實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革。實現(xiàn)雙碳戰(zhàn)略，須立足我國能源資源稟賦,堅持穩(wěn)中求進(jìn),以經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型為引領(lǐng),以能源綠色低碳發(fā)展為關(guān)鍵，不斷推動“雙碳”工作不斷邁上新臺階。

新能源汽車作為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃發(fā)展成果，也是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路，同時，是推動我國綠色發(fā)展、實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的戰(zhàn)略舉措。

新能源汽車的核心部件——動力電池，目前使用較廣泛的是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，三元電池又可分為鎳鈷錳酸鋰電池和鎳鈷鋁酸鋰電池。因此，在動力電池的應(yīng)用中，鎳、鈷、鋰成為不可或缺的金屬元素。

?鎳金屬簡介

鎳（Nickel），是近似銀白色、硬而有延展性并具有鐵磁性的金屬元素，具有良好的可塑性和耐腐蝕性，它能夠高度磨光和抗腐蝕。鎳屬于親鐵元素，地核主要就由鐵、鎳元素組成。鎳金屬主要用于合金（如鎳鋼和鎳銀）及用作催化劑（尤指用作氫化的催化劑）。

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鎳應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：電鍍、鎳合金、催化劑等方面。鎳的抗腐蝕性佳，因此常被用在電鍍上，例如鎳鎘電池就含有鎳金屬。

鎳可塑性與抗腐蝕性，使其廣泛用于合金（如鎳鋼和鎳銀）及用作催化劑（尤指用作氫化的催化劑）。主要用來制造不銹鋼和其他抗腐蝕合金，如鎳鋼、鎳鉻鋼及各種有色金屬合金，被廣泛地用于飛機、艦艇和民用工業(yè)中的機器制造等領(lǐng)域。鎳合金還可用來制造貨幣等，鍍在其他金屬上以防止生銹。鎳也作加氫催化劑和用于陶瓷制品、電子線路、玻璃著綠色以及鎳化合物制備等工業(yè)領(lǐng)域。

鎳產(chǎn)業(yè)鏈上游

鎳產(chǎn)業(yè)鏈，上游為鎳礦開采環(huán)節(jié)，鎳礦分為硫化鎳礦和紅土鎳礦，硫化鎳礦可以生產(chǎn)鎳精礦，紅土鎳礦可以生產(chǎn)鎳鐵和氫氧化鎳；中游為冶煉環(huán)節(jié)，主要包括電解鎳、鎳鐵和硫酸鎳；下游應(yīng)用于不銹鋼生產(chǎn)、新能源汽車電池生產(chǎn)以及電鍍材料生產(chǎn)等廣泛領(lǐng)域。

鎳礦主要是以紅土鎳礦和硫化鎳礦兩種形式存在。

硫化鎳礦，品位較高，是鎳冶煉的傳統(tǒng)原料，這種鎳礦火法冶煉工藝成熟，主要產(chǎn)品高冰鎳可用于生產(chǎn)電解鎳和硫酸鎳。但硫化鎳礦資源相對有限，采礦成本較高。主要分布在加拿大、俄羅斯、澳大利亞、南非等高緯度地區(qū)。

紅土鎳礦，資源儲量更豐富，品位更高，開采成本較低。紅土鎳礦一般采用火法冶煉直接生產(chǎn)鎳鐵或鎳生鐵，進(jìn)而生產(chǎn)不銹鋼，少部分采用濕法工藝生產(chǎn)硫酸鎳或電解鎳。

紅土鎳礦主要分布在赤道線南北30度以內(nèi)的熱帶國家，集中分布在環(huán)太平洋的熱帶-亞熱帶地區(qū)，主要有東南亞的印尼和菲律賓、美洲的古巴和巴西等，印尼是全球紅土鎳資源最豐富的國家。

據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2020年全球探明鎳基礎(chǔ)儲量（以鎳計）約9400萬噸。在鎳的歷史中，硫化鎳礦曾長期占據(jù)原料供應(yīng)的絕對主導(dǎo)地位，但硫化礦資源存在瓶頸。目前，紅土鎳礦已經(jīng)成為了最主要原生鎳供應(yīng)來源。

2007年開始，受益于RKEF等工藝的成熟和應(yīng)用，利用紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵，進(jìn)而制造不銹鋼的技術(shù)路線得到普及，紅土鎳開始飛速替代硫化鎳礦在不銹鋼領(lǐng)域的需求。目前全球生產(chǎn)的鎳產(chǎn)品中有70%來自紅土鎳礦。

從市場格局來看，全球鎳礦生產(chǎn)集中度較高。從國家和地區(qū)來看，印尼、菲律賓、新喀里多尼亞等是全球主要的紅土鎳礦產(chǎn)地，澳洲兼具紅土鎳礦和硫化鎳礦，俄羅斯和加拿大則擁有少有的多金屬伴生的硫化鎳礦藏。

目前，印度尼西亞、菲律賓、俄羅斯三個國家約占全球鎳礦產(chǎn)量的56%，其中印度尼西亞鎳礦產(chǎn)量占比接近30%，居于首位。從企業(yè)主體看，全球鎳礦企業(yè)市占率較低，僅俄羅斯鎳業(yè)和淡水河谷的份額超過5%，其它為嘉能可、必和必拓、謝里特、英美資源等企業(yè)。

中國鎳礦產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的4.1%，并且主要以硫化鎳礦為主，占據(jù)保有儲量的86%。國內(nèi)鎳礦分布集中，主要位于西部甘肅金川地區(qū)，占比達(dá)66%。其次分別為新疆、云南、吉林、湖北及四川等地區(qū)。總體鎳礦資源量有限，尤其紅土鎳礦缺乏。

鎳產(chǎn)業(yè)鏈中游

鎳及制品分類主要包括兩種，按照形態(tài)分為鎳板、鎳球、鎳合金、鎳鹽等；按照鎳含量高低，又可分為一級鎳和二級鎳，其中一級鎳產(chǎn)品鎳的含量在99.8％以上，包括電解鎳、鎳球等，而二級鎳中鎳含量通常在98％以下，包括了鎳含量較低的鎳鐵、鎳生鐵等產(chǎn)品。

鎳在冶煉環(huán)節(jié)中，由于礦源不同，冶煉工藝也有一定差異。硫化鎳礦是通過火法冶煉工藝，形成高冰鎳（一種鎳含量較高的鎳硫化物）作為中間產(chǎn)品，再通過濕法工藝生產(chǎn)硫酸鎳，或通過電解生產(chǎn)電解鎳、鎳粉、鎳豆等純鎳產(chǎn)品。

紅土鎳礦生產(chǎn)鎳工藝，可以大致分為火法和濕法兩種工藝路線。火法工藝的初始投資更少，投資周期更短，但是在冶煉過程中能耗與成本更高，金屬回收率相對更低，主要用于處理高品位的紅土鎳礦。濕法工藝相對更復(fù)雜、初始投資更大、投資周期長，但能耗更低、金屬回收率更高，能夠處理表層低品位礦。

經(jīng)冶煉的鎳產(chǎn)品按性質(zhì)劃分，可被分成一級鎳和二級鎳。一級鎳是指包括電解鎳、鎳粉、鎳豆、鎳塊在內(nèi)的鎳產(chǎn)品，這類產(chǎn)品以硫化鎳礦和紅土鎳濕法冶煉的中間品為原料，鎳含量接近100%，可以用于電池、電鍍、不銹鋼及合金等多個領(lǐng)域。二級鎳包括鎳生鐵和鎳鐵，這些產(chǎn)品含鎳量較低，一般在15%以下，主要通過紅土鎳礦火法冶煉獲得，專門用于不銹鋼的生產(chǎn)領(lǐng)域。

全球主流的鎳制造商，以前主要由海外跨國公司主導(dǎo)，包括俄羅斯諾里爾斯克、淡水河谷、嘉能可、必和必拓、英美資源等企業(yè)。近年來，隨著我國鎳產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)在印尼的產(chǎn)能突破，逐步打破了鎳產(chǎn)品市場的壟斷。目前，全球鎳供應(yīng)格局已經(jīng)逐步形成海內(nèi)外龍頭企業(yè)并存的格局，以青山集團(tuán)、金川集團(tuán)、江蘇德龍等為代表的中國鎳制造商逐鹿東南亞，其中青山集團(tuán)更是已18%市場份額拔得頭籌，呈現(xiàn)出后來居上的態(tài)勢。

鎳產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)中，最主要的供需路徑為紅土鎳礦火法冶煉-鎳鐵-不銹鋼。但隨著新能源汽車的蓬勃發(fā)展，下游動力電池對硫酸鎳的需求增速顯著。因此，紅土鎳礦濕法冶煉-濕法中間品-硫酸鎳-動力電池的路徑重要性逐步顯現(xiàn)其優(yōu)勢。

從最上游的鎳原生礦經(jīng)濕法冶煉形成濕法中間品（MSP/MHP），或經(jīng)火法冶煉形成高冰鎳，進(jìn)而加工成硫酸鎳，生產(chǎn)前驅(qū)體，成為鎳產(chǎn)業(yè)鏈從紅土鎳礦到新能源電池的技術(shù)突破。

高冰鎳變革對鎳供需格局帶來巨大沖擊。在傳統(tǒng)的鎳產(chǎn)業(yè)鏈中，高冰鎳是由硫化鎳礦冶煉得到，而青山在印尼的高冰鎳項目，意味著由紅土鎳礦冶煉的鎳鐵打通了轉(zhuǎn)化為高冰鎳的渠道。高冰鎳作為鎳的硫化物，可用于生產(chǎn)電解鎳、氧化鎳、鎳鐵、含鎳合金及包括硫酸鎳在內(nèi)的各種鎳鹽，而硫酸鎳可用于電池生產(chǎn)的原料。三元正極材料主要成本為前驅(qū)體材料成本，前驅(qū)體價格受上游金屬材料價格影響較大，高冰鎳的量產(chǎn)對于推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展作用不可估量。

2020年7月份開始，青山集團(tuán)其于在印尼調(diào)試試制高冰鎳，將已有鎳鐵產(chǎn)線改造，生產(chǎn)鎳含量75%以上的高冰鎳，該工藝已于2020年年底試制成功，目前已經(jīng)能夠穩(wěn)定供應(yīng)高品質(zhì)高冰鎳。青山表示將繼續(xù)加大在印尼鎳產(chǎn)業(yè)的投資，2021年預(yù)計生產(chǎn)鎳當(dāng)量60萬噸，2022年預(yù)計85萬噸，2023年預(yù)計110萬噸，其中高冰鎳和鎳鐵的產(chǎn)量將根據(jù)市場需求和價格變化情況切換調(diào)整。這一舉措對我國國內(nèi)鎳市場的供需平衡和下游新能源汽車快速發(fā)展，都將會帶來巨大的影響。

鎳產(chǎn)業(yè)鏈下游

鎳產(chǎn)業(yè)鏈下游中，主要廣泛應(yīng)用在鋼鐵、鎳基合金、電鍍、電池等領(lǐng)域。傳統(tǒng)領(lǐng)域，鎳主要用途在于生產(chǎn)不銹鋼，鎳的抗腐蝕性，使得其成為一種重要的鋼材添加劑。鎳的抗腐蝕性佳，也常被用在電鍍上，鎳鎘電池含有鎳元素。

2021年全球鎳的年產(chǎn)量約270萬噸（金屬量），其中不銹鋼占鎳消費量的78%，電池用鎳占7.5%，約19.4萬噸，增速明顯。不銹鋼作為鎳消費第一大領(lǐng)域，全球鎳消費中約占比在70%以上，而我國在不銹鋼領(lǐng)域的鎳消費占比更是超過80%。

不銹鋼是以不銹、耐蝕性為主要特性，且鉻含量至少為10.5%，碳含量最大不超過1.2%的鋼。不銹鋼具有耐蝕性、耐熱性、耐低溫性以及良好的加工性能，屬于鋼鐵行業(yè)高端品種。

不銹鋼下游主要包括金屬制品、機械、建筑、電力、交通運輸?shù)确矫?。隨著消費能力的提高及高端制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，不銹鋼在消費市場的應(yīng)用潛力有望不斷被挖掘，在普通碳鋼應(yīng)用領(lǐng)域的替代趨勢逐步呈現(xiàn)。

全球工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，不銹鋼下游應(yīng)用領(lǐng)域也不斷增加，制造業(yè)和消費升級帶來的材料品質(zhì)要求的不斷提升，全球不銹鋼粗鋼產(chǎn)量呈現(xiàn)出增長態(tài)勢。2021年全球不銹鋼粗鋼產(chǎn)量達(dá)到5828.9萬噸，2016至2021年均復(fù)合增長率為5.4%。2022年預(yù)計全球不銹鋼粗鋼產(chǎn)量將達(dá)到5860萬噸。

鎳下游電池領(lǐng)域新應(yīng)用

新能源汽車作為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃發(fā)展成果，也是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路，同時，是推動我國綠色發(fā)展、實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的戰(zhàn)略舉措。

在我國“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動的汽車領(lǐng)域電動化轉(zhuǎn)型升級過程中，動力電池領(lǐng)域創(chuàng)新與應(yīng)用，成為強化新能源汽車競爭水平、打造國家產(chǎn)業(yè)競爭力、保持企業(yè)競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵。

動力電池作為新能源汽車的核心部件，新技術(shù)競爭格局尚未形成，創(chuàng)新潛力發(fā)展正在重塑產(chǎn)業(yè)格局。電動汽車領(lǐng)域使用較廣泛的是鋰離子電池，主流為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，三元電池又可分為鎳鈷錳酸鋰電池和鎳鈷鋁酸鋰電池。

在新能源汽車動力電池的應(yīng)用中，鎳、鈷、鋰都是非常重要的金屬元素，鎳的作用是提高電池能量密度和延長續(xù)航里程，鈷的作用是提高電池的穩(wěn)定性和導(dǎo)電率，從而改善電池的充/放電性能。新能源汽車快速發(fā)展，成為未來鎳消費新的增長領(lǐng)域。

目前，新能源汽車中廣泛應(yīng)用的鋰離子電池是一種重要的高能電池。鋰離子電池是用鋰作負(fù)極活性物質(zhì)的化學(xué)電池，鋰的標(biāo)準(zhǔn)電極電位最負(fù)，在金屬中比重最輕，反應(yīng)活潑性最高，因而鋰電池的電動勢和比能量很高。

鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中，三元鋰電池和磷酸鐵鋰是新能源汽車動力電池市場的主流產(chǎn)品。

三元鋰電池中的電池陽極是由鎳、鈷、錳，或者鎳、鈷、鋁作為三元材料。三元材料的優(yōu)點在于其能量密度高、性能優(yōu)良，同體積下可存儲更多電能并保持較長使用時間。

三元鋰電池主要由正極材料、隔膜、電解液、負(fù)極材料和電池外殼構(gòu)成。其中，正極材料為鋰的氧化物，隔膜為具有微孔結(jié)構(gòu)的高分子薄膜，電解液一般采用的是含有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑，負(fù)極材料由石墨或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳構(gòu)成，電池外殼使用的是鍍鎳鐵殼、鋁塑膜或鋼殼等材料。

三元鋰電池工作原理即鋰離子的移動。在電池充放電過程中，鋰離子會在正極和負(fù)極之間移動。當(dāng)電池充電時，正極上生成的鋰離子會經(jīng)過電解液和隔膜最終嵌入到負(fù)極的微孔中。當(dāng)電池放電時，嵌在負(fù)極微孔中的鋰離子將會脫出，再經(jīng)過電解液和隔膜移動到正極。

磷酸鐵鋰電池，是一種使用磷酸鐵鋰作為正極材料，碳作為負(fù)極材料的鋰離子電池。其具有工作電壓高、充放電循環(huán)壽命長，安全性能較好等優(yōu)點，但存在容量低、高低溫性能差等問題。經(jīng)過改良后，目前我國的磷酸鐵鋰電池已突破傳統(tǒng)的能量密度限制，達(dá)到了三元材料的水平，在新能源汽車領(lǐng)域應(yīng)用比重逐步提升。

2020年初，我國車企發(fā)布新型的磷酸鐵鋰“刀片電池”。刀片電池是一種磷酸鐵鋰電池的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，其采用CTP無模組方案，在成組時跳過了傳統(tǒng)的模組環(huán)節(jié)，大幅提高體積利用率，最終達(dá)成在同樣的空間內(nèi)裝入更多電芯的設(shè)計目標(biāo)。相較傳統(tǒng)電池包，“刀片電池”的體積利用率提升了50%以上，即續(xù)航里程可提升50%以上，達(dá)到高能量密度三元鋰電池的同等水平。

新型磷酸鐵鋰“刀片電池”，在保證安全性能前提下，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化使得續(xù)航也更加出色。因此，在近兩年新能源汽車蓬勃發(fā)展背景下，磷酸鐵鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域和市場占比快速提升。

據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年中國動力電池出貨量為220吉瓦時，同比漲幅達(dá)175%。其中，磷酸鐵鋰電池出貨量為117吉瓦時，同比大幅飆漲270%；三元鋰電池出貨量109吉瓦時，同比增長127%。按數(shù)據(jù)測算，2021年國內(nèi)動力電池市場中磷酸鐵鋰和三元鋰電池裝機占比分別為53%、47%。得益于國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，2021年我國動力電池錄得非常明顯增速。

2021年我國新能源汽車?yán)塾嫯a(chǎn)量為354.5萬輛，同比增幅高達(dá)159.5%，市場占有率已升至13.4%。未來新能源汽車市場或?qū)⒆呦蚣?xì)分領(lǐng)域，在短程低速或中短程電動車市場中，磷酸鐵鋰電池將會維持主流地位；對長程或其他用途車輛而言，三元鋰電池也將有望繼續(xù)維持其優(yōu)勢。此外，未來磷酸錳鐵鋰、鈉離子電池、氫能源電池等新電池技術(shù)路線及商業(yè)化應(yīng)用也值得關(guān)注。

?總結(jié)與展望

廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革?！半p碳”的戰(zhàn)略目標(biāo)，驅(qū)動我國汽車領(lǐng)域電動化轉(zhuǎn)型加速發(fā)展，將推動新能源汽車滲透率不斷提高，同時拉松動力電池的需求快速抬升。

新能源汽車動力電池中，正極材料的三元前驅(qū)體以硫酸鎳等作為原材料，對鎳金屬的需求將會持續(xù)旺盛。隨著新能源車高速發(fā)展和續(xù)航里程不斷提升的需求，動力電池高鎳化進(jìn)程逐步加快。動力電池將貢獻(xiàn)鎳未來的主要消費增量。

據(jù)統(tǒng)計，2021年三元動力電池對鎳需求約為19.4萬噸，同比增長91%。截至2022年10月，我國電池領(lǐng)域金屬鎳消費量達(dá)41.82萬噸，在鎳消費占比中已達(dá)到11.13％。預(yù)計2022年全年新能源電池對鎳需求量約為50.32萬噸，同比增速將接近160%。

據(jù)IEA預(yù)測，全球汽車市場份額中，保守估計到2030年電動車滲透率將在15-20%，新能源汽車銷售量達(dá)到2300萬輛，2030年全球新能源動力電池鎳消費量將達(dá)到93萬噸。將對全球鎳產(chǎn)業(yè)供需平衡帶來較大增量變化。

新能源汽車作為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃發(fā)展成果，其中的動力電池領(lǐng)域成為全球各國爭相搶占的技術(shù)高地。動力電池生命周期長鏈條、多體系特點，為創(chuàng)新發(fā)展提供了巨大想空間。高能量密度、高安全性、低成本訴求等，驅(qū)動新一代動力電池不斷創(chuàng)新。動力電池產(chǎn)業(yè)鏈的全面創(chuàng)新，將推動新一代電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)格局不斷深化發(fā)展。