镍市废料知多少
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镍市废料知多少

最新高手视频! 七禾网 时间:2020-09-30 09:17:25 来源:首创期货 作者:张小凯有色金属团队

1、由于我国的资源禀赋,考察镍的循环利用意义更加凸显。从镍的下游消费分类和前景行业上来看,镍循环利用主要考虑动力电池(尽管还不是主流消费,但受电动车行业快速发展的驱动,预计未来电池行业用镍占将不断提升,将成为继不锈钢后原生镍的第二大消费领域 。)和废不锈钢这两个行业,通常而言,动力电池回收的镍又用来加工动力电池,而废不锈钢回收后则直接熔融用于加工新的不锈钢,所以,本文分别从废不锈钢和动力电池这两个行业,研究镍的循环利用情况。


2、各地区的奥氏体不锈钢产量都占到了当地不锈钢总产量的一半以上。部分国家甚至搞到80%以上。比如,2019年韩国的奥氏体不锈钢产量占比在86%左右,中国大陆的奥氏体占比接近80%(图 6)。可以说,奥氏体不锈钢的生产直接带动了镍的需求。


3、全球奥氏体用废占比出现了较大的变化。08年以前,全球奥氏体不锈钢用废占比约为46%。但是08年至今,全球奥氏体不锈钢用废占比大幅回落,现在是有37%左右。主要原因是中国的不锈钢产量在08年后快速增加,而前期国内废不锈钢供应量不足,不锈钢加工厂使用了大量的镍铁以生产不锈钢,从而导致国内奥氏体不锈钢生产中的用废占比大幅降低,总的来说,对于废不锈钢的循环利用,我国目前还处在较低水平。具体数据来看,不锈钢炼钢废钢化,美国达到60%-80%,欧洲为60-95%,日本为60-85%,而我国只有20-40%的水平,中国的用废占比情况直接拉低了全球的用废占比。


4、未来,随着我国的废不锈钢供应逐渐增加,国内废不锈钢使用占比有望进一步提高,从而带动全球奥氏体不锈钢用废占比不断回升。根据WM的估算,2030年全球奥氏体不锈钢用废占比有望回升到43%附近。


5、通常,废不锈钢通过从不锈钢生产过程中的自产废料、报废产品、拆除建筑中回收得到。从这个角度来看,废不锈钢的产出与不锈钢消费大国或者高收入国家(收入高的国家不锈钢消费量也会更大,产品报废后产生的废料也就越多)密切相关。废不锈钢的进口则和一个国家不锈钢的产量关联度很高。此外,一些国家充当了贸易商的角色,他们进口原材料然后再进行出口。


6、亚洲是废不锈钢的净进口地。印度是亚洲最大的废不锈钢进口国,该国仅生产少量的镍,所以对镍的进口依赖度较大,其国内产生的废不锈钢不足以满足自身需求,近年来废不锈钢进口量保持继续增长。2019年废不锈钢净进口量132.2万吨,同比增长26.9%。我国大陆地区的废不锈钢使用率仍然相对较低,但使用量一直在增长。具体来看,我国的净进口量在2018年下降了25%之后,2019年又下降了59.6%,降至7.4万吨。目前,我国大陆地区的废不锈钢主要从中国香港地区(73%)、加拿大(12%)和比利时(4%)进口。进口自美国的份额从2018年的23%下降到了2019年的3%。


7、国家的行业政策对于不锈钢行业的发展和废镍的循环利用影响很大。受中国进口废不锈钢政策的影响,2019年,中国的废钢进口量仅7.4万吨,相对于2940万吨的不锈钢产量来说,几乎可以忽略不计。目前,中国已经全面禁止废不锈钢的进口,未来中国的不锈钢厂将主要使用国内自产的废不锈钢。


8、含镍的不锈钢主要有200系和300系不锈钢,在循环利用的过程中,报废的200系和300系废不锈钢被重新利用加工成新的奥氏体不锈钢。由于缺乏废不锈钢的具体数据,我们通过奥氏体不锈钢的用废比例计算出当年的含镍废不锈钢量,然后乘以当年的废不锈钢的平均含镍品位,就可以粗略的估算出当年通过废不锈钢回收利用的镍。


9、通过以上办法,我们看到通过不锈钢回收的镍在08-09年的全球性金融危机过后整体呈上涨趋势。19年通过废不锈钢回收利用的镍约为91.13万吨,相较于2010年的61.79万吨,上涨了47.49%。未来,随着废不锈钢产量的提升,通过废不锈钢实现循环利用的镍会越来越多。


10、通过我们测算,08年-18年,我国大陆地区通过废不锈钢回收利用镍的量逐年增长,年平均增长率达到22.95%。2019年,通过废不锈钢回收利用约实现了27.85万吨的镍循环利用。同比减少5.18%。这和我国自2019年7月1日起完全禁止废不锈钢进口的政策有关。但是也应该注意到,完全禁止废不锈钢进口的政策, 对于我国镍循环利用绝对量的影响并不大,这主要得益于国内废不锈钢的产业快速发展,废不锈钢供应量增加。


从废不锈钢回收镍的占比情况看,目前我国通过废不锈钢回收利用的镍,占全球废不锈钢回收利用镍的比例整体在增长,目前占比约为三分之一。


11、通过这个非精确的模型进行了大致的估算,目前大概率不锈钢行业镍的利废量大概在100万的级别,废料比大概在37-40%左右,这是一个不容忽视的量级了。关于量级这一点我们也可以从WM的估算数据中得到印证:17-19年97.8、109、103.4万吨。目前市面上这方面无论是研究还是关注都略显不足,值得我们进一步审视。


一、 镍是如何循环利用的


镍在自然界中主要以氧化物、硫化物和硅酸盐的形式存在。镍是地球上第五常见的元素,在地核中含量最高,在地壳中含量最低。各大洲约有33个国家开采镍矿,约有30个国家冶炼或精炼镍矿。镍以3000多种合金的形式用于超过30万种产品中。主要含镍材料包括不锈钢、超级合金、低膨胀磁性合金和形状记忆合金、合金钢、铸铁和铸造合金、铜合金、纯镍和其他合金、电镀和电铸、镍化学制品(见图 1)。



在许多用途上,镍很容易实现回收利用,大量的二次镍或“废料”镍成为镍矿供应的补充。


镍用于各种类型的电池中,包括镍镉,镍氢,镍铁,镍锌,镍氢和锂离子电池,这些电池均以其活性材料命名。由于可回收性高,镍在电池中的使用有望继续增长。此外,废镍催化剂等一些含镍材料也会回到镍冶炼厂重新进行熔炼加工。


在镍的循环利用过程中,绝大部分并不是以镍的形式进行回收利用的。不锈钢的消费占到了全球镍消费的的三分之二左右,是镍最大的消费领域。国际镍业研究组织(INSG)统计数据显示2019年世界不锈钢用镍占总镍消费量的67%(见图 2)。从环境和商业角度考虑,使用废不锈钢熔融来制造特性不变的新不锈钢是最常用的也是占据绝对主导地位的镍回收利用方式。由于不锈钢产业快速发展,潜在的废不锈钢市场巨大。



目前,从镍的下游消费分类和前景行业上来看,镍循环利用主要考虑动力电池(尽管还不是主流消费)和废不锈钢这两个行业,通常而言,动力电池回收的镍又用来加工动力电池,而废不锈钢回收后则直接熔融用于加工新的不锈钢,所以,本文分别从废不锈钢和动力电池这两个行业,研究镍的循环利用情况。


二、全球废不锈钢行业现状


2.1 全球不锈钢产量不断扩大,废不锈钢市场广阔


利用废不锈钢生产不锈钢,除节能、环保外还可以减少镍合金和铬合金的投入量,降低不锈钢的生产成本。不锈钢在加工过程中,钢厂会根据镍铁和废不锈钢的性价比,来决定用废不锈钢和镍铁作为加工原料的比例。废不锈钢与原生镍铁已经形成了明显的竞争替代关系。由于废不锈钢最终用于钢厂,所以不锈钢的产量一方面决定了现在的废不锈钢需求,一方面影响了未来废不锈钢的产出。所以,有必要先说清楚不锈钢的产出情况。


除了08年全球性经济危机带来的持续2年的经济萎缩外,全球不锈钢整体来看是不断上涨的。2019年全球不锈钢产量达到5222万吨。未来废不锈钢的循环利用在环保和资源方面都意义非凡。


从分地区的不锈钢产量来看,中国的不锈钢产量增长是非常快的,到了2019年,中国的不锈钢产量达到2940万吨。其他地区的不锈钢产量基本稳定,近年来,印度的不锈钢产量也在不断提升,只不过整体产量和中国仍有较大差别(图 3)。



2001年,中国大陆生产的不锈钢仅占了全球不锈钢产量的3.8%,到了2006年上升到了18.45%。08年经济危机后,发达经济体遭受巨大冲击,09年不锈钢产量明显减少,而中国由于当年的财政刺激政策,09年的不锈钢产量继续保持高速增长。到了2019年,占了全球总不锈钢产量的56.3%。



全球不锈钢的产量大幅增长,也会带动未来废不锈钢的供应逐渐增加。镍的循环利用,主要体现在奥氏体废不锈钢的回收利用上。下面,一起来看一下奥氏体不锈钢的产出和用废情况。


2.2 奥氏体不锈钢产量和用废情况


不锈钢行业是原镍和废镍的最大使用者。不锈钢按其金属组织分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体一铁素体(双相)不锈钢、马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢等五类。另外,按成分可分为铬-锰-镍系(200系)、铬-镍系(300系)、铬系(400系)、耐热铬合金钢(500系)及析出硬化系(600系)不锈钢。


含镍的不锈钢,也称为奥氏体不锈钢 (200系含1 - 3%镍系列和300系含 8 - 9%镍) ,目前上期所上市的不锈钢期货标的为300系奥氏体不锈钢,从产量和含镍量看,回收利用300系废不锈钢是镍资源回收利用的主要途径。市面上大量流通,用以制作建筑构件、装饰件、车辆结构、护栏、家用电器构件和壳体、报亭、电话亭、餐饮用具、医疗器具等得不锈钢主要是奥氏体不锈钢,再加上大量的工业用途,各国不锈钢产量中,奥氏体不锈钢的产量占比是最大的,全球范围看,奥氏体不锈钢的产量(或消费量)约占到不锈钢总产量(或消费量)的75%~80%(图 5)。



分地区来看,各地区的奥氏体不锈钢产量都占到了当地不锈钢总产量的一半以上。部分国家甚至搞到80%以上。比如,2019年韩国的奥氏体不锈钢产量占比在86%左右,中国大陆的奥氏体占比接近80%(图 6)。可以说,奥氏体不锈钢的生产直接带动了镍的需求。



全球奥氏体用废占比出现了较大的变化。08年以前,全球奥氏体不锈钢用废占比约为46%。但是08年至今,全球奥氏体不锈钢用废占比大幅回落,现在是有37%左右。主要原因是中国的不锈钢产量在08年后快速增加,而前期国内废不锈钢供应量不足,不锈钢加工厂使用了大量的镍铁以生产不锈钢,从而导致国内奥氏体不锈钢生产中的用废占比大幅降低,总的来说,对于废不锈钢的循环利用,我国目前还处在较低水平。


具体数据来看,不锈钢炼钢废钢化,美国达到60%-80%,欧洲为60-95%,日本为60-85%,而我国只有20-40%的水平,中国的用废占比情况直接拉低了全球的用废占比。未来,随着我国的废不锈钢供应逐渐增加,国内废不锈钢使用占比有望进一步提高,从而带动全球奥氏体不锈钢用废占比不断回升。根据WM的估算,2030年全球奥氏体不锈钢用废占比有望回升到43%附近。



2.3 世界废不锈钢的贸易


通常,废不锈钢通过从不锈钢生产过程中的自产废料、报废产品、拆除建筑中回收得到。从这个角度来看,废不锈钢的产出与不锈钢消费大国或者高收入国家(收入高的国家不锈钢消费量也会更大,产品报废后产生的废料也就越多)密切相关。废不锈钢的进口则和一个国家不锈钢的产量关联度很高。此外,一些国家充当了贸易商的角色,他们进口原材料然后再进行出口。



图 9展示了2019年全球废不锈钢净贸易(进口量减出口量)情况,不同程度的绿色代表进口量的多少,绿色越深代表净进口量越多。不同程度的红色代表出口量的多少,红色越深代表净出口量越多


美洲是不锈钢的净出口地,巴西、墨西哥、美国和加拿大都是废不锈钢的净出口国。其中美国生产、消费并出口了大量的废不锈钢,是不锈钢生产和废不锈钢贸易的最主要国家。


欧洲既有废不锈钢的净进口国,也有废不锈钢的净出口国。作为一个整体来看的话,欧盟是废不锈钢的净出口地。该地区废不锈钢的净出口量从2018年的5.2万吨增加到2019年的25万吨。欧洲的大部分贸易是内部贸易。据估计,在2019年欧盟国家有88%的进口来自其他欧盟国家,而82%的出口目的地是其他欧盟国家。


南非和澳大利亚是非洲和大洋洲涉及废不锈钢贸易最多的国家,南非是净进口国,澳大利亚是净出口国。


总的来说,亚洲是废不锈钢的净进口地。印度是亚洲最大的废不锈钢进口国,该国仅生产少量的镍,所以对镍的进口依赖度较大,其国内产生的废不锈钢不足以满足自身需求,近年来废不锈钢进口量保持继续增长。


2019年废不锈钢净进口量132.2万吨,同比增长26.9%。我国大陆地区的废不锈钢使用率仍然相对较低,但使用量一直在增长。具体来看,我国的净进口量在2018年下降了25%之后,2019年又下降了59.6%,降至7.4万吨。目前,我国大陆地区的废不锈钢主要从中国香港地区(73%)、加拿大(12%)和比利时(4%)进口。进口自美国的份额从2018年的23%下降到了2019年的3%。废不锈钢的进出口具体数量见图 10。



2.4 废不锈钢的产出估计


在不锈钢的生产过程中,从钢锭/钢坯到成品过程中每个环节基本都会产生废料。长材在剥皮、穿孔、切头、切割时会产生废料,扁平材在切边、打孔、切割时也会产生废料。这些废料通常称为自产废料和加工废料。


通过考虑不锈钢不同消费领域的产废情况,结合不同消费领域的产量占比可以求出不锈钢的在加工生产过程中的加权平均产废率情况。根据富宝资讯的统计结果,不锈钢生产加工过程中的加权平均产废率在6.8%左右。



中国工程院院士、中国金属协会理事长翁宇庆提出的废不锈钢产量预测模型。



三、 中国废不锈钢行业政策


国家的行业政策对于不锈钢行业的发展和废镍的循环利用影响很大。受中国进口废不锈钢政策的影响,2019年,中国的废钢进口量仅7.4万吨,相对于2940万吨的不锈钢产量来说,几乎可以忽略不计。目前,中国已经全面禁止废不锈钢的进口,未来中国的不锈钢厂将主要使用国内自产的废不锈钢。下面对我国废不锈钢行业政策进行梳理。



从国家的行业政策来看,国家主要致力于推动废钢铁资源综合利用工作深入开展,加强废钢铁加工行业管理,规范废钢铁加工行业生产经营行为,积极推进废钢铁供需衔接,提高集约化加工经营水平和废钢铁加工质量,加强废钢铁产业规模化、现代化,优化资源配置,实现精料入炉,促进废钢铁加工行业科学健康可持续发展。


四、 通过废不锈钢回收利用实现循环的镍


4.1 全球回收的废不锈钢含镍量估计


含镍的不锈钢主要有200系和300系不锈钢,在循环利用的过程中,报废的200系和300系废不锈钢被重新利用加工成新的奥氏体不锈钢。由于缺乏废不锈钢的具体数据,我们通过奥氏体不锈钢的用废比例计算出当年的含镍废不锈钢量,然后乘以当年的废不锈钢的平均含镍品位,就可以粗略的估算出当年通过废不锈钢回收利用的镍。


当年的奥氏体用废不锈钢的平均含镍品位的计算办法如下:


由于200系不锈钢主要在中国生产,而中国的200系不锈钢平均含镍量较低,我们设定为1.5%。其他地区的200系不锈钢平均含镍品位大约为2%。通过加权平均求得每一年全球200系不锈钢的平均含镍比例。



然后根据全球200系和300系的产量占比,估算全球不锈钢的加权平均含镍品位。300系不锈钢的含镍品位用8%进行估算。具体方法如下:



当年通过废不锈钢回收利用实现的回收镍的量估算办法如下:



通过以上办法,我们看到通过不锈钢回收的镍在08-09年的全球性金融危机过后整体呈上涨趋势。19年通过废不锈钢回收利用的镍约为91.13万吨,相较于2010年的61.79万吨,上涨了47.49%。未来,随着废不锈钢产量的提升,通过废不锈钢实现循环利用的镍会越来越多。



4.2 中国大陆回收的废不锈钢含镍量估计


通过同样的方法测算,可以得出中国奥氏体用废不锈钢中的含镍量。不同的是中国的200系废不锈干的含镍品位我们用1.5%代替。



通过我们测算,08年-18年,我国大陆地区通过废不锈钢回收利用镍的量逐年增长,年平均增长率达到22.95%。2019年,通过废不锈钢回收利用约实现了27.85万吨的镍循环利用。同比减少5.18%。这和我国自2019年7月1日起完全禁止废不锈钢进口的政策有关。但是也应该注意到,完全禁止废不锈钢进口的政策, 对于我国镍循环利用绝对量的影响并不大,这主要得益于国内废不锈钢的产业快速发展,废不锈钢供应量增加。


从废不锈钢回收镍的占比情况看,目前我国通过废不锈钢回收利用的镍,占全球废不锈钢回收利用镍的比例整体在增长,目前占比约为三分之一。



通过这个非精确的模型进行了大致的估算,目前大概率不锈钢行业镍的利废量大概在100万的级别,废料比大概在37-40%左右,这是一个不容忽视的量级了。关于量级这一点我们也可以从WM的估算数据中得到印证:17-19年97.8、109、103.4万吨。目前市面上这方面无论是研究还是关注都略显不足,值得我们进一步审视。

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