化工行业的产品价格均有明显上涨,景气度明显提升,结束了长达 5

108、 年的板块低迷状态。磷产业链价格上涨受到多方面因素的影响,首先是需求端的带动,在农化板块,粮食价格上涨将增加农民对化肥、农药的需求,而磷肥、有机磷类农药是农化板块重要的商品,其次是供给端的影响,疫情导致了全球商品供应不稳定,钾肥、磷肥的生产受到影响,巴西、印度的进口肥料价格一路上涨,我国因政府对化肥价格有管控且磷肥、氮肥、50%的钾肥能够自给,化肥价格增长幅度小于国际,但仍然有较大幅度的上涨。再次在成本端,磷矿石、合成氨、硫磺、石油、煤炭等大宗商品均有较高幅度的涨价,并且黄磷在 8 月份受到能耗双控的影响,导致下游精细磷化工产品价格的普涨。 除了传统商品的涨价以外,磷酸铁锂等下游锂盐新产品迎来

109、应用爆发。电动汽车补贴将在 2022 年结束,电池成本成为车企不可忽视的因素之一,磷酸铁锂因成本优势重新成为最为看好的正极材料,2021 年 5 月份磷酸铁锂电池产量超过三元锂电池,出货量也快速增加。磷酸铁锂材料生产受到重视,磷矿石-磷酸/磷酸一铵-磷酸铁-磷酸铁锂产业链逐级向上传导,磷化工企业因具备磷矿生产成本优势,行业内磷酸铁新建产能增加。磷酸铁的毛利率将高于传统化肥、磷化工产品,且下游需求广阔,增厚企业业绩的同时,也提振了磷化工企业估值水平。 我们梳理出了磷化工主要企业情况: 兴发集团兴发集团:公司是综合性的磷化工公司,专注于精细磷化工发展主线,打造行业独特的“矿电化一体” 、 “磷硅盐

110、协同” 、 “矿肥化结合”的产业链优势。公司主营产品有磷矿石、黄磷、精细磷酸盐、磷肥、草甘膦、有机硅、湿电子化学品等。公司具有磷矿和水电站,降低黄磷及下游磷酸盐的生产成本,公司具有全国第一的草甘膦产能,2020 年以来受全球需求拉动及原材料价格提升影响,草甘膦价格一路增加到 8 万元/吨,并且价差有不断扩大趋势。在新材料领域,兴福电子经过十多年发展,目前有电子级磷酸 3 万吨/年(IC 级 1 万吨) 、电子级硫酸 2 万吨/年(全部为 IC 级) 、电子级蚀刻液 3 万吨/年(IC 级 1 万吨) ,产能规模居行业前列,新建 4 万吨/年IC 级硫酸计划 2022 年上半年分期投产。 新洋丰

111、:新洋丰:公司为磷复肥生产企业,具有 830 万吨/年高浓度磷复肥生产能力和 320 万吨/年低品味磷矿洗选能力,其中磷酸一铵产能 180 万吨/年,含工业级磷酸一铵产能 15 万吨/年,配套硫酸 280 万吨/年、合成氨 15 万吨/年、硝酸 15 万吨/年。公司宣布投资 20-30 亿元建设 20 万/年磷酸铁产能,与常州锂源公司成立合资公司湖北丰锂,建设一期 5 万吨磷酸铁项目,预计 2022 年 2 月投产,全资子公司洋丰楚元与格林美签署框架协议,将成立合资公司建设二期 15 万吨磷酸铁项目,预计 2022 年底投产。 川恒股份川恒股份:公司主营饲料级磷酸盐的生产,2019 年定增项目

112、新建 20 万吨的半水-二水磷酸装置,10 万吨/年的食品级净化磷酸装置,公司掌握国际先进的净化磷酸生产技术,磷酸及后续产品生产有显著成本优势,公司与富临精工、国轩集团签署战略合作框架协议,进军新能源材料生产,与国轩集团建立合资公司,拟建设 50 万吨/年的磷酸铁产能。 云图控股云图控股:公司主要从事复合肥的生产和销售,形成了复合肥、联碱、磷化工三条主要产品线,公司共有复合肥产能 510 万吨,纯碱、氯化铵 60 万吨、磷酸一铵 43 万吨、石灰 30 万吨、硝酸钠/亚硝酸钠 10 万吨、黄磷 6万吨、磷酸 5 万吨、三聚磷酸钠 3.5 万吨、磷酸二氢钠 1.5 万吨。公司拟定增 25 亿元用于投资磷矿资源生产新能源材料以及缓控释复合肥联动生产项目,建设 35 万吨电池级磷酸铁及相关配套项目,将拓宽公司产品线增厚利润。 川发龙蟒川发龙蟒:公司主营肥料产品、饲料级磷酸氢钙、工业磷酸一铵(纯度 98%以上) ,是传统的磷化工公司。公司的工铵产能全国第一为 30 万吨/年,为全国产销量最大、出口量最大的工铵生产企业。工业级磷酸一铵是生

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