（报告出品方/作者：方正证券，李永磊、申建国）

一、磷酸铁锂需求预测

磷酸铁锂占比逐步提升，25年磷酸铁锂需求可超200万吨

磷酸铁锂电池在循环寿命、安全性，成本方面具有明显优势，在电动两轮车、电动工具、电化学储能等领域，磷酸铁锂电池渗透率将逐步提升，预计2025年磷酸铁锂需求可超200万吨。

极限预测下2030年左右全球磷酸铁锂年需求量将达千万吨级

尽管我们对未来5年磷酸铁锂的需求进行了积极的预测，但我们还应该看到，在汽车电动化时代，新能源和电池将无处不在，从应用端占比的角度来看，未来磷酸铁锂的实际需求将可能远超这一预测。在不考虑实际产能是否能够满足的情况下，我们假设未来10年全球新能源发电量占比、汽车电动化率等不断提升：

2030年，光伏发电占据全球发电量的25%，风力发电占20%。基于2019年全球发电量为27万亿度电，若全球发电量保持2.5%的增速，则预计2030年全球发电量为35万亿度电，2030年全球光伏力发电量为 8.9万亿度，风力发电7万亿度，对应光伏总装机量6327GW，风电总装机量约3221GW。预计2030年光伏新增装机量约750GW，风电新增装机量约180GW。若光伏发电按照50%的功率配比、3个小时备电时长，风电按40%+4小时，2030年全球储能电池年新增装机量约1413GWh。

2030年，全球汽车电动化率近50%。预计2030年全球汽车销量约1.2亿辆，按照磷酸铁锂电池渗透率 50%，单车带电70kWh计算，2030年全球汽车动力电池装机量可达2100GWh。

二、电池用磷酸和磷酸一铵的生产

制备磷酸铁锂主要使用工业级磷酸/磷酸一铵

由于磷酸或磷酸一铵的消耗量大，并直接参与磷酸铁和磷酸铁锂生成的反应过程，其质量对最终产品的质量有重要影响。为保证磷酸铁锂的质量，目前在磷酸铁和磷酸铁锂制备过程中，主要用到的是工业级的磷酸一铵和磷酸。

2021年以前，由于缺乏相关标准，各磷酸铁或磷酸铁锂生产企业需自行向磷酸一铵生产企业提出要求，以满足实际生产需要，其所采购的磷酸一铵往往参照HG/T 4133-2010工业磷酸二氢铵标准生产。2021年4月1日工信部正式发布了电池用磷酸二氢铵化工行业标准。从各项指标来看，该标准对磷酸一铵的质量要求高于现行的HG/T 4133-2010工业磷酸二氢铵标准，对近二十种杂质含量做了严格的限制。这也意味着，部分工业级磷酸一铵生产企业仍需要进一步提高产品质量才能满足电池用磷酸一铵的要求。

热法和湿法均可制备电池用磷酸和磷酸一铵

制取磷酸和磷酸一铵，主要有两种方式，一种为热法，一种为湿法。其中热法磷酸及磷酸盐产品纯度高，广泛用于电子、医药和食品领域。湿法主要用于制备肥料级磷酸盐产品。20世纪70年代以后，随着湿法技术的发展，以及湿法净化技术的提高，湿法也逐渐可以生产工业级、食品级磷酸及磷酸盐产品。

目前电池用磷酸和磷酸一铵可以分别通过湿法和热法制备得到。其中湿法净化磷酸和热法磷酸可以作为电池用磷酸使用。通过湿法净化磷酸和热法磷酸可以直接制备电池用工业级磷酸一铵。此外，直接使用普通湿法磷酸也可以生产电池用工业级磷酸一铵。

湿法是制备电池用磷酸和磷酸一铵的主要路径

尽管使用热法所制取的磷酸和磷酸盐品质较高，均能达到电池级。但是热法由于能耗高，污染高，投资高，在美国、欧盟等发达国家早已被限制或禁止。我国近年来也采取措施，逐步关停淘汰黄磷产能，存量产能在环保压力下开工率也不断走低。同时热法还面临较高的成本问题，热法磷酸价格通常比湿法净化磷酸高出 500~1500元/吨。随着我国湿法磷酸净化技术国产化的成功，目前湿法磷酸净化技术成本不断降低，产品质量也逐步提升，除可以生产工业级产品外，在食品行业也已经广泛应用。未来湿法净化磷酸及磷酸盐产品将是电池级磷酸和磷酸一铵的主要来源。

三、磷酸铁锂拉动下的磷化工的三重机会

短期看工业级磷酸/磷酸一铵产能

工业级磷酸下游需求较为稳定：工业级磷酸用途广泛，一方面可直接用于工业级磷酸盐的生产，另一方面还可以进一步净化后制取食品级磷酸和电子级磷酸。据川金诺公告介绍，目前，国内规格 85% 的工业级磷酸总产能约 250 万吨/ 年，主要采用热法生产工艺。单纯以国内主要工业级磷酸盐的生产需求进行测算，年工业级磷酸消耗量就达 210 余万吨。

工业级磷酸一铵下游需求稳定增长：工业级磷酸一铵具有良好的热稳定性，是一种很好的阻燃、灭火剂，因此用于生产ABC干粉灭火器。此外，工业级磷酸一铵还广泛应用于高档肥料、饲料添加剂、医药、食品等领域。随着全球安全生产及消防形势日益受到更广泛关注，全球磷系灭火剂占比不断提升；同时由于全球淡水资源匮乏，农业技术水平不断提高，水溶肥大面积应用及推广形成市场共识，工业级磷酸一铵在消防和农业领域的应用保持较快增长。

中期看磷加工能力

壁垒一：磷铵总产能被限

2016年8月3日，国务院发布《关于石化产业调结构促转型增效益的指导意见》，意见指出，努力化解过剩产能。严格控制尿素、磷铵、电石、烧碱、聚氯乙烯、纯碱、黄磷等过剩行业新增产能，相关部门和机构不得违规办理土地（海域）供应、能评、环评和新增授信等业务，对符合政策要求的先进工艺改造提升项目应实行等量或减量置换。未纳入《石化产业规划布局方案》的新建炼化项目一律不得建设。研究制定产能置换方案，充分利用安全、环保、节能、价格等措施，推动落后和低效产能退出，为先进产能创造更大市场空间。 “三磷整治”后严格限制磷铵新增产能，因此未来工业级磷酸一铵项目需要依靠置换农用级磷酸一铵实现，传统磷酸一铵企业有望受益。

壁垒二：工铵扩产有限

由于工业级磷酸一铵需要从农用级磷酸一铵、磷酸二铵转化，且工业一铵和净化磷酸生产需要配套生产肥料级磷酸盐以解决渣酸和萃余酸的问题。以生产1吨工铵至少需要2吨农铵计算，目前国内磷酸一铵总产能 1949万吨、磷酸二铵总产能2082万吨，理论上工铵最大转产上限为1344万吨。

长期看磷资源储量

中国磷矿石储量占全球5%，产量占比却高达40%：2020年，世界磷矿石总储量为710亿吨，总产量为2.23亿吨。世界范围内，摩洛哥和西撒哈拉储备了71% 的磷矿石，是世界上最大的磷矿石储备国。中国是磷矿石最大的生产国，磷矿石生产量占全球40%。2020 年中国磷矿石储量/产量为32/0.89亿吨。

磷资源不可再生，已成为战略性资源：磷是核酸、蛋白、细胞膜遗传声明物质中重要的元素之一，在肥料、饲料、食品添加剂中广泛利用；磷也是工业“味精”，在材料、农药、医药等领域也有广泛利用。伴随着电气化时代到来，磷酸铁锂将带来新的磷资源需求。磷是不可再生的稀缺资源，磷质从远古时期岩浆喷发到风化作用进入藻类富集需要经历数千万年甚至上亿年。未来磷资源的稀缺性愈发显著。此外，磷资源利用率普遍较低，资源稀缺性更加凸显。

四、磷酸铁锂的制备与市场格局

磷酸铁锂的制备方法

磷酸铁锂的制备主要有固相法和液相法。其中固相法包括高温固相法、机械活化法、碳热还原法、微波加热法等；液相法包括溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法等。固相法和液相法均在工业生产中有所应用，各有优劣。固相法工艺简单，是目前最成熟也是应用最广的磷酸铁锂合成方法，被多数磷酸铁锂生产企业所使用。

磷酸铁锂竞争格局

当前，磷酸铁锂电池正在逐渐重回市场主流。中国5月磷酸铁锂产量约为 2.75 万吨，同增 254%，环增 3.4%，续创月度产量历史新高，1-5 月总产量 12.18 万吨，同增 370%。截止2021年5月，国内共有磷酸铁锂产能 40.1万吨，未来三年行业新增规划产能超过30万吨。许多企业看好磷酸铁锂需求爆发，纷纷启动扩产。许多化工企业也宣布入局（中核钛白、龙蟒佰利、龙蟠科技）。短期来看随着磷酸铁锂需求爆发式增长，未来几年磷酸铁锂会保持较高的景气度，但随着化工企业入局，未来磷酸铁锂行业的竞争也势必会加剧。

行业格局未定，成本和技术实力是未来竞争的关键

现有产能方面，目前德方纳米占据最大份额为20%，但行业CR3产能占比为43%，CR5产能占比为 61%，表明行业集中度尚不高，行业未来的竞争格局仍存在较多变数。在需求快速增长背景下，行业龙头企业纷纷启动产能扩张，抢占行业发展红利，同时希望通过扩大规模巩固竞争优势。但同时也要看到，不断有新的企业加入到竞争中来，未来随着产能的大规模集中投放，竞争一定会加剧，成本控制和产品迭代能力可能会成为决定胜负的关键。

五、磷酸铁的制备与市场格局

磷酸铁的制备方法

按原料类型分类主要有:

1、三价铁盐和磷酸（盐）反应，如：三氯化铁或硝酸铁溶液与磷酸反应，氨水中和过量的酸得到磷酸铁；

2、二价铁盐氧化后和磷酸（盐）反应，如：硫酸亚铁用磷酸酸化后与氯酸钠或过氧化氢反应，再用氢氧化钠或氨水调节pH，最终生成磷酸铁；

按合成方式分类主要有: 沉淀法、水热法、溶胶凝胶法、空气氧化法、控制结晶法等。

由于硫酸亚铁容易获得，目前市场大规模生产磷酸铁的方法主要为硫酸亚铁经双氧水氧化后与磷酸（盐）反应沉淀。

磷酸铁竞争格局

当前，由于磷酸铁锂的需求爆发，原料磷酸铁的需求也在持续增加。中国5月磷酸铁产量约为 2.24 万吨，同增 168.5%，环增 2.57%，续创月度产量历史新高，1-5 月总产量 9.32万吨，同增 153.4%。截止2021年5月，国内共有磷酸铁产能 29.1 万吨，未来三年行业新增规划产能超过 30 万吨。

行业格局未定，一体化成未来发展趋势

现有产能方面，目前湖南雅城占据最大份额为21%，但行业CR3产能占比为41%，CR5产能占比为 59%，表明行业集中度尚不高，行业未来的竞争格局仍存在较多变数。行业需求快速增长背景下，龙头企业纷纷启动产能扩张。同时可以看到下游磷酸铁锂企业和上游具有原材料优势的钛白粉企业和磷肥企业也纷纷入局，一体化成未来发展趋势。