金属新材料行业研究：供需矛盾延续锂钴稀土仍大有可为

金属新材料行业研究：供需矛盾延续，锂钴稀土仍大有可为1、能源结构转型，新能源汽车、光伏、风电三大需求迎来史诗级增长1.1、

碳中和背景下，可再生能源占比将显著提升2019

年全球最终能源消费中，直接的化石燃料（煤、石油、天然气）的占

比高达

67%，电力达到

19%。而电力的产生

63%来自于传统的化石燃料，间接

产生的化石燃料占比为

12%，因此全球化石燃料合计占比为

79%。

由于二氧化

碳的排放主要来自于化石燃料的燃烧，因此实现

“碳中和”目标必须加快能源

结构的调整，即提高非石化能源消费的比例。2019

年全球最终能源消耗量中，四成来自于石油。以中国为例，我国石油

消费有很大一部分来源于交通部门，2017

年交通运输业石油消费占石油消费总

量的

57.7%。公路交通领域的石油消费在交通运输部门当中占有绝对比重，达

到了

83%，即公路交通占中国总石油消费比例为

48%，如果将我国目前存量汽

车全部实现电动化后，将减少我国约

48%的石油消费。由此可见，汽车电动化

是实现能源结构转型的主要抓手之一。电力的产生

63%来自于传统的化石燃料，仅

27%来自于可再生能源发电。

因此推行电力零碳化，大力发展可再生能源发电也势在必行。根据

IEA今年

5

月发布的《2050

年净零排放：全球能源行业路线图》，到

2050

年，几乎

90%

的电力来自可再生能源，太阳能和风能总计占近

70%。IRENA今年发布的《世

界能源转型展望：1.5℃路径》同样提出到

2050

年可再生能源发电量占比提升

到

90%，光伏和风电占比

63%。预计

2050

年可再生能源发电量占比较

2019

年提升

63Pct。二十一世纪以来，可再生能源的占比在不断提升。在过去的七年里，可再生

能源新增装机量超过了化石能源和核能新增装机量的总和。尽管新冠疫情肆虐，

2020

年可再生能源新增装机量超过

260GW，较

2019

年同比增长约

50%。可再生能源成本已经越来越具有竞争力，光伏和风电已经逐渐成为很多市

场上最便宜的能量来源之一。根据

IRENA的数据，光伏发电成本已由

2010

年的

0.381

美元/kWh下降到

2020

年的

0.057

美元/kWh，降幅达

85%。2020

年陆

上风电成本、海上风电成本较

2010

年分别下降

48%、56%。2020

年，全球新

增可再生能源

LCOE（平准化度电成本）最低的三类能源分别是陆上风电、水电、

太阳能光伏发电。然而水电开发由于受到地理条件限制，开发存在较多障碍，因

此发展风电和光伏发电大有可为。1.2、

电动车的成本优势使原材料涨价具有向下游传导

的空间1.2.1、2021

年全球新能源汽车渗透率屡创新高中国汽车工业协会发布

9

月数据，中国

2021

年

9

月份新能源汽车产量

35.3

万辆，环比增长

14.4%，同比增长

1.59

倍；1-9

月份新能源汽车累计产量

216

万辆，同比增长

2.0

倍。9

月国内新能源汽车产量渗透率达到

17.0%，为全年第

二新高，仅次于

8

月

17.9%渗透率。欧洲七国（德国、法国、英国、挪威、瑞典、意大利、西班牙）新能源车注

册量渗透率

2021

年不断走高，1

月到

9

月渗透率由

14%提升到

24%。2021

年

1-9

月，欧洲总体新能源汽车注册量达

125.2

万辆，同比增长

108%。美国总统拜登在今年

8

月签署行政命令：“2030

年，美国国内市场销售的

所有乘用车和轻型卡车新车中，有

50%是零排放汽车，包括纯电动汽车、插电

式混合动力汽车、燃料电池电动汽车。”这一命令虽不具备法律效力，但却显示

了美国向新能源车市场发展的决心。2021

年

1-9

月，美国总体新能源汽车注册

量达

36.9

万辆，同比增长

84%。1.2.2、电动车的成本优势使原材料涨价具有向下游传导的空间2021

年以来各类大宗商品原材料的价格普遍上涨，包括电动车产业链中上

游的碳酸锂、PVDF、磷酸铁、负极、电解液、铜箔、铝、钕铁硼等材料。截至

2021

年

10

月

15

日，碳酸锂价格

18.7

万元/吨，较年初上涨

271%；PVDF价格

为

39

万元/吨，较年初上涨

255%；电解液

11

万元/吨，较年初上涨

176%；磷

酸铁价格

2.7

万元/吨，较年初上涨

125%。除此以外，负极、铜箔、铜、铝、

钕铁硼的价格也分别较年初上涨

13%，29%，28%，50%，46%。假设不考虑长协订单，电池厂商与上游原材料供应商以市场价结算，据我们

的测算，按照

2021

年

10

月

15

日原材料的价格，电池包的成本将比

2021

年上

半年提升

211.6

元/KWH，提升约

35%，电池厂商如果不涨价则难以保持盈利的

状态，上游原材料的成本需要向下游进行传导：假设电池厂商毛利率为

15%时可以达到盈亏平衡（参考宁德时代

2020

年报

毛利率-净利率），按照原材料涨价后

822

元/KWH的电池包成本测算，电池包

价格需上涨至

967

元/KWH才能盈亏平衡。若电池厂商将上游原材料涨价完全向

下传导，则对应电池包价格将上涨至

1002

元/KWH，毛利率为

18%。下游车企的涨价与否主要取决于终端消费者的接受度，我们认为电动车相较

燃油车的成本优势使原材料涨价具有向下游传导的空间。由于车型越小，车价越

低，会对上游原材料价格的变动越敏感，我们选取

A0

级别同等竞品的畅销电动

车比亚迪

e2

与本田飞度

1.5L进行对比，测算两者

5

万公里行驶里程内总拥有

成本的对比，综合考虑厂商指导价、购置税、保费以及能耗费用，电动车较其同

等竞品燃油车综合使用成本便宜

16636

元。假设电池厂商完全传导原材料成本，将电池包价格上调至

1002

元/KWH，

则对应电动车成本也将上涨。以比亚迪

e2

车型为例，综合考虑铜、铝、钕铁硼

等其他原材料的上涨，预计整车成本从原先的

71840

元上涨至

81395

元，提升

13.3%，对应整车毛利率下滑至

9.4%，若上述成本都可以向下游消费者传导，

则整车价格需上涨至

99355

元，对应毛利率

18%。根据上述分析我们不难发现，若原材料价格上涨能完全传导至下游，即电池

厂和车厂均维持毛利润不变，则终端电动车售价将上升

9555

元；若原材料价格

上涨电池厂商和整车厂只维持盈亏平衡状态，即电池厂商和电动车的毛利率均为

15%（参考宁德时代和

BYD2020

年报毛利率-净利率），则终端电动车售价将

上升

4599

元，两者均低于先前比较的电动车和燃油车综合使用成本的差值。

根据我们的测算，传导至下游的空间仍有

7082

元-12037

元。在单车成本上涨中，碳酸锂价格上涨的贡献度达到

30%，假设各原材料价

格上涨对整车成本上涨的贡献度比例不变，则对应碳酸锂的上涨空间达到

8.0

万

元/吨-13.7

万元/吨，不排除未来锂价上探至

26.7

万元/吨-32.4

万元/吨的区间。1.3、

度电成本不断下降助力光伏需求快速增长度电成本下降成为助推光伏发展的重要力量。根据

IRENA的数据，2010

年

到

2020

年

LCOE下降幅度达

85%。根据中国光伏行业协会预测，在乐观情况下

2021

年全球光伏发电新增装机量为

170GW，较

2020

年增长

30.8%，到

2025

年光伏发电新增装机量达到

330GW，五年

CAGR达到

18%。“十四五”期间我国光伏发电新增装机量规模共计

355-440GW。根据中国

光伏行业协会预测，我国

2021

年光伏发电新增装机量为

55-65GW，到

2025

年

光伏发电新增装机量达到

90-110GW，五年

CAGR达到

13.1-14.1%。光伏发电项目中标电价不断创新低。在

2020

年内，有

3

个光伏发电项目创

造了最低中标电价，标志着全球光伏发电中标电价的持续下降。2020

年

8

月，

在葡萄牙的一个光伏发电项目中标电价约合

1.32

美分/kWh，按当时汇率折合人

民币约

0.091

元/kWh，比

2019

年全球最低中标电价降低了

0.324

美分/kWh，

降幅达

19.7%。阿联酋、卡塔尔、印度等国家的最低中标电价也打破了此前维

持的最低记录。光伏已成为全球最具竞争力的产品之一。1.4、

风机大型化的技术进步驱动风电装机显著增长技术创新和零部件价格下降使得风电机组的成本降低，下游风电开发资源被

不断激活。第一，机组大型化降本：我国新增陆上风机装机单机功率从

2MW向

3MW、4MW甚至

5MW、6MW转变，风机大型化稀释风力发电的制造成本与风

电场的系统成本；第二，供应链降本：随着风电上游厂商专业化能力不断提升，

越来越多的风电零部件厂商进入市场、融资扩产，使得风电行业规模化效应渐强，

厂商创新性、专业性不断提升，规模化效应带动风机零部件价格下降。风机大型化是风电发展趋势。根据中国可再生能源学会风能专业委员会的数

据，2015

年以前，1.5-2.0MW风电机组是市场的主流机型。2008

年到

2018

年，

我国

2.0-2.5MW风电机组新增装机占比由

9%提升至

73%，实现了逐步对

1.5-2.0MW风电机组的替代。小于

1MW机型由

2008

年占比

28%直到

2014

年

逐渐退出市场。近两年风电机组再向更大功率演进，以我国风电龙头企业明阳智能为例，

2018

年到

2020

年，明阳智能销售的

3MW-5MW机型正在逐渐占据主导地位，

截至

2021

年

6

月，公司陆地风机机型正在向

5MW、6MW升级，7MW机型正

在研发。海上风机机型也在实现从

5.5MW到

6.45MW再到

8MW、10MW、11MW的快速迭代。风机大型化带来的降本增效也将驱动风电装机量的显著增长。根据

GWEC的预测，2021

年到

2025

年会有超过

469GW的新增风电装机量，年均新增装机

量达

94GW：

未来五年陆上风电新增装机量

CAGR达

0.3%，年均新增装机量是

79.8GW。

未来五年海上风电新增装机量

CAGR达到

31.5%，2025

年预计的新增装机量达

23.9GW，约为

2020

年的

4

倍。1.5、

三大需求金属材料消耗情况根据我们的测算，一辆

50KWH的电动车中所需最多的是锂元素，单车价值

量为

7480

元；在光伏中，单

GW价值量最高的是硅，达到

9.1

亿元；在海上风电中，单

GW价值量最高的是铜，达到

5.9

亿元；在陆上风电中，单

GW价值量

最高的是铜，达到

2.2

亿元。2、全球矿山勘探预算和资本开支下滑，供给新增产能受限2.1、

各类矿山品种平均开采周期约

17

年各类矿山开采流程复杂，开采周期较长，因此上游矿山产能投放的增速往往

不及下游需求快速的增长。根据标准普尔全球市场财智

PaulManalo的文章，其梳理了

2010

年至

2019

年间全球最大的

35

个矿山，从发现到投产的平均所需

时间为

16.9

年，其中最短的为

6

年，最长的为

32

年。以锂矿石为例，甲基卡自

1965

年-1972

年均处于地质队勘查阶段，从

05

年其

24

万吨采选产能获得环评到

2010

年竣工环保验收，历时

5

年多的时间。

其

105

万吨原矿开采产能自

2013

年

5

月获得采矿许可，经历产线技改以及停产

事件，直到

2019

年才启动复产，历时

6

年时间。矿山开采中发现、勘探与研究所占的时间最长，平均占矿山从发现到投产时

长

70%以上。2020

年以前从矿山资源勘察到拿到采矿证，短则一年，长则十余

年，资料繁多、流程复杂。2020

年自然资源部发布文件称精简矿业权申请材料，

矿业权申请流程冗杂的局面将得到改善。2.2、

2020

年全球矿山勘探预算和资本开支均下滑由于疫情及其他因素的影响，2020

年全球矿山勘探预算和资本开支均下滑。2020

年全球

Top40

矿企的

EBITDA（息税折旧及摊销前利润）

预计下降

6%左右，资本支出将减少至少

20%。以锂板块为例，2011-2020

过去十年国内锂行业上市公司年平均资本开支为

79

亿元，而由于锂价下行以及疫情因素，2020

年国内锂行业资本开支总计

60.4

亿元，远低于过去十年平均值。虽然

2021

年各类金属价格的上涨会驱动资本开支的再次提升，但是矿山新

产能投放的周期仍较长，未来供给侧的增速仍将弱于需求端的增速。3、锂——短期供需错配延续，锂价上行延续2020

年全球下游锂盐的需求量分布：电动车

54%、储能及消费电子

21%、润滑脂

5%、耐热玻璃

5%、陶瓷

2%、空调

1%、其他

12%。未来可

以预见的是，随着新能源汽车的普及，锂作为动力电池至关重要的组成部分，

锂资源的需求也会一直上升。行情回顾：截至

2021

年

10

月

15

日，电池级碳酸锂价格已达到

18.7

万元/

吨、氢氧化锂价格已达到

18.0

万元/吨，较年初上涨

271%、268%；锂精矿价

格也从年初的

420

美元/吨上升至

1215

美元/吨。2021

年

1

月至

8

月，国内共生产

15.1

万吨碳酸锂，国内碳酸锂产量较去年

同期增加明显，同比增长

48%。2

月受到春节假期影响，青海地区厂家开工负

荷偏低，叠加部分厂家停工检修，整体供应有限；3

月开始前期检修产能的陆续

复产使得整体产量上升；4-7

月由于碳酸锂价格驱动，厂家开工情况维持高位，

8

月起由于上游矿源供应紧张，碳酸锂产量有所下滑。碳酸锂生产的主要原材料为锂辉石、硫酸、纯碱和动力煤，平均每生产一吨

碳酸锂需要

9

吨

5%品位锂辉石、1.6

吨纯碱、1.84

吨硫酸和

6.06

吨动力煤，若

锂辉石全部外购、加工费按

1.8

万元/吨测算，扣除上述成本后截至

2021

年

10

月

15

日，碳酸锂测算毛利

9.2

万元/吨，毛利率

48.5%，虽然上游原材料锂精矿

价格也在不断上升，但终端锂盐价格涨幅更快，自

8

月份其锂盐毛利率呈快速增

长态势。由于锂行业高景气度今年各大锂矿、盐湖或云母厂商纷纷官宣进一步的扩产

计划，根据我们的测算，2025

年全球锂资源供给将达到

151.4

万吨碳酸锂当量

（LCE）,2021

年-2025

年

CAGR29.9%。根据我们的测算，未来五年内新增供给

最少的年份是

2022

年，2022

年较

2021

年产量增加近

20

万吨

LCE。2022

年主要供给增量来自

Greenbush矿山以及

Atacama盐湖，其中

SQM官宣了较为激进的扩产计划，计划

2022

年底完成

18

万吨碳酸锂以及

3

万吨氢

氧化锂的产能，预计其实际产量有望突破

13

万吨

LCE，较

21

年提升

4

万吨；

此外澳洲

Greenbush矿山全年产量有望突破

15

万吨，较

21

年提升

4.2

万吨，

两处合计提升

8.2

万吨，占整体增量的

43%。其他资源如澳矿

Pilbara、复产的

Altura、Wodgina矿山、国内的李家沟、南美

Cauchari-Olaroz盐湖以及国内

的盐湖、云母项目也有增量。需求侧方面，我们认为电动车仍是拉动锂需求的主要着力点。远期的氢燃料

电池受制于成本因素，商业化进程仍有距离；钠离子电池的能量密度仍低于锂离

子电池体系。我们认为随着汽车不断向智能化以及高端化演进，汽车的用电量不

再局限于续航里程也包括其他智能化平台，单车耗电量的提升也使能量密度较高

的锂电池仍是最成熟的技术路线之一。受益于各国政策的推进以及电动车成本的不断下探，我们预测

2025

年全球

电动车销量有望突破

2200

万辆，对应电动车渗透率

23%。综合考虑电动车、储

能、消费

3C电子以及传统工业下游的需求，预计

2025

年全球锂需求量为

160.6

万吨

LCE，2021

年-2025

年

CAGR34%。4、钴——三元材料需求强劲，供给侧增量有限需求端，钴的下游主要由电池（消费电池+动力电池，合计

68.8%）、高

温合金（10.2%）、硬质合金（5.0%）、硬面材料（2.5%）、陶瓷（3.6%）、

催化剂（3.8%）和其他（6.1%）。行情回顾：2021

年钴类产品价格以震荡为主。截至

10

月

15

日，电解钴价

格为

40.5

万元/吨，年内最低价格为

27.85

万元/

吨，最高价格为

41.3

万元/吨；

硫酸钴价格为

8.9

万元/吨，年内最低价格为

5.8

万元/吨，年内最高价格

10

万

元/吨；四氧化三钴价格为

32.55

万元/吨，年内最低价格

21.55

万元/吨，年内

最高价格

37.25

万元/吨。电解钴的主要生产成本为原料成本，即钴精矿成本和加工成本；根据百川盈

孚数据，按每吨电解钴需要

1.2

吨钴精矿(假设全部外购)和

5.5

万元加工费计算，

截至

9

月

30

日，电解钴毛利

6.94

万元，毛利率

17.1%，处于

2021

年中等偏上

位置。对应上述全球新能源汽车销量及不同类型电池占比的假设，按照不同三元材

料对应单位钴含量估算，2021-2025

年动力电池领域用钴有望保持

30%左右的

复合增速。2021-2025

年动力电池领域钴需求量分别为

3.66、6.01、8.21、9.16

和

10.48

万吨（金属吨）。（单

Kwh用量的

NCM523/622/811

电池对应钴用量

0.22/0.20/0.09kg）预计

2021-2025

年全球钴消费总量分别为

15.38、18.25、21.0、22.55

和

24.36

万吨（金属吨），同比增速分别为

10.69%、18.68%、15.07%、7.38%

和

8.05%。钴维持供需紧平衡，2024

年后短缺加剧。钴矿未来新建/复产产能较大的主

要有嘉能可（Mutanda于

2021

年底开始准备复产）、洛阳钼业（扩产+Kisanfu投产）、欧亚资源（RTR产能爬坡）、莎琳那（Mutoshi产能爬坡）、万宝（卡

莫亚铜钴矿、庞比铜钴矿爬坡）、中色（迪兹瓦产能爬坡），以及印尼红土镍矿

项目的副产钴（包括华友、力勤、格林美等），预计

2021-2025

年钴矿产量分

别为

14.75、17.56、20.41、21.73

和

22.38

万吨（金属吨），同比增速分别为

10.15%、19.1%、16.23%、6.45%和

3.00%。021-2025

年钴供需仍维持紧平衡，2023

年主要矿企的产能释放带来缺口

的小幅减弱，2024-2025

年短缺将扩大，预计钴价中枢有望继续上移，看好动力

电池需求高速增长和

3C领域的稳定增长。5、稀土磁材——碳中和背景下供需结构重塑镨钕主要用在第三代稀土永磁材料钕铁硼，钕铁硼广泛应用于变频空调的压

缩电机、风电直驱