2014年,习近平总书记在上汽集团考察时强调,发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。新能源汽车不仅是产品技术的一次重大变革,也是产品、产业价值体系的重构,并将引发汽车产业链变化。为推动国家新能源汽车产业发展,中冶集团积极响应国家供给侧结构性改革,优化产业结构,充分挖掘自身优势资源,推动优势产业向价值链高端延伸,利用瑞木镍钴矿镍、钴、锰、钪的优质资源,依托长远锂科锂离子电池正极材料制造经验、中国恩菲在湿法冶金领域技术优势,打造以高镍三元前驱体为核心的新能源板块。2017年9月,中冶集团联合国轩高科、比亚迪、曹发展共同投资设立中冶瑞木新能源科技有限公司,投资建设中冶新材料项目,将瑞木镍钴矿的氢氧化镍钴产品加工成高镍三元前驱体材料、提取高纯氧化钪。
一、市场环境
2017年中国汽车销售2887.89万辆,占全球汽车销量29%,已连续九年蝉联世界第一。其中,中国新能源车销售77.7万辆,在全球新能源汽车销售中占比53.9%,连续两年成为世界最大的新能源汽车销售市场。中国新能源汽车产业结构更加优化,乘用车销量超过74%,车用动力电池达到200Gwh(200千兆瓦时)。根据“车桩相随”的规划,全国投入运营的公共充电桩数量超过21万个。
(一)动力电池市场
(1)国际新能源汽车发展趋势。全球汽车产业已进入动能转换的关键期,主要汽车强国陆续调整汽车战略,2017年。荷兰(2030) 、挪威(2025)、德国(2030)、法国(2040)、英国(2040)五国相继宣布禁售燃油车消息。沃尔沃、奔驰分别宣布2019年、2020年实现全系电动化。国际能源署预测,全球电动汽车数量有望在2020年前增至1300万辆。在全球范围内,汽车电动化及智能化的趋势已不可逆转,而电动化是智能化的基础。
发展新能源汽车是促进我国汽车产业转型升级、抢占国际竞争制高点的紧迫任务。根据罗兰贝格与德国汽车研究机构亚琛汽车工程技术有限公司共同发布《2017年第二季度全球电动汽车发展指数》报告,中国首次在电动汽车发展指数整体排名中跃居全球第一,美国与德国分居第二、三位。
(2)新能源汽车产销量快速增加,拉动动力电池需求增长。2017年,全球锂离子电池的出货量达到143.5Gwh,其中汽车动力锂电池的出货量达到58.1Gwh。伊维经济研究院预计2020年全球锂电池出货量将达到279.9Gwh,其中动力锂电池出货量达到166.1Gwh,2022年全球锂电池出货量超过400Gwh。据国际能源署预计2030年前电池需求量将增长15倍,其中中国的需求量最大,在全球占比超过一半,其次是欧洲、印度和美国。智研咨询预计到2020年中国对动力电池需求将达到115.4Gwh。
(3)高镍三元电池逐渐成为市场主流。动力电池是电动汽
车的“心脏”,约占电动汽车生产成本的40%-60%,正极材料约占动力电池成本的50%-60%。前驱体是动力电池的能量源泉,约占正极材料生产成本的50%-60%。2017年,国内新能源汽车装机电量为36.40GWh,同比增长29%,磷酸铁锂和三元电池的装机电量合计34.05GWh,占比93.4%,其中三元电池16.01GWh,而磷酸铁锂电池对应18.04GWh。
为了提升动力电池的能量密度,行业将会向高镍化、高电压发展。根据真锂研究的预测,2018年预计三元电池装机量可达 23GWh,而磷酸铁锂装机量下降到12GWh以下,到2020年三元电池需求有望增长至80GWh。
(二)钪系材料市场
钪是稀土原料的一种,是应用于诸多国防军工及高科技领域的不可替代的战略资源。因其自身特殊物理、化学性质,钪已用于制备铝钪合金、燃料电池、钪钠卤灯、示踪剂、激光晶体等产品,在特种钢铁、有色合金、高性能陶瓷、催化剂等领域有着广阔的应用前景。当前众多应用中,铝钪合金、燃料电池和钪钠卤灯对钪产品的需求量最大。在航天、航空工业中,铝钪合金的应用发展较快。俄罗斯研究的较为系统,已用于米格-20、米格-29、图-204客机和雅克-36直升机等。
二、产业政策支持
(一)新能源汽车政策支持
国家调整新能源汽车补贴政策,并对车企实行双向积分制。2017年2月,三部委联合印发了《促进汽车动力电池产业发展行动方案》,其中新能源领域的阶段性目标是“到2020年新能源汽车年产销达到200万辆”以及“到2025年新能源汽车占汽车总产销的 20%以上”。
2017年10月,工信部等部门联合发布了《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》(即“双积分政策”),对新能源车的技术含量、配套设施、服务水平有了更高的要求。
2018年2月财政部等四部门联合发布了《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,纯电动车续航150-300公里车型补贴分别下调约20%-50%不等,低于150公里续航的车型将不再享有补贴;续航里程300-400公里及400公里以上车型,补贴分别上调2%-14%不等。
2018年7月10日,交通运输部发布《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的实施意见》,提出“到2020年底前,城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达到60万辆”。
(二)重点新材料产业政策
2017年7月14日,工信部发布《重点新材料首批次应用示范指导目录(2017年版)》,将镍钴锰酸锂三元材料纳入新型能源材料重点目录、将高纯氧化钪纳入稀土功能材料重点目录。本项目所生产的主要产品及副产品均属国家重点新材料。
三、项目优势
项目分两期建设,总投资36.9亿元。中冶新材料项目优势明显,入选了工信部2018年第一批工业企业技术改造升级导向计划、入选了河北省重点项目,同时也是中冶集团20大重点建设项目之一。
(一)打造全国最大高镍三元前驱体生产和研发基地
中冶新材料项目一期建成达产后达到年产4万吨锂离子电池高镍三元前驱体(NCM622)及相关副产品的规模,2017年全国三元前驱体出货量15万吨,中冶新材料项目一期产量相当于2017年全国出货量的27%。其占地面积475亩,建筑面积15.7万平方米。二期产能扩建,占地面积129亩,建筑面积4.7万平方米。一二期建成达产后将达到年产6万吨锂离子电池高镍三元前驱体(NCM811)及相关副产品的规模。
(1)原料充足,品质优良。中国镍和钴的储量分别占全球储量的3.4%、1.11%,2017年全球镍钴产量分别为210万吨、11.4万吨,中国消耗量均超过全球50%,对外依存度分别超过85%和90%,原料是制约新能源汽车产业发展的瓶颈。本项目原料依托于中冶集团在巴布亚新几内亚投资123亿元建设的瑞木镍钴项目,该项目是集采选冶输排为一体的世界级矿业项目,勘探权证范围249平方公里,采矿权证范围60平方公里,在25平方公里采矿权证范围内已探明镍矿石储量为1.36亿吨,2017年全年达产率108%,全年生产氢氧化镍钴含镍金属3.46万吨、钴金属3400吨,在全球11个同类项目中实现了达产率最高的目标,为全球同行树立了新的标杆。其产品氢氧化镍钴的镍钴锰摩尔比为10:1:1.8,特别适合生产NCM622或NCM811等锂离子三元正极材料前驱体,实现了中冶集团境外优质矿产资源与国内高端产业的产业链融通。
(2)全产业链融合。公司联合国轩高科、比亚迪等股东单位,打通了从原料到前驱体、正极材料、电池组装、整车制造一条龙的产业链优势,实现全产业链融合,有助于及时反馈市场需求,向市场提供有效供给。
在高镍三元前驱体销售方面,中冶新能源公司将通过内部协同,将定制产品销售给长远锂科,加工后长远锂科将正极材料销售给宁德时代,打通了国内最大锂电池生产厂的销售渠道,国轩高科、比亚迪按照股比优先采购产品。通过内部协同和股东选择,中冶新材料项目锁定了国内前三大锂电池生产企业,覆盖了国内动力电池50%以上的市场份额。
(3)工艺流程先进。与传统工艺相比,本项目采用了40项专利技术,根据原料特性开发了定制式、短流程生产工艺,在基建投资和生产成本上有明显的优势。
(二)打造全球最大高纯度氧化钪生产和研发基地
中冶瑞木红土镍矿中伴生钪金属,中国恩菲根据产品特点,历经4年自主研发出高效、经济的提钪工艺,突破了世界上红土镍矿钪资源回收的技术瓶颈,目前在钪资源回收领域处于领先地位,能够为钪资源综合回收的工业化实施提供坚实的技术基础,并能够大幅度降低氧化钪的生产成本,在较长时间内保持其技术的竞争优势。
根据美国地质调查局公布的数据,2015-2017年全球钪的产销量约10-15吨。中冶新材料项目一期可生产20吨高纯氧化钪,一二期合计生产40吨高纯氧化钪,是全球最大的最大高纯度氧化钪生产和研发基地。目前,氧化钪的价格约7000-8000元/公斤,已接近传统提钪工艺的生产成本,通过大批量、低成本稳定供应,消除钪系材料应用的瓶颈,为钪系材料的研发和广泛应用提供材料支撑。
钪是铝合金之王,对铝有很好弥散强化作用,是铝合金强有力的晶粒细化剂和有效的再结晶抑制剂。钪在合金中同时具有稀土金属和过渡族金属类金属的有益作用,但其效果却比这2类金属明显得多,是最理想合金化元素。以氧化钪为原料通过熔盐电解法制备钪含量为2%铝钪中间和金,以2%的铝钪中间合金及纯铝熔炼制备铝钪合金。
钪能全面提高铝合金性能,强度一般在30 %以上(最高约~700 Mpa);延展性达到1100 %;焊接性能400~-250 ℃;钪铝合金的疲劳强度比普通铝合金材料提高3倍。
钪是光明之子,生产的钪钠灯具有发光效率高、光色好、节电、使用寿命长和破雾能力强等特点;在相同照度的条件下,比普通白炽灯节电80 %,使用寿命长达5000~25000 h,可广泛用于电视摄像和广场、体育馆、马路照明,被称为第三代光源。
燃料电池(SOFC)是一种新颖的电化学发电装置,在环境友好和高效方面显示出很大的优势,其能源转化效率高达80%,在分布式区域供电、大规模发电、新能源汽车等领域具有广泛的应用前景。氧化钪稳定氧化锆作为固体电解质的燃料电池在美国、日本、韩国已经实现了商业应用。
四、项目建设情况
根据中冶集团内部产业协同的整体布局要求,中冶新材料项目自勘察、设计到施工、监理全部由中冶集团各子公司承建。公司从注册到取得土地、环评等前期手续,仅用时45天;沈勘单位中冶沈勘主管副总带队常驻项目现场监督指导工作,用46天完成604亩土地的勘察、33万平米场地整理和强夯任务,为后期建设打下良好基础;总包单位中国恩菲派出80多人的设计、管理队伍驻扎现场,现场设计、制图和组织,确保高质量、高效率完成设计任务;施工单位中国二十二冶、中冶天工克服曹妃甸地区冬季严寒、大风天气等恶劣条件,60天完成15万米打桩任务,108天完成13万平米厂房的结构封顶,为快速开展设备安装创造了条件;监理单位赛迪咨询全程保驾护航。该项目的建设速度创造了曹妃甸地区央企投资建设最快纪录,被称为“曹妃甸速度”,成为各级政府和各类企业参观学习的样板工程。
目前,土建工程已经收尾,95%的设备已经进场安装。项目计划于10月22日实现无负荷联动试车,12月底联动投产。项目投产后一二期预计将实现销售额约80亿元,年均利税约8亿元,解决就业1000人,有效促进当地经济和社会发展。
五、未来发展
(一)搭建研发平台
中冶新能源申请搭建省部级及国家级研发平台,以研发创新带动企业持续发展。根据2017年国家发展改革委《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020)》、工信部《重点新材料首批次应用示范指导目录(2017年版)》,高镍三元前驱体、高纯氧化钪、航空用轻合金材料均属国家重点支持的关键材料,与公司产品方向高度一致。为此,公司将组建产学研用一体化研发中心,目前公司组建唐山市高镍三元材料工程技术研究中心和河北省钪系材料工程研究中心,已分别获得唐山市科技局和河北省发改委组织的专家答辩,后期申请组建国家级工程研究中心。以研发平台为核心,招揽国内外高端人才,实现公司产品质量高端化、生产装备大型化、核心工艺技术优化。
(二)研究开展二期工程投资建设
中冶新能源将在2018年下半年研究项目二期,根据项目一期生产情况以及市场变化趋势,开展投资建设。形成中冶集团内部上下游递延扩建模式,以规模化发展形成中冶集团资源板块良性循环、上下游互动的良性发展局面。
(三)钪系合金应用推广
中冶新能源氧化钪生产车间将于 2018 年底投产,通过向市场大规模供应氧化钪,消除钪应用的成本障碍及供应不稳定的缺陷,为钪的大规模应用创造条件。中冶新能源将根据钪铝母合金试验进展情况,建设钪铝中间合金试验线或生产车间,向市场提供高端产品。
(四)着手研究锂电回收
自2014 年新能源汽车行业快速进入商用以来,从2020年开始,动力电池将进入报废期,每年废旧动力电池的年增长率将保持在30%以上,其中锂镍钴锰等有价金属必须高效回收再利用,以避免环境污染。按照生产者责任延伸制的基本思路,废旧电池的“定向回收”是解决废旧动力电池循环再利用的最佳途径。京、津、唐地区经济发达,经济转型和产业升级动力强劲,且环渤海地区也是我国最重要的汽车制造基地之一,汽车保有量高,新能源汽车推广的动力及普及率较高,废旧动力电池的回收再利用将大有可为。目前,环渤海地区尚无龙头回收企业,中冶新能源将利用得天独厚的地域优势、经济和技术实力,以及完整的产业链优势,及早布局,与华北及周边地区的汽车制造龙头企业紧密合作,采用先进的工艺技术和智能化装备,可望打造区域性废旧电池回收再利用的旗舰型企业。
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