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鎳市廢料知多少

最新高手視頻! 七禾網 時間:2020-09-30 09:17:25 來源:首創期貨 作者:張小凱有色金屬團隊

1、由于我國的資源稟賦,考察鎳的循環利用意義更加凸顯。從鎳的下游消費分類和前景行業上來看,鎳循環利用主要考慮動力電池(盡管還不是主流消費,但受電動車行業快速發展的驅動,預計未來電池行業用鎳占將不斷提升,將成為繼不銹鋼后原生鎳的第二大消費領域 。)和廢不銹鋼這兩個行業,通常而言,動力電池回收的鎳又用來加工動力電池,而廢不銹鋼回收后則直接熔融用于加工新的不銹鋼,所以,本文分別從廢不銹鋼和動力電池這兩個行業,研究鎳的循環利用情況。


2、各地區的奧氏體不銹鋼產量都占到了當地不銹鋼總產量的一半以上。部分國家甚至搞到80%以上。比如,2019年韓國的奧氏體不銹鋼產量占比在86%左右,中國大陸的奧氏體占比接近80%(圖 6)??梢哉f,奧氏體不銹鋼的生產直接帶動了鎳的需求。


3、全球奧氏體用廢占比出現了較大的變化。08年以前,全球奧氏體不銹鋼用廢占比約為46%。但是08年至今,全球奧氏體不銹鋼用廢占比大幅回落,現在是有37%左右。主要原因是中國的不銹鋼產量在08年后快速增加,而前期國內廢不銹鋼供應量不足,不銹鋼加工廠使用了大量的鎳鐵以生產不銹鋼,從而導致國內奧氏體不銹鋼生產中的用廢占比大幅降低,總的來說,對于廢不銹鋼的循環利用,我國目前還處在較低水平。具體數據來看,不銹鋼煉鋼廢鋼化,美國達到60%-80%,歐洲為60-95%,日本為60-85%,而我國只有20-40%的水平,中國的用廢占比情況直接拉低了全球的用廢占比。


4、未來,隨著我國的廢不銹鋼供應逐漸增加,國內廢不銹鋼使用占比有望進一步提高,從而帶動全球奧氏體不銹鋼用廢占比不斷回升。根據WM的估算,2030年全球奧氏體不銹鋼用廢占比有望回升到43%附近。


5、通常,廢不銹鋼通過從不銹鋼生產過程中的自產廢料、報廢產品、拆除建筑中回收得到。從這個角度來看,廢不銹鋼的產出與不銹鋼消費大國或者高收入國家(收入高的國家不銹鋼消費量也會更大,產品報廢后產生的廢料也就越多)密切相關。廢不銹鋼的進口則和一個國家不銹鋼的產量關聯度很高。此外,一些國家充當了貿易商的角色,他們進口原材料然后再進行出口。


6、亞洲是廢不銹鋼的凈進口地。印度是亞洲最大的廢不銹鋼進口國,該國僅生產少量的鎳,所以對鎳的進口依賴度較大,其國內產生的廢不銹鋼不足以滿足自身需求,近年來廢不銹鋼進口量保持繼續增長。2019年廢不銹鋼凈進口量132.2萬噸,同比增長26.9%。我國大陸地區的廢不銹鋼使用率仍然相對較低,但使用量一直在增長。具體來看,我國的凈進口量在2018年下降了25%之后,2019年又下降了59.6%,降至7.4萬噸。目前,我國大陸地區的廢不銹鋼主要從中國香港地區(73%)、加拿大(12%)和比利時(4%)進口。進口自美國的份額從2018年的23%下降到了2019年的3%。


7、國家的行業政策對于不銹鋼行業的發展和廢鎳的循環利用影響很大。受中國進口廢不銹鋼政策的影響,2019年,中國的廢鋼進口量僅7.4萬噸,相對于2940萬噸的不銹鋼產量來說,幾乎可以忽略不計。目前,中國已經全面禁止廢不銹鋼的進口,未來中國的不銹鋼廠將主要使用國內自產的廢不銹鋼。


8、含鎳的不銹鋼主要有200系和300系不銹鋼,在循環利用的過程中,報廢的200系和300系廢不銹鋼被重新利用加工成新的奧氏體不銹鋼。由于缺乏廢不銹鋼的具體數據,我們通過奧氏體不銹鋼的用廢比例計算出當年的含鎳廢不銹鋼量,然后乘以當年的廢不銹鋼的平均含鎳品位,就可以粗略的估算出當年通過廢不銹鋼回收利用的鎳。


9、通過以上辦法,我們看到通過不銹鋼回收的鎳在08-09年的全球性金融危機過后整體呈上漲趨勢。19年通過廢不銹鋼回收利用的鎳約為91.13萬噸,相較于2010年的61.79萬噸,上漲了47.49%。未來,隨著廢不銹鋼產量的提升,通過廢不銹鋼實現循環利用的鎳會越來越多。


10、通過我們測算,08年-18年,我國大陸地區通過廢不銹鋼回收利用鎳的量逐年增長,年平均增長率達到22.95%。2019年,通過廢不銹鋼回收利用約實現了27.85萬噸的鎳循環利用。同比減少5.18%。這和我國自2019年7月1日起完全禁止廢不銹鋼進口的政策有關。但是也應該注意到,完全禁止廢不銹鋼進口的政策, 對于我國鎳循環利用絕對量的影響并不大,這主要得益于國內廢不銹鋼的產業快速發展,廢不銹鋼供應量增加。


從廢不銹鋼回收鎳的占比情況看,目前我國通過廢不銹鋼回收利用的鎳,占全球廢不銹鋼回收利用鎳的比例整體在增長,目前占比約為三分之一。


11、通過這個非精確的模型進行了大致的估算,目前大概率不銹鋼行業鎳的利廢量大概在100萬的級別,廢料比大概在37-40%左右,這是一個不容忽視的量級了。關于量級這一點我們也可以從WM的估算數據中得到印證:17-19年97.8、109、103.4萬噸。目前市面上這方面無論是研究還是關注都略顯不足,值得我們進一步審視。


一、 鎳是如何循環利用的


鎳在自然界中主要以氧化物、硫化物和硅酸鹽的形式存在。鎳是地球上第五常見的元素,在地核中含量最高,在地殼中含量最低。各大洲約有33個國家開采鎳礦,約有30個國家冶煉或精煉鎳礦。鎳以3000多種合金的形式用于超過30萬種產品中。主要含鎳材料包括不銹鋼、超級合金、低膨脹磁性合金和形狀記憶合金、合金鋼、鑄鐵和鑄造合金、銅合金、純鎳和其他合金、電鍍和電鑄、鎳化學制品(見圖 1)。



在許多用途上,鎳很容易實現回收利用,大量的二次鎳或“廢料”鎳成為鎳礦供應的補充。


鎳用于各種類型的電池中,包括鎳鎘,鎳氫,鎳鐵,鎳鋅,鎳氫和鋰離子電池,這些電池均以其活性材料命名。由于可回收性高,鎳在電池中的使用有望繼續增長。此外,廢鎳催化劑等一些含鎳材料也會回到鎳冶煉廠重新進行熔煉加工。


在鎳的循環利用過程中,絕大部分并不是以鎳的形式進行回收利用的。不銹鋼的消費占到了全球鎳消費的的三分之二左右,是鎳最大的消費領域。國際鎳業研究組織(INSG)統計數據顯示2019年世界不銹鋼用鎳占總鎳消費量的67%(見圖 2)。從環境和商業角度考慮,使用廢不銹鋼熔融來制造特性不變的新不銹鋼是最常用的也是占據絕對主導地位的鎳回收利用方式。由于不銹鋼產業快速發展,潛在的廢不銹鋼市場巨大。



目前,從鎳的下游消費分類和前景行業上來看,鎳循環利用主要考慮動力電池(盡管還不是主流消費)和廢不銹鋼這兩個行業,通常而言,動力電池回收的鎳又用來加工動力電池,而廢不銹鋼回收后則直接熔融用于加工新的不銹鋼,所以,本文分別從廢不銹鋼和動力電池這兩個行業,研究鎳的循環利用情況。


二、全球廢不銹鋼行業現狀


2.1 全球不銹鋼產量不斷擴大,廢不銹鋼市場廣闊


利用廢不銹鋼生產不銹鋼,除節能、環保外還可以減少鎳合金和鉻合金的投入量,降低不銹鋼的生產成本。不銹鋼在加工過程中,鋼廠會根據鎳鐵和廢不銹鋼的性價比,來決定用廢不銹鋼和鎳鐵作為加工原料的比例。廢不銹鋼與原生鎳鐵已經形成了明顯的競爭替代關系。由于廢不銹鋼最終用于鋼廠,所以不銹鋼的產量一方面決定了現在的廢不銹鋼需求,一方面影響了未來廢不銹鋼的產出。所以,有必要先說清楚不銹鋼的產出情況。


除了08年全球性經濟危機帶來的持續2年的經濟萎縮外,全球不銹鋼整體來看是不斷上漲的。2019年全球不銹鋼產量達到5222萬噸。未來廢不銹鋼的循環利用在環保和資源方面都意義非凡。


從分地區的不銹鋼產量來看,中國的不銹鋼產量增長是非??斓?,到了2019年,中國的不銹鋼產量達到2940萬噸。其他地區的不銹鋼產量基本穩定,近年來,印度的不銹鋼產量也在不斷提升,只不過整體產量和中國仍有較大差別(圖 3)。



2001年,中國大陸生產的不銹鋼僅占了全球不銹鋼產量的3.8%,到了2006年上升到了18.45%。08年經濟危機后,發達經濟體遭受巨大沖擊,09年不銹鋼產量明顯減少,而中國由于當年的財政刺激政策,09年的不銹鋼產量繼續保持高速增長。到了2019年,占了全球總不銹鋼產量的56.3%。



全球不銹鋼的產量大幅增長,也會帶動未來廢不銹鋼的供應逐漸增加。鎳的循環利用,主要體現在奧氏體廢不銹鋼的回收利用上。下面,一起來看一下奧氏體不銹鋼的產出和用廢情況。


2.2 奧氏體不銹鋼產量和用廢情況


不銹鋼行業是原鎳和廢鎳的最大使用者。不銹鋼按其金屬組織分為奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體一鐵素體(雙相)不銹鋼、馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼等五類。另外,按成分可分為鉻-錳-鎳系(200系)、鉻-鎳系(300系)、鉻系(400系)、耐熱鉻合金鋼(500系)及析出硬化系(600系)不銹鋼。


含鎳的不銹鋼,也稱為奧氏體不銹鋼 (200系含1 - 3%鎳系列和300系含 8 - 9%鎳) ,目前上期所上市的不銹鋼期貨標的為300系奧氏體不銹鋼,從產量和含鎳量看,回收利用300系廢不銹鋼是鎳資源回收利用的主要途徑。市面上大量流通,用以制作建筑構件、裝飾件、車輛結構、護欄、家用電器構件和殼體、報亭、電話亭、餐飲用具、醫療器具等得不銹鋼主要是奧氏體不銹鋼,再加上大量的工業用途,各國不銹鋼產量中,奧氏體不銹鋼的產量占比是最大的,全球范圍看,奧氏體不銹鋼的產量(或消費量)約占到不銹鋼總產量(或消費量)的75%~80%(圖 5)。



分地區來看,各地區的奧氏體不銹鋼產量都占到了當地不銹鋼總產量的一半以上。部分國家甚至搞到80%以上。比如,2019年韓國的奧氏體不銹鋼產量占比在86%左右,中國大陸的奧氏體占比接近80%(圖 6)??梢哉f,奧氏體不銹鋼的生產直接帶動了鎳的需求。



全球奧氏體用廢占比出現了較大的變化。08年以前,全球奧氏體不銹鋼用廢占比約為46%。但是08年至今,全球奧氏體不銹鋼用廢占比大幅回落,現在是有37%左右。主要原因是中國的不銹鋼產量在08年后快速增加,而前期國內廢不銹鋼供應量不足,不銹鋼加工廠使用了大量的鎳鐵以生產不銹鋼,從而導致國內奧氏體不銹鋼生產中的用廢占比大幅降低,總的來說,對于廢不銹鋼的循環利用,我國目前還處在較低水平。


具體數據來看,不銹鋼煉鋼廢鋼化,美國達到60%-80%,歐洲為60-95%,日本為60-85%,而我國只有20-40%的水平,中國的用廢占比情況直接拉低了全球的用廢占比。未來,隨著我國的廢不銹鋼供應逐漸增加,國內廢不銹鋼使用占比有望進一步提高,從而帶動全球奧氏體不銹鋼用廢占比不斷回升。根據WM的估算,2030年全球奧氏體不銹鋼用廢占比有望回升到43%附近。



2.3 世界廢不銹鋼的貿易


通常,廢不銹鋼通過從不銹鋼生產過程中的自產廢料、報廢產品、拆除建筑中回收得到。從這個角度來看,廢不銹鋼的產出與不銹鋼消費大國或者高收入國家(收入高的國家不銹鋼消費量也會更大,產品報廢后產生的廢料也就越多)密切相關。廢不銹鋼的進口則和一個國家不銹鋼的產量關聯度很高。此外,一些國家充當了貿易商的角色,他們進口原材料然后再進行出口。



圖 9展示了2019年全球廢不銹鋼凈貿易(進口量減出口量)情況,不同程度的綠色代表進口量的多少,綠色越深代表凈進口量越多。不同程度的紅色代表出口量的多少,紅色越深代表凈出口量越多


美洲是不銹鋼的凈出口地,巴西、墨西哥、美國和加拿大都是廢不銹鋼的凈出口國。其中美國生產、消費并出口了大量的廢不銹鋼,是不銹鋼生產和廢不銹鋼貿易的最主要國家。


歐洲既有廢不銹鋼的凈進口國,也有廢不銹鋼的凈出口國。作為一個整體來看的話,歐盟是廢不銹鋼的凈出口地。該地區廢不銹鋼的凈出口量從2018年的5.2萬噸增加到2019年的25萬噸。歐洲的大部分貿易是內部貿易。據估計,在2019年歐盟國家有88%的進口來自其他歐盟國家,而82%的出口目的地是其他歐盟國家。


南非和澳大利亞是非洲和大洋洲涉及廢不銹鋼貿易最多的國家,南非是凈進口國,澳大利亞是凈出口國。


總的來說,亞洲是廢不銹鋼的凈進口地。印度是亞洲最大的廢不銹鋼進口國,該國僅生產少量的鎳,所以對鎳的進口依賴度較大,其國內產生的廢不銹鋼不足以滿足自身需求,近年來廢不銹鋼進口量保持繼續增長。


2019年廢不銹鋼凈進口量132.2萬噸,同比增長26.9%。我國大陸地區的廢不銹鋼使用率仍然相對較低,但使用量一直在增長。具體來看,我國的凈進口量在2018年下降了25%之后,2019年又下降了59.6%,降至7.4萬噸。目前,我國大陸地區的廢不銹鋼主要從中國香港地區(73%)、加拿大(12%)和比利時(4%)進口。進口自美國的份額從2018年的23%下降到了2019年的3%。廢不銹鋼的進出口具體數量見圖 10。



2.4 廢不銹鋼的產出估計


在不銹鋼的生產過程中,從鋼錠/鋼坯到成品過程中每個環節基本都會產生廢料。長材在剝皮、穿孔、切頭、切割時會產生廢料,扁平材在切邊、打孔、切割時也會產生廢料。這些廢料通常稱為自產廢料和加工廢料。


通過考慮不銹鋼不同消費領域的產廢情況,結合不同消費領域的產量占比可以求出不銹鋼的在加工生產過程中的加權平均產廢率情況。根據富寶資訊的統計結果,不銹鋼生產加工過程中的加權平均產廢率在6.8%左右。



中國工程院院士、中國金屬協會理事長翁宇慶提出的廢不銹鋼產量預測模型。



三、 中國廢不銹鋼行業政策


國家的行業政策對于不銹鋼行業的發展和廢鎳的循環利用影響很大。受中國進口廢不銹鋼政策的影響,2019年,中國的廢鋼進口量僅7.4萬噸,相對于2940萬噸的不銹鋼產量來說,幾乎可以忽略不計。目前,中國已經全面禁止廢不銹鋼的進口,未來中國的不銹鋼廠將主要使用國內自產的廢不銹鋼。下面對我國廢不銹鋼行業政策進行梳理。



從國家的行業政策來看,國家主要致力于推動廢鋼鐵資源綜合利用工作深入開展,加強廢鋼鐵加工行業管理,規范廢鋼鐵加工行業生產經營行為,積極推進廢鋼鐵供需銜接,提高集約化加工經營水平和廢鋼鐵加工質量,加強廢鋼鐵產業規?;?、現代化,優化資源配置,實現精料入爐,促進廢鋼鐵加工行業科學健康可持續發展。


四、 通過廢不銹鋼回收利用實現循環的鎳


4.1 全球回收的廢不銹鋼含鎳量估計


含鎳的不銹鋼主要有200系和300系不銹鋼,在循環利用的過程中,報廢的200系和300系廢不銹鋼被重新利用加工成新的奧氏體不銹鋼。由于缺乏廢不銹鋼的具體數據,我們通過奧氏體不銹鋼的用廢比例計算出當年的含鎳廢不銹鋼量,然后乘以當年的廢不銹鋼的平均含鎳品位,就可以粗略的估算出當年通過廢不銹鋼回收利用的鎳。


當年的奧氏體用廢不銹鋼的平均含鎳品位的計算辦法如下:


由于200系不銹鋼主要在中國生產,而中國的200系不銹鋼平均含鎳量較低,我們設定為1.5%。其他地區的200系不銹鋼平均含鎳品位大約為2%。通過加權平均求得每一年全球200系不銹鋼的平均含鎳比例。



然后根據全球200系和300系的產量占比,估算全球不銹鋼的加權平均含鎳品位。300系不銹鋼的含鎳品位用8%進行估算。具體方法如下:



當年通過廢不銹鋼回收利用實現的回收鎳的量估算辦法如下:



通過以上辦法,我們看到通過不銹鋼回收的鎳在08-09年的全球性金融危機過后整體呈上漲趨勢。19年通過廢不銹鋼回收利用的鎳約為91.13萬噸,相較于2010年的61.79萬噸,上漲了47.49%。未來,隨著廢不銹鋼產量的提升,通過廢不銹鋼實現循環利用的鎳會越來越多。



4.2 中國大陸回收的廢不銹鋼含鎳量估計


通過同樣的方法測算,可以得出中國奧氏體用廢不銹鋼中的含鎳量。不同的是中國的200系廢不銹干的含鎳品位我們用1.5%代替。



通過我們測算,08年-18年,我國大陸地區通過廢不銹鋼回收利用鎳的量逐年增長,年平均增長率達到22.95%。2019年,通過廢不銹鋼回收利用約實現了27.85萬噸的鎳循環利用。同比減少5.18%。這和我國自2019年7月1日起完全禁止廢不銹鋼進口的政策有關。但是也應該注意到,完全禁止廢不銹鋼進口的政策, 對于我國鎳循環利用絕對量的影響并不大,這主要得益于國內廢不銹鋼的產業快速發展,廢不銹鋼供應量增加。


從廢不銹鋼回收鎳的占比情況看,目前我國通過廢不銹鋼回收利用的鎳,占全球廢不銹鋼回收利用鎳的比例整體在增長,目前占比約為三分之一。



通過這個非精確的模型進行了大致的估算,目前大概率不銹鋼行業鎳的利廢量大概在100萬的級別,廢料比大概在37-40%左右,這是一個不容忽視的量級了。關于量級這一點我們也可以從WM的估算數據中得到印證:17-19年97.8、109、103.4萬噸。目前市面上這方面無論是研究還是關注都略顯不足,值得我們進一步審視。

責任編輯:李燁

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