[电池完全征服](40)“关键矿物”镍一半产自印尼,其背后是中国资本

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浦项制铁集团表示,上月31日,Posco CNG R Nickel Solution和C&P新材料科技分别在浦项迎日湾第4产业园区开工建设镍精炼工厂和前驱体生产工厂。Posco CNG R Nickel Solution由Posco Holdings与中国CNGR按6比4出资设立。C&P新材料科技则由Posco Future M与CNGR按2比8出资。


镍精炼工厂计划从CNGR旗下镍冶炼法人引进纯度约70%的中间原料镍中间合金(matte),生产纯度达99.9%的二次电池用高纯度镍。如此生产出的镍将运往C&P新材料科技,作为前驱体原料。Posco Future M则利用该前驱体生产正极材料。


浦项制铁集团计划通过与中国CNGR的合作,强化从镍—前驱体—正极材料生产相衔接的二次电池材料业务价值链。

在浦项迎日湾4工业园区举行的浦项制铁集团与中国CNGR镍及前驱体合资工厂开工仪式上,与会者正在按下开工按钮。(2024.5.31)照片由浦项制铁提供

在浦项迎日湾4工业园区举行的浦项制铁集团与中国CNGR镍及前驱体合资工厂开工仪式上,与会者正在按下开工按钮。(2024.5.31)照片由浦项制铁提供

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镍与钴、锰、铝一起,被用作二次电池正极材料的核心原料。电池的容量和输出会因正极材料的组成而有所差异,其中镍与能量密度高度相关。在NCM(三元:镍·钴·锰)或NCA(三元:镍·钴·铝)等三元电池中,镍都是不可或缺的组成部分。


镍过去主要用于不锈钢(STS)的生产,约70%的镍产量被用于不锈钢制造。近年来,二次电池用途的占比正逐步上升。浦项制铁集团与中国CNGR设立镍冶炼工厂,也是为了实现作为二次电池核心材料的镍的自给化。


镍与锂一起,也会影响正极材料及电池价格。正极材料在锂离子电池中按成本计算约占50%。在作为正极材料原料的前驱体中,占比最高的就是镍。将正极材料中镍含量提高到90%的高镍电池也已实现商业化。

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据韩国矿业振兴公社资源信息服务数据,截至6月4日,镍在伦敦金属交易所(LME)上的交易价格为每吨1.89万美元。受俄乌战争引发的供应中断担忧影响,镍价曾在2022年3月飙升至每吨4.2995万美元。但由于印尼方面供应过剩、库存增加以及电动汽车需求停滞等因素,价格在去年底一度跌至每吨1.5万美元区间。


镍供应过剩状态预计在一段时间内将持续。S&P全球高级分析师Jason Sappor表示:“尽管近期新喀里多尼亚的镍生产出现中断,但由于印尼和中国产量增加,预计2024年全球初级镍市场将出现12万吨的过剩”,并解释称:“自2023年底以来,LME镍总库存已增加42.7%,在当前市场供应过剩的情况下,今年剩余时间内价格上涨将受到限制。”


二次电池用镍,“等级”截然不同

镍(Ni)是一种具有强烈银白色光泽的金属,在空气中不会发生氧化反应,因此被广泛用作电镀或合金材料。镍与银色相近且耐腐蚀性强,在世界各国也被大量用作硬币原料。在美国,5美分硬币就被称为“nickel(镍币)”。


镍在地壳中的含量约为80ppm,相较于铜(50ppm)、锌(75ppm)、钴(20ppm)等其他有色金属更为丰富。但其价格相对较高,因为很难将其分离为纯净形态,且开发具经济性的矿山往往需要10年以上的长周期。


图片来源:韩国贸易协会

图片来源:韩国贸易协会

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镍矿石(nickel ore)大致分为硫化矿(sulfide)和氧化矿(laterite)。从全球范围看,氧化矿占比约60%,高于硫化矿的40%。硫化矿主要分布在俄罗斯(Norilsk)、加拿大(Sudbury)、澳大利亚(Nickel West)及中国甘肃省。硫化矿埋藏在地下深处,开采成本较高,但镍含量在1.5%至2.5%之间,品位较高。硫化矿含硫量高,多呈棕色。


氧化矿主要分布在印尼、菲律宾、巴布亚新几内亚、新喀里多尼亚、巴西等热带地区。氧化矿埋藏在地表,含水量高。由于位于地表,开采较易,但镍含量仅为1.0%至1.8%,低于硫化矿。

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氧化矿又可分为位于土壤上部的褐铁矿(limonite,镍含量1.3%以下)和位于土壤下部的蛇纹岩化矿(saprolite,镍含量1.8%以上)。镍含量较高的蛇纹岩化矿采用电炉进行火法冶炼,而镍含量较低的褐铁矿则通过高压酸浸(High-Pressure Acid Leaching,HPAL)等湿法冶炼进行提炼。火法冶炼是指为提取金属而施加高温热能的方式;高压酸浸则是利用高压喷射硫酸,提高镍纯度的方法。


尤其是,过去因镍含量较低而未被处理的褐铁矿,如今也可通过高压酸浸法生产高纯度镍,从而导致镍产量大幅增加。


另一方面,镍按纯度分为纯度99.8%以上的1类(Class 1)和纯度低于99.8%的2类(Class 2)。二次电池正极材料中使用的是1类镍。1类镍根据形态不同,又可分为阴极板(Cathode)、压块(Briquette)、颗粒(Pellet)、粉末(Powder)等。2类镍则包括镍铁合金(FeNi)和镍生铁(Nickel Pig Iron,NPI)等。


以往,品位较高的硫化矿主要被加工为1类镍,而氧化矿则被加工为2类镍。但近来,储量丰富且易于开采的氧化矿也开始通过高压酸浸法加工为正极材料用高纯度镍。通过湿法冶炼生产出镍中间合金(镍含量55%至75%)、混合氢氧化物(MHP,Mixed Hydroxide Precipitate)或混合硫化物(MSP,Mixed Sulphide Precipitate)等中间产品,再将其加工为用于正极材料的硫酸镍。


MHP或MSP的镍含量约为34%至55%,并少量含有钴(1%至4.5%)。MSP在生产过程中会使用有毒气体硫化氢(H2S),而MHP相对安全,并且与压块、粉末等1类镍工艺的兼容性较高,因此其产量正在扩大。


作为二次电池正极材料原料的硫酸镍,是将镍溶于硫酸后蒸发制成的一种无机化合物,呈绿色。NCM、NCA等三元电池的正极材料,是将镍、钴、锰等按适当比例配制成前驱体后再与锂混合制成。硫酸镍则被用作电池前驱体的原料。

硫酸镍

硫酸镍

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硫酸镍原本主要用于电镀液、催化剂等领域,但随着其被用作锂离子电池原料,需求急剧增长。市场调研机构QY Research估算,2022年约有77%的硫酸镍产量被用作电池前驱体原料,预计到2028年这一比例将超过90%。


“镍产量第一”印尼背后若隐若现的中国身影

据美国地质调查局(USGS)统计,全球镍储量约为1.3亿吨,其中印尼储量最高,估计约为5500万吨,占42.3%。


全球第一大镍生产国同样是印尼。USGS数据显示,2023年全球镍产量为360万吨,其中一半、即180万吨来自印尼。其后依次为菲律宾40万吨(11.1%)、新喀里多尼亚23万吨(6.3%)、俄罗斯(5.5%)、加拿大(5%),差距较大。

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镍高度集中在少数国家,前五大生产国就占全球产量的78%。此外,镍在伦敦金属交易所(LME)挂牌交易,暴露于投机性基金,因此价格波动幅度也很大。2022年3月,镍期货价格一度突破每吨10万美元,导致交易被暂时中止。



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印尼之所以成为镍生产大国,是因为可以利用高压酸浸法,从露天开采的氧化矿中低成本生产高纯度镍。自2018年起,印尼取代菲律宾,成为全球第一大镍生产国。中国企业过去从印尼进口原矿,在中国国内生产镍生铁、不锈钢等产品。


2020年,印尼政府为激活本国下游产业,禁止未加工镍矿出口。从印尼开采的镍矿石,必须在国内加工成镍铁合金、镍生铁、镍中间合金等形态后方可出口。由于无法再从印尼进口原矿,青山控股集团(Tsingshan Holding Group)等中国企业开始在印尼当地建设大规模冶炼设施。


据市场调研机构Oregon Group统计,截至2023年,印尼共有43座镍冶炼工厂在运营,另有28座在建,规划中的工厂也多达24座。目前正在规划或建设的印尼镍矿项目大多由中国资本主导。根据中国市场调研机构安泰科(Antaike)2022年的调查,全球镍产量中,中国与印尼合计占比已达65%。


印尼生产的镍中间品中,有相当一部分出口到中国。中国的镍中间合金进口量从2020年的1.08万吨增至2023年的30.05万吨,其中印尼占总量的93%。同期,MHP进口量从3.36万吨激增至2023年的132万吨,其中63%来自印尼。


中国和印尼也被批评“摧毁了全球镍市场”。随着印尼镍产量激增,镍供应过剩问题凸显。再加上去年下半年起电动汽车增速放缓,镍价大幅下跌。2023年全年镍价下跌了45%。


随着盈利能力恶化,部分矿山被迫关停。今年2月,澳大利亚矿业公司嘉能可(Glencore)决定退出新喀里多尼亚镍业务。据悉,新喀里多尼亚镍矿企业目前正遭遇严重经营困难。加拿大矿业公司First Quantum Minerals则于今年4月宣布,自西澳镍矿Ravensthorpe Nickel Operation停产2年。该公司在2021年曾被浦项制铁收购30%股权,以确保镍供应权。


印尼镍开采破坏自然环境的批评声音也不断出现。据悉,印尼矿山的劳动环境同样十分恶劣。因廉价印尼镍而受损的澳大利亚、加拿大等西方矿业公司,将镍区分为“清洁(Clean)镍”和“肮脏(Dirty)镍”,并主张在镍供应链市场中应强化环境、社会和公司治理(ESG)标准。


印尼正推动与美国签署自由贸易协定(FTA)这一点也引发争议。根据美国《通胀削减法案》(IRA),使用在与美国签署自由贸易协定国家开采及冶炼的矿物生产的电池,其电动汽车在购买时可享受税收抵免。印尼正努力通过一项与自由贸易协定同等水平的单独矿产协议,来获得IRA优惠。


一旦如此,在印尼投资的韩国电动汽车及电池制造商也有望受益。但美国国内也有批评认为,若印尼与美国签署矿产协议,将可能违背IRA旨在将中国排除在电动汽车供应链之外的初衷,反而为中国提供激励。

韩企加紧强化镍供应链

韩国境内不产镍,所需镍全部依赖进口。过去主要为不锈钢原料而进口镍,如今随着二次电池产业壮大,正着力确保前驱体用高纯度镍。主要进口来源国正从法国属地新喀里多尼亚、澳大利亚、非洲转向印尼。


韩国最具代表性的镍矿投资项目,是位于非洲马达加斯加的Ambatovy镍矿。2006年,韩国矿业振兴公社与大宇国际(现Posco International)、STX共同组建韩国联合体(Korea Ambatovy Consortium,KAC),收购了Ambatovy矿山45.8%的股权,当时总投资额高达11亿美元(约1.5万亿韩元)。其余54.2%股权由日本住友商事持有。韩国拥有每年最多购买3万吨镍的权利。


浦项制铁一直通过从新喀里多尼亚进口并加工镍原矿的方式供应镍。2006年,浦项制铁与新喀里多尼亚的SMSP在光阳成立合资公司SNNC。SNNC每年从新喀里多尼亚进口约3000万吨镍原矿,生产镍铁合金。SNNC目前正追加建设年产2万吨规模的二次电池用镍中间合金生产工厂。


浦项制铁近期正将镍供应链扩展至印尼。Posco Holdings于2023年2月与中国宁波力勤签署谅解备忘录(MOU),正式进入印尼镍业务。宁波力勤于2021年在印尼建设并运营了首座二次电池用镍湿法冶炼工厂。随后,浦项制铁集团又在2023年5月宣布,将投资4.41亿美元在印尼哈马黑拉(Halmahera)岛建设镍冶炼工厂,计划自2025年起每年生产5.2万吨镍中间合金。


LX International今年1月以1330亿韩元收购印尼AKP矿山60%股权,取得经营权。AKP矿山位于印尼苏拉威西岛莫罗瓦利工业园区附近,按原矿计算储量为5140万吨。


EcoPro今年3月投资约100万美元,收购中国格林美(GEM)在印尼运营的镍冶炼厂Green Eco Nickel 9%的股权。位于印尼苏拉威西岛的Green Eco Nickel是一座年产约2万吨镍的冶炼厂。EcoPro在2022年也曾收购GEM在印尼运营的镍冶炼厂QMB 9%的股权。

韩国国务总理 Han Duck-soo(左起第五位)于2023年11月15日下午出席在蔚山蔚州郡 Korea Zinc 举行的镍冶炼厂动工仪式,与嘉宾一起进行宣布工程启动的表演。  <br>(自左起第四位)Korea Zinc 会长 Choi Yoonbeom、韩总理、蔚山市长 Kim Doogyeom、国民力量党议员 Park Sungmin。2023.11.15 【图片来源 联合新闻提供】

韩国国务总理 Han Duck-soo(左起第五位)于2023年11月15日下午出席在蔚山蔚州郡 Korea Zinc 举行的镍冶炼厂动工仪式,与嘉宾一起进行宣布工程启动的表演。
(自左起第四位)Korea Zinc 会长 Choi Yoonbeom、韩总理、蔚山市长 Kim Doogyeom、国民力量党议员 Park Sungmin。2023.11.15 【图片来源 联合新闻提供】

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作为前驱体原料的硫酸镍市场目前被中国牢牢掌控。QY Research数据显示,截至2021年,全球前十家硫酸镍生产企业中,有7家为中国企业。



韩国企业中,唯有Korea Zinc的子公司KEMCO进入榜单,位列第8。日本住友金属矿山位居第3,俄罗斯诺里尔斯克镍业(Norilsk Nickel,简称Nornickel)位居第5。KEMCO计划到2028年将硫酸镍产量提高至8.5万吨。

<参考文献>
Posco Future M新闻室,《电动车市场的关键,镍》,2024.1.10
对外经济政策研究院,《议题趋势:印尼,因国际镍价暴跌引发对下游产业化战略影响的担忧》,2024.2.16
QY Research,《全球硫酸镍(Nickel Sulfide)市场展望》,2022
《华尔街日报》,〈How China Came to Dominate the World's Largest Nickel Source for Electric Cars〉,2023.7.5
《日经亚洲》,〈U.S. senators oppose Indonesia FTA that paves way for nickel subsidies〉,2023.11.2
Mining.com,〈Indonesia and China killed the nickel market〉,2024.3.4
Mining.com,〈First Quantum to shut down Ravensthorpe nickel mine〉,2024.4.29
浦项制铁新闻室,《Posco Holdings,国内企业首次在海外生产二次电池用镍》,2023.5.3
韩国贸易协会,《关键原材料全球供应链分析:镍》,2022.6.29