看诺奖背后的锂电池投资机会，3C设备和新能源汽车撬动千亿电池市场
要闻 看诺奖背后的锂电池投资机会，3C设备和新能源汽车撬动千亿电池市场 2019年10月11日 09:23:38 国泰君安证券
本文来自 微信公众号“国泰君安证券研究”。
除了莫言和屠呦呦外，其他诺贝尔奖得主你可能都记不住，但这个你应该能够记得住——Good enough(足够好)。
10月9日，诺贝尔委员会宣布2019诺贝尔化学奖获得者为John·B·Goodenough(美国)、M·Stanley·Whittingham(英国)和Akira Yoshino(日本)，以表彰他们在锂电池领域做出的重要贡献。
尽管三位获奖的科学家都和中国无关，但事实上，中国已经和日本韩国一并，成为锂电池产业链三强争霸中的一员。
中国目前拥有全球最大的锂电池产业链，据媒体数据，目前全球7成以上的锂电池产能来自中国。
电池革命
也许你并不熟悉Goodenough其人，但是你对他的发明一定毫不陌生。
他是“锂电之父”，是钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等正极材料的发明人，我们日常离不开的各种电子产品中所使用的锂电池，无一不嵌套着他的理论——“嵌入、脱出”的工作机制。
1980年，Goodenough在Japanese Journal of Applied Physics杂志上发表“Solid-Solution Oxides for Storage-Battery Electrodes”一文。
该文开创性的讨论了电极脱嵌锂离子电极材料的电化学模型，从此拉开了锂电池研发的序幕。
随后，Goodenough研发出钴酸锂正极材料，并在20世纪90年被索尼所采用并制造出第一款商用锂电池。
此后，锂电池行业的发展进入了快车道。
如今，锂电池已经成为日常生活中不可或缺的一部分，但仍未能跳出Goodenough的理论框架。
按照不同的电池正极种类和应用阶段，我们可以将锂电池的历史分为三个阶段：
▼ 锂电池正极材料主要分类
数据来源：容百科技招股说明书，国泰君安证券研究
1、受消费电池驱动，正极材料以钴酸锂为代表
钴酸锂电池拥有最好的体积能量密度，但由于钴属于稀有金属，因此造价颇高，目前较多用在手机、笔记本电脑等消费3C电子产品中。
2、随着新能源汽车市场放量，磷酸铁锂快速增长
磷酸铁锂电池能量密度较低，但安全性能非常好，国内比亚迪（01211）、宁德时代、国轩高科等企业均有生产，也是国内大巴普遍采用的动力电池品种。
3、受新能源乘用车对长续航里程需求与国家政策的推动，三元材料已成为市场需求主导。
三元电池采用三种或三种以上金属合成的正极材料。比如镍钴锰酸锂三元、镍钴铝酸锂三元电池等等。
目前，中国电动车主要采用的是镍钴锰酸锂三元正极材料(NCM)，而美国的特斯拉则采用的是镍钴铝酸锂(NCA)作为正极材料。
具体来看，镍钴锰酸锂三元正极根据其中镍、钴和猛三种金属元素配比的不同又可以细分为333、523、622、811等系列，其中镍的含量逐步上升;电池能量密度也逐步提升。
由于特斯拉电池正极活性高，控制难度大，所以国内目前能生产NCA正极及电池企业偏少，而三星、LG、比亚迪、宁德有大量的NCM电池产能。
智能手机更新换代，拉动钴原材料需求
手机续航时间是如今很多人心中的痛，甚至因此创造出一个产业——共享充电宝。
事实上，并非不想，实为不能，包括苹果（AAPL.US）、华为在内的各大手机产商，都在竭尽全力提升手机的电池容量。
以华为最新发布的Mate30 Pro为例，其电池容量高达到4500 mAh，通话时间达到35小时。
▼ 华为两款新手机电池容量均超过4000 mAh
数据来源：华为官网，国泰君安证券研究
2010-2018年，手机单机带电量逐步从1500mAh提升至3500mAh。而2020年之后，随着耗电量更大的5G手机逐渐普及，手机带电量还会呈现较大幅度的增长。
▼ 单机带电量将在2020年后继续提升一个台阶
资料来源：DrCobalt，国泰君安证券研究
在此背景下，决定带电量多少的“小金属”钴也早早地迎来了它的风口。
不同于储量丰富的锂，钴是一种相对稀少的金属。在此前国泰君安有色团队的报告《嘉能可独“钴”求败》中曾经提及，全球大部分的钴资源集中在少数几家公司的手里。
如下图所示，嘉能可（GLNCY.US）/洛阳钼业（03993）/欧亚资源基本上占比全球钴供给的一半以上。
▼ 钴行业集中度很高
资料来源：公司公告，国泰君安证券研究
同时，中国也是全球最主要的钴冶炼加工国。刚果金约有80%以上的钴原材料，以钴精矿或粗制氢氧化钴的形式运至中国，冶炼成精炼钴或钴盐，进入到下游应用(电池生产)。
因此，我国生产钴酸锂电池所必需的钴元素大部分依靠海外进口。从制造成本上来看，受到市场价格波动的影响非常大。
自2018年一季度，钴价涨至70万/吨高点之后，受到行业去库存影响，价格一路下跌至2019年7月的20万/吨，跌去了70%。
▼过去4年钴价情况
资料来源：Fastmarket，国泰君安证券研究
2019年8月，大宗商品巨头嘉能可宣布，自2019年底至2021年起将暂停全球第一大钴矿山Mutanda生产。
业内人士分析，此举将影响全球2020-2021每年约2.5万吨钴供给，占比全球钴供给17%，使得钴行业供给大幅下调。
▼ 钴价2019上半年持续下跌至底部区间8月触底反弹
资料来源：Fastmarket，国泰君安证券研究
受嘉能可关停“M矿”事件预期催化，钴价自20万/吨反弹至28万/吨。
此外，钴行业的其他供给也不达预期。如嘉能可另一个钴项目KCC(远景3万吨产能)和欧亚资源RTR项目(两期合计3.4万吨产能)是未来1-3年最大的供给增量，但我们都看到两个项目在2019年上半年产能不及预期。
因此，我们推测，2020-2021钴行业仍将出现缺口。
若5G换机潮带来的需求超预期增长，看好钴价在未来一年内上涨至35万/吨。
电动车，重新定义锂行业需求
钴酸锂电池的成本的居高不下，带出了三元锂电池的普及。
由多种材料聚合而成的三元锂电池，原材料供应相对更为充足，价格稳定，成本也更低，因而目前已经成为新能源电动汽车电池中的主流选择。
受益于新能源汽车销量的快速增长普及，动力电池的装机量同样快速上升。
▼ 动力电池成为拉动锂电池需求的主要动力
数据来源：GGII，容百科技招股说明书
▼ 锂行业需求假设
注：以上述模型预测，2022E锂市场到49万吨，2028E锂市场到106万吨。注：锂市场需求预测模型对于子行业增速假设非常敏感，必须要不断跟踪，不断修正。资料来源：国泰君安证券研究
从全球范围来看，锂资源的总量丰富，且分布集中。
根据美国地质调查局2018年发布的数据，全球锂资源其中有大约60%集中在南美的“锂三角”地区，20%在中国，17%在西澳大利亚。
▼ 全球锂资源储量丰富且分布集中
数据来源：USGS，国泰君安证券研究
其中，南美盐湖和西澳锂矿，是最重要的原材料来源，两者合计供给了全球90%的锂盐资源供给。
▼ 全球锂资源供给量(万吨LCE)
数据来源：各公司公告，国泰君安证券研究，暂未完全考虑高成本供给出清
从全球锂贸易来看，中国是最活跃的锂盐贸易市场，且全球维度，中国锂盐生产量和消费量均占到一半左右。
▼ 全球供给分企业市场份额
数据来源：各公司公告，国泰君安证券研究
2014年开始，西澳锂矿行业就离不开中国资本的帮助。
这是因为在锂行业中，存在着一种特别的合纵连横的商业关系——西澳锂矿和中国冶炼厂的绑定关系。
这种绑定关系的背景主要有两点：
①保证冶炼厂原材料的稳定性，如2016-2017年锂矿极度紧缺。
②由于锂盐生产线技术因素，中国冶炼厂若需要生产稳定的高品质锂盐产品(尤其是进入电动车产业链)，特定的生产线需要绑定特定的锂矿山来供应。
▼ 西澳各锂矿山锂精矿的包销/绑定情况
数据来源：公司公告，国泰君安证券研究
根据对全球锂资源公司的调查，我们推测，未来3年锂资源增量主要来自西澳锂矿。
▼ 西澳锂矿贡献全球最大的锂资源供给且未来供给增量仍将逐步增加
数据来源：各公司公告，国泰君安证券研究
锂钴共振，产业再起
从以上分析不难发现，未来一段时间里，3C设备和新能源汽车仍然是拉动锂、钴需求增长的主要因素。
先看看钴。
2018年钴行业全球的需求大致在11.7万吨，约400亿人民币左右的市场规模。
国泰君安有色团队认为，预计2019/2020/2021钴市场规模为12/13.4/14.4万吨，年需求增量在0.36/1.32/1.03万吨，钴行业未来5年需求复合增速在8%，到了2025年，钴行业市场规模将接近20万吨。
▼ 钴行业预计2025年市场规模接近20万吨
资料来源：DrCobalt，国泰君安证券研究
2018年钴行业下游应用中，消费电池(3C)用钴占比最高，2018年达到46%，其背后主要原因是3C领域2020-2021年将迎来5G换机潮，单手机带电量的提升将大幅拉动3C钴需求增长。
EV用钴占比虽然目前不高，仅为12%，但随着电动车行业的向暖，未来5年复合增速18%，将成为钴需求中增速最快的子板块。
▼ 2018年钴下游应用领域
资料来源：DrCobalt，国泰君安证券研究
再看锂。
2018年锂行业全球需求27万吨，电动车用锂占比37%。近三年来看，预计2019/2020锂市场规模为31/37万吨，年需求增量在3.8/5.6万吨，其主要放量来自新能源车市场的爆发，真正爆发可能在2020年下半年左右。
▼ 锂行业需求重新定义
资料来源：DrLithium，国泰君安证券研究
根据分析，未来五年锂行业的复合增速将维持在18-20%，到了2028年，锂行业市场规模将超过100万吨的LCE，单单锂行业将有望达到千亿市场，成功完成从“小金属”向“大金属”的成长，并持续高速增长。
