碳酸锂产业链深度研究报告：锂矿石VS铁矿石，青似于蓝而胜于蓝

⭐发布日期：2024年09月20日 | 来源:百度文库

⭐作者：道格拉斯·韩歇尔责任编辑:Admin

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本报告pdf版获取方式见文末

1、缘起：锂辉石是青春版的铁矿‍

1.1、两种矿石的简介

锂辉石是主要含锂矿物之一，又称α型锂辉石。单斜晶系，晶体常呈柱状、粒状或板状；颜色呈灰白、灰绿、翠绿、紫色或黄色等；硬度6.5～7，密度3.03～3.22g/cm3。锂辉石原矿氧化锂品位在1%~2%不等，进一步加工成氧化锂品位5%~7%的锂辉石精矿（以下简称锂精矿）后，可作为锂盐生产的原料。

锂辉石主要产于富锂花岗伟晶岩中，共生矿物有石英、钠长石、微斜长石等。晶体在加热或被紫外线照射时会改变颜色，在阳光作用下也会失去光泽。焙烧至1000℃左右时迅速转变为 β 型锂辉石，并具热裂性质。作为锂化学制品原料，广泛应用于锂化工、玻璃、陶瓷行业，享有“工业味精”的美誉。

2020年全球锂辉石的下游锂盐的需求量分布：电动车54%、储能及消费电子21%、润滑脂5%、耐热玻璃5%、陶瓷2%、空调1%、其他12%。

铁矿石是钢铁生产企业的重要原材料，天然矿石（铁矿石）经过破碎、磨碎、磁选、浮选、重选等程序逐渐选出铁；铁矿石是含有铁单质或铁化合物能够经济利用的矿物集合体。

铁矿石的种类很多，一般默认品位是62%左右，主要的铁矿石有磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）和菱铁矿（FeCO3）等。

铁矿石全用来炼铁。2020年全球钢铁的需求量分布：房地产35%、基建25%、机械18%、汽车8%、家电3%，造船1.2%，其他3.9%。

1.2、铁矿石和锂辉石分别是两个二十年重要大赛道的

重要矿产品2000-2019年，全球经济的重要增长引擎是中国。

根据世界银行基于购买力平价不变价计算，这期间内，全球GDP增长100%、中国GDP增长460%，全球GDP增量的29%来自中国；中国GDP占全球GDP的比重（按购买力平价不变价计算）由2000年的6.43%跃升至2019年的17.3%。

2000-2019年，中国经济最重要的增长引擎是固定资产投资：这期间中国固定资产投资额增长17倍至2019年的56万亿元，中国GDP增量的60%来自全社会固定资产投资；全社会固定资产投资占中国GDP的比重由2000年的3.28%跃升至2015年的81.6%，在2019年降至56.9%。

而与中国固定资产投资相关性最高的是基建、地产产业链，该链条上相关的大类矿产品主要有：铁矿、铜精矿、铝矿、煤矿，其中铁矿与基建地产的关联度最高，在2000-2019年也是最耀眼的矿产品。

2020-2039年新能源车将是有望引领全球经济发展的主力行业之一，我们预计2039年前后全球新能源车产值有望达到10.5万亿元（假设70%新能源汽车渗透率、7000万辆车产量、单车售价15万元，只考虑车、未考虑产业链的产值）。

新能源车产量相关的矿产品有：锂精矿、钴矿、稀土矿等，其中只有锂精矿的下游锂盐（包括碳酸锂、氢氧化锂）的2020年需求分布中，新能源车已达到了54%，其他矿种显著低于该值，因此新能源车关联度最高的矿种是锂辉石。

1.3、锂辉石更像2003年前后的铁矿石

我们从供给、需求、成本曲线三大维度来比较锂辉石和铁矿石，发现二者均有很强的相似性：

从供给的角度看，2020年两者的产量、储量均高度依赖澳洲、巴西、智利三国，而且生产集中度较高，CR4都达到44%以上；

从需求的角度看，2020年对单一行业的依赖度都达到50%、2018年中国需求占全球的比重都超过55%、2019年中国进口依赖度都超过70%；从成本曲线的角度看，二者也均比较陡峭。

不过从产业发展所处的阶段而言，锂辉石仍处于青春期、铁矿石处于成熟期，那么锂辉石更像哪个时间段的铁矿石呢？

我们从几个维度来比较：

（1）发展空间的角度来看，铁矿石需求量在2019年前后进入平稳增长期，2000-2019年期间，全球、全国铁矿石需求量分别增长 2.4 倍、4.2 倍，1995-2019年期间，全球、全国铁矿石需求量分别增长 2.9 倍、7.4 倍；而全球锂辉石的需求量平稳期预计在2040年前后，其最主要的下游新能源车产销量2020-2039年期间预计仍会增长 20 倍，这么来看锂辉石更像2000 年前的铁矿石。

（2）供求平衡度来看，2002年是铁矿石价格的底部，2002-2008年期间，铁矿石价格最高涨幅达到610%。从供求关系的发展趋势来看，锂辉石更像2003年前后的铁矿石。

在接下来的章节中，我们将从三大维度来详细对比锂辉石和铁矿石，并据此展望锂辉石的价格趋势和幅度。

2、供应篇：锂辉石产业秩序更强‍

2.1、澳洲和南美产储量在全球的占比：锂矿均高于铁矿

据 USGS 的统计数据，2020年全球锂矿和铁矿资源储量的22.3%、28.5%分布在澳大利亚，52.7%、19.4%分布在南美（其中锂矿资源在南美主要是智利和阿根廷，而铁矿在南美主要是巴西）。

也就是说，澳大利亚和南美两大区域合计占全球锂矿资源储量的75%、铁矿资源储量的48%，全球锂资源的区域集中度显著高于铁矿。

中国的锂矿、铁矿资源储量2020年分别占全球的7.1%、11.4%，从这个角度而言，中国的锂资源比铁资源更稀缺。

产量方面的情况大体类似。

2020年全球锂矿和铁矿产量的 48.7%、37.5% 在澳大利亚，31.7%、16.7%在南美（其中锂矿资源在南美主要是智利、阿根廷和巴西，而铁矿在南美主要是巴西）。

也就是说澳大利亚和南美两大区域合计占全球锂矿、产量的 80%、铁矿产量的 55%，全球锂矿产量的区域集中度显著高于铁矿，而且锂矿更加集中在澳大利亚。

2020年中国的锂矿、铁矿产量分别占全球的 17%、14.2%，两者基本接近，总体都偏低。

总体来看，无论是产量还是储量，锂矿对澳大利亚和南美（尤其是澳大利亚）的依赖度，均显著高于铁矿。

2.2、生产集中度CR4：锂矿高于铁矿

结合2020年各上市公司年报和USGS的数据，我们测算，全球铁矿石前四大企业淡水河谷、必和必拓、力拓和FMG2020年的产量合计占全球的43.7%；全球锂矿的前四大企业 Greenbush、Marion、Pilbara、Cattlin 2020年的产量合计占全球的46.9%。

整体来看，全球锂矿和铁矿的生产集中度均较高，其中锂矿的生产集中度（CR4）略高于铁矿。

中国第一大铁矿企业是鞍钢集团，2020年铁矿石产量约4000万吨（其中近1000万吨在海外），占全球的比重为1.67%；中国本土第一大锂辉石企业是融捷股份，2020年生产锂精矿 5.8万吨，占全球锂资源比重的1.91%；而天齐锂业控股的 greenbush 矿山权益产量31.4万吨占全球锂资源比重的10.2%。

全球前四大铁矿石企业产量占比在2004年以前略超过 33%，2012年以后才超过40%，主要是 FMG 在2009年开始显著贡献产量，并由该年的0.35亿吨攀升至2020年的2.08亿吨，一举成为全球第四大铁矿生产企业，而全球前三大铁矿石企业产量2020年分别为3亿吨（淡水河谷）、2.86亿吨（力拓）、必和必拓（2.55亿吨）。

如果我们参考前文的推测（当前的锂辉石更像2003年及之前的铁矿石），那么当前的锂辉石的集中度（CR4 达 46.9%）远超过2003年铁矿石的集中度（33%左右）。

2.3、矿山开采周期：锂矿总体长于铁矿

铁矿和锂矿开采流程复杂，开采周期较长，因此上游矿山产能投放的增速往往不及下游需求快速的增长。

根据标准普尔全球市场财智 Paul Manalo 的文章，其梳理了2010年至2019年间全球最大的35个矿山，从发现到投产的平均所需时间为16.9年，其中最短的为6年，最长的为32年。

以铁矿石为例，巴西淡水河谷 S11D 项目投资约170亿美元，年产能9000万吨铁矿石，位于巴西帕拉州东南部的卡拉加斯，是采矿行业有史以来最大的项目之一。

2012年6月，S11D 项目获得初步许可，2013年7月，获得巴西环境和可再生资源部门颁发的安装环境许可证，2016年12月，获得营运许可，开始投产。

从获得初步许可到投产历时 4 年时间。

以锂矿石为例，甲基卡自1965 年-1972年均处于地质队勘查阶段，从05年其24万吨采选产能获得环评到 2010 年竣工环保验收，历时 5 年多的时间。

其105万吨原矿开采产能自2013年5月获得采矿许可，经历产线技改以及停产事件，直到2019年才启动复产，历时 6 年时间。

矿山开采中发现、勘探与研究所占的时间最长，平均占矿山从发现到投产时长70%以上。2020年以前从矿山资源勘察到拿到采矿证，短则一年，长则十余年，资料繁多、流程复杂。2020年自然资源部发布文件称精简矿业权申请材料，矿业权申请流程冗杂的局面将得到改善。

3、需求篇：锂辉石更加坡长雪厚 ‍

3.1、相似性：中国进口依赖度、对全球的引领作用

由于全球资源天然分布不均，中国无论在储量还是产量上，铁矿和锂矿占比都不高，而中国铁矿和锂矿下游需求都占据了全球的半壁江山，因而上游的资源势必大量依赖于国外进口。

中国铁矿石的需求量从1995年的1.74 亿吨上升至2019年的13.35亿吨，对应的中国铁矿石进口依赖度从24%上涨至80%。

国内锂盐产能富余，2020年全球近60%的锂盐产量集中在中国，但是锂盐上游的原材料锂辉石等我国却大量依赖进口，根据我们的测算，2020年我国超过70%的锂盐原料来自海外。

国内上市公司和海外矿山的锂精矿产品存在长期包销协议。

锂的需求主要来源于动力电池、消费电子、储能电池等。

根据 Roskill 统计，中国2019年锂消费量位居全球首位，占全球消费量的54%，韩国、日本排名前三，占比分别为20%、12%。

我国是全球最大的新能源汽车和动力电池产销基地，新能源汽车的发展带动了对上游锂盐需求的猛增。

铁矿处于钢铁产业链的上游，铁矿占据了钢铁行业的主要成本。钢铁产业链中游包括高炉炼钢生产生铁，转炉炼钢生产粗钢，主要的钢材是螺纹钢、线材、冷轧板卷、热扎板卷、涂镀层、中厚板等。

下游产业主要用于建筑、机械、汽车、能源、造船、家电、铁道、集装箱等，建筑钢材用量占据半数以上。

3.2、相似性：替代品的影响均较小

从锂盐生产的原料看，有锂辉石、盐湖卤水和锂云母三类。根据我们的测算，2020 年全球锂盐产量中51.2%来源于锂辉石，48.8%来源于盐湖和云母。

我们认为高镍三元仍是未来重要的电池技术路线之一，电动车高续航里程的诉求及智能化后耗电量的提升，高能量密度的高镍三元电池仍将占有日趋重要的地位，而高镍三元材料由于烧结温度不宜过高，只能采用熔点较低的氢氧化锂作为原料。

以锂辉石为原料酸化一步生产氢氧化锂的工艺由于生产环节少，成本相较盐湖更有优势，同时锂辉石产品的杂质含量控制和产品一致性也具有优势，因此氢氧化锂的原料仍优先选取锂辉石；相较而言碳酸锂下游应用场景包括电动车、储能、3C 等各类领域，针对客户需求的不同碳酸锂原料可广泛采用锂辉石、盐湖卤水或者锂云母。

一流电池厂商或者汽车主机厂在针对高镍三元电池原料氢氧化锂的使用上，也倾向于品质更高的矿石提锂品种。

国内盐湖组分普遍具有镁、钠、钾、钙、硼、磁性物质等各类杂质，相较而言锂辉石不含有硼，同时锂辉石其他杂质的含量也低于盐湖卤水，杂质含量较高也会严重影响电池产品的一致性。

云母矿的品位较锂辉石更低，一般云母原矿品位在 0.3%-0.6%之间，云母精矿在 2%-3.5%之间。其成分也更为复杂，提炼难度更高。

云母提锂短期内仍需解决氟元素环保的问题以及大规模废渣的处置和再利用，目前废渣中也会存在钠、钾、钙等元素，对其下游应用水泥行业不利。

动力电池回收主要分为梯次利用和材料回收两种方式，理想的回收方式是先梯次利用再拆解回收。动力电池容量衰减到80%以下时，就需要退役不能再继续使用。

如果从电动汽车上淘汰下来的动力电池没有损坏，电池容量在 20%-80% 时，可以进行梯级回收利用，用于低功率电动车、电网储能、低端储能等领域。当电池容量不及 20%时，进行动力电池的资源化回收。

根据中国电动汽车百人会秘书长的报告，动力电池回收还存在许多问题：

第一，动力电池回收评估方面存在标准缺失、评估成本高等问题。退役电池检测标准体系不完善，检测沿用车用动力电池标准，检测时间与资金成本高；退役电池安全性、可靠性方面检测标准不完善。

第二，关键技术尚需突破，包括拆解技术、电池成组连接技术等。

第三，目前动力电池回收体系不完善。业内存在一些回收小作坊，这些小作坊普遍存在工艺条件落后、资质不健全、环境破坏严重等问题。

第四，利益主体费用承担方式不明朗，动力电池回收涉及多方利益主体，包括电池生产商、整车消费商、消费者、梯次利用商等，各方费用承担不明晰。

第五，废旧磷酸铁锂动力电池回收经济性较差，由于电池中锂含量较少，使用传统技术进行废旧电池回收的经济效益较低，企业难以获得利润。

而从钠离子电池角度看，由于在元素周期表中钠离子元素排在锂元素之后，意味着锂离子电池将有更高的能量密度，更适宜作为能量的载体。当前钠离子电池的能量密度仍低于锂离子电池体系。

我们认为随着汽车不断向智能化以及高端化演进，汽车的用电量不再局限于续航里程也包括其他智能化平台，汽车耗电量的提升会使高镍三元技术路线始终占有一席之地。

综上所述，我们认为至少在高端电池应用领域，锂辉石仍有较强的刚性需求，短期内被盐湖或者云母大规模替代的可能性不大。

除了资源端的替代风险之外，短期内动力电池的新技术如电池回收以及钠离子电池也不会对锂精矿的需求造成太大的冲击。

从铁元素的角度来看，铁矿石的替代品只有废钢。但是在2000-2019年、尤其是2000-2010年期间，废钢对铁矿石的替代作用并不明显，这主要有两个方面的原因：

（1）生铁（铁矿石的唯一需求）的产量一直在增长；

（2）废钢的回收平均普遍在15-20年，全球尤其是中国的废钢在这期间总体持续偏紧。

3.3、需求成长空间：锂辉石远强于二十年前的铁矿石

根据我们的测算，2040年全球锂辉石需求量将达到2016万吨，是2020年的14倍，其成长性远好于二十年前的铁矿石。

核心假设：

（1）受益于各国政策大力推进以及电动车消费成本的不断下降，新能源汽车在未来20年内仍将保持高增长态势。

根据我们的测算，2025年全球新能源汽车销量将达到1900万辆。而远期到2040年我们认为全球新能源汽车渗透率有望接近70%，新能源汽车销量可达7000万辆；

（2）未来主流电池技术路线我们仍看好磷酸铁锂和高镍三元，一方面，由于磷酸铁锂长循环寿命、低成本的优势在中低端乘用车、商用车等领域将占据主导地位；另一方面，高端长续航电动车仍具有较大客户需求，随着汽车智能化不断发展，汽车耗电量也将显著提升，因而高镍三元这样高能量密度的电池也将始终有一席之地。

我们预测2025年全球磷酸铁锂电池占比约50%，高镍三元电池占比约30%；2040年随着固态电池的大规模使用，高镍三元以及固态电池高能量密度体系将占据50%的市场份额，磷酸铁锂电池占比仍为50%。

（3）随着下游家用、风光、工商业、电网侧等应用需求的扩张，储能将在未来二十年迎来高速增长，预计2025年和2040年全球新增储能装机规模将达到400GWH 和 4000GWH，相应的锂电储能的渗透率也将提升至25%和50%。

（4）假设2025年前高镍三元电池材料的原料仍优先选择锂辉石，根据我们的测算，2020年全球锂盐中锂精矿供应比例达到51.2%，由于高镍三元未来占比的提升，预计2025年全球锂精矿供应比例也将上升至56.3%，在2040年由于工艺技术的改进，其他原料的产品品质也将得到对应的提升，锂精矿供应比例开始向全球资源储量的占比收敛，达到40%左右。

（5）假设未来新技术如钠离子电池以及电池回收技术不会对锂电池造成大规模冲击，由于元素周期表中钠元素排位在锂元素之后，因而钠锂离子电池理论的能量密度仍较锂电池有差距；而针对电池回收领域，电池不同型号的分拣测试以及产品一致性的保障也会是长期的难点问题。

4、价格篇：两种方法推演锂矿价涨幅 ‍

4.1、方法一：成本曲线的对比推演长期价格

锂辉石的成本曲线陡峭程度远高于铁矿石。锂辉石最高成本约为1250澳元/吨，是最低成本的 5 倍、是成本中值的3.3倍。而铁矿石最高成本线约为92美元/吨，是最低成本的3.3 倍；是成本中值的2.5倍。成本曲线陡峭程度越高意味着锂辉石相较铁矿石有更高的价格-需求弹性。

根据2013-2021年铁矿石现货价的数据，最高进口到岸价为 230.6 美元/吨（2021/5/12），根据铁矿石全球产量-成本曲线，最高成本92美金/吨，最低成本28美金/吨，成本中值35美金/吨。由此铁矿石峰值价格是最高成本的2.5倍，是最低成本的8.2倍，是成本中值的6.6 倍。

参考铁矿石最高现货价与成本之间的倍数关系，按照锂精矿最低成本185美元/吨乘以8.2 倍，得到锂精矿价格1517美元/吨；最高成本925美金/吨乘以2.5倍，得到锂精矿价格2312美元/吨；成本中值259美金/吨乘以6.6倍，得到锂精矿价格1709.4美元/吨，因此我们取较高值，不排除未来锂精矿价格的高点上探至2300美元/吨的可能性。

从我们 3.3 中的测算可以得知，2021年预测的全球锂精矿的需求量已经突破了200万吨以上，从图 31 我们可以发现锂精矿目前已经进入了非常高的价格-需求弹性区域，即非常细微的需求变化，也可以迎来锂精矿价格的快速跳涨，假设锂精矿需求量从200万吨上升4%至 208 万吨，对应的成本线也将从约600澳元/吨上涨至1250澳元/吨，涨幅超过100%。

4.2、方法二：供需关系的对比推演短期价格

供需关系是决定价格的主要因素。我们通过全球四大铁矿季度铁矿石的产量和全球季度生铁产量的比值趋势（以下简称“季度比值”）来近似代表全球铁矿石供需关系的趋势，2018 年四个季度的比值在 0.86-0.92 之间，较为平稳，全年价格稳定在 62 美元/吨-76 美元/吨，代表行业处于供需紧平衡状态。

2021年上半年平均季度比值为0.77，较2018年下滑14%，近似代表行业供需缺口扩大了14%；2021年上半年铁矿石价格峰值为230.6美元/吨，是2018年铁矿石价格峰值的 3 倍。