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2022.07.24上海
本文数据和模型请联系：孙潇雅/薛舟
摘要
天赐为电解液龙头，但正极材料业务在大家印象中是“拖累项”。2022年Q1，天赐正极材料业务利润接近1亿元，开始贡献较多利润。对于磷酸铁，我们认为市场担忧主要两方面：1）具有成本优势的资源型企业入场2）下游磷酸铁锂企业向上延伸一体化配套。
1、磷酸铁工艺比较：原材料成本铵法<钠法<铁法
磷酸铁本质为磷酸+铁源，主要方法有铁法、钠法、铵法。铁法来自热法磷酸/工业级精制磷酸+铁源，而钠法、铵法主要是工业级精制磷酸+铁源。磷酸铁三种制备方法中，我们认为铵法原材料成本最低，工艺为：工业级精制磷酸+硫酸亚铁/铁皮+合成氨-->磷酸铁，主要副产为硫酸铵。
虽然钠法、铵法工艺类似，区别在于加液碱/合成氨，但铵法的副产硫酸铵为化肥重要的原材料之一，具有经济价值。1吨磷酸铁副产约1吨硫酸铵，硫酸铵目前价格约1700元/吨。
2、三类企业：资源型VS.正极VS.磷酸铁，原材料端谁更具优势？
无论铁法、钠法、铵法，磷源都占据成本项第一位。资源型企业有磷矿/铁矿资源，磷源成本相比铁源占比更大，进入磷酸铁环节向下游布局具有成本优势。但对于主要做磷酸铁环节的天赐，我们认为即使与资源型企业比，成本也具有竞争力。
供给端：1）五氟化磷合成过程中副产硫酸，液体6F与副产硫酸质量比约1：1。2）发烟硫酸制备过程中副产硫酸。考虑天赐氢氟酸制备也需消耗硫酸、发烟硫酸，我们预计天赐2023年产生的副产硫酸约40万吨。
需求端：天赐2023年与三宁合作磷酸铁约27万吨，以铵法计算1吨磷酸铁需要硫酸约1.46吨，27万吨磷酸铁共需硫酸39.4万吨。我们认为天赐在生产6F、发烟硫酸过程中的副产硫酸可满足磷酸铁的生产。
资源型企业成本端磷矿具有优势，而天赐副产硫酸解决硫磺成本。磷酸一铵主要原材料为磷矿石、硫磺、合成氨，2019-2021三种主要原料在原材料平均成本占比分别为48.5%、26.7%、24.8%。对于资源型企业，我们预计能节省24%的原材料成本，而天赐则可以节省硫磺部分27%的原材料成本。磷矿、硫磺价格上涨幅度在不同阶段有不同表现，但总体来看原材料成本端天赐与磷矿企业基本打平。
磷矿是否会像碳酸锂、金属钴一样价格价格快速上涨？利润向资源端大幅倾斜？
1）从磷矿供需看，我国磷矿/磷酸产能仍有富余。2016年全国磷肥产量1859万吨，而2020年仅1057万吨，为新能源磷矿需求腾出产能空间。2）从需求结构看，锂矿、钴矿下游主要为锂电池，而磷矿下游主要为肥料。2020年国内钴、锂下游电池占比分别为75%、84%，而磷矿石下游71%为磷肥，磷矿新能源拉动作用弱于锂、钴。3）看2025年，LFP电池约拉动磷矿石620万吨，占2021年磷矿石产量6%，我们认为磷矿价格难以像钴、锂一样大幅上涨。
3、磷酸铁锂企业一体化入场，天赐如何破局？
在原材料环节，天赐成本优势几乎可以和资源型企业打平。而在原材料以外的制造、人工、运输等环节，我们认为天赐相比其它企业更具成本优势。
运输：天赐在选址上具有优势，与合作方三宁化工距离近，且在长江边上，工厂附近有3个码头，便于运输给下游客户。长江水运是铁路运价的1/5，是公路货运价格的1/14。
在产品方面，天赐相对同行产品具有优势。铁磷比、形貌、比表面积等影响磷酸铁性能，产品一致性、稳定性为难点。以铁磷比为例，当铁磷比达到0.99-1.02时，10次放电比容量达到139mAh/g甚至以上。而铁磷比在0.91时，10次放电比容量在80mAh/g左右。
磷酸铁锂头部企业一体化入场，但从扩产节奏看，磷酸铁锂扩产节奏快于磷酸铁，仍需第三方磷酸铁企业补足。如裕能，2021年磷酸铁锂产能10.5万吨，销量12万吨。我们预计裕能22、23年磷酸铁锂有效产能30、40万吨，磷酸铁有效产能20、30万吨，产能扩张过程中磷酸铁需求有一定缺口。我们预计天赐22、23年磷酸铁销量8、30万吨，全球市占率达14%、37%。
天赐凭借投产进度领先+产品优势+成本低（资本开支低、原材料优势、运费&制造等方面成本优势），有望在供需偏紧中获取先发优势。天赐磷酸铁单吨投资额仅0.46亿，若23年单吨净利5000万，则一年可收回投资成本，而新进入企业则面临产能爬坡较慢、设备折旧费用较高等问题。长期看，凭借成本优势，我们认为天赐有望能够走到终局，在磷酸铁环节取得较高市占率。
4、投资建议
虽然6F价格进入下行通道，但天赐不断提升6F、LiFSI、DTD等自供比例，成本优势领先于同行。我们预计天赐2023年电解液出货55万吨，单吨净利9000元，电解液贡献净利润约49.5亿元；磷酸铁出货30万吨，假设单吨净利2500元，磷酸铁贡献净利7.5亿元，再加日化、卡波等，我们认为2023年天赐60亿利润实现概率较大。天赐磷酸铁优势在于循环体系、运费&制造费用带来的成本优势，在产品方面，磷酸铁经过多年积累，能率先生产出质量可靠的产品，成为公司第二增长曲线。
风险提示：磷酸铁大幅扩产行业竞争加剧、原材料价格上涨加剧、LFP需求量不及预期、测算具有一定的主观性。
1、引言
正极材料业务在22Q1贡献利润近1亿，开启第二成长点
磷酸铁环节竞争激烈，上游资源型企业大幅扩产，下游磷酸铁锂企业进入磷酸铁环节以形成配套。本篇报告从磷酸铁工艺出发，聚焦两大问题：
1、磷酸铁工艺：
磷酸铁本质为磷酸+铁源，主要方法有铁法、钠法、铵法
磷酸铁化学式为FePO4，本质上是磷酸和铁源的反应。常见的方法主要有3种：铁法、钠法、铵法。
铁法需要热法磷酸得到高纯磷酸/纯度较高的湿法磷酸，而铵法、钠法仅需湿法磷酸得到工业级磷酸。而铵法、钠法的主要区别在于调节PH值的液碱/合成氨，以及副产不同。
磷酸：热法磷酸纯净度高，但湿法磷酸工艺进步，成本优势+能耗低，产能占比提升
磷酸是合成磷酸铁最重要的原材料，纯度需达到85%以上。磷酸制备分为热法磷酸、湿法磷酸。
2021年我国湿法制磷酸占磷酸总量45%，从全球来看，湿法磷酸产量约占总量85%-90%。随着净化工艺不断进步，湿法磷酸产能占比快速攀升。在能耗、环保约束下，未来湿法磷酸占比有望进一步提升。
铁法：高纯磷酸+铁粉；钠法、铵法：湿法磷酸+硫酸亚铁/铁皮
铁法、钠法、铵法本质都为磷酸+铁源，其中铁法可以用热法磷酸或工业精制磷酸，而钠法、铵法的磷酸主要是工业精制磷酸，工业精制磷酸成本比热法磷酸低20%-30%。
原材料成本比较：铵法<钠法<铁法
我们根据各公司扩产磷酸铁环评书，以目前价格比较铁法、钠法、铵法原材料成本情况。
磷源在磷酸铁成本中占比超50%，资源型企业在材料成本端具有优势
无论铁法、钠法、铵法，磷源都占据成本项第一位。1）铁法：磷酸、纯铁成本占比约58%、20%。2）钠法：磷酸、液碱、硫酸亚铁成本占比68%、9.6%、6.3%。3）铵法：磷酸二氢铵、磷酸、硫酸亚铁成本占比52.2%、9.2%、5.9%。
目前磷酸铁环节企业可分为3类：、
以原材料成本最低的铵法为例，磷酸一铵成本结构中原材料占比超70%
比较发现，铵法最具成本优势，因此我们以铵法为例对成本进行拆解。从天赐铵法成本结构看，原材料端成本占比最大的为磷酸二氢铵（工业级磷酸一铵）、磷酸（85%）占比分别为52.2%、9.2%，此外硫酸亚铁成本占比5.9%。磷酸一铵、磷酸都可来自磷肥企业，硫酸亚铁来自钛白粉企业副产。
若对磷酸一铵成本进一步拆解，以云天化为例，2021年原材料、运费、制造费用成本占比分别为71.7%、12.95%、7.77%。在磷酸一铵环节，依旧是原材料占比最大，磷酸一铵主要原材料为磷矿、硫磺、合成氨。
对磷酸一铵成本进一步拆解，磷矿石、硫磺、合成氨为主要原材料
磷酸一铵主要原材料有磷矿、硫磺、合成氨。磷矿+硫磺制酸得到湿法磷酸，再与合成氨（煤炭+天然气制成）反应得到磷酸一铵。1吨磷酸一铵需消耗磷矿石1.9吨、硫磺0.45吨、合成氨0.13吨。以目前价格测算，磷矿石、硫磺、合成氨在磷酸一铵原材料成本占比分别为42%、42%、16%。
对于资源型企业，如云天化有磷矿资源优势，也有部分煤炭，但仍从市场上采购硫磺、天然气、液氨、原料煤等原材料。
资源型企业优势在于自产磷矿，而天赐优势在于物料循环、与磷矿企业深度合作
天赐2019年6月发行可转债项目，募集资金用于投资建设年产40万吨硫磺制酸项目，主要产品包括发烟硫酸、98%硫酸、三氧化硫（SO3）和氯磺酸等。
与三宁化工合作，保障磷矿供应、降低生产成本
在资源端，天赐与三宁化工合作，2021年6月天赐公告与三宁化工合作，投资建设30万吨磷酸铁项目。双方可利用当地拥有的资源及配套设施，为磷酸铁项目就近提供磷矿、煤炭、硫酸、液氨等，降低产品生产及运输成本。
天赐与三宁合作，三宁有丰富的磷矿，而天赐在电解液制备过程中的副产硫酸可用于磷酸一铵的原材料，且两个公司地理位置相近，双方共同合作可提高生产效率，降低生产成本。
供给端：五氟化磷合成过程中副产硫酸，液体6F与副产硫酸质量比约1：1
供给端：发烟硫酸制备过程中副产硫酸，天赐2023年副产硫酸有望达40万吨
在五氟化磷生产过程中发烟硫酸可转化为副产硫酸，而在发烟硫酸制备过程中也会产生大量硫酸。以天赐40万吨硫磺制酸项目为例，产品为20%烟酸3万吨、65%烟酸10.25万吨，此外还有98%硫酸17.04万吨（折100%硫酸16.7万吨）、氯磺酸10万吨（折100%硫酸8.3万吨），合计20%烟酸3万吨+65%烟酸10.25万吨+100%硫酸25万吨。
考虑天赐氢氟酸制备也需消耗硫酸、发烟硫酸，天赐用萤石粉+硫酸+发烟硫酸生产无水氢氟酸，而氢氟酸是合成氟化锂（用于合成6F）的重要原材料。我们预计天赐2023年产生的副产硫酸约40万吨。
需求端：天赐2023年与三宁合作磷酸铁27万吨，天赐副产硫酸可满足生产
天赐目前有磷酸铁产能3万吨，今年7-8月预计投产10万吨磷酸铁、12月投产20万吨，2023年1月磷酸铁产能达到33万吨。我们预计2022、2023年天赐磷酸铁产量达到8、30万吨。
2023年30万吨中，其中3-4万吨为天赐原有产线生产，而26-27万吨与三宁合作，天赐可提供副产硫酸。合成1吨磷酸铁需0.78吨磷酸二氢铵（工业级磷酸一铵）、0.1吨磷酸（用于调铁磷比）、0.13吨硫酸（98%）。以铵法计算，1吨磷酸铁需要硫酸约1.46吨，1）磷酸二氢铵：0.78*0.45*3=1.05吨；2）磷酸：0.1*2.8=0.28吨；3）磷酸铁：消耗硫酸0.13吨。
以2023年天赐与三宁合作27万吨磷酸铁计算，共需要硫酸39.4万吨。我们认为天赐在生产6F、发烟硫酸过程中的副产硫酸可满足磷酸铁的生产。
资源型企业成本端磷矿具有优势，而天赐副产硫酸解决硫磺成本
资源型企业自产磷矿，在磷矿方面可增厚产品利润，而天赐副产中有大量硫酸，可节省硫磺成本。磷酸一铵主要原材料为磷矿石、硫磺、合成氨，2019-2021年平均来看，三种主要原料在原材料成本占比分别为48.5%、26.7%、24.8%。
对于资源型企业，如云天化，2017-2021年磷矿采选毛利率在50-65%，假设净利率50%，资源型企业磷矿石48.5%的成本中可获得一半的利润，即节省24.3%的原材料成本。而天赐则可以节省硫磺部分的成本，26.7%原材料成本。
2021年以来，磷矿石、合成氨价格均迅速上涨。磷矿石价格从2021年初374元/吨上涨至2022年5月末863元/吨，涨幅131%；硫磺价格从2021年初955元/吨上涨至2022年5月末3788元/吨，涨幅336%；合成氨价格从2021年初3450元/吨提升至5200元/吨，涨幅51%。
结论：原材料成本端，天赐与磷矿企业优势几乎打平
以近期价格测算，磷酸一铵的成本结构相较2019-2021年发生较大变化，磷矿、硫磺、合成氨在磷酸一铵原材料成本占比分别为42%、42%、16%。2019-2021年磷矿石价格价格相对稳定，价格在400元/吨左右，假设资源型企业净利率50%，则成本约200元/吨。目前磷矿价格上升至900元/吨，在磷酸一铵或磷酸环节，磷矿石与硫磺成本几乎为1：1，资源型企业磷矿石有开采成本，而天赐硫酸几乎无成本，因此目前情况看天赐在材料端成本更低。
2021年以来，磷矿供给端受到限制性开采、环保趋严，需求端受到磷酸铁锂电池拉动，价格快速上涨。硫磺制酸方面，国内硫磺产量不能满足需要，每年约50%的硫磺需要进口。受疫情影响海外炼厂开工率骤降，硫磺供应偏紧。合成氨的原材料为煤炭、天然气，价格波动也较大。
磷矿、硫磺价格上涨幅度在不同阶段有不同表现，资源型企业、天赐在原材料端的成本优势处于动态变化中。但总体来看，在原材料成本端天赐与磷矿企业基本打平。
受下游新能源需求拉动，而资源端产能扩张较慢，碳酸锂、金属钴价格快速上涨。碳酸锂价格从2021年初5万/吨上涨至2022年3月超过50万/吨；金属钴从2021年初29万/吨上涨至22年3月最高达58万/吨。上游资源企业利润也因此大幅提升，如赣锋锂业2021年毛利率39.81%，而22Q1达66.65%。
磷矿价格也不断上涨，从2021年初约370元/吨上涨至2022年5月末超过900元/吨。与碳酸锂、钴不同，我国磷矿石的供给、需求都几乎在国内。中国自2009年对磷矿石出口进行配额管理，并逐步降低出口配额。2021年中国磷矿石产量约1亿吨，出口仅37万吨。2021年以来，磷矿价格涨幅较快，原因为：1）供给端：多个省份针对矿山行业违法开采、盗采等问题展开安全生产检查。2）需求端：贵州开磷集团、云南云天化等主流磷矿石企业改为自用为主，市场流通货源减少。
1）从磷矿供需看，我国磷矿/磷酸产能仍有富余
从磷矿产量看，全国磷矿石产量从2016年1.4亿吨下降至2020年0.89亿吨，2021年回升至约1亿吨。2016年供给侧改革密集出台，政策管控采富弃贫、产能过剩现象，出清落后产能。2019年进一步出台“三磷”整治方案，加速出清污染排放不达标企业。
从磷矿需求看，最主要的需求磷肥需求在下降。我国自2015年以来持续开展化肥农药施用量零增长行动，2016年全国磷肥产量1859万吨，而2020年仅1057万吨，相比2016年下降接近一半，为新能源磷矿需求腾出产能空间。
从磷酸产能利用情况看，2021年中国磷酸总产能约为2260万吨（包括热法酸、湿法酸、净化磷酸），产量约1700万吨，磷酸产能亦有富余，可支撑新能源所需磷酸。
2）从需求结构看，锂矿、钴矿下游主要为锂电池，而磷矿下游主要为肥料，新能源拉动作用弱于锂、钴
与锂矿、金属钴相比，磷矿下游主要为磷肥，我们认为新能源对锂矿的拉动作用弱于锂、钴。
3）看2025年，LFP电池约拉动磷矿石620万吨，占2021年磷矿石产量6%
看2025年，我们预计全球锂电池装机量达到2028Gwh，LFP电池装机量达50%，预计LFP电池产量1256GWh，磷酸铁锂正极需求量314万吨。假设不考虑液相法（如德方纳米），磷酸铁2025年需求约301万吨，对应工业磷酸需求约230万吨，磷矿需求约620万吨。
总体来看，磷矿下游仍为肥料，新能源对磷矿拉动作用弱于钴、锂，且在供给端保障肥料生产，我们认为价格难以像钴、锂大幅上涨。
制造端：天赐磷酸铁单吨投资额不到5000万，显著低于其它企业
在制造端，天赐磷酸铁资本开支显著低于其它企业。天赐30万吨磷酸铁项目总投资额13.88亿元，单吨投资额0.46万。而其它企业，如公司A20万吨磷酸铁项目总投资额19.22亿元，单吨投资额0.9万；公司B30万吨磷酸铁项目（10万吨铵法+20万吨铁法）总投资额56亿元，单吨投资额1.9万。更少的资本开支使得天赐在折旧费用方面具有优势。
天赐在磷酸铁领域并非新手，2016年非公开发行募集资金建设3万吨磷酸铁项目，投资额1.6亿元。2018年11月，3万吨正极材料有少量试产品进行客户送样。2021年，天赐投资建设30万吨磷酸铁项目。
在产线效率方面，天赐有多项专利提升产线自动化水平，如前驱体自动化投料装置、用于反应釜的物料自动投料装置。自动化率提升能提升产线效率，也能降低人工成本。
运输：长江水运是铁路运价的1/5，是公路运价的1/14，天赐选址具有优势
从成本结构看，运输费用也为一项较大的开支。以云天化2021年磷酸一铵成本结构为例，运费占比13%，仅次于原材料成本。
天赐在选址上具有优势，与合作方三宁化工距离近，且在长江边上，工厂附近有3个码头，便于运输给下游客户。将长江水运、铁路运输、公路货运三种方式对比，长江水运2020年均价0.03元/吨.公里、铁路运输2017年基准价0.16元/吨.公里、公路货运2020年均价0.46元/吨.公里。长江水运是铁路运价的1/5，是公路货运价格的1/14。
铁磷比、形貌、比表面积等影响磷酸铁性能，产品一致性、稳定性为难点
磷酸铁是制备磷酸铁锂的重要前驱体，产品质量直接决定最终正极产品的电化学性能。磷铁比、颗粒形貌、比表面积、杂质离子等影响磷酸铁性能，如比容量、循环寿命、低温性能等。
不同元素比例细微差别能导致材料性能出现较大差异，产品一致性、稳定性为难点，我们认为不同企业磷酸铁产品存在差异。以铁磷比为例，当铁磷比达到0.99-1.02时，10次放电比容量达到139mAh/g甚至以上。而铁磷比在0.91时，10次放电比容量在80mAh/g左右。
天赐产品铁磷比、比表面积等优于同类企业，电解液领域的积累或帮助磷酸铁取得优势
高铁磷比可提升比容量，比表面积越大，正极材料与电解液反应面积越大，导电性更高，因而倍率性更好。与同类企业相比，天赐磷酸铁产品有更高的铁磷比、比表面积，更低的杂质含量。
在电解液生产过程中，天赐也面临装置放大、杂质含量、产品一致性及稳定性等问题。产品从设计到大规模量产存在差异，天赐在电解液领域的积累或有助于磷酸铁产品在一致性、稳定性方面取得优势。
磷酸铁锂头部企业一体化入场，但磷酸铁锂扩产进度快于磷酸铁环节
2021年磷酸铁锂出货量共48万吨，其中湖南裕能、德方纳米、龙蟠、湖北万润出货排前四，出货份额分别为25%、20.2%、8.7%、8.5%。磷酸铁锂头部企业如龙蟠、裕能等也在向上游布局，进入磷酸铁环节以实现一体化配套。但从扩产节奏看，磷酸铁锂扩产节奏快于磷酸铁，仍需第三方磷酸铁企业补足。
从磷酸铁供需看，按各家投产规划22H2开始过剩，但考虑试生产周期、爬坡等因素或延后至23年开始过剩
需求端：我们预计22、23年LFP电池产量334、503Gwh，LFP整体装机占比为35%、39%，LFP需求84、126万吨。假设德方纳米（采用液相法，中间不合成磷酸铁）22、23年出货25、40万吨，则磷酸铁22、23年需求56、82万吨。我们按照上下半年40%、60%比例测算。
供给端：预计22H2供给达54万吨，其中环比增长较大的为裕能、天赐，磷化工企业云天化、新洋丰等。
投产进度领先+产品优势+成本低，天赐有望在供需偏紧中获取先发优势
磷酸铁与磷酸铁锂制造有较大区别，磷酸铁锂核心生产环节在烧结，而磷酸铁生产核心环节在反应、焙烧，后者更偏化工。因此新进入者要掌握磷酸铁生产工艺较难。
我们认为天赐、裕能在大批量稳定生产方面具有经验，且扩产速度领先，明显快于其他企业。天赐目前有磷酸铁产能3万吨，预计三季度投产10万吨，2023年1月投产20万吨，合计33万吨产能。我们预计天赐22、23年磷酸铁产量分别为8、30万吨。
我们预计天赐22Q1磷酸铁产量接近1万吨，且有少部分磷酸铁锂，合计盈利1亿，磷酸铁单吨净利预计0.8万。天赐磷酸铁单吨投资额仅0.46亿，若23年单吨净利5000万，则一年可收回投资成本，而新进入企业则面临产能爬坡较慢、设备折旧费用较高等问题。
天赐凭借投产进度领先+产品优势+成本低（资本开支低、原材料优势、运费&制造等方面成本优势），有望在供需偏紧中获取先发优势。而长期看，凭借成本优势，我们认为天赐有望能够走到终局，在磷酸铁环节取得较高市占率。
6F合成采用多聚磷酸路线，同行难以复制天赐6F、前驱体的循环模式
天赐6F合成路线采用多聚磷酸，而同行多数采用五氯化磷路线。天赐采用多聚磷酸+过量氟化氢，得到六氟磷酸，再慢慢加入过量发烟硫酸，冷凝后分出HF、杂质等得到五氟化磷，同时得到副产硫酸。而多数6F企业采取的工艺中间产物为五氯化磷，副产为盐酸而非硫酸。