5月31日,在SMM主办的CLNB2024(第九届)中国国际新能源产业博览会-先进材料运用高峰论坛上,贵州磷化新能源科技有限责任公司总经理周松华表示,产能方面,2023年底国内在建/规划磷矿石3550万吨,预测2023-2025年产能复合增速仅为3.97%,2026年磷矿石将迎来集中投产期,产能预计增长21.4%至1.48亿吨。
《推进磷资源高效高值利用实施方案》解读
【发布时间】2023年12月29日
【发布部门】工业和信息化部、国家发展改革委、科学技术部、自然资源部、生态环境部、农业农村部、应急管理部、中国科学院
【出台背景】磷矿是战略性非金属矿产资源,磷化工是我国化工产业的重要组成部分,磷化学品更是关乎粮食安全、生命健康、新能源及新能源汽车等重要产业链供应链安全稳定的重要产品。而我国依托相对丰富的磷矿资源和完善的产业基础,磷化工产业取得了长足发展,但也面临磷矿综合利用水平偏低、资源可持续保障能力不强、磷化工绿色发展压力较大、磷化学品供给结构性矛盾突出等问题,制约产业高质量发展。
【总体考虑】一是明确功能定位,旨在细化落实相关规划政策要求。二是注重分业施策,夯实可持续发展基础。三是坚持耦合协同,优化产业发展生态。
【主要目标】2026年,磷资源可持续保障能力明显增强,磷化工自主创新能力、绿色安全水平稳步提升,高端磷化学品供给能力大幅提高,区域优势互补和联动发展能不断增强,产业链供应链韧性和安全水平更加稳固。具体为4个方面:在创新驱动方面,突破一批磷资源高效开发、清洁生产、综合利用等关键技术;在结构优化方面,磷铵、黄磷等传统产品产能利用率显著提升,高附加值含磷化学品等非农用产品在磷化工中的营收占比不断优化;在绿色发展方面,能效标杆水平以上的磷铵产能占比超过35%,新增磷石膏无害化处理率达到100%、综合利用率达到65%;在生态培育方面,形成3家左右具有产业主导力、全球竞争力的一流磷化工企业,建设3个左右特色突出的先进制造业集群。
【保障措施】一是强化统筹联动,加强部门协同和部省联动,协力推进磷资源高效高值利用重点工作。鼓励地方政府完善配套政策,落实重点任务,加快磷化工先进制造业集群培育,强化磷石膏、尾矿等废弃物综合利用项目用地、用能等要素保障。二是加强政策协同,加大对磷化工产业高端化发展、智能化升级、绿色化转型、服务化延伸、安全化管控等技术改造项目支持力度。发挥国家产融合作平台作用,引导投资基金、金融机构等支持重点项目实施。三是营造良好环境,鼓励地方开展产教融合建设试点,强化人才支撑保障,强化知识产权保护,落实建设全国统一大市场要求,破除地方保护和行政性垄断,促进磷矿等生产要素跨地区高效顺畅流动,加强磷石膏及综合利用产品的跨区域协同利用。
部分要点
磷化工产业现状
磷矿石产能
现有产能:12191万吨。
预测产能:2023年底国内在建/规划磷矿石3550万吨,预测2023-2025年产能复合增速仅为3.97%,2026年磷矿石将迎来集中投产期,产能预计增长21.4%至1.48亿吨。
新增产能主要企业:瓮福集团、川恒股份、湖北祥云、新洋丰等。
磷矿石产业链
磷矿石主要用于生产磷肥、黄磷、磷酸盐等产品,磷肥是磷矿石最大的下游需求。
磷肥出口量:2023年我国磷酸一铵、磷酸二铵出口量分别为203.62、503.58万吨,同比增长1.25%、40.69%。
黄磷消费占比:2023年我国黄磷下游中PCl3消费占比为53%,磷酸消费占比为39%。
PPA产能:2023年底现有+拟建PPA项目产能将在2026年达519万吨,2023-2026年PPA产能复合增长率为14.25%。
电池材料
►湿法净化磷酸(PPA)
产能:截至2023年底,现有(贵州磷化占比57%)+拟建PPA项目产能将在2026年达519万吨。磷酸铁锂电池需求将持续上涨,大量磷化工企业正在扩建PPA项目。
预测:2023-2026年PPA需求复合增长率为18.69%,2023-2026年PPA产能复合增长率为14.25%。
2024年一季度,贵州磷化集团净化磷酸(PPA)销量同比增长60%,在新能源领域的销售量同比增长了336%,出口量同比增长21%。
►磷酸一铵(MAP)
产能:2023年我国磷酸一铵总产能1830万吨,相比去年下跌3.33%,产量大约为1066.64万吨,相比去年同期增加61.00万吨,同比上涨6.07%。
出口量:2023年中国磷酸一铵累计出口总量203.63万吨,较去年同期上涨1.26%。
需求:2023年我国磷酸一铵行业市场规模427.05亿元,其中,农用磷酸一铵需求规模324.7亿元;工业级磷酸一铵需求规模为102.35亿元。2023年我国磷酸铁出货量139.8万吨,折磷酸一铵需量111.8万吨(折算系数0.8t/t)。
►无水氟化氢(AHF)
产能:2023年我国AHF总产能约337.4万吨,同比增长9.1%,新投产产能约30.2万吨,拟在建产能约330万吨,萤石-硫酸法仍为主流工艺,产能约266万吨占比80.5%,H2SiF6法AHF拟在建产能约68.5万吨占比约19.5%。
产量:2023年我国AHF总产量约195.6万吨,同比下降2.8%,行业整体开工率约58.0%,同比下降7个百分点。
出货量:2023年全球六氟磷酸锂出货量16.9万吨,折算AHF需量18.59万吨(折算系数1.1t/t)。
►五氯化磷(PCl5)
消费占比:2022年五氯化磷在新能源行业六氟磷酸锂应用中的消费占比达到约90%。
生产管控:五氯化磷属于危险化学品,生产管控严格,对于新建、扩建、改建以及正在生产五氯化磷的企业,国家有严格的管理条例对其进行规范,导致在近两年下游锂离子电池的强劲需求下,五氯化磷出现供不应求的局面。
预测:2022年受下游六氟磷酸锂市场的带动,中国五氯化磷市场呈现量价齐升的发展态势,全年价格同比增长180%以上,销量增长超过30%。预测2027年将达到159.58百万美元,2022-2027年复合增长率为-6.31%。
新能源电池材料与磷化工
磷系正极前驱体-磷酸铁
工艺产能占比:2023年投产的磷酸铁项目产能中铵法占比约69.46%,钠法占比约15.75%,铁法占比约14.8%。
磷源需求:铵法和钠法都属于亚铁工艺路线,由硫酸亚铁与磷源(磷酸一铵、精制磷酸)反应生成磷酸铁,铁法属于纯铁路线,通过磷酸和铁粉反应制备得到磷酸铁。
成本:无论采用何种工艺,磷源成本均>50%。
产能:预计到2025年我国磷化工企业将释放超200万吨 磷酸铁产能。
市场:目前磷酸铁产能仍在陆续释放,预计短期内磷酸铁供需矛盾难以缓解,磷酸铁价格价差或将延续弱势运行。未来精制磷酸、磷酸一铵等主要原材料供应能力较强的一体化磷化工企业的竞争优势将愈加凸显。
磷系正极
►磷酸铁锂
优势:磷化工企业凭借磷矿资源上游一体化配套,单吨磷酸铁锂可节省数千元,磷源成本优势显著。
成本:磷酸铁锂原料成本占总成本的90%以上,原料成本中,碳酸锂>磷酸铁>其他。
磷源需求:预测2025年我国磷酸铁锂需求总量有望提升至289万吨,单吨磷酸铁锂消耗0.73吨的磷酸一铵,假设未来工业级磷铵的在磷酸铁锂制备中的应用占比为40%,那么至2025年,我国国内磷酸铁锂材料能够拉动近84万吨的磷酸一铵需求,对磷矿石的需求将达653万吨。
►(氟)磷酸钒钠
成本:目前磷酸钒钠聚阴离子路线已有小批量生产,工业级纯度的钒原料成本约10万元/吨,原料中钒源成本占比达到92.7%,磷源占比2.6%,氟源占比1.18%,钒源限制了其产业化进度。
前景:①氟具有极强的诱导效应,可以提高材料的工作电压;②氟化磷酸钒钠的能量密度较高,能量密度的理论值高(约520 Wh/kg),与LiFePO4的能量密度(≈530 Wh/kg)相当。
►磷酸焦磷酸铁钠(NFPP)
成本:铁源(60.18%)>磷源(18.14%)>碳源(14.63%)>钠源(7.04%),可见NFPP对磷资源的需求较大。
优势&缺点:优势是价格便宜、循环寿命长、安全性高、无环境污染;缺点是能量密度低、低温性能差、倍率性能差。
应用场景:储能,如小储、户储、户外基站储能、光伏储能等。
磷系负极-红磷/黑磷
前景:磷基材料是目前理论容量最高的钠离子电池负极之一,有望满足储能电站对于高功率密度的要求,在成本方面,磷的储量丰富,廉价易得,此外钠离子电池本身具有良好的耐候性和安全性,磷基钠离子电池在大型储能电站方面具有良好的应用前景。
优势&缺点:磷基负极理论储钠比容量为2596 mAh·g-1,但电压平台较低(Li/Li+,0.8V和Na/Na+,0.4V)。黑磷具有较宽的层间距和高效的电荷传输性能,导电性能优于红磷。
氟系电解质-
►六氟磷酸锂
成本:电解液中溶质36%>溶剂20%>添加剂19%。六氟磷酸锂中LiF52.48%>AHF26.99%>PCl516.53%。
市场:由于溶质六氟磷酸锂产能大量释放,价格大幅下降,目前市场竞争激烈。
►六氟磷酸钠
成本:具备PCI5、AHF等原材料的生产厂家在生产NaPF6上具备成本优势。
前景:六氟磷酸钠具有较高的电导率、良好的离子迁移数、较强的电化学稳定性、抗氧化性,能与各种正负极材料匹配。
需求:由于钠离子的电导率较高,对电解液的浓度要求较低,按照六氟磷酸钠的单耗保持120吨/GWh 来进行预测,对应电解液单耗及六氟磷酸钠在电解液中浓度分别为1200 吨、10%,在此条件下2025年六氟磷酸钠市场需求有望超过6000吨。
►双氟磺酰亚胺锂
成本:由于目前LiFSI价格较高,主要作为添加剂添加到电解液中。
前景:LiFSI性能优于LiPF6,更契合未来高性能、宽温度和高安全的锂电池发展方向,未来有望替代六氟磷酸锂。
市场:随着LiFSI技术成熟和成本下降,以及LiFSI对电解液性能的改善作用显著,全球各厂商纷纷大规模规划布局LiFSI,其中天赐材料扩产规模最大。
结论与展望
结论
加快新能源、新材料等战略性新兴产业的发展成为经济工作的重大任务和主攻方向。磷化工企业入局新能源电池领域,为新能源产业高质量发展赋能是使命、应担当。
展望
上下游产业链携手合作,形成集群发展,互相赋能,共创未来。