本系列前文：
新能源汽车系列（一）行业概述
新能源汽车系列（二）动力电池概述
新能源汽车系列（三）动力电池市场（上）
新能源汽车系列（四）动力电池市场（下）
新能源汽车系列（五）锂电上游（锂）
新能源汽车系列（六）锂电上游（钴）
镍的主要应用领域在于不锈钢制造，但其未来成长点在于动力电池，本篇将其作为锂电金属进行讨论。
镍
镍（Nickel），元素符号为Ni，原子序数为28，原子量58.7u，熔点℃。镍是一种亲铁元素，地表和地壳中的镍多与铁共生。自然界最主要的镍矿是硅酸镍矿、红镍矿(砷化镍)与辉砷镍矿(硫砷化镍)。
纯净的金属镍呈现银白色光泽，具有很好的可塑性、耐腐蚀性和磁性。由于其抗腐蚀不生锈的特性，镍矿物最早被用以制造硬币。进入近现代，随着金属冶炼工艺的发展，镍被广泛应用到各个领域，如不锈钢生产、电镀、化学电源等。
资源分布
镍的资源较为丰富，在地壳中的含量约为0.%，位居第六。全球陆地镍矿主要以红土镍矿和硫化镍矿两种形式存在：红土镍矿得名于其含有的红色三价氧化铁，其矿石中亦包含镍、硅、铁、镁、钴等元素，成分组成较为复杂多变，镍品位较低，冶炼难度相对较高，资源主要分布在赤道线南北30度以内的热带国家，有东南亚的印度尼西亚、菲律宾，大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚，美洲的古巴、巴西等国。
而硫化镍矿通常包含镍、硫、铁等元素，相比红土镍矿，镍的含量相对较高，成分组成较为简单，分离难度较小，主要分布在加拿大、澳大利亚、俄罗斯、中国等地。
全球镍矿资源分布：
数据来源：USGS
根据USGS数据，年全球镍的储量为万吨，年开采量约为2百50万吨。全球镍的储量区域分布较为集中，前三大国家印度尼西亚、澳大利亚、巴西，合计约占全球镍储量的61%。随着硫化镍矿资源的开发以及贫化，目前红土镍矿已成为了镍资源的主体，约占全球陆地镍资源的60%。
数据来源：USGS
中国镍的储量较少，仅占全球储量的3%。资源形式以硫化镍矿为主，红土镍矿资源较为缺乏。分省份看，中国镍资源主要集中在甘肃省，约占全国镍资源的62%，主要资源项目为位于金昌市金川集团白家嘴子镍铜矿，其镍金属及钴金属储量均位居中国第一。第二和第三位分别为新疆和云南，约占全国镍资源的12%和9%。
中国镍资源储备分布：
数据来源：金山集团
需求端
长期以来，镍的下游应用主要集中在不锈钢生产，其使用量一直保持在总体需求的70%左右。随着近年来三元动力电池的快速扩产，镍的下游需求增量也逐渐转向锂离子电池。虽然目前镍在电池领域的应用仅占总体需求的约6%，但随着新能源汽车的逐步普及，电池在镍应用的占比将持续上升，预计至年占比快速扩大至全部用量的26%，到年再升至总需求的36%。而不锈钢的用量占比从年的约69%缩小至年的50%。
镍下游需求占比：
数据来源：Roskill
首先简要介绍不锈钢领域：
根据中国特钢协会不锈钢分会，将在大气、淡水等弱腐蚀性介质中不生铁锈的钢以及将在酸、碱、盐、海水等苛刻腐蚀性介质中耐腐蚀的耐酸钢统称为不锈钢。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素，而铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素。
除铬外，常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。不锈钢通常可分为系、系和系产品，其中系不锈钢含镍量最高，在6-28%之间，其次为系，含镍1-4%，最后系，含量小于0.5%；系也是不锈钢的主导产品，年产量占比约为46%，系为35%，系是19%。
不锈钢主要产品系列：
数据来源：中钢协
由于成本优势，镍铁在不锈钢生产的镍原料中占比54%，其次是废不锈钢占比28%，然后是占比16%的镍板（纯镍）。在系不锈钢中，镍铁占镍原料总量的66%，其次为占比29%的镍板，占比最少的是废不锈钢，为5%。
全球不锈钢的下游主要包括金属制品、机械、建筑、电力等，和宏观经济发展有一定的关系。根据ISSF，全球不锈钢产量总体保持稳步增长，年达到万吨，同比增长2.9%。中国是全球最大的不锈钢生产国，年约占全球不锈钢产量的56%。
年全球不锈钢的消费量万吨，但年受疫情影响，消费或下降，ISSF预计产量为万吨。从中期看，预计随着不锈钢行业成熟度提高，全球不锈钢消费增速将保持在1%-3%左右水平，处在一个温和稳定的状态，没有明显催化能使其需求增长显著提速。
接下来介绍镍的主要增长点：三元动力电池。
锂离子电池正极材料种类较多，真正较大规模应用的正极材料主要包括钴酸锂（LCO）、锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂（LFP）和三元材料（包括镍锰钴体系NCM和镍钴铝体系NCA）四种，四种正极材料性能各有优劣，应用的领域也有所侧重。
现阶段，新能源电动汽车所使用的动力电池主要为磷酸铁锂系（LFP）和三元系（NCM和NCA）。相较而言，磷酸铁锂安全性、循环性能及成本优势都很突出，但理论能量容量较低，振实密度较低、低温性能差；而三元材料重量能量密度高，高低温性能较好，但安全性相比磷酸铁锂差，使用钴原料成本也较高。（下表红框内为含镍的三元材料电池。）
主要电池正极材料比较：
数据来源：CNKI
为了同时达到提高能量密度、增加稳定性、降低成本这三个目的，在三元系动力电池中增加较为廉价的镍的占比成了最优解决方案，动力电池行业对此方案亦达成了一致。根据高工产研，年三元正极材料在中国正极材料出货量占比不断提升，由年的约30%提高到年的约48%，成为第一大正极材料。
中国正极材料出货量占：
数据来源：高工产研
在三元正极材料细分上，高镍产品发展迅速。虽然NCM5系在正极材料销量占比依然最高，但8系的市场占比已从年的13%左右升至年的24%。
数据来源：高工产研
“三元”和“高镍化”将成为动力电池行业的长期趋势。（下表红框中可以看出从NCM到NCM镍的使用量大于翻倍，从NCM开始接近整体电池的一半。）
主要动力电池型号金属材料占比（物理重量含量）：
数据来源：万方数据
下面来具体看高镍三元材料产业链：
与新能源汽车动力电池相关的镍产品主要是硫酸镍。硫酸镍分为无水、六水和七水硫酸镍，其中工业使用大多为六水硫酸镍。根据成分含量不同，硫酸镍又可分为电镀级（Ni质量分数≥21%，Co质量分数≤0.05%）和电池级硫酸镍（Ni质量分数≥22%，Co质量分数0.4%），其中电池级硫酸镍是生产三元前驱体的主要原材料之一，然后加工成为三元电池正极。
硫酸镍工艺：
数据来源：CNKI
国外生产路径中，硫酸镍主要以电解镍为原材料；中国硫酸镍原料来源较为多样，包括高冰镍、镍中间品、电解镍和镍回收料等，其中镍中间品占比最高，为56%，金属镍约为16%，其他来自镍回收料。
数据来源：高工锂电
现阶段，硫酸镍的终端应用占比主要是锂离子电池，其次是镍氢电池和电镀，三者分别占应用总量的55%、22%和16%（年）。随着新能源汽车动力电池的迅速崛起，硫酸镍在锂离子动力电池领域的应用量将大幅提高，预计到年，硫酸镍在锂离子电池的应用量上升至92%，而到年达到96%，基本完全用于锂离子电池制造。
因此，随着三元高镍电池的上量，硫酸镍的需求量将大幅提升：根据Roskill最新预测，-年，硫酸镍需求量的复合年平均增长率可达22%。以20年的窗口来看，预测三元高镍电池在5-7年后有一个加速放量的过程，因此预计至年期间，硫酸镍需求量的复合年平均增长率可高至33%。
全球硫酸镍需求预测（-，单位千吨）：
数据来源：Roskill
预计镍在新能源汽车领域的使用量在年可以达到折合约1百万金属吨，到年达到约2百70万吨金属吨。其中，主要需求量来自乘用车动力电池。
新能源汽车镍使用量预测：
数据来源：Roskill
综上，由于稳定的不锈钢需求量仍将是主流，预计未来20年，镍的总体需求量将保持平稳增长的趋势，从年的约2百25万吨至增加到超过5百万吨，复合年平均增长率在4.1%左右。
全球镍资源需求量预测（-，单位千吨）：
数据来源：Roskill
供应端
从产地集中度上看，镍并不如其它锂电金属：前三大矿产国印度尼西亚、菲律宾、俄罗斯的产量占比分别为30%、13%和11%。
数据来源：USGS
行业CR3总集中度为54%，远低于锂的87%和钴的80%。目前镍矿产第一大生产国为印度尼西亚，约占总供应量的30%左右；对比钴矿第一大生产国的刚果（金），输出总供应量的71%；以及锂矿第一大生产国的澳大利亚，输出总供应量的52%。
锂电金属集中度对比：
数据来源：USGS
从主要矿产企业市占率上看，全球镍资源供给非常分散，没有行业规模龙头，这点和钴行业截然不同。镍矿企业市占率都是单位数水平，仅俄罗斯诺里尔斯克镍业和淡水河谷的市场份额超过5%。
镍矿企业市占率（）：
数据来源：麦格理
在成矿形式上和产业链传导上，镍存在其特殊性。红土镍矿易开采、难利用。虽然资源丰富，开采成本低，但冶炼成本较高，其湿法冶炼工艺技术复杂；而硫化镍矿冶炼工艺成熟，副产品较多，但采矿成本较高，且硫化镍矿面临资源枯竭和能耗高等问题。
随着冶炼技术的发展，红土镍矿制得的镍铁可以完全替代硫化镍矿制得的电解镍，成为生产不锈钢的原材料。因此，红土镍矿在过去十几年中迅速崛起，取代硫化镍矿成为了镍资源的供应主体，提供全球镍总供应的约70%。随着近年大量红土镍矿冶炼项目的投建，预计未来红土镍矿的供应占比还将继续强化。
红土镍矿和硫化镍矿对比：
数据来源：《镍矿资源供需分析及红土镍矿开发利用现状》
红土镍矿和硫化镍矿对应着不同的产业链，生成的镍中间产品和产成品也不同，形成了特殊的“双元”产业格局，即红土镍矿=不锈钢路径和硫化镍矿=电解镍/硫酸镍路径。两条路径的冶炼工艺和产成品虽不相同，但两条路径相互交叉，皆可生产对方路径产品，因此红土镍矿和硫化镍矿供应并不是独立进行的，而是交叉影响，一条路径的供需失衡容易传导至另一条路径的供需关系，从而导致镍价波动。
镍资源产业链：
数据来源：SMM
随着红土镍矿的崛起，产业链供应侧开始偏向红土镍。目前红土镍矿的主要工艺有火法和湿法两类：1）火法工艺：主要包括镍铁工艺，镍锍工艺（高冰镍），适用于处理镍品位相对较高的腐殖土型红土镍矿；2）湿法工艺：主要适用于褐铁矿型红土镍矿和含镁量较低的硅镁镍矿，当中细分技术路径包括高压酸浸（HPAL）工艺在红土镍矿湿法冶炼技术中应用最为广泛。因此，红土镍矿对应产业链主要有两条技术路径：1）火法=镍铁=不锈钢；2）湿法HPAL=硫酸镍=电池。（下图）
镍冶炼主要工艺路径：
数据来源：CNKI
围绕红土镍矿资源，镍行业衍生出两条最为主要的生产路径：1）镍铁/镍生铁=不锈钢(火法冶炼)；2）硫酸镍=三元动力电池(湿法HPAL)。我们相信后者将是镍行业至关重要的生产路径，同时也是最为重要的行业增长点。事实上，目前在印尼、菲律宾、巴新等地规划或在建的湿法HPAL产能就已经达到42万吨。
结合目前已有项目和规划产能，预计全球硫酸镍产量将从年的15万吨增至年的1百万吨，至年增至2百万吨，-年复合年平均增长率约13.5%。其中，中国凭借印尼红土镍矿的布局，将占据硫酸镍产能的主动，产量占比逐年提升。
全球硫酸镍产量预测（-，单位千吨）：
数据来源：Roskill
综上所述并结合Roskill最新的研究，预计-年全球镍矿产量复合年均增长率为4.7%，其中绝大部分增长将来自红土镍矿，特别是第一大生产国印度尼西亚，其红土镍矿所生产的镍铁（不锈钢）和镍中间体（硫酸镍-电池）将成为市场内主要增量。第二大来源将是菲律宾，其大部分产能将出口中国用以生产镍铁。预计全球产能在年前将达到4百万吨每年。
镍资源供应预测（-，单位千吨）：
数据来源：Roskill
供求格局
印度尼西亚虽然是红土镍矿资源第一大国，但印尼当局近年来一直致力于禁止当地镍矿出口，迫使外国企业在当地投资镍矿和冶炼项目，在印尼当地完成镍中间品的制备。
回顾历史，印度尼西亚在年曾经禁止镍矿的出口，造成-年镍矿产量下降；年又放松了镍矿出口禁令，允许有条件出口，但年8月宣布从年1月1日起，再次禁止镍矿出口。印度尼西亚对红土镍矿原矿出口禁令也催生了当地镍铁加工产业链的崛起。
禁令颁布后，印尼红土镍矿原矿无法出口，只能在印尼国内进行加工成镍铁等产品再出口，这也催生了印尼国内大规模的镍铁加工基地建设，印尼也形成了较为完整的镍加工产业链，以规避出口禁令。根据INSG统计数据，印度尼西亚含镍生铁产量由年的0.5万吨迅速增至年的69万吨左右。
印尼镍矿出口和中国进口镍铁：
数据来源：海关总署
因对该禁矿令已经有所预期，包括中资企业在内资本加大了对印尼镍冶炼设施投资，预计和不锈钢相关的镍生铁产业部分从中国向印尼转移。未来供应格局中，印度尼西亚将成为最为重要的镍资源出产地，预计至年，其镍产品（镍铁和电池级镍中间品）的生产量将达到全球总产量的45%左右。
总体上看，受新冠疫情影响，年全球镍市场处于供过于求的状态，结束了之前四年持续的供不应求状态。-年，得益于疫情后需求复苏，以及供给侧印尼充沛的红土镍矿资源和当地大规模镍铁产能，预计三年内，镍市场仍将保持较为温和的供给过剩状态。
镍资源供需平衡预测（-，单位千吨）：
数据来源：Roskill
综上所述，由于红土镍矿的充足性，镍资源的长期供应格局非常稳定。因此，未来供应端的瓶颈不在于矿产量，而是在于生产中间品的冶炼环节产能。由于硫酸镍项目前期投资巨大、建设周期长、工艺较为复杂，如果已有硫酸镍产能无法满足新能源汽车动力电池需求的放量，那么未来某个时期内将出现局部硫酸镍市场供不应求的局面，带动价格上涨。
另外，如果出现不锈钢需求高于预期的情况，市场对一级镍的额外需求可能导致电池级镍中间品的供应紧张，因此亦会在一个较短的时期内迅速提高镍资源价格。
整体上，硫酸镍在未来一个较长的时期内（-年）都将处在一个温和的供不应求的局面。由于供应量有限且新产能上量不易，且新能车产品升级对高品质高镍电池的持续需求，高品质一级电池专用镍将持续出现供不应求的局面。
硫酸镍供需平衡预测（-，单位千吨）：
数据来源：Roskill
建议
