镍期货产业链全景图！

　　实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。实现双碳战略，须立足我国能源资源禀赋，坚持稳中求进，以经济社会发展全面绿色转型为引领，以能源绿色低碳发展为关键，不断推动双碳工作不断迈上新台阶。
　　新能源汽车作为全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展成果，也是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路，同时，是推动我国绿色发展、实现双碳目标的战略举措。
　　新能源汽车的核心部件动力电池，目前使用较广泛的是三元锂电池和磷酸铁锂电池，三元电池又可分为镍钴锰酸锂电池和镍钴铝酸锂电池。因此，在动力电池的应用中，镍、钴、锂成为不可或缺的金属元素。
　　镍金属简介
　　镍（Nickel），是近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素，具有良好的可塑性和耐腐蚀性，它能够高度磨光和抗腐蚀。镍属于亲铁元素，地核主要就由铁、镍元素组成。镍金属主要用于合金（如镍钢和镍银）及用作催化剂（尤指用作氢化的催化剂）。
　　镍应用领域主要包括：电镀、镍合金、催化剂等方面。镍的抗腐蚀性佳，因此常被用在电镀上，例如镍镉电池就含有镍金属。
　　镍可塑性与抗腐蚀性，使其广泛用于合金（如镍钢和镍银）及用作催化剂（尤指用作氢化的催化剂）。主要用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金，如镍钢、镍铬钢及各种有色金属合金，被广泛地用于飞机、舰艇和民用工业中的机器制造等领域。镍合金还可用来制造货币等，镀在其他金属上以防止生锈。镍也作加氢催化剂和用于陶瓷制品、电子线路、玻璃着绿色以及镍化合物制备等工业领域。
　　镍产业链上游
　　镍产业链，上游为镍矿开采环节，镍矿分为硫化镍矿和红土镍矿，硫化镍矿可以生产镍精矿，红土镍矿可以生产镍铁和氢氧化镍；中游为冶炼环节，主要包括电解镍、镍铁和硫酸镍；下游应用于不锈钢生产、新能源汽车电池生产以及电镀材料生产等广泛领域。
　　镍矿主要是以红土镍矿和硫化镍矿两种形式存在。
　　硫化镍矿，品位较高，是镍冶炼的传统原料，这种镍矿火法冶炼工艺成熟，主要产品高冰镍可用于生产电解镍和硫酸镍。但硫化镍矿资源相对有限，采矿成本较高。主要分布在加拿大、俄罗斯、澳大利亚、南非等高纬度地区。
　　红土镍矿，资源储量更丰富，品位更高，开采成本较低。红土镍矿一般采用火法冶炼直接生产镍铁或镍生铁，进而生产不锈钢，少部分采用湿法工艺生产硫酸镍或电解镍。
　　红土镍矿主要分布在赤道线南北30度以内的热带国家，集中分布在环太平洋的热带亚热带地区，主要有东南亚的印尼和菲律宾、美洲的古巴和巴西等，印尼是全球红土镍资源最丰富的国家。
　　据数据显示，2020年全球探明镍基础储量（以镍计）约9400万吨。在镍的历史中，硫化镍矿曾长期占据原料供应的绝对主导地位，但硫化矿资源存在瓶颈。目前，红土镍矿已经成为了最主要原生镍供应来源。
　　2007年开始，受益于RKEF等工艺的成熟和应用，利用红土镍矿生产镍铁，进而制造不锈钢的技术路线得到普及，红土镍开始飞速替代硫化镍矿在不锈钢领域的需求。目前全球生产的镍产品中有70来自红土镍矿。
　　从市场格局来看，全球镍矿生产集中度较高。从国家和地区来看，印尼、菲律宾、新喀里多尼亚等是全球主要的红土镍矿产地，澳洲兼具红土镍矿和硫化镍矿，俄罗斯和加拿大则拥有少有的多金属伴生的硫化镍矿藏。
　　目前，印度尼西亚、菲律宾、俄罗斯三个国家约占全球镍矿产量的56，其中印度尼西亚镍矿产量占比接近30，居于首位。从企业主体看，全球镍矿企业市占率较低，仅俄罗斯镍业和淡水河谷的份额超过5，其它为嘉能可、必和必拓、谢里特、英美资源等企业。
　　中国镍矿产量约占全球产量的4。1，并且主要以硫化镍矿为主，占据保有储量的86。国内镍矿分布集中，主要位于西部甘肃金川地区，占比达66。其次分别为新疆、云南、吉林、湖北及四川等地区。总体镍矿资源量有限，尤其红土镍矿缺乏。
　　镍产业链中游
　　镍及制品分类主要包括两种，按照形态分为镍板、镍球、镍合金、镍盐等；按照镍含量高低，又可分为一级镍和二级镍，其中一级镍产品镍的含量在99。8以上，包括电解镍、镍球等，而二级镍中镍含量通常在98以下，包括了镍含量较低的镍铁、镍生铁等产品。
　　镍在冶炼环节中，由于矿源不同，冶炼工艺也有一定差异。硫化镍矿是通过火法冶炼工艺，形成高冰镍（一种镍含量较高的镍硫化物）作为中间产品，再通过湿法工艺生产硫酸镍，或通过电解生产电解镍、镍粉、镍豆等纯镍产品。
　　红土镍矿生产镍工艺，可以大致分为火法和湿法两种工艺路线。火法工艺的初始投资更少，投资周期更短，但是在冶炼过程中能耗与成本更高，金属回收率相对更低，主要用于处理高品位的红土镍矿。湿法工艺相对更复杂、初始投资更大、投资周期长，但能耗更低、金属回收率更高，能够处理表层低品位矿。
　　经冶炼的镍产品按性质划分，可被分成一级镍和二级镍。一级镍是指包括电解镍、镍粉、镍豆、镍块在内的镍产品，这类产品以硫化镍矿和红土镍湿法冶炼的中间品为原料，镍含量接近100，可以用于电池、电镀、不锈钢及合金等多个领域。二级镍包括镍生铁和镍铁，这些产品含镍量较低，一般在15以下，主要通过红土镍矿火法冶炼获得，专门用于不锈钢的生产领域。
　　全球主流的镍制造商，以前主要由海外跨国公司主导，包括俄罗斯诺里尔斯克、淡水河谷、嘉能可、必和必拓、英美资源等企业。近年来，随着我国镍产业龙头企业在印尼的产能突破，逐步打破了镍产品市场的垄断。目前，全球镍供应格局已经逐步形成海内外龙头企业并存的格局，以青山集团、金川集团、江苏德龙等为代表的中国镍制造商逐鹿东南亚，其中青山集团更是已18市场份额拔得头筹，呈现出后来居上的态势。
　　镍产业链各环节中，最主要的供需路径为红土镍矿火法冶炼镍铁不锈钢。但随着新能源汽车的蓬勃发展，下游动力电池对硫酸镍的需求增速显著。因此，红土镍矿湿法冶炼湿法中间品硫酸镍动力电池的路径重要性逐步显现其优势。
　　从最上游的镍原生矿经湿法冶炼形成湿法中间品（MSPMHP），或经火法冶炼形成高冰镍，进而加工成硫酸镍，生产前驱体，成为镍产业链从红土镍矿到新能源电池的技术突破。
　　高冰镍变革对镍供需格局带来巨大冲击。在传统的镍产业链中，高冰镍是由硫化镍矿冶炼得到，而青山在印尼的高冰镍项目，意味着由红土镍矿冶炼的镍铁打通了转化为高冰镍的渠道。高冰镍作为镍的硫化物，可用于生产电解镍、氧化镍、镍铁、含镍合金及包括硫酸镍在内的各种镍盐，而硫酸镍可用于电池生产的原料。三元正极材料主要成本为前驱体材料成本，前驱体价格受上游金属材料价格影响较大，高冰镍的量产对于推动新能源产业发展作用不可估量。
　　2020年7月份开始，青山集团其于在印尼调试试制高冰镍，将已有镍铁产线改造，生产镍含量75以上的高冰镍，该工艺已于2020年年底试制成功，目前已经能够稳定供应高品质高冰镍。青山表示将继续加大在印尼镍产业的投资，2021年预计生产镍当量60万吨，2022年预计85万吨，2023年预计110万吨，其中高冰镍和镍铁的产量将根据市场需求和价格变化情况切换调整。这一举措对我国国内镍市场的供需平衡和下游新能源汽车快速发展，都将会带来巨大的影响。
　　镍产业链下游
　　镍产业链下游中，主要广泛应用在钢铁、镍基合金、电镀、电池等领域。传统领域，镍主要用途在于生产不锈钢，镍的抗腐蚀性，使得其成为一种重要的钢材添加剂。镍的抗腐蚀性佳，也常被用在电镀上，镍镉电池含有镍元素。
　　2021年全球镍的年产量约270万吨（金属量），其中不锈钢占镍消费量的78，电池用镍占7。5，约19。4万吨，增速明显。不锈钢作为镍消费第一大领域，全球镍消费中约占比在70以上，而我国在不锈钢领域的镍消费占比更是超过80。
　　不锈钢是以不锈、耐蚀性为主要特性，且铬含量至少为10。5，碳含量最大不超过1。2的钢。不锈钢具有耐蚀性、耐热性、耐低温性以及良好的加工性能，属于钢铁行业高端品种。
　　不锈钢下游主要包括金属制品、机械、建筑、电力、交通运输等方面。随着消费能力的提高及高端制造产业结构升级，不锈钢在消费市场的应用潜力有望不断被挖掘，在普通碳钢应用领域的替代趋势逐步呈现。
　　全球工业化进程的推进，不锈钢下游应用领域也不断增加，制造业和消费升级带来的材料品质要求的不断提升，全球不锈钢粗钢产量呈现出增长态势。2021年全球不锈钢粗钢产量达到5828。9万吨，2016至2021年均复合增长率为5。4。2022年预计全球不锈钢粗钢产量将达到5860万吨。
　　镍下游电池领域新应用
　　新能源汽车作为全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展成果，也是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路，同时，是推动我国绿色发展、实现双碳目标的战略举措。
　　在我国双碳目标驱动的汽车领域电动化转型升级过程中，动力电池领域创新与应用，成为强化新能源汽车竞争水平、打造国家产业竞争力、保持企业竞争优势的关键。
　　动力电池作为新能源汽车的核心部件，新技术竞争格局尚未形成，创新潜力发展正在重塑产业格局。电动汽车领域使用较广泛的是锂离子电池，主流为三元锂电池和磷酸铁锂电池，三元电池又可分为镍钴锰酸锂电池和镍钴铝酸锂电池。
　　在新能源汽车动力电池的应用中，镍、钴、锂都是非常重要的金属元素，镍的作用是提高电池能量密度和延长续航里程，钴的作用是提高电池的稳定性和导电率，从而改善电池的充放电性能。新能源汽车快速发展，成为未来镍消费新的增长领域。
　　目前，新能源汽车中广泛应用的锂离子电池是一种重要的高能电池。锂离子电池是用锂作负极活性物质的化学电池，锂的标准电极电位最负，在金属中比重最轻，反应活泼性最高，因而锂电池的电动势和比能量很高。
　　锂离子电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中，三元锂电池和磷酸铁锂是新能源汽车动力电池市场的主流产品。
　　三元锂电池中的电池阳极是由镍、钴、锰，或者镍、钴、铝作为三元材料。三元材料的优点在于其能量密度高、性能优良，同体积下可存储更多电能并保持较长使用时间。
　　三元锂电池主要由正极材料、隔膜、电解液、负极材料和电池外壳构成。其中，正极材料为锂的氧化物，隔膜为具有微孔结构的高分子薄膜，电解液一般采用的是含有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，负极材料由石墨或近似石墨结构的碳构成，电池外壳使用的是镀镍铁壳、铝塑膜或钢壳等材料。
　　三元锂电池工作原理即锂离子的移动。在电池充放电过程中，锂离子会在正极和负极之间移动。当电池充电时，正极上生成的锂离子会经过电解液和隔膜最终嵌入到负极的微孔中。当电池放电时，嵌在负极微孔中的锂离子将会脱出，再经过电解液和隔膜移动到正极。
　　磷酸铁锂电池，是一种使用磷酸铁锂作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池。其具有工作电压高、充放电循环寿命长，安全性能较好等优点，但存在容量低、高低温性能差等问题。经过改良后，目前我国的磷酸铁锂电池已突破传统的能量密度限制，达到了三元材料的水平，在新能源汽车领域应用比重逐步提升。
　　2020年初，我国车企发布新型的磷酸铁锂刀片电池。刀片电池是一种磷酸铁锂电池的结构创新，其采用CTP无模组方案，在成组时跳过了传统的模组环节，大幅提高体积利用率，最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。相较传统电池包，刀片电池的体积利用率提升了50以上，即续航里程可提升50以上，达到高能量密度三元锂电池的同等水平。
　　新型磷酸铁锂刀片电池，在保证安全性能前提下，通过结构优化使得续航也更加出色。因此，在近两年新能源汽车蓬勃发展背景下，磷酸铁锂电池应用领域和市场占比快速提升。
　　据统计数据显示，2021年中国动力电池出货量为220吉瓦时，同比涨幅达175。其中，磷酸铁锂电池出货量为117吉瓦时，同比大幅飙涨270；三元锂电池出货量109吉瓦时，同比增长127。按数据测算，2021年国内动力电池市场中磷酸铁锂和三元锂电池装机占比分别为53、47。得益于国内新能源汽车产业的快速发展，2021年我国动力电池录得非常明显增速。
　　2021年我国新能源汽车累计产量为354。5万辆，同比增幅高达159。5，市场占有率已升至13。4。未来新能源汽车市场或将走向细分领域，在短程低速或中短程电动车市场中，磷酸铁锂电池将会维持主流地位；对长程或其他用途车辆而言，三元锂电池也将有望继续维持其优势。此外，未来磷酸锰铁锂、钠离子电池、氢能源电池等新电池技术路线及商业化应用也值得关注。
　　总结与展望
　　广泛而深刻的经济社会系统性变革。双碳的战略目标，驱动我国汽车领域电动化转型加速发展，将推动新能源汽车渗透率不断提高，同时拉松动力电池的需求快速抬升。
　　新能源汽车动力电池中，正极材料的三元前驱体以硫酸镍等作为原材料，对镍金属的需求将会持续旺盛。随着新能源车高速发展和续航里程不断提升的需求，动力电池高镍化进程逐步加快。动力电池将贡献镍未来的主要消费增量。
　　据统计，2021年三元动力电池对镍需求约为19。4万吨，同比增长91。截至2022年10月，我国电池领域金属镍消费量达41。82万吨，在镍消费占比中已达到11。13。预计2022年全年新能源电池对镍需求量约为50。32万吨，同比增速将接近160。
　　据IEA预测，全球汽车市场份额中，保守估计到2030年电动车渗透率将在1520，新能源汽车销售量达到2300万辆，2030年全球新能源动力电池镍消费量将达到93万吨。将对全球镍产业供需平衡带来较大增量变化。
　　新能源汽车作为全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展成果，其中的动力电池领域成为全球各国争相抢占的技术高地。动力电池生命周期长链条、多体系特点，为创新发展提供了巨大想空间。高能量密度、高安全性、低成本诉求等，驱动新一代动力电池不断创新。动力电池产业链的全面创新，将推动新一代电池技术和产业格局不断深化发展。