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磷酸铁锂龙头,德方纳米:技术壁垒深厚,新产品打开新成长空间
来源:远瞻智库 2023-06-23 247
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    (报告出品方/分析师:西部证券 杨敬梅)

    一、技术领先的磷酸铁锂龙头

    1.1 磷酸铁锂龙头,深耕正极材料

    公司是磷酸铁锂龙头,剥离碳纳米管业务聚焦主业。

    公司2007年成立,2019年于深交所上市,主营业务为锂离子电池材料的研发、生产和销售,主要产品为磷酸盐系正极材料,主要应用于动力电池、储能电池等锂离子电池的制造,最终应用于新能源汽车以及储能市场等。

    磷酸铁锂存在能量密度较低、振实密度小、低温性能较差等缺点。

    磷酸铁锂的理论容量约 170 mAh/g,理论密度为 36g/cm³,同时为提高导电性一般需加入导电碳材料,又降低了磷酸铁锂的体积容量比,且磷酸铁锂在低温下活性较低。

    2.1.3 磷酸铁锂制备工艺成熟

    磷酸铁锂制备工艺成熟,固相法和液相法均可进行大规模生产。

    磷酸铁锂目前主流制备磷酸铁锂的方法主要分为固相法和液相法,固相法包括高温固相法、碳热还原法,液相法包括水热法、溶胶-凝胶法。高温固相法是目前研究最成熟的,同时也是大规模商业化应用的合成磷酸铁锂的方法,工艺简单、设备成本较低,较为适合大规模工业化生产。

    液相法物相均一,过程简单,是生产磷酸铁普遍采用的制备方法,但液相法由于对生产条件控制的要求较高,工艺复杂,设备造价高,其产业化难度大于固相法。

    2.2 全球电动化进程加速,锂电高景气带动正极材料需求提升

    2.2.1 “碳中和”政策加速全球交通绿色化

    “碳中和”已成全球共识,燃油车将逐步禁售。据 Energy&Climate Unit 统计,目前已有欧盟及 27 个国家和地区实现或者明确提出“碳中和”,包括 2 个已实现、6 个已立法、6 个处于立法状态、14 个发布政策目标。

    2020 年,中国正式提出二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值,争取在 2060 年前实现“碳中和”,另外,还有 100 多个国家和地区在讨论“碳中和”目标。在“碳中和”目标下,欧洲部分国家已经明确燃油车禁售时间,国际能源署呼吁在 2030 年禁售燃油车。

    国内海南省也于 2021 年印发《海南省碳达峰实施方案》,明确提出到 2030 年,全岛全面禁止销售燃油汽车,除特殊用途外,全省公共服务领域、社会运营领域车辆全面实现清洁能源化,私人用车领域新增和更换新能源汽车占比达 100%。

    2.2.2 全球新能源汽车趋势明确,需求维持高速增长

    全球电动汽车趋势明确,渗透率持续提升。根据 GGII 统计,全球新能源汽车由 2015 年的 61.4 万辆到 2021 年的 645.1 万辆,年均复合增长率 CAGR 高达 48%。

    受益于欧洲电动化进程加速、传统车企加速布局新车型不断推出催生行业需求、以及国内新能源汽车利好政策频出,全球新能源汽车市场有望步入发展的快车道,我们预测 2025 年全球新能源车销量将超过 2320 万辆,2021-2025 年 CAGR 为 37.8%,电动车渗透率超过 25%。政策支持叠加产品力提升,国内电动车销量维持高速增长。

    据中国汽车工业协会统计,新能源汽车销量从 2015 年的 24.6 万辆到 2021 年的 332.4 万辆,年均复合增长率 CAGR 高达 54%, 2019 年增速较缓,主要是新能源补贴退坡。

    考虑到终端用户对电动车的认可度上升,以及政府为发展绿色经济势必会政策支持电动汽车,预计未来几年国内新能源车销量会快速上升,2025 年预计接近 1479 万辆,2021-2025 年 CAGR 为 45.2%。

    国内动力电池需求旺盛,铁锂占比进一步提高。

    据鑫椤咨询,2021 年国内动力电池装车量为 154.5GWh,同比增长 143%;其中三元电池装机量为 74.3GW,磷酸铁锂电池装机量为 79.8GWh,占总装机量比重为 51.7%,较 2020 年提升 13.3pct。2022 年 1-7 月国内正极材料累计产量达 75.29 万吨,同比 81.2%,维持高增趋势,其中铁锂累计产量达 46.1 万吨,同比 119.4%,市场份额进一步提升至 55.3%,三元累计产量达 29.2 万吨,同比增长 49%,市场份额下滑至 44.7%。

    2.2.2 抽水蓄能发展受限,电化学储能前景广阔

    抽水蓄能应用广泛,但发展空间受限。

    抽水储能指在电力负荷低谷期将水从下池水库抽到上池水库时将电能转化成重力势能储存,在电网负荷高峰期释放能源。

    2021 年全球抽水蓄能累计装机规模为 182.9GW,同比增长 6.0%,占全球储电装机总规模的 89.2%,其中我国抽水蓄能累计装机规模达到 43.0GW,同比增长 35.2%,占全国储能装机总规模的 89.3%。

    抽水蓄能应用成熟,但存在机械损耗较大、电站效率相对较低、响应时间较长、建设周期较长等问题,同时项目需建设在水资源丰富的地区,发展空间受限。

    2.2.3 锂离子电池综合优势突出,占电化学储能主导

    锂离子电池综合性能良好,竞争优势显著。锂离子电池具有响应时间快、功率密度高、能量密度高的优势,能量转换效率约为 90%,能够满足电力调峰调频、削峰填谷、平滑功率曲线等不同场景的应用需求,在储能领域竞争力最强。

    全钒液流电池则存在能量密度较低、占地面积大、启动速度慢的问题,铅酸电池则存在环境污染严重、功率密度不足、循环寿命不足等问题。

    综合对比来看,锂离子电池综合优势突出,市场应用前景最佳,尤其是磷酸铁锂电池具有循环寿命长、充放电快速、安全性能好、温度适应性强等优点,在储能领域具有显著的竞争优势。

    锂离子电池在电化学储能中占绝对主导地位。

    2015-2021 年,全球锂离子电池在电化学储能累计装机比例中始终位于 80%以上,占绝对主导地位。同时受益于锂电池的迅速发展,国内锂离子电池在电化学储能占比也迅速提升,从 2015 年的 66.0%提升至 2021 年 90.9%,未来占比有望接近全球水平。

    新增电化学储能装机中锂离子电池也绝对领先,2021 年中国电化学新增装机 1844.6MW,同比 56.4%,锂电占比 99.3%,其次为液流电池,占比 0.5%。

    2.2.4 磷酸铁锂电池将成为储能市场锂电池主流方向

    磷酸铁锂电池特性更适用于储能场景,是目前锂电池储能的发展趋势。

    磷酸铁锂电池能量密度较低,但在循环寿命、安全性,成本方面有优势,更适用于储能市场。

    与三元锂电池相比,磷酸铁锂电池能量密度为 110-160Wh/kg 左右,低于三元电池 210-250Wh/kg 左右的能量密度;但三元锂电池循环到 2000 次左右容量衰减较多,磷酸铁锂电池可做到循环次数更多但衰减较少;磷酸铁锂电池安全性要好于三元电池,可通过针刺实验,在 高温环境仍可保持稳定结构,电池变形坏损时也不会发生冒烟、起火等事故;铁、磷元 素对环境友好,磷酸铁锂电池对环境无污染。

    同时国家能源局在 2022 年 6 月发布《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022 年版)(征求意见稿)》意见函,明确中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池,进一步确立磷酸铁锂电池在储能市场的主流应用。

    2.2.5 锂电池龙头企业加速推进储能业务发展

    宁德时代、亿纬锂能等龙头企业积极开发储能市场,市场商业化进展加速。根据 CNESA 数据,2021 年宁德时代储能市场出货量为 1800MWh,位居国内第一。

    宁德时代的储能产品主要采用方形磷酸铁锂电池,已广泛应用于大型太阳能或风能发电储能配套、工业企业储能、商业楼宇及数据中心储能、储能充电站、通信基站后备电池等市场。

    亿纬锂能则在国内和国际两大市场全面开花,国内方面,公司 2019 年 11 月以第一候选人中标南方电网动力电池梯次利用储能系统框架采购项目,2020 年 5 月中标中国移动 2020 年通信用磷酸铁锂电池产品集中采购项目,中标总金额达 1.79 亿元。

    国际方面,2019 年公司集装箱电池储能系统产品正式进入北美市场,打开国际市场,同时公司规划到 2023 年实现 60Gwh 的磷酸铁锂电池产能以满足储能市场的需求。

    2.3 动力与储能双管齐下,磷酸铁锂需求维持高增长

    动力与储能市场双驱动,锂电池赛道坡长雪厚。

    未来随着全球“碳中和”政策目标临近,同时海外新能源汽车补贴政策加码,中国新能源汽车市场由政策驱动走向产品驱动,预计全球新能源汽车需求量年均复合增速有望超过40%,电动车渗透率持续提高。同时欧洲能源危机刺激全球储能市场,国内发布加快推动新型储能发展的指导意见,全球储能市场迎来高速发展阶段。

    预计2021~2025年全球锂电池需求为469.6/720.2/1018.1/1388.5/1782.7GWh,同比增速为 52.7%/53.4%/41.4%/36.4%/28.4%,2030年锂电池需求有望超过3600GWh,较2021年实现超七倍的增长,市场空间广阔。

    预计2021~2025年其中全球动力电池需求为279.9/459.8/672.3/945.4/1239.7GWh,储能电池需求为66.3/132.6/198.9/278.5/362.0GWh,消费及其他电池需求量为123.5/127.8/147.0/164.6/181.1GWh。

    2.4 供给紧张逐步缓解,头部企业格局集中

    2.4.1 磷酸铁锂正极格局较集中,龙头企业产能持续扩张

    头部企业格局稳定,市场集中度高。

    2020 年磷酸铁锂正极产量排名前五的企业分别为湖南裕能、德方纳米、湖北万润、贝特瑞、重庆特瑞,CR5 高达 86.2%,2021 年磷酸铁锂正极产量排名前五的企业分别为湖南裕能、德方纳米、龙盘科技、湖北万润、融通高科,CR5 下降至 70.1%,市场集中度仍然较高。

    其中德方纳米由于产能瓶颈出货量有所下降,市占率下降至 20.2%,仍位居行业第二,湖南裕能市占率较为稳定,保持在 25.0%,维持行业第一,头部企业格局较为稳定,随着产能持续释放仍将保持较大优势。

    同时头部磷酸铁锂企业也开始寻找差异化路线,湖南裕能主打高压实产品,德方纳米依靠工艺特点产品循环寿命较长,进一步稳定龙头地位。

    单吨综合成本较低,产品竞争力强。

    公司 2019-2021 年磷酸铁锂单吨成本分别为 3.38 万 元/2.66 万元/3.75 万元,始终处于行业较低水平,具有较强的竞争力。

    公司一线竞争对手主要为湖北万润和湖南裕能,其中湖北万润 2019-2021年磷酸铁锂单吨成本分别为 3.65 万元/2.69 万元/3.73 万元,2021 年湖北万润在碳酸锂价格低位时采购3000 多吨碳酸锂,大幅降低原材料成本,使得单吨成本低于公司;湖南裕能 2019-2021年磷酸铁锂单吨成本分别为 3.31 万元/2.48 万元/3.73 万元,2019-2020 年湖南裕能主要由于电力采购单价较低,单吨成本低于公司。

    与富临精工和龙蟠科技等二线竞争对手对比,公司始终具有明显的成本优势。

    3.2 公司产能持续扩张,尽享赛道红利

    公司积极扩产,应对动力和储能市场高增长需求。

    2021 年,公司曲靖磷铁、曲靖德方一期项目及二期项目产能释放,产能持续提升,截至目前公司已建成纳米磷酸铁锂产能 26.5 万吨/年,同时积极推进与合资公司德方亿纬“年产 10 万吨纳米磷酸铁锂项目”和宜宾德方时代“年产 8 万吨磷酸铁锂项目”,规划到 2025 年底纳米磷酸铁锂产能达 34.5 万吨/年;公司已建成磷酸锰铁锂产能 11 万吨/年,规划到 2025 年底磷酸锰铁锂产能达 44 万吨/年,合计磷酸盐系正极产能 78.5 万吨;同时公司积极挖掘液相法工艺潜力,推出补锂剂产品,在建补锂剂产能 5,000 吨/年,规划到 2025 年底补锂剂产能达 2.5 万吨/年。

    3.3 公司与大客户深度绑定,市场竞争优势明显

    公司与下游大客户深度绑定,客户集中度较高。

    公司已经与宁德时代、亿纬锂能、比亚迪等锂电池龙头企业形成长期合作关系,2009 年就与比亚迪展开合作,2014 年通过宁德时代产品认证进入供应链,2016 年与亿纬锂能展开合作。

    2016-2021 年公司第一大客户一直是宁德时代,销售额占比长期维持在 60%以上,2021 年公司对宁德时代销售额占比近 70%,前五大客户占比达 97%,客户集中度较高。

    公司是宁德时代磷酸铁锂一供,产品多用于储能领域。

    2021 年公司对宁德时代销售额占 比近 70%,销售量按照 70%估算,2021 年公司磷酸铁锂对宁德时代约出货 6.39 万吨。

    预计宁德时代 2021 年磷酸铁锂电池(动力 储能)产量约为 70GWh,约需磷酸铁锂正极材料 15.4 万吨,公司 2021 年磷酸铁锂出货量约占宁德时代采购量的 41%,是宁德时代磷酸铁锂一供。

    公司纳米磷酸铁锂材料由于循环性能优异,多用于宁德时代储能产品,是宁德时代储能电芯磷酸铁锂正极的绝对主供。

    磷酸锰铁锂导电性差、锂离子扩散速率低,改性技术进步有望加速产业化进程。

    磷酸锰铁锂的电子电导和离子电导性均显著低于三元材料和磷酸铁锂,导电性和倍率性能较差,同时存在锰溶出问题。目前材料改性技术不断进步,主要有纳米化、包覆、掺杂和复合 三元四种,这些技术单一或协同作用已能大幅改善磷酸锰铁锂性能问题。

    4.2 推出补锂剂完善产品矩阵

    补锂剂能够显著提高锂电池能量密度和循环寿命,可称为锂电池“维生素”。

    锂电池在首圈充电阶段会形成固态电解质界面(SEI)成膜,SEI 膜一方面具有有机不溶性,能够保护正负极,提高电池的循环性能和使用寿命,另一方面导致正极有 7~20%的活性锂被不可逆地囚禁在石墨负极的表面,电池容量下降。应用补锂剂能够直接补偿或抵消 SEI 膜形成过程中的锂损失,有效提高锂电池的总容量和能量密度。

    补锂剂可分为负极补锂和正极补锂,正极补锂应用前景最佳。负极补锂多采用锂箔、锂粉等,容量高,但操作复杂、对环境要求高;正极补锂则直接添加补锂剂,安全稳定性高,与现有电池生产工艺兼容性好,工业应用前景最佳。正极常见的补锂剂有铁酸锂和镍酸锂,属于富锂化合物,可以显著提高锂离子电池首次效率和能量密度,具有合成工艺简单、材料价格低廉、补锂安全性高等优点。

    公司推出正极补锂剂,完善产品矩阵打造新增长驱动。

    公司已取得铁酸锂的制备工艺专利(CN112117433A),有望率先实现补锂剂产业化,于2021年投建 2.5 万吨补锂剂项目,预计2023年投产;2022年公司又新建 2 万吨项目,补锂剂产能总规划达 4.5 万吨。

    公司的补锂剂产品路线步骤简单,适合工业化生产,同时补锂效率高、补锂难度小、材料成本低、补锂安全度高,可大幅提升锂电池的能量密度和循环寿命,公司有望长期享受技术红利。另外公司的磷酸锰铁锂材料与补锂剂搭配使用能够有效提高产品性能,增加材料应用范围,形成产品组合优势。

    五、盈利预测与估值

    5.1 盈利预测

    我们对公司主营业务给出关键假设:

    纳米磷酸铁锂业务:公司主要客户为宁德时代、比亚迪、亿纬锂能等国内主流动力电池厂商,并与宁德时代、亿纬锂能合资经营扩产,凭借下游客户需求拉动,公司纳米磷酸铁锂正极材料出货量有望持续走高。

    我们预计公司2022-2024年纳米磷酸铁锂正极销量分别为 18.6/29.3/32.8 万吨,纳米磷酸铁锂业务营收分别为 216.3/267.0/247.7 亿元,毛利率分别为 18.1%/16.5%/15.5%。

    磷酸锰铁锂业务:公司 11 万吨磷酸锰铁锂项目已于在2022年 9 月建成投产,33 万吨项目预计于2024年逐步建成,由于磷酸锰铁锂下游导入进度较快,销量有望大幅增长。我们预计公司2022-2024年磷酸锰铁锂正极销量分别为 0.75/5.5/16.5 万吨,磷酸锰铁锂正极业务营收分别为 10.0/57.6/143.4 亿元,毛利率分别为 17.8%/20.5%/22%。

    补锂剂业务:公司 2.5 万吨补锂剂项目预计于2023年投产,2 万吨补锂剂项目预计于2024 年投产,基于补锂剂主要搭配高镍及硅基负极使用,市场处于初步发展阶段,公司产能或较低。

    我们预计公司2023-2024年补锂剂销量分别为 0.5/1.35 万吨,补锂剂业务营收分别为 22.5/50.6 亿元,毛利率分别为 20.6%/20.8%。我们预计公司2022-2024年营业收入为226.4/347.3/442.0 亿元,YoY分别是368%/53%/27%,毛利率分别是 17.6%/15.9%/15.8%。

    绝对估值:我们采用 FCFF 估值法,假设 WACC=9.22%,永续增长为 1.5%,得出每股股价为 395.77 元。

    六、风险提示

    1)市场竞争加剧的风险。

    随着新能源汽车行业和储能行业的快速发展,国内正极材料市场发展空间广阔,吸引了众多正极材料生产企业加入竞争,行业竞争逐步激烈。

    同时,随着技术不断进步、新能源汽车补贴退坡、下游锂离子电池行业集中度提高,正极材料企业逐步分化,在竞争中市场集中度不断提升。

    如果公司不能在成本、技术、品牌、产品性能等方面继续保持竞争优势,日益激烈的市场竞争将会对公司的市场份额、盈利水平产生不利影响。

    2)行业产能过剩的风险。

    近年来,公司下游锂离子电池行业以及终端新能源汽车行业、储能行业高速发展,带动磷酸铁锂行业的快速增长。

    广阔的市场空间、持续性的增长预期,一方面吸引众多正极材料生产企业提高生产能力,扩大生产规模,另一方面吸引新增市场参与者加入竞争。

    若未来下游新能源汽车或储能行业等终端市场需求增速不及预期,或行业技术路线发生重大变化,而主要正极材料生产企业产能扩张过快,行业可能出现结构性、阶段性的产能过剩风险,可能对未来经营业绩产生不利影响。

    3)原材料价格上涨的风险。

    公司的原材料包括碳酸锂以及其他一些化工原料。受宏观经济、新能源汽车及储能行业景气的影响,2020年底以来碳酸锂价格和大宗化工原料价格上涨明显,一些紧俏原料甚至出现价格“跳涨”的局面。

    如果价格持续上涨且公司无法转嫁该部分成本,将削弱公司产品的盈利能力;同时,随着公司产能规模的不断提升,对原材料的需求大幅提升,如果公司不能建立稳定的供应链关系,可能导致公司产供销计划混乱,从而影响公司的日常经营。

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