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来 源 | 投资菜狗、中信证券
锰是银白色脆性金属,元素符号 Mn,原子量为 54.94,密度为 7.3g/cm3,熔点为 1244℃,沸点为 1962℃。
1、锰产业链
根据国际锰业协会数据,2020年全球88%的锰矿石被制成锰合金,8.3%被制成金属锰,电解锰和硫酸锰产量占比均为1.7%,其中高纯硫酸锰(主要用于生产动力电池正极材料)占比仅有0.3%;按下游应用领域分类,2020年钢铁行业消耗了全球锰产品的97%,普通电池用锰量占比为1.7%,锂离子电池用锰量占比仅有0.4%。
当前锰的消费结构中钢铁领域用量占据绝对主导地位。(也有其他数据:全球锰消费量的86%应用于钢铁冶金,8%用于电池行业,5%用于化工行业,1%用于其他领域。中国锰消费量的90%用于钢铁冶金,6%用于电池行业,2%用于化工工业,2%用于其他领域。)
锰能够降低钢的脆性,改善钢的热加工性能,提高钢的强度、硬度和抗磨损度。“无锰不成钢”,钢铁行业消耗的锰占其产量的比例超过90%。锰是生产优质钢铁不可缺少的功能性基础原材料,在炼钢过程中能够脱去硫和氧等杂质,通过提高强度、硬度和抗磨损度等性能来改善钢材的物理性质。目前,锰在钢材生产过程中的作用尚无其他元素可以替代。
2、锰矿
中国是全球最大的锰矿消费国,虽然我国有着丰富的锰矿资源,储量在世界排名第六,但锰矿却是我国的劣势矿产,贫矿多、富矿少,贫锰矿储量占到全国总储量的93.6%,平均品位在20%左右,属于低品矿。而全球主要锰资源国的锰矿石平均品位在40%左右,我国锰矿品位相较之下低了将近一半。
除此之外,本土锰矿资源开采难度大,运输成本高,且低品矿渣量多,需要选矿处理,加工难度大且成本高。而国外进口矿石品位高,渣量少,成本低,对环境污染小,因此我国锰矿主要依赖进口,每年约有70%的锰矿需要从海外进口。
全球锰矿资源主要分布于南非、巴西、澳大利亚等国。锰在地壳中含量在所有元素里 排第十二位,丰度为 0.096%。根据美国地质调查局(USGS)数据,2021 年全球已探明 的锰矿储量约 15 亿吨(金属量,下同)。全球已探明锰矿储量中,南非占比最高,为 6.4 亿吨,占比为 43%,其次为澳大利亚、巴西和乌克兰,占比分别为 18%、18%、9%。
中国拥有 0.54 亿吨锰资源,位列全球第六,占比约 4%。锰矿资源丰富,但各地区资源分布 不均,矿石品位差异也较大。富锰矿集中在南非、加蓬、巴西、印度和澳大利亚,品位一 般在 35%~50%。乌克兰、中国、加纳等国以低品位锰矿为主,品位大多低于 30%。
全球主要锰矿产地为南非、澳大利亚和加蓬。南非拥有全球最多的锰矿储量,同时也 是最大的锰矿生产国,据 USGS 数据显示,2021 年全球锰矿产量为 2000 万吨,同比增 长 5.8%。其中南非的锰矿产量为 740 万吨,占全球产量的 37%,加蓬和澳大利亚的产量 分别为 360 万吨和 330 万吨,占比分别为 18%和 16%。中国是全球第四大锰矿生产国, 2021 年产量为 130 万吨,产量占比为 7%。
我国锰矿资源主要集中在贵州、广西等西南省份。根据自然资源部发布的《中国矿产 资源报告(2021)》,截至 2020 年底,我国累计查明锰矿石资源储量 2.13 亿吨,较上一年 增加 3172 万吨。我国锰矿主要集中在桂西南、遵义、湘南、桂中、湘中、黔东-湘西、滇 东南、城口和阿克陶-乌恰等 9 个锰矿矿集区,贵州、广西和湖南是我国锰矿资源最丰富的 省份,也是我国锰产业的主要聚集区。
中国锰矿矿床规模以小型矿床居多,产出锰矿品位偏低。根据《中国锰业存在的主要 问题及对策建议》(黄屹)一文内容,我国已勘查的锰矿床中以中小型矿床为主,难以利 用现代化技术开发利用。
此外,国内锰矿贫矿多,富矿少,质量普遍较差。全国锰矿石锰 品位平均只有 21.4%,符合国际商品级的富矿石(锰品位≥48%)占比极低,富锰矿石(氧 化锰矿石锰品位≥30%,碳酸锰矿石锰品位≥25%)资源储量仅占全国资源储量的 6.7%。因此,我国锰矿产量虽然较高,但品位显著低于进口锰矿原料。
我国主要从南非、澳大利亚、加纳、加蓬和巴西进口锰矿,主流进口品种为澳块Mn45%、南非半碳酸Mn36%、南非高铁Mn30Fe22、加蓬块Mn44.5%和巴西矿Mn45%,国内主要进口港口为天津港和钦州港。
3、铁合金与电解锰
(一)锰硅
锰硅合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金,是一种用途较广、产量较大的铁合金,是炼钢常用的脱氧剂。锰硅合金按锰、硅及其杂质含量的不同,分为8个牌号,目前最常用的锰硅合金品种主要是6517#,规定牌号为FeMn68Si18,也是郑商所唯一认可的基准交割品。
从产能上看,中国的产能占全球产能的比重约为56%,是全球锰硅产能最大的国家,过去几年国内锰硅的产能一直在增加,2020年我国锰硅的产能约为2086万吨,2021年产能增加54万吨至2140万吨。
从产量上看,通过粗钢产量推算,2021年我国锰硅产量约占全球锰硅产量的53%,是全球锰硅产量最大的国家。根据我的钢铁网公布的数据,2021年我国锰硅的产量是1000万吨。目前锰硅的价格在7000多元。
宁夏、内蒙古、广西、贵州四个省份是我国目前锰硅的主产区,2021年四大主产区占了全国82%的锰硅产量,60%-70%的锰硅产量集中在北方地区。其中内蒙古的锰硅产量为351.7万吨,占了全国产量的35%,是全国产量最高的地区,第二大产区在宁夏,占了全国22%的产量。
硅锰的生产设备主要为矿热炉,这是一种电炉设备,由于生产硅锰需要消耗大量的电力对矿热炉进行供热,所以硅锰主产区一般位于电力价格有优势的区域。我国矿热炉炉型基本为25000KVA以上,20000KVA以下的炉型已基本被淘汰掉,单台30000KVA的全密闭矿热炉加全套余热发电设施的资金投入大概在2900万元左右,建设周期12个月,30000KVA的矿热炉大概对应62000吨的硅锰年产量。
硅锰的产业链由上游原料锰矿(含富锰渣)、焦炭、硅石,电极糊构成,按照一定的配比送入矿热炉进行硅锰冶炼,具体配料表如下:
(二)锰铁
实际应用上,锰硅在炼钢中的作用可以被其它铁合金部分替代,例如使用锰铁可以起到部分锰硅合金的作用,但锰铁没有锰硅的使用广泛。根据Mysteel数据,2021年我国锰铁产量为115万吨。目前高碳锰铁的价格在8000左右,低碳锰铁价格在11000左右。
锰铁是锰和铁组成的铁合金。锰铁按冶炼方式不同,分为电炉锰铁和高炉锰铁;按含碳量不同,分为微碳锰铁(碳不大于0.15%)、低碳锰铁(碳大于0.15%小于0.7%)、中碳锰铁(碳大于0.7%至2.0%)、高碳锰铁(碳大于2.0%至8.0%);
(三)电解锰(EMM)
电解金属锰(EMM)是由酸浸法处理锰矿石,浸出获得锰盐后,送至电解槽电解析出得到的单质金属产品,单吨电解锰耗电在6000-6500度/吨。电解锰具有纯度高,杂质少的特点,可用于增加不锈钢、铝锰合金、铜锰合金材料的硬度,是生产200系列不锈钢、软磁材料、医药化工用硫酸锰与四氧化三锰的重要原料。
EMM产品规格分为99.7%(含硒金属锰)和99.9%(不含硒的高纯度金属锰HPEMM)。根据欧洲锰业协会统计,2018-2020年中国EMM供应产量稳定占全球98%。
根据百川盈孚统计,2017-2020年我国电解锰产量保持稳定,平均产量146万吨。2020年产量为150.13万吨,其中宁夏天元锰业产量为57.9万吨,占全国产量39%,南方锰业产量18.81万吨,占比13%。根据Mysteel数据,2021年我国电解锰产量为125万吨。
2015-2020年,电解锰表观消费量呈上升趋势,由71万吨增至118万吨,年均复合增速11%。不锈钢生产是电解锰下游最主要的应用领域。据国家统计局数据,2021年,我国不锈钢粗钢产量3063.2万吨,同比增加49.3万吨,增长1.64%。
2020年10月,全国电解金属锰联盟成立,实施电解锰行业供给侧改革,淘汰落后产能,加强环保监管,电解锰行业有效产能减少约20%-25%。5月起,云南、贵州、广西等电解锰主要产区的限电限产进一步减少了电解锰的供应,加剧了电解锰的供需紧张局面。电解锰价格在2021年从年初14000元/吨攀升至2021年末最高43500元/吨后,开始回落,2022年6月电解锰价格为15500元/吨。
(四)主要钢铁企业
4、锰化工
(一)电解二氧化锰(EMD)
电解二氧化锰的上游为锰矿开采、加工企业,下游为一次电池企业和锰酸锂等生产企业。电解二氧化锰可分为碳锌级、碱锰型与锰酸锂型三大类。
①碳锌级电解二氧化锰主要用于碳锌级电池生产。
②普通碱锰型和高性能碱锰型用于一次无汞碱锰电池生产。
③锰酸锂型用于生产锰酸锂,作为锂电池正极。2022年6月普通型市场报价为18300元/吨,无汞碱型报价为20300/吨。
电解二氧化锰具有很强的放电性能,该产品在电池原料制作中能够得到很好的应用,在材料中添加25%左右二氧化锰材料,能够有效提高电池的的放电量、放电容量。我国电解二氧化锰产品数量逐年上升,产量、产能以及逐渐居于世界第一。
根据ResearchGate统计,2020年全球电解二氧化锰产能约为60万吨,中国约占70%,居世界首位,美国与日本分别占全球产能13%与7%。我国电解二氧化锰主要生产企业为湘潭电化、桂柳化工、中信大锰、红星发展等。
高容量锰酸锂主要从EMD获取锰源,锰酸锂具有价格低廉、安全性好、耐过充性好、原料锰资源丰富及无毒性等优点,已成功实现商业化应用。然而由于锰酸锂能量密度较低且高温稳定性较差,导致其应用领域有一定局限。经过多年研究,锰酸锂材料在高温稳定性方面的缺点得到较大改善,在强调性价比的领域具有良好应用前景。
锰酸锂主要应用于电动自行车及低速电动车、小动力型(电动工具等)、数码电子产品、储能等领域,也可以掺混到三元材料中,近年来在电动自行车及低速电动车市场发展迅猛。其中,星恒能源的锰酸锂产品成功应用到宏光MINI,凸显其性价比优势。
近年锰酸锂的出货量逐年增长,鑫椤资讯统计,2018-2020年分别为5.8/7.6/9.3万吨,行业内预测未来5年将迎来快速增长,到2025年可能达30万吨以上。一般而言,锰酸锂生产单耗EMD为1吨左右,所以预期2025年锰酸锂方面所需要的二氧化锰将达到33万吨。
(二)硫酸锰
硫酸锰是锰系化合物的典型代表,可以用于生产金属锰、其它锰盐和锰氧化物,广泛应用于能源、医药、化肥、饲料、食品、造纸、催化剂等行业,其中高纯硫酸锰(HPMSM)主要用于锂电池三元正极(前驱体)材料,目前EMD用于制作锰酸锂,未来有可能被四氧化三锰替代,其他锂离子电池的锰源都是来自高纯硫酸锰,或者从高纯硫酸锰起步。无论是现在的NCM三元前驱体,抑或是未来的磷酸锰铁锂、钠电池的锰基高锰普鲁士白,还是固态电池的镍锰二元等材料,高纯硫酸锰都是必须的锰源材料。
磷酸锰铁锂是磷酸铁锂(LFP)与磷酸锰锂(LMP)相结合的产物。理论上看,磷酸锰铁锂,相较于磷酸铁锂,拥有更高的电压平台,磷酸锰铁锂电压可以达到4.1V左右,而磷酸铁锂在3.4-3.5V左右,两者有着相同的理论克容量,因电压更高,因此在相同条件下,磷酸锰铁锂理论能量密度比磷酸铁锂高15-20%。
磷酸锰铁锂是磷酸铁锂的升级版,兼具磷酸铁锂的安全性和三元材料的高能量密度,有望快速渗透,部分企业(鹏欣资源、厦钨新能、当升科技、德方纳米、光华科技、中贝材料、鹏辉能源、比亚迪、天能股份、宁德时代等)已经开始行动。随之而来的,锰元素的用量也将提升,磷酸锰铁锂单耗高纯硫酸锰0.8吨,相当于三元材料的两倍。可以预见,未来磷酸锰铁锂渗透率的提升将大幅拉动高纯硫酸锰的需求。
目前,高纯硫酸锰的价格为6000-7000元/吨,1吨金属锰可生产3吨硫酸锰。
5、价格分析:锰产品价格呈现“二元格局”
2021 年电解锰价格暴涨后,2022 年以来价格大幅回落。2021 年上半年,国内电解 锰价格维持在 17000 元/吨。下半年由于国内加大“能耗双控”力度,电解锰主产区广西、 贵州、云南等地电力短缺,产量急剧下降,加上电解锰创新联盟的停产升级任务,国内电 解锰市场出现严重短缺,价格快速上行,至 2021 年 11 月最高达到 44250 元/吨。
2021 年 电解锰均价为 25700 元/吨,同比增长 122%。2022 年以来,由于下游需求走弱叠加产品 运输受疫情影响,电解锰价格快速回落,截至 2022 年 3 月底,电解锰价格回落至 17250 元/吨,年初以来跌幅达到 56%。
6、重点公司分析
湘潭电化