2014年,習近平總書(shū)記在上汽集團考察時(shí)強調,發(fā)展新能源汽車(chē)是我國從汽車(chē)大國邁向汽車(chē)強國的必由之路。新能源汽車(chē)不僅是產(chǎn)品技術(shù)的一次重大變革,也是產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)價(jià)值體系的重構,并將引發(fā)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈變化。為推動(dòng)國家新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,中冶集團積極響應國家供給側結構性改革,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構,充分挖掘自身優(yōu)勢資源,推動(dòng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)向價(jià)值鏈高端延伸,利用瑞木鎳鈷礦鎳、鈷、錳、鈧的優(yōu)質(zhì)資源,依托長(cháng)遠鋰科鋰離子電池正極材料制造經(jīng)驗、中國恩菲在濕法冶金領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)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(lián)合國軒高科、比亞迪、曹發(fā)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(chǎn)品加工成高鎳三元前驅體材料、提取高純氧化鈧。
一、市場(chǎng)環(huán)境
2017年中國汽車(chē)銷(xiāo)售2887.89萬(wàn)輛,占全球汽車(chē)銷(xiāo)量29%,已連續九年蟬聯(lián)世界第一。其中,中國新能源車(chē)銷(xiāo)售77.7萬(wàn)輛,在全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)售中占比53.9%,連續兩年成為世界最大的新能源汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)。中國新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)結構更加優(yōu)化,乘用車(chē)銷(xiāo)量超過(guò)74%,車(chē)用動(dòng)力電池達到200Gwh(200千兆瓦時(shí))。根據“車(chē)樁相隨”的規劃,全國投入運營(yíng)的公共充電樁數量超過(guò)21萬(wàn)個(gè)。
(一)動(dòng)力電池市場(chǎng)
(1)國際新能源汽車(chē)發(fā)展趨勢。全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入動(dòng)能轉換的關(guān)鍵期,主要汽車(chē)強國陸續調整汽車(chē)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(chē)消息。沃爾沃、奔馳分別宣布2019年、2020年實(shí)現全系電動(dòng)化。國際能源署預測,全球電動(dòng)汽車(chē)數量有望在2020年前增至1300萬(wàn)輛。在全球范圍內,汽車(chē)電動(dòng)化及智能化的趨勢已不可逆轉,而電動(dòng)化是智能化的基礎。
發(fā)展新能源汽車(chē)是促進(jìn)我國汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉型升級、搶占國際競爭制高點(diǎn)的緊迫任務(wù)。根據羅蘭貝格與德國汽車(chē)研究機構亞琛汽車(chē)工程技術(shù)有限公司共同發(fā)布《2017年第二季度全球電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展指數》報告,中國首次在電動(dòng)汽車(chē)發(fā)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(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量快速增加,拉動(dòng)動(dòng)力電池需求增長(cháng)。2017年,全球鋰離子電池的出貨量達到143.5Gwh,其中汽車(chē)動(dòng)力鋰電池的出貨量達到58.1Gwh。伊維經(jīng)濟研究院預計2020年全球鋰電池出貨量將達到279.9Gwh,其中動(dòng)力鋰電池出貨量達到166.1Gwh,2022年全球鋰電池出貨量超過(guò)400Gwh。據國際能源署預計2030年前電池需求量將增長(cháng)15倍,其中中國的需求量最大,在全球占比超過(guò)一半,其次是歐洲、印度和美國。智研咨詢(xún)預計到2020年中國對動(dòng)力電池需求將達到115.4Gwh。
(3)高鎳三元電池逐漸成為市場(chǎng)主流。動(dòng)力電池是電動(dòng)汽
車(chē)的“心臟”,約占電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)成本的40%-60%,正極材料約占動(dòng)力電池成本的50%-60%。前驅體是動(dòng)力電池的能量源泉,約占正極材料生產(chǎn)成本的50%-60%。2017年,國內新能源汽車(chē)裝機電量為36.40GWh,同比增長(cháng)29%,磷酸鐵鋰和三元電池的裝機電量合計34.05GWh,占比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(dòng)力電池的能量密度,行業(yè)將會(huì )向高鎳化、高電壓發(fā)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(cháng)至80GWh。
(二)鈧系材料市場(chǎng)
鈧是稀土原料的一種,是應用于諸多國防軍工及高科技領(lǐng)域的不可替代的戰略資源。因其自身特殊物理、化學(xué)性質(zhì),鈧已用于制備鋁鈧合金、燃料電池、鈧鈉鹵燈、示蹤劑、激光晶體等產(chǎn)品,在特種鋼鐵、有色合金、高性能陶瓷、催化劑等領(lǐng)域有著(zhù)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(chǎn)品的需求量最大。在航天、航空工業(yè)中,鋁鈧合金的應用發(fā)展較快。俄羅斯研究的較為系統,已用于米格-20、米格-29、圖-204客機和雅克-36直升機等。
二、產(chǎn)業(yè)政策支持
(一)新能源汽車(chē)政策支持
國家調整新能源汽車(chē)補貼政策,并對車(chē)企實(shí)行雙向積分制。2017年2月,三部委聯(lián)合印發(fā)了《促進(jìn)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》,其中新能源領(lǐng)域的階段性目標是“到2020年新能源汽車(chē)年產(chǎn)銷(xiāo)達到200萬(wàn)輛”以及“到2025年新能源汽車(chē)占汽車(chē)總產(chǎn)銷(xiāo)的 20%以上”。
2017年10月,工信部等部門(mén)聯(lián)合發(fā)布了《乘用車(chē)企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車(chē)積分并行管理辦法》(即“雙積分政策”),對新能源車(chē)的技術(shù)含量、配套設施、服務(wù)水平有了更高的要求。
2018年2月財政部等四部門(mén)聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于調整完善新能源汽車(chē)推廣應用財政補貼政策的通知》,純電動(dòng)車(chē)續航150-300公里車(chē)型補貼分別下調約20%-50%不等,低于150公里續航的車(chē)型將不再享有補貼;續航里程300-400公里及400公里以上車(chē)型,補貼分別上調2%-14%不等。
2018年7月10日,交通運輸部發(fā)布《關(guān)于全面加強生態(tài)環(huán)境保護堅決打好污染防治攻堅戰的實(shí)施意見(jiàn)》,提出“到2020年底前,城市公交、出租車(chē)及城市配送等領(lǐng)域新能源車(chē)保有量達到60萬(wàn)輛”。
(二)重點(diǎn)新材料產(chǎn)業(yè)政策
2017年7月14日,工信部發(fā)布《重點(diǎn)新材料首批次應用示范指導目錄(2017年版)》,將鎳鈷錳酸鋰三元材料納入新型能源材料重點(diǎn)目錄、將高純氧化鈧納入稀土功能材料重點(diǎn)目錄。本項目所生產(chǎn)的主要產(chǎn)品及副產(chǎn)品均屬?lài)抑攸c(diǎn)新材料。
三、項目?jì)?yōu)勢
項目分兩期建設,總投資36.9億元。中冶新材料項目?jì)?yōu)勢明顯,入選了工信部2018年第一批工業(yè)企業(yè)技術(shù)改造升級導向計劃、入選了河北省重點(diǎn)項目,同時(shí)也是中冶集團20大重點(diǎn)建設項目之一。
(一)打造全國最大高鎳三元前驅體生產(chǎn)和研發(fā)基地
中冶新材料項目一期建成達產(chǎn)后達到年產(chǎn)4萬(wàn)噸鋰離子電池高鎳三元前驅體(NCM622)及相關(guān)副產(chǎn)品的規模,2017年全國三元前驅體出貨量15萬(wàn)噸,中冶新材料項目一期產(chǎn)量相當于2017年全國出貨量的27%。其占地面積475畝,建筑面積15.7萬(wàn)平方米。二期產(chǎn)能擴建,占地面積129畝,建筑面積4.7萬(wàn)平方米。一二期建成達產(chǎn)后將達到年產(chǎn)6萬(wàn)噸鋰離子電池高鎳三元前驅體(NCM811)及相關(guān)副產(chǎn)品的規模。
(1)原料充足,品質(zhì)優(yōu)良。中國鎳和鈷的儲量分別占全球儲量的3.4%、1.11%,2017年全球鎳鈷產(chǎn)量分別為210萬(wàn)噸、11.4萬(wàn)噸,中國消耗量均超過(guò)全球50%,對外依存度分別超過(guò)85%和90%,原料是制約新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。本項目原料依托于中冶集團在巴布亞新幾內亞投資123億元建設的瑞木鎳鈷項目,該項目是集采選冶輸排為一體的世界級礦業(yè)項目,勘探權證范圍249平方公里,采礦權證范圍60平方公里,在25平方公里采礦權證范圍內已探明鎳礦石儲量為1.36億噸,2017年全年達產(chǎn)率108%,全年生產(chǎn)氫氧化鎳鈷含鎳金屬3.46萬(wàn)噸、鈷金屬3400噸,在全球11個(gè)同類(lèi)項目中實(shí)現了達產(chǎn)率最高的目標,為全球同行樹(shù)立了新的標桿。其產(chǎn)品氫氧化鎳鈷的鎳鈷錳摩爾比為10:1:1.8,特別適合生產(chǎn)NCM622或NCM811等鋰離子三元正極材料前驅體,實(shí)現了中冶集團境外優(yōu)質(zhì)礦產(chǎn)資源與國內高端產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈融通。
(2)全產(chǎn)業(yè)鏈融合。公司聯(lián)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(chē)制造一條龍的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,實(shí)現全產(chǎn)業(yè)鏈融合,有助于及時(shí)反饋市場(chǎng)需求,向市場(chǎng)提供有效供給。
在高鎳三元前驅體銷(xiāo)售方面,中冶新能源公司將通過(guò)內部協(xié)同,將定制產(chǎn)品銷(xiāo)售給長(cháng)遠鋰科,加工后長(cháng)遠鋰科將正極材料銷(xiāo)售給寧德時(shí)代,打通了國內最大鋰電池生產(chǎn)廠(chǎng)的銷(xiāo)售渠道,國軒高科、比亞迪按照股比優(yōu)先采購產(chǎn)品。通過(guò)內部協(xié)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(chǎn)企業(yè),覆蓋了國內動(dòng)力電池50%以上的市場(chǎng)份額。
(3)工藝流程先進(jìn)。與傳統工藝相比,本項目采用了40項專(zhuān)利技術(shù),根據原料特性開(kāi)發(fā)了定制式、短流程生產(chǎn)工藝,在基建投資和生產(chǎn)成本上有明顯的優(yōu)勢。
(二)打造全球最大高純度氧化鈧生產(chǎn)和研發(fā)基地
中冶瑞木紅土鎳礦中伴生鈧金屬,中國恩菲根據產(chǎn)品特點(diǎn),歷經(jīng)4年自主研發(fā)出高效、經(jīng)濟的提鈧工藝,突破了世界上紅土鎳礦鈧資源回收的技術(shù)瓶頸,目前在鈧資源回收領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,能夠為鈧資源綜合回收的工業(yè)化實(shí)施提供堅實(shí)的技術(shù)基礎,并能夠大幅度降低氧化鈧的生產(chǎn)成本,在較長(cháng)時(shí)間內保持其技術(shù)的競爭優(yōu)勢。
根據美國地質(zhì)調查局公布的數據,2015-2017年全球鈧的產(chǎn)銷(xiāo)量約10-15噸。中冶新材料項目一期可生產(chǎn)20噸高純氧化鈧,一二期合計生產(chǎn)40噸高純氧化鈧,是全球最大的最大高純度氧化鈧生產(chǎn)和研發(fā)基地。目前,氧化鈧的價(jià)格約7000-8000元/公斤,已接近傳統提鈧工藝的生產(chǎn)成本,通過(guò)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(fā)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制劑。鈧在合金中同時(shí)具有稀土金屬和過(guò)渡族金屬類(lèi)金屬的有益作用,但其效果卻比這2類(lèi)金屬明顯得多,是最理想合金化元素。以氧化鈧為原料通過(guò)熔鹽電解法制備鈧含量為2%鋁鈧中間和金,以2%的鋁鈧中間合金及純鋁熔煉制備鋁鈧合金。
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(chǎn)的鈧鈉燈具有發(fā)光效率高、光色好、節電、使用壽命長(cháng)和破霧能力強等特點(diǎn);在相同照度的條件下,比普通白熾燈節電80 %,使用壽命長(cháng)達5000~25000 h,可廣泛用于電視攝像和廣場(chǎng)、體育館、馬路照明,被稱(chēng)為第三代光源。
燃料電池(SOFC)是一種新穎的電化學(xué)發(fā)電裝置,在環(huán)境友好和高效方面顯示出很大的優(yōu)勢,其能源轉化效率高達80%,在分布式區域供電、大規模發(fā)電、新能源汽車(chē)等領(lǐng)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(zhì)的燃料電池在美國、日本、韓國已經(jīng)實(shí)現了商業(yè)應用。
四、項目建設情況
根據中冶集團內部產(chǎn)業(yè)協(xié)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。公司從注冊到取得土地、環(huán)評等前期手續,僅用時(shí)45天;沈勘單位中冶沈勘主管副總帶隊常駐項目現場(chǎng)監督指導工作,用46天完成604畝土地的勘察、33萬(wàn)平米場(chǎng)地整理和強夯任務(wù),為后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、管理隊伍駐扎現場(chǎng),現場(chǎng)設計、制圖和組織,確保高質(zhì)量、高效率完成設計任務(wù);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(fēng)天氣等惡劣條件,60天完成15萬(wàn)米打樁任務(wù),108天完成13萬(wàn)平米廠(chǎng)房的結構封頂,為快速開(kāi)展設備安裝創(chuàng )造了條件;監理單位賽迪咨詢(xún)全程保駕護航。該項目的建設速度創(chuàng )造了曹妃甸地區央企投資建設最快紀錄,被稱(chēng)為“曹妃甸速度”,成為各級政府和各類(lèi)企業(yè)參觀(guān)學(xué)習的樣板工程。
目前,土建工程已經(jīng)收尾,95%的設備已經(jīng)進(jìn)場(chǎng)安裝。項目計劃于10月22日實(shí)現無(wú)負荷聯(lián)動(dòng)試車(chē),12月底聯(lián)動(dòng)投產(chǎn)。項目投產(chǎn)后一二期預計將實(shí)現銷(xiāo)售額約80億元,年均利稅約8億元,解決就業(yè)1000人,有效促進(jìn)當地經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展。
五、未來(lái)發(fā)展
(一)搭建研發(fā)平臺
中冶新能源申請搭建省部級及國家級研發(fā)平臺,以研發(fā)創(chuàng )新帶動(dòng)企業(yè)持續發(fā)展。根據2017年國家發(fā)展改革委《增強制造業(yè)核心競爭力三年行動(dòng)計劃(2018-2020)》、工信部《重點(diǎn)新材料首批次應用示范指導目錄(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?lài)抑攸c(diǎn)支持的關(guān)鍵材料,與公司產(chǎn)品方向高度一致。為此,公司將組建產(chǎn)學(xué)研用一體化研發(fā)中心,目前公司組建唐山市高鎳三元材料工程技術(shù)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(fā)改委組織的專(zhuān)家答辯,后期申請組建國家級工程研究中心。以研發(fā)平臺為核心,招攬國內外高端人才,實(shí)現公司產(chǎn)品質(zhì)量高端化、生產(chǎn)裝備大型化、核心工藝技術(shù)優(yōu)化。
(二)研究開(kāi)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(chǎn)情況以及市場(chǎng)變化趨勢,開(kāi)展投資建設。形成中冶集團內部上下游遞延擴建模式,以規?;l(fā)展形成中冶集團資源板塊良性循環(huán)、上下游互動(dòng)的良性發(fā)展局面。
(三)鈧系合金應用推廣
中冶新能源氧化鈧生產(chǎn)車(chē)間將于 2018 年底投產(chǎn),通過(guò)向市場(chǎng)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(chuàng )造條件。中冶新能源將根據鈧鋁母合金試驗進(jìn)展情況,建設鈧鋁中間合金試驗線(xiàn)或生產(chǎn)車(chē)間,向市場(chǎng)提供高端產(chǎn)品。
(四)著(zhù)手研究鋰電回收
自2014 年新能源汽車(chē)行業(yè)快速進(jìn)入商用以來(lái),從2020年開(kāi)始,動(dòng)力電池將進(jìn)入報廢期,每年廢舊動(dòng)力電池的年增長(cháng)率將保持在30%以上,其中鋰鎳鈷錳等有價(jià)金屬必須高效回收再利用,以避免環(huán)境污染。按照生產(chǎn)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(dòng)力電池循環(huán)再利用的最佳途徑。京、津、唐地區經(jīng)濟發(fā)達,經(jīng)濟轉型和產(chǎn)業(yè)升級動(dòng)力強勁,且環(huán)渤海地區也是我國最重要的汽車(chē)制造基地之一,汽車(chē)保有量高,新能源汽車(chē)推廣的動(dòng)力及普及率較高,廢舊動(dòng)力電池的回收再利用將大有可為。目前,環(huán)渤海地區尚無(wú)龍頭回收企業(yè),中冶新能源將利用得天獨厚的地域優(yōu)勢、經(jīng)濟和技術(shù)實(shí)力,以及完整的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,及早布局,與華北及周邊地區的汽車(chē)制造龍頭企業(yè)緊密合作,采用先進(jìn)的工藝技術(shù)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(yè)。