磷化工强周期下的新成长：磷氟锂一体化开发

全球能源转型下磷化工迎来农化强景气周期：我们认为本轮从能源到农产品及磷肥价格上涨背后的是全球能源转型下付出的成本。俄乌局势的不确定性可能导致供应紧张持续的时间更长，我们预计磷肥及磷酸盐产品的价格可能在高位维持较长时间。国内经过过去几年的供给侧改革，磷矿供需已处于紧平衡状态，2022年2月非煤矿山安全生产指导意见出台导致部分磷矿小产能将继续出清，进一步加剧磷矿供需紧张，我们判断后续国内磷矿价格仍将继续上涨。新能源崛起又为磷矿石带来了新增需求，并且由于磷酸铁及净化磷酸对矿的品质要求较高，这将拉动中长期“好矿”的需求更加紧张。目前磷化工上市企业已经基本完成了上游资源的整合，大部分已经形成了一体化发展，是可以抵御通胀的优质资产。 新能源行业未来10年将再造一个磷化工：我们认为新能源是磷化工行业未来10年转型升级的重要机遇。2021年新能源汽车及储能市场的需求爆发带动磷酸铁锂、PVDF、六氟磷酸锂等上游材料需求的大幅增加，2021年下半年以来，众多磷化工公司都围绕新能源领域规划了较大的扩产计划。根据我们的测算，考虑磷酸铁及伴生氟资源的开发利用（未计算至磷酸铁锂、PVDF、六氟磷酸锂环节），到2030年整个磷化工行业市场规模将有1675亿元的增长，较2021年增长117%，相当于再造一个磷化工行业，为行业内各公司带来重要的成长机遇。 磷酸铁2022年供应缺口犹存，未来1-2年市场格局可能会好于市场预期：1）市场规划产能较大，但实际上各家企业的产能将会根据技术掌握情况以及未来市场供需情况分批进行建设，并且受到能评、环评及土地的各项限制，实际上项目建设进度可能也将会低于预期；2）技术掌握程度及产品验证周期可能会导致产品放量低于预期；3）远期产能放大之后可能面临资源要素不匹配的问题。从我们跟踪了解的情况来看，新洋丰、川恒股份、云天化、天赐材料、龙佰集团等企业今年产能释放概率较高，在今年磷酸铁紧缺的状态下有望获得较强先发优势，享受今年高景气下的超额收益。中长期来看资源禀赋+技术先进性将决定成本，看好具备优质磷矿资源及先进生产技术的磷化工一体化企业。 磷矿伴生资源开发——磷化工企业未来既是磷化工，又是氟化工企业：磷矿大约伴生3~4个点的氟资源，在资源日益匮乏的将来，磷矿石中的氟资源可能将成为氟化工行业的重要来源，基于氟资源的开发和利用为磷化工企业打开了又一成长空间。根据我们的测算，磷化工企业走湿法磷酸副产氟硅酸路线生产的无水氢氟酸从原材料成本来看较传统萤石路线有近4000元的成本优势。 投资建议：重点推荐川恒股份、云天化、兴发集团、湖北宜化、川发龙蟒、新洋丰、云图控股、中毅达（瓮福集团借壳）。 风险提示：磷矿价格下跌、新能源需求不及预期、市场竞争加剧导致产品价格大幅下跌、项目投产进度不及预期。 1.全球能源转型下磷化工迎来农化强景气周期 1.1能源及原料成本上涨推升粮食及化肥生产成本 磷矿下游包括磷复肥、各类磷酸盐（磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸铁）、黄磷（主要用于生产农药以及热法磷酸）等。磷肥中的磷元素是植物体的重要组成部分，参加植物细胞生长发育的每个过程，是细胞分裂不可缺少的最重要物质，广泛应用于各类谷物作物（水稻、小麦），油类作物（大豆、花生、油菜），经济作物（棉花、烟草、甘），瓜果类作物（西瓜，黄瓜）以及叶菜类作物。 图表1：磷矿石下游消费比例 煤炭、天然气是化肥生产的重要原材料，而自从欧洲天然气价格率先上涨后，全球天然气、煤炭价格迅速涨至历史高位，与此同时磷矿及硫磺价格也持续新高，再加上海运费的影响，2021年10月份以来全球已有多家化肥企业相继宣布减产、停产，从而进一步使化肥供给下降，推动化肥价格大涨。在化肥涨价的同时，2021年以来疫情以及极端天气的影响导致全球粮价进入上升通道。 图表2：全球主要农产品价格 图表3：国际原油及天然气价格 图表4：国内磷矿石及硫磺价格（元/吨） 1.2俄乌局势不确定性加剧全球供应问题 近期的俄乌冲突可能使得全球粮食及化肥供应问题更加雪上加霜。能源方面俄罗斯是全球油气出口大国，同时俄乌均为全球重要的农业种植大国，占全球小麦、大麦、玉米、葵花油等农产品的出口份额非常高，局势加剧以来，商业贸易对港口商业贸易造成了重大影响，虽然各出口商也在寻求其他地区的作物代替，但是考虑到两国庞大的体量，其他国家及地区很难完全弥补俄乌危机下的供应缺口，此局面可能对全球粮食供应体系造成较大影响。 图表5：俄罗斯及乌克兰农产品合计占全球出口比例 在化肥领域，乌克兰虽然是重要的氮肥生产商，但缺乏磷酸盐及钾盐资源。相比之下，俄罗斯是全球重要的化肥生产国以及输出国，2020年化肥出口价值约为70亿美金。 在磷化工方面，俄罗斯不仅磷矿资源丰富，储量达到6亿吨，并且磷矿品位非常高，是全球最大的高品位磷矿生产及供应商之一。2020年俄罗斯磷矿产量达到1300万吨，磷矿年出口量在200~250万吨左右，主要销往欧洲、乌克兰和白俄罗斯，如果供应链中断的话，可能会对比利时、挪威、罗马尼亚的一些磷化工企业生产造成影响。俄罗斯还是磷肥的主要出口国，根据俄罗斯海关数据，2021年磷酸一铵、二胺出口量合计约400万吨，占全球贸易总额的14%，主要销往巴西、印度、波兰、芬兰以及其他欧洲国家及地区。在饲料二氢钙方面，俄罗斯Phosagro是俄罗斯唯一磷酸二氢钙生产商，占到全球产量比例可能在10~15%左右。另外在生产湿法磷酸的原料硫磺方面，俄罗斯也在全球占有重要地位，2021年出口量约180万吨，占全球贸易总额的9%。 目前磷酸一铵和磷酸二胺海外价格已经分别达到881和865美金/吨，对应比国内现货价格高出1500~2000元/吨，已经达到自2008年大宗泡沫及金融危机以来的最高水平。我们认为本轮从能源到农产品及磷肥价格上涨背后的是全球能源转型下付出的成本。俄乌局势的不确定性可能导致供应紧张的时间更长，我们预计磷肥及磷酸盐产品的价格可能在高位维持较长时间。磷化工上市企业已经基本完成了上游资源的整合，大部分已经形成了一体化发展，是可以抵御通胀的优质资产。 图表6：国际磷酸一铵及磷酸二铵价格 图表7：国内磷酸一铵、磷酸二铵价格（元/吨） 2.新能源趋势下磷、氟资源利用打开磷化工成长空间 2.1新能源行业未来10年将再造一个磷化工 我们认为新能源是磷化工行业未来10年转型升级的重要机遇。2021年新能源汽车及储能市场的需求爆发带动磷酸铁锂、PVDF、六氟磷酸锂等上游材料需求的大幅增加，2021年下半年以来，众多磷化工公司都围绕新能源领域规划了较大的扩产计划。根据我们的测算，考虑磷酸铁及伴生氟资源的开发利用（未计算至磷酸铁锂、PVDF、六氟磷酸锂环节），到2030年整个磷化工行业市场规模将有1675亿元的增长，较2021年增长117%，相当于再造一个磷化工行业，为行业内各公司带来重要的成长机遇。 核心假设： 1、产品价格均取2021年均价，2030年产量来自于我们预测，我们预计化肥领域普通磷肥向高端、新型肥料转型升级，假设农业级磷酸一铵及二胺产量按照每年1.5个点的比例下降，对应新增工业级磷酸一铵及净化磷酸需求。 2、未计算工业级磷酸一铵、净化磷酸及黄磷下游行业（例如各类磷酸盐、草甘膦）市场规模。 3、2030年工业级一铵及净化磷酸在磷酸铁领域应用作为中间产品考虑。 4、磷化工在新能源领域布局仅计算至磷酸铁及无水氢氟酸环节，未考虑下游磷酸铁锂、六氟磷酸锂、PVDF等产品。 图表8：磷化工行业市场规模测算 2.2磷酸铁锂风起，看好优质磷化工一体化企业竞争优势 从我们复盘2021年5月磷化工板块整体股价至今表现来看，2021年5月到2021年9月中旬期间，磷化工板块受益于行业景气度整体上升以及新能源转型预期，迎来“戴维斯双击行情”，此后受到“双控”以及磷肥法检影响，部分产品价格（磷酸一铵、黄磷、净化磷酸）高点回落，并且由于规划磷酸铁及磷酸铁锂的公司产能较多，市场在产能尚未落地的情况下即开始担忧产能过剩问题，叠加新能源电动板块整体杀估值影响，板块相关个股都出现明显回调。目前位置来看，此前回落的磷化工产品价格已经开始出现反弹，并且包括磷矿、磷酸二胺、磷酸铁及磷酸铁锂产品价格依然在创新高，而结合未来成长性来看目前个股估值基本没有涵盖未来新能源业务增量预期，反映出市场对于磷酸铁及磷酸铁锂竞争格局的预期极度悲观。我们认为2021年是磷化工企业转型布局的元年，2022年随着新建产能的逐步落地，磷化工的成长性逻辑将会真正开始落地兑现。 图表9：2021年5月至今磷化工指数走势（元） 关于市场担忧的产能过剩的问题，我们认为目前规划产能中实际能落地比例将非常有限，未来至少1~2年市场格局可能会远好于市场预期： 1）目前已公告布局磷酸铁及磷酸铁锂名义产能较大，主要是考虑在化工项目审批难度较高的背景下优先去锁定土地、能评、环评等各项指标，但实际上各家企业的产能将会根据技术掌握情况以及未来市场供需情况分批进行建设，一期新增产能主要5万吨或10万吨规模。就我们跟踪了解，部分企业虽然已公告相关投资计划，但受到能评、环评及土地的各项限制，实际上项目建设进度可能也将会低于预期。2022年，仅有龙佰集团、新洋丰、川恒股份、云天化、天赐材料等少部分产能可能将能实现落地。 图表10：2022年新增磷酸铁产能 2）技术掌握程度及产品验证周期可能会导致产品放量低于预期。目前进军磷酸铁或磷酸铁锂的化工公司之前基本都没有真正做过磷酸铁以及净化磷酸产品，甚至部分企业不具备湿法磷酸生产经验。磷酸铁不同于一般大宗化工产品，并非简单化工合成即可而更多要考虑产品电化学性能。存量磷酸铁公司装置规模基本均小于5万吨，很多产能可能仅有千吨或万吨级，基本不具备大规模量产能力，且反应釜均以10-30立方的小反应釜为主，但很多化工企业目前计划采用的反应釜都在60乃至120立方以上，在产品稳定性及一致性方面尚未经过验证，因此可能面临一定的调试周期从而导致实际出产品的进度低于预期。自2021年下半年磷酸铁产业链关注度火热以来，磷酸铁相关技术人才已经非常紧缺，转型企业在技术掌握方面可能还存在一定不确定性。出产品之后还有3~6个月左右的验证周期，所以即使今年按计划顺利出产品的企业全年产销量可能仍将低于预期。 我们根据各家企业2022年预计的投产时间来测算，即使在产能释放较为顺利的乐观假设下，2022年行业预计产量约77万吨，与今年需求相比已经是处于较为紧张的状态，如果要考虑调试周期的不确定性以及送样测试过程，可能磷酸铁还将面临较大供应缺口。而2023、2024年新增产能在实际执行过程中还存在较大不确定性。 图表11：磷酸铁行业扩产计划（2022年产能为我们考虑各家投进度产估算的产量） 3）远期产能放大之后可能面临资源要素不匹配的问题 磷酸铁锂生产工艺大体上可以分为液相法及固相法两类。液相法（水热合成工艺）代表企业为德方纳米，技术壁垒较高，优点在于粒径均匀，循环次数好，低温性能好，缺点是由于其他原材料中包含硝酸，因此反应过程中有二氧化氮排出，因此环保压力较大，并且压实密度低，目前主要用于储能市场。固相法也包括磷酸铁工艺、草酸亚铁工艺等等。草酸亚铁工艺代表企业富临精工，优点在于压实密度高，可用于高端动力电池，但缺点在于草酸价格贵，成本较高。上述两种工艺均不用磷酸铁做前驱体。 固相法+磷酸铁工艺目前占磷酸铁锂的70%份额，并且我们判断磷酸铁路线也将继续成为磷酸铁锂制备的主流工艺，一是可做的品类丰富，根据磷源的不同，分别可以做到草酸亚铁路线和液相法路线的指标要求，全用净化磷酸的话，压实密度可以达到草酸亚铁的压实密度，也能做到液相法的循环次数（现在很多磷酸铁路线企业做不到，主要是因为他们原材料都是外购，净化磷酸成本比磷酸一铵成本要高），二是未来磷酸铁跟碳酸钠反应，也可以做钠离子电池的正极材料，也可以跟其他元素结合做其他元素电池材料，延展性比较好。 图表12：磷酸铁及磷酸铁锂工艺 磷源：我们认为磷源端的壁垒主要在于稀缺的优质磷矿产能以及湿法净化磷酸技术壁垒。