中冶新能源：爭做新興產業領跑者
2014年,習近平總書記在上汽集團考察時強調,發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路。新能源汽車不僅是產品技術的一次重大變革,也是產品、產業價值體系的重構,並將引發汽車產業鏈變化。為推動國家新能源汽車產業發展,中冶集團積極響應國家供給側結構性改革,優化產業結構,充分挖掘自身優勢資源,推動優勢產業向價值鏈高端延伸,利用瑞木鎳鈷礦鎳、鈷、錳、鈧的優質資源,依託長遠鋰科鋰離子電池正極材料製造經驗、中國恩菲在濕法冶金領域技術優勢,打造以高鎳三元前驅體為核心的新能源板塊。2017年9月,中冶集團聯合國軒高科、比亞迪、曹發展共同投資設立中冶瑞木新能源科技有限公司,投資建設中冶新材料項目,將瑞木鎳鈷礦的氫氧化鎳鈷產品加工成高鎳三元前驅體材料、提取高純氧化鈧。
一、市場環境
2017年中國汽車銷售2887.89萬輛,佔全球汽車銷量29%,已連續九年蟬聯世界第一。其中,中國新能源車銷售77.7萬輛,在全球新能源汽車銷售中佔比53.9%,連續兩年成為世界最大的新能源汽車銷售市場。中國新能源汽車產業結構更加優化,乘用車銷量超過74%,車用動力電池達到200Gwh(200千兆瓦時)。根據「車樁相隨」的規劃,全國投入運營的公共充電樁數量超過21萬個。
(一)動力電池市場
(1)國際新能源汽車發展趨勢。全球汽車產業已進入動能轉換的關鍵期,主要汽車強國陸續調整汽車戰略,2017年。荷蘭(2030) 、挪威(2025)、德國(2030)、法國(2040)、英國(2040)五國相繼宣布禁售燃油車消息。沃爾沃、賓士分別宣布2019年、2020年實現全系電動化。國際能源署預測,全球電動汽車數量有望在2020年前增至1300萬輛。在全球範圍內,汽車電動化及智能化的趨勢已不可逆轉,而電動化是智能化的基礎。
發展新能源汽車是促進我國汽車產業轉型升級、搶佔國際競爭制高點的緊迫任務。根據羅蘭貝格與德國汽車研究機構亞琛汽車工程技術有限公司共同發布《2017年第二季度全球電動汽車發展指數》報告,中國首次在電動汽車發展指數整體排名中躍居全球第一,美國與德國分居第二、三位。
(2)新能源汽車產銷量快速增加,拉動動力電池需求增長。2017年,全球鋰離子電池的出貨量達到143.5Gwh,其中汽車動力鋰電池的出貨量達到58.1Gwh。伊維經濟研究院預計2020年全球鋰電池出貨量將達到279.9Gwh,其中動力鋰電池出貨量達到166.1Gwh,2022年全球鋰電池出貨量超過400Gwh。據國際能源署預計2030年前電池需求量將增長15倍,其中中國的需求量最大,在全球佔比超過一半,其次是歐洲、印度和美國。智研諮詢預計到2020年中國對動力電池需求將達到115.4Gwh。
(3)高鎳三元電池逐漸成為市場主流。動力電池是電動汽
車的「心臟」,約佔電動汽車生產成本的40%-60%,正極材料約佔動力電池成本的50%-60%。前驅體是動力電池的能量源泉,約佔正極材料生產成本的50%-60%。2017年,國內新能源汽車裝機電量為36.40GWh,同比增長29%,磷酸鐵鋰和三元電池的裝機電量合計34.05GWh,佔比93.4%,其中三元電池16.01GWh,而磷酸鐵鋰電池對應18.04GWh。
為了提升動力電池的能量密度,行業將會向高鎳化、高電壓發展。根據真鋰研究的預測,2018年預計三元電池裝機量可達 23GWh,而磷酸鐵鋰裝機量下降到12GWh以下,到2020年三元電池需求有望增長至80GWh。
(二)鈧系材料市場
鈧是稀土原料的一種,是應用於諸多國防軍工及高科技領域的不可替代的戰略資源。因其自身特殊物理、化學性質,鈧已用於製備鋁鈧合金、燃料電池、鈧鈉鹵燈、示蹤劑、激光晶體等產品,在特種鋼鐵、有色合金、高性能陶瓷、催化劑等領域有著廣闊的應用前景。當前眾多應用中,鋁鈧合金、燃料電池和鈧鈉鹵燈對鈧產品的需求量最大。在航天、航空工業中,鋁鈧合金的應用發展較快。俄羅斯研究的較為系統,已用於米格-20、米格-29、圖-204客機和雅克-36直升機等。
二、產業政策支持
(一)新能源汽車政策支持
國家調整新能源汽車補貼政策,並對車企實行雙向積分制。2017年2月,三部委聯合印發了《促進汽車動力電池產業發展行動方案》,其中新能源領域的階段性目標是「到2020年新能源汽車年產銷達到200萬輛」以及「到2025年新能源汽車占汽車總產銷的 20%以上」。
2017年10月,工信部等部門聯合發布了《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分並行管理辦法》(即「雙積分政策」),對新能源車的技術含量、配套設施、服務水平有了更高的要求。
2018年2月財政部等四部門聯合發布了《關於調整完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》,純電動車續航150-300公里車型補貼分別下調約20%-50%不等,低於150公里續航的車型將不再享有補貼；續航里程300-400公里及400公里以上車型,補貼分別上調2%-14%不等。
2018年7月10日,交通運輸部發布《關於全面加強生態環境保護堅決打好污染防治攻堅戰的實施意見》,提出「到2020年底前,城市公交、計程車及城市配送等領域新能源車保有量達到60萬輛」。
(二)重點新材料產業政策
2017年7月14日,工信部發布《重點新材料首批次應用示範指導目錄(2017年版)》,將鎳鈷錳酸鋰三元材料納入新型能源材料重點目錄、將高純氧化鈧納入稀土功能材料重點目錄。本項目所生產的主要產品及副產品均屬國家重點新材料。
三、項目優勢
項目分兩期建設,總投資36.9億元。中冶新材料項目優勢明顯,入選了工信部2018年第一批工業企業技術改造升級導向計劃、入選了河北省重點項目,同時也是中冶集團20大重點建設項目之一。
(一)打造全國最大高鎳三元前驅體生產和研發基地
中冶新材料項目一期建成達產後達到年產4萬噸鋰離子電池高鎳三元前驅體(NCM622)及相關副產品的規模,2017年全國三元前驅體出貨量15萬噸,中冶新材料項目一期產量相當於2017年全國出貨量的27%。其佔地面積475畝,建築面積15.7萬平方米。二期產能擴建,佔地面積129畝,建築面積4.7萬平方米。一二期建成達產後將達到年產6萬噸鋰離子電池高鎳三元前驅體(NCM811)及相關副產品的規模。
(1)原料充足,品質優良。中國鎳和鈷的儲量分別佔全球儲量的3.4%、1.11%,2017年全球鎳鈷產量分別為210萬噸、11.4萬噸,中國消耗量均超過全球50%,對外依存度分別超過85%和90%,原料是制約新能源汽車產業發展的瓶頸。本項目原料依託於中冶集團在巴布亞紐幾內亞投資123億元建設的瑞木鎳鈷項目,該項目是集採選冶輸排為一體的世界級礦業項目,勘探權證範圍249平方公里,採礦權證範圍60平方公里,在25平方公里採礦權證範圍內已探明鎳礦石儲量為1.36億噸,2017年全年達產率108%,全年生產氫氧化鎳鈷含鎳金屬3.46萬噸、鈷金屬3400噸,在全球11個同類項目中實現了達產率最高的目標,為全球同行樹立了新的標杆。其產品氫氧化鎳鈷的鎳鈷錳摩爾比為10:1:1.8,特別適合生產NCM622或NCM811等鋰離子三元正極材料前驅體,實現了中冶集團境外優質礦產資源與國內高端產業的產業鏈融通。
(2)全產業鏈融合。公司聯合國軒高科、比亞迪等股東單位,打通了從原料到前驅體、正極材料、電池組裝、整車製造一條龍的產業鏈優勢,實現全產業鏈融合,有助於及時反饋市場需求,向市場提供有效供給。
在高鎳三元前驅體銷售方面,中冶新能源公司將通過內部協同,將定製產品銷售給長遠鋰科,加工後長遠鋰科將正極材料銷售給寧德時代,打通了國內最大鋰電池生產廠的銷售渠道,國軒高科、比亞迪按照股比優先採購產品。通過內部協同和股東選擇,中冶新材料項目鎖定了國內前三大鋰電池生產企業,覆蓋了國內動力電池50%以上的市場份額。
(3)工藝流程先進。與傳統工藝相比,本項目採用了40項專利技術,根據原料特性開發了定製式、短流程生產工藝,在基建投資和生產成本上有明顯的優勢。
(二)打造全球最大高純度氧化鈧生產和研發基地
中冶瑞木紅土鎳礦中伴生鈧金屬,中國恩菲根據產品特點,歷經4年自主研發出高效、經濟的提鈧工藝,突破了世界上紅土鎳礦鈧資源回收的技術瓶頸,目前在鈧資源回收領域處於領先地位,能夠為鈧資源綜合回收的工業化實施提供堅實的技術基礎,並能夠大幅度降低氧化鈧的生產成本,在較長時間內保持其技術的競爭優勢。
根據美國地質調查局公布的數據,2015-2017年全球鈧的產銷量約10-15噸。中冶新材料項目一期可生產20噸高純氧化鈧,一二期合計生產40噸高純氧化鈧,是全球最大的最大高純度氧化鈧生產和研發基地。目前,氧化鈧的價格約7000-8000元/公斤,已接近傳統提鈧工藝的生產成本,通過大批量、低成本穩定供應,消除鈧系材料應用的瓶頸,為鈧系材料的研發和廣泛應用提供材料支撐。
鈧是鋁合金之王,對鋁有很好彌散強化作用,是鋁合金強有力的晶粒細化劑和有效的再結晶抑製劑。鈧在合金中同時具有稀土金屬和過渡族金屬類金屬的有益作用,但其效果卻比這2類金屬明顯得多,是最理想合金化元素。以氧化鈧為原料通過熔鹽電解法製備鈧含量為2%鋁鈧中間和金,以2%的鋁鈧中間合金及純鋁熔煉製備鋁鈧合金。
鈧能全面提高鋁合金性能,強度一般在30 %以上(最高約~700 Mpa)；延展性達到1100 %；焊接性能400~-250 ℃；鈧鋁合金的疲勞強度比普通鋁合金材料提高3倍。
鈧是光明之子,生產的鈧鈉燈具有發光效率高、光色好、節電、使用壽命長和破霧能力強等特點；在相同照度的條件下,比普通白熾燈節電80 %,使用壽命長達5000~25000 h,可廣泛用於電視攝像和廣場、體育館、馬路照明,被稱為第三代光源。
燃料電池(SOFC)是一種新穎的電化學發電裝置,在環境友好和高效方面顯示出很大的優勢,其能源轉化效率高達80%,在分散式區域供電、大規模發電、新能源汽車等領域具有廣泛的應用前景。氧化鈧穩定氧化鋯作為固體電解質的燃料電池在美國、日本、韓國已經實現了商業應用。
四、項目建設情況
根據中冶集團內部產業協同的整體布局要求,中冶新材料項目自勘察、設計到施工、監理全部由中冶集團各子公司承建。公司從註冊到取得土地、環評等前期手續,僅用時45天；沈勘單位中冶沈勘主管副總帶隊常駐項目現場監督指導工作,用46天完成604畝土地的勘察、33萬平米場地整理和強夯任務,為後期建設打下良好基礎；總包單位中國恩菲派出80多人的設計、管理隊伍駐紮現場,現場設計、製圖和組織,確保高質量、高效率完成設計任務；施工單位中國二十二冶、中冶天工克服曹妃甸地區冬季嚴寒、大風天氣等惡劣條件,60天完成15萬米打樁任務,108天完成13萬平米廠房的結構封頂,為快速開展設備安裝創造了條件；監理單位賽迪諮詢全程保駕護航。該項目的建設速度創造了曹妃甸地區央企投資建設最快紀錄,被稱為「曹妃甸速度」,成為各級政府和各類企業參觀學習的樣板工程。
目前,土建工程已經收尾,95%的設備已經進場安裝。項目計劃於10月22日實現無負荷聯動試車,12月底聯動投產。項目投產後一二期預計將實現銷售額約80億元,年均利稅約8億元,解決就業1000人,有效促進當地經濟和社會發展。
五、未來發展
(一)搭建研發平台
中冶新能源申請搭建省部級及國家級研發平台,以研發創新帶動企業持續發展。根據2017年國家發展改革委《增強製造業核心競爭力三年行動計劃(2018-2020)》、工信部《重點新材料首批次應用示範指導目錄(2017年版)》,高鎳三元前驅體、高純氧化鈧、航空用輕合金材料均屬國家重點支持的關鍵材料,與公司產品方向高度一致。為此,公司將組建產學研用一體化研發中心,目前公司組建唐山市高鎳三元材料工程技術研究中心和河北省鈧系材料工程研究中心,已分別獲得唐山市科技局和河北省發改委組織的專家答辯,後期申請組建國家級工程研究中心。以研發平台為核心,招攬國內外高端人才,實現公司產品質量高端化、生產裝備大型化、核心工藝技術優化。
(二)研究開展二期工程投資建設
中冶新能源將在2018年下半年研究項目二期,根據項目一期生產情況以及市場變化趨勢,開展投資建設。形成中冶集團內部上下游遞延擴建模式,以規模化發展形成中冶集團資源板塊良性循環、上下游互動的良性發展局面。
(三)鈧系合金應用推廣
中冶新能源氧化鈧生產車間將於 2018 年底投產,通過向市場大規模供應氧化鈧,消除鈧應用的成本障礙及供應不穩定的缺陷,為鈧的大規模應用創造條件。中冶新能源將根據鈧鋁母合金試驗進展情況,建設鈧鋁中間合金試驗線或生產車間,向市場提供高端產品。
(四)著手研究鋰電回收
自2014 年新能源汽車行業快速進入商用以來,從2020年開始,動力電池將進入報廢期,每年廢舊動力電池的年增長率將保持在30%以上,其中鋰鎳鈷錳等有價金屬必須高效回收再利用,以避免環境污染。按照生產者責任延伸制的基本思路,廢舊電池的「定向回收」是解決廢舊動力電池循環再利用的最佳途徑。京、津、唐地區經濟發達,經濟轉型和產業升級動力強勁,且環渤海地區也是我國最重要的汽車製造基地之一,汽車保有量高,新能源汽車推廣的動力及普及率較高,廢舊動力電池的回收再利用將大有可為。目前,環渤海地區尚無龍頭回收企業,中冶新能源將利用得天獨厚的地域優勢、經濟和技術實力,以及完整的產業鏈優勢,及早布局,與華北及周邊地區的汽車製造龍頭企業緊密合作,採用先進的工藝技術和智能化裝備,可望打造區域性廢舊電池回收再利用的旗艦型企業。
