化工行業專題報告：磷化工和鈦白粉企業進軍磷酸鐵，大有可為1、

鐵鋰復興帶動磷酸鐵需求向好1.1、

鋰離子電池成本降低的關鍵在于正極材料鋰離子電池本質是化學蓄能裝置，決定其性能的關鍵在于材料。鋰離子電池主要是由正極、負極、電解液和隔膜四個主要基本結構組成。其中正極材料的特性（比容量、工作電壓、結構穩定性、成本等）對鋰離子電池的性能影響最大，正極在電池電芯成本中占比也最高。以寧德時代為例，其所采購的電池原材料主要由以下五部分構成，其中正極材料所占比重為最大，約占總成本60%，其他成分如電解液、隔膜、石墨等，各占約9%、7%和13%。伴隨著產業鏈不斷完善，技術不斷成熟，近年來，鋰離子電池的生產成本逐年下降。以寧德時代為例其單GWh電池主要材料成本由2017年5.2億元/GWh逐漸下降至2020年3.5億元/GWh，下降幅度約達33%。作為在電池材料成本中占比最大的正極材料，其成本也在不斷降低。未來隨著新能源應用的進一步普及，以正極材料為代表的電池材料成本下降是必然趨勢。不斷提升成本競爭力將成為產業鏈企業的第一要務。1.2、

磷酸鐵鋰正極材料成本低廉，迎來高速增長磷酸鐵鋰電池與其他鋰離子電池相比，因具有成本低廉、安全性好、壽命長等優點，被越來越廣泛的使用，特別是隨著寧德時代CTP技術和比亞迪的刀片電池技術的出現，磷酸鐵鋰在動力電池領域也勢如破竹。據中國汽車動力電池產業創新聯盟數據顯示，2021年1-7月，我國動力電池產量累計92.1GWh，同比累計增長210.9%。其中三元電池產量累計44.8GWh，占總產量48.7%，同比累計增長148.2%；磷酸鐵鋰電池產量累計47.0GWh，占總產量51.1%，同比累計增長310.6%。磷酸鐵鋰產量及占比超過三元，裝機占比也不斷提升。未來磷酸鐵鋰電池有望在電動車和儲能的拉動下，保持高速增長勢頭。1.3

磷酸鐵是制備磷酸鐵鋰的關鍵前驅體磷酸鐵鋰電池的核心在于磷酸鐵鋰正極材料。對于磷酸鐵鋰正極材料而言，目前主流的制備方法有以下三類：第一類：1)固相法鈉法：湖南裕能&安納達主要生產方法，克容量高但需要磷酸鐵前驅體；

2）固相法銨法：湖南雅城&湖北萬潤主要生產方法，克容量高但需要磷酸鐵前驅體；

第二類：固相法草酸亞鐵法：富臨精工主要生產方法，上游成本較高，且安全性較低

第三類：液相法：德方納米主要生產方法，產品一致性及生產壁壘高

在這三類方法中，以磷酸鐵為前驅體的固相法工藝成熟可控，且產品具有較高的壓實密度，是目前使用最廣泛的磷酸鐵鋰生產方法之一，在現有產能和規劃產能中占比最大。1.4

磷化工、鈦白粉企業紛紛進入下游磷酸鐵環節隨著磷酸鐵鋰需求快速增長，上半年作為磷酸鐵鋰主要前驅體的磷酸鐵供應緊張，價格也因此一路走高，盈利能力向好，企業紛紛啟動擴產，多家鈦白粉、磷化工企業也宣布進軍磷酸鐵乃至磷酸鐵鋰。根據百川數據顯示，截至2021年7月，國內磷酸鐵總產能達35.1萬噸，根據對公開披露信息的不完全統計，預計到2022年年底，有明確時間表的磷酸鐵擴產產能將達58.5萬噸，而規劃產能更是高達三百萬噸以上。其中磷化工企業規劃產能超100萬噸，成為磷酸鐵行業的一股重要力量。2、

磷化工企業進軍磷酸鐵的優勢由于擴能眾多，磷化工的企業擴能磷酸鐵，未來主要是成本的競爭，根據1-6月各產品均價，磷化工企業完全一體化生產磷酸鐵完全成本最低可達6684元/噸，在全部原材料外購且不具備一體化生產的條件下磷酸鐵完全成本達9907元/噸，分別對應的單噸凈利潤為3095、678元/噸，二者之間差距為2417元/噸。其中，自備磷礦、合成氨及硫鐵礦制酸裝置下生產工業級磷酸一銨環節可為磷酸鐵節約單噸成本1319元/噸；自備凈化磷酸裝置可節約單噸成本211元/噸；自備硫鐵礦黑渣可節約單噸成本838元/噸；自備硫鐵礦制酸裝置可節約單噸成本82元/噸；自備雙氧水裝置可節約單噸成本175元/噸；通過一體化裝置節約的蒸汽、電、水、人工、折舊成本約598元/噸。2.1、

磷酸鐵的成本拆分我們根據企業環評資料對固相法銨法生產磷酸鐵的成本進行了拆分和測算，以2021年上半年均價計算得到固相法銨法生產磷酸鐵的總生產成本為9907元，其中主要原材料成本為5709元，在總成本中占比58%；其他包括動力、折舊和人工等的成本為4198元，在總成本中占比42%。2.2、

從原料端分析磷化工企業的優勢我們首先對原材料成本做進一步拆分。以下為固相法銨法制備磷酸鐵的反應方程式：

2FeSO4+2NH4H2PO4+H2O2——2FePO4+(NH4)2SO4+H2SO4+2H2O可以看到固相法銨法制備磷酸鐵直接使用到的原料有硫酸亞鐵（鐵源）、磷酸一銨（磷源）、雙氧水等，此外還有少量高純磷酸用于調節反應體系的pH值。在實際生產中，部分企業選擇自行通過鐵片和硫酸反應以制備硫酸亞鐵。以湖南雅城為例，根據其環評報告，可知其使用的主要原料為鐵皮、硫酸、磷酸一銨、磷酸和雙氧水等。根據上述測算，以1至6月均價計，磷酸鐵生產過程中磷源（磷酸一銨+磷酸）成本為3260元，在材料成本中占比為56%，在總成本中占比為33%；鐵源（鐵皮+硫酸）成本為1438元，在材料成本中占比為25%，在總成本中占比為15%；二者之和在材料成本中占比高達81%，在總成本中占比也達到了48%。可見原材料成本，特別是磷源和鐵源成本對磷酸鐵的成本具有最為重要的影響。下面我們對磷化工企業在原料端的優勢進行測算。磷源方面，依據前述計算結果，使用固相法銨法每生產一噸磷酸鐵需消耗工業級磷酸一銨0.77噸，凈化磷酸0.11噸，若全部外購，總成本高達3260元（不含稅）。對于具有工業級磷酸一銨生產能力的磷化工企業，我們測算得到，在外購磷礦石、合成氨、硫酸的情況下其2021年上半年工業級磷酸一銨的生產成本為2900元/噸，若配套有磷礦石，其工業級磷酸一銨的成本可降低至2470元/噸，若除配套磷礦石外，還配套硫酸及合成氨，工業級磷酸一銨成本可進一步降低至1931元/噸。這樣僅工業級磷酸一銨一項，磷化工企業相比于外購磷酸一銨的企業可降低成本570~1316元，若考慮凈化磷酸也同樣自產，則成本會進一步降低。由此可見對于具有工業級磷酸一銨和凈化磷酸產能的企業，其在發展磷酸鐵產品中具有明顯的原材料成本優勢，特別是對于擁有上游磷礦石、硫鐵礦、合成氨等資源和產能的企業，這種優勢更加明顯。從實際情況來看，上半年作為國內某龍頭工業級磷酸一銨成本僅為2561元（外購磷礦石），表明磷化工企業通過優化生產具備進一步降低磷源成本的能力，從而擴大在磷源方面的成本優勢。在鐵源方面，目前部分磷酸鐵企業選擇通過鐵片和硫酸反應自行生產硫酸亞鐵，如湖南雅城，優點是產品純度高，副產物少，但成本較高。還有一些企業直接購買鈦白粉企業所副產的硫酸亞鐵，優勢是成本低廉，但需要與鈦白粉企業之間有比較合理的運距，且需要對其進行除雜后才能夠使用。隨著磷酸鐵產能不斷擴大，對硫酸亞鐵的需求增多，鈦白粉企業副產硫酸亞鐵價格也水漲船高，目前已經達到300元/噸，未來不排除還有進一步上漲的可能。對于磷化工企業，由于其在磷酸生產中要大量使用硫酸，因此往往均配套有大規模的硫磺制酸或者硫鐵礦制酸裝置，這使得其在使用鐵粉/鐵皮制備硫酸亞鐵時在硫酸成本和供應方面具有一定的優勢，特別是對于具備硫鐵礦制酸裝置的磷化工企業，在獲得硫酸的同時，還可以得到成本低廉的含鐵量60%左右的黑渣，充分利用后可以極低的成本制備硫酸亞鐵。據百川資訊數據顯示，上半年在扣除硫鐵礦制酸副產的鐵渣的價值后，硫鐵礦制酸的成本長期在100元以下，進入8月份后成本甚至為負。此外，由于磷化工與鈦白粉生產具有高度的互補性，一些磷化工企業往往與鈦白粉企業保持較近的距離甚至同處一個園區，這些磷化工企業也可以選擇直接購買鈦白粉企業所副產的硫酸亞鐵，相比于其他企業也可以節省運費。2.3、

從加工端分析磷化工企業的優勢在原材料成本之外，加工端，包括動力、人工等對于磷酸鐵的成本也有十分重要的影響。其中最重要的還是包括蒸汽和電在內的動力成本，其在總成本中也占據比較大的比例，達到25%。動力成本的價格與當地的煤炭價格以及電價等密切相關，更與企業是否有相應的配套有直接的關系。磷化工企業分布比較密集的四川、云南、湖北、貴州等省份，除湖北外，工業用電價格在全國總體處于較低水平。此外，據統計，我國西南地區水電資源豐富，四川和云南的水電經濟可開發量分別占全國25.7%和24.4%，四川、云南、湖北、貴州的水利發電量位居全國前四，磷化工企業若能夠方便使用水電，甚至配套水電站則用電價格可大幅度下降至0.3~0.4元，體現在動力成本方面將會有明顯的優勢。2.4、

從環保端分析磷化工企業的優勢未來隨著磷酸鐵生產規模的不斷擴大，其對上游磷資源的需求量也會急劇增多，若要保障磷酸鐵的原料需求，就需要直接配套磷酸一銨或者凈化磷酸產能。由于每生產一噸磷酸就會產生4~5噸的磷石膏，因此，磷石膏的處理問題將會成為磷酸鐵行業產能擴張的瓶頸。目前硫酸法濕法磷酸副產磷石膏的資源綜合利用是世界性難題，全球磷石膏有效利用率僅為5%，國內在30%左右，主要以堆存為主。2018年，貴州省出臺了《省人民政府關于加快磷石膏資源綜合利用的意見》，文件提出2018年，全面實施磷石膏“以用定產”，實現磷石膏產消平衡，爭取新增堆存量為零。2019年起，力爭實現磷石膏消大于產，且每年消納磷石膏量按照不低于10%的增速遞增，直至全省磷石膏堆存量全部消納完畢。其他地區也強化對磷石膏堆場批復的審核及管理。因此，大規模發展磷酸鐵就必須要與上游具備磷石膏處置能力的磷化工企業相結合，積極利用其在磷石膏處理方面的資源和經驗。除了磷石膏的問題，磷化工企業在廢水處理方面也遵循較高標準。2019年，為解決長江經濟帶部分河段水體總磷嚴重超標問題,消除部分涉磷企業造成的突出水環境隱患，生態環境部印發《長江“三磷”專項排查整治行動實施方案》，并出臺了《排查整治技術指南》。指南詳細規定了磷礦、磷肥生產企業廢水排放要求，如磷礦企業外排廢水需符合《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）；磷肥企業外排廢水需符合《磷肥工業水污染物排放標準》（GB15580-2011）。磷化工企業經過幾輪整治，目前多數具備了較高的環保處理能力，特別是在污水處理和排放方面有了完善的設施和手段。磷酸鐵在生產過程中，也會產生大量污水包括母液和沖洗水，因此也要建設大量的環保設施，并有一筆不小的運營費用，未來若依托磷化工企業建設磷酸鐵項目，含磷廢水可以通過磷化工企業原有的污水處理裝置消化掉，顯然可以節省大量的環保投入和成本。2.5、

從區位端分析磷化工企業的優勢國內2021年5月以來磷酸鐵鋰產量超越三元電池，7月磷酸鐵鋰裝車量也超越三元電池，磷酸鐵鋰電池成為主流的趨勢愈發凸顯。未來鐵鋰電池正不斷擴大市場份額。當前國內的磷酸鐵鋰電池產能尚不足以滿足系能源汽車的裝車需求，各大頭部公司在2021-2023年期間將大幅度擴大產能，并在多地建設生產基地。為減少生產成本和接近下游客戶，寧德時代等頭部企業紛紛落戶湖北、四川，以求獲得更靠近礦石源頭的地理優勢，成本優勢。四川、云南、湖北等作為中國磷資源最豐富的地區，擁有大規模的磷化工產業基地，如云南昆明的云天化，貴州福泉的甕福集團，湖北宜昌的新洋豐集團。基于運費優勢，寧德時代，億緯鋰能等公司將新擴建產能基地建在四川和湖北以獲得較低運費。比亞迪，國軒高科等公司將新擴建產能基地建在產地中部，即重慶、廣西柳州等城市，平均運費較低，更接近甕福（工業磷酸的主要產地），新洋豐（工業級磷酸一銨的主要產地）等上游磷化工基地。我們認為一體化的磷化工企業同動力電池企業在區位上較為匹配，未來向下游延伸磷酸鐵及磷酸鐵鋰產品將受益于較低的運費，同時，磷化工企業與動力電池企業未來也有望實現協同效應，享受范圍經濟的優勢。2.6、

一體化進一步節省成本隨著磷酸鐵的生產規模從小到大，集約式和一體化是磷酸鐵行業未來發展的必然趨勢。一體化之下，除了上面介紹的在原料、加工、環保和區位端的顯性優勢外。磷化工企業生產硫酸鐵還將在整個生產制備過程的流程再造和技術優化方面有更多的優勢。一體化意味著從事磷酸鐵的企業在原料端和產品端有一定的延伸。在磷酸鐵主要來源中，磷源顯得更為重要，一方面磷源具有較高的價值量，成本在磷酸鐵中占