丰元股份草酸龙头转型正极材料注入化工思维加码一体化布局

丰元股份：草酸龙头转型正极材料，注入化工思维，加码一体化布局1.动储市场推动磷酸铁锂高景气，产品差异化及一体化布局孕育成长潜力1.1.全球汽车电动化及能源转型加速，磷酸铁锂材料需求旺盛全球汽车电动化大势所趋，磷酸铁锂电池性能提升+成本优势凸显，电池装机占比提升。宁德时代

CTP技术、比亚迪刀片电池技术等赋能磷酸铁锂电池，通过结构创新，提高电池包体积效率，在电池包层级实现能量密度提升。宁德时代2019年发布CTP方案，电池包层级能量密度提升10%~15%，空间利用率提升15~20%。比亚迪2020年发布刀片电池，体积比能量提升50%。从电动汽车续航里程上看，磷酸铁锂电池应用领域已深入三元电池腹地。上游原材料价格上涨，成本压力沿“碳酸锂-正极材料-电池-整车-终端消费者”传导。磷酸铁锂电池价格相对偏低，终端消费者更易接受，产业链成本传导更加顺畅。在此背景下，2022年国内磷酸铁锂电池装机份额进一步提升，12月份占比达到68.3%。磷酸铁锂专利在海外限制取消，海外车企特斯拉、戴姆勒、大众，头部电池厂LGES、SKI陆续布局磷酸铁锂。其中特斯拉在2021年Q3宣布对于标准续航版Model3和ModelY全球范围内使用磷酸铁锂电池，LGES计划于2023年在LG中国工厂生产磷酸铁锂电池。全球能源转型加速，锂电储能需求蓬勃发展，磷酸铁锂兼具安全性能和成本优势，是电化学储能主流路线。据GGII数据，2021年国内储能电池中磷酸铁锂路线占比为98.5%安全性：LFP中氧原子通过强共价键的磷构成稳定的磷酸离子基团，晶格氧不容易丢失，稳定铁离子/亚铁离子的反键结构。通常情况下，不会因锂的深度脱嵌而分解释放氧气。成本优势：由于原材料成本低，储能设备首次购置成本优势突出。循环寿命长，长周期平均度电成本低。汽车电动化率提升+电化学储能迎来爆发期，磷酸铁锂电池出货有望高增。假设：基于电动汽车电动化率提升+带电量逻辑，对动力电池装机进行假设。上游原材料涨价背景下，2023年国内LFP电池装机占比约60%。磷酸铁锂专利在海外限制取消，2024年海外LFP动力电池装机占比逐渐提升至25%。国内储能电池LFP路线为主流路线，海外LFP路线占比约为30%。基于以上假设，2022-2024年磷酸铁锂出货有望达114/171/228万吨。在磷酸铁锂材料旺盛需求预期下，行业产能扩张紧锣密鼓，行业供需紧张情况将在2023年大幅缓解。原有磷酸铁锂正极材料厂商、磷化工及钛白粉厂商和三元正极材料企业产能扩张速度加快，预计2022年底产能将达300万吨，其中Q3产能集中释放86.6万吨，主要来源于融通高科、湖南裕能、湖南邦盛及常州锂源，四家合计56万吨。据GGII不完全统计，合计磷酸铁锂规划超过610万吨，远超2025年300万吨的市场需求。下游需求旺盛，磷酸铁锂格局尚未稳固。2020年前，受新能源汽车补贴政策影响，动力电池重心转向三元材料，磷酸铁锂材料企业数量大幅减少，集中度显著提升，CR6超过90%。2021年，磷酸铁锂下游需求旺盛，市场集中度再次分散。随着磷化工巨头入场，磷酸铁锂行业将迎变局。具备成本优势+产品差异化的企业有望脱颖而出。成本端，成本占比排序为：锂源>磷源>铁源。目前锂源占比约80%，碳酸锂供需紧平衡，价格高位盘整。长期看，掌握或绑定上游锂资源，可以大幅提升成本优势。磷源占比约3~5%，磷化工企业在磷源方面成本优势约2844元/吨LFP（以单吨磷酸一铵为例，配套磷矿石成本下降1300元+配套合成氨成本下降150元+农业级磷酸一铵毛利500元+提纯至工业级2000元，3950*0.72=2844元）。铁源占比约0.5%，钛白粉玩家一体化优势不明显。磷酸铁锂基础制备方法分为固相合成法和液相合成法两大类。固相法通过将原料混合、研磨、干燥，得到前驱体，前驱体在惰性气氛下高温热处理，粉碎得到产品。固相法制备工艺成熟、设备简单，材料压实密度高，较为适合工业化生产；缺点是原材料固相不均匀。液相法通过将原材料制备为溶液，通过不同溶液混合后产生的化学反应生成磷酸铁锂产物。材料液相反应均匀，物相均一，产物粒径小，粒度分布均匀；缺点是工艺复杂，材料压实密度偏低。产品差异化方面，头部厂商通过持续技术迭代扩宽技术护城河。储能端，液相法产品循环寿命性能优异；动力端，固相法产品向高压实、高容量持续迭代。液相法制备磷酸铁锂产品物相均一，批次品质稳定，仅有部分企业具备生产能力，存在较高技术壁垒。固相法头部厂商布局新一代高压实密度磷酸铁锂产品，拓宽在乘用车市场应用。升级产品在单位体积能量密度、压实密度、循环寿命和低温性能等方面的技术性能指标。1.2.公司通过差异化产品增加客户粘性，一体化布局塑造成本优势公司通过高端产品加强与比亚迪、鹏辉能源等头部客户合作，为扩产产能消化奠定基础。目前公司磷酸铁锂正极材料与比亚迪、鹏辉能源实现稳定合作关系，向比亚迪供应高端动力锂电池用磷酸铁锂产品；三元材料与鹏辉、远东电池等实现批量供货。公司2021年磷酸铁锂产能1万吨，2021年7月批量为比亚迪供货，比亚迪成为公司正极材料第一客户。公司2022年1月成功进入宁德时代合格供应商体系，同时积极开拓比克、力神、LG等国内外客户。比亚迪：电池出货量角度，根据SNEResearch统计，2022年1-11月比亚迪全球动力电池装机量达60.6GWh，占比13.6%。假设2022/2023年份额达到14%/17%，对应动力电池装机73/110GWh，出货91/138GWh。假设2022/2023年储能电池市场份额达10%，对应储能电池出货量15/24GWh，动力+储能出货合计106/162GWh。电池产能规划角度，当前比亚迪远期规划产能达582GWh，预计2022/2023年底新增产能100/140GWh。假设新建产能当年/第二年产能释放30%/70%，则2022/2023年有效产能达123/222GWh，假设2022年比亚迪磷酸铁锂电池装机占总量比重90%，按照单GWh电池耗用0.23万吨计，对应磷酸铁锂正极材料需求28.3/51.1万吨。鹏辉能源：2021年底产能达到16.2GWh，其中储能电池5.6GWh，动力电池3.6GWh。常州工厂储能电池规划11GWh，广西柳州基地规划20GWh。公司储能电池及动力电池为磷酸铁锂电池，2022年对应正极材料需求量至少2.3万吨。公司持续产能扩张，人工成本、制造费用有望通过规模效应优化。公司2021年底，拥有磷酸铁锂名义产能1万吨，三元0.7万吨（包括常规三元0.5万吨，高镍三元0.2万吨）。相比行业头部公司，公司产能规模相对偏小，单位产品直接人工、制造费用高于头部可比公司。预计公司2022-2024年底磷酸铁锂产能达12.5/30/30万吨，三元产能达1.5/1.5/1.5万吨。公司2023年产能规模进入磷酸铁锂第一梯队，有望通过规模化降本。布局黏土提锂和磷酸铁项目，一体化塑造成本优势，掌握上游资源。磷酸铁：2022年1月，公司与玉溪市人民政府签署《战略合作协议》，拟在云南省玉溪市投资建设总规模20万吨锂电池高能正极材料项目及配套建设相应规模的锂盐、磷酸铁项目，其中20万吨磷酸铁产能规划2025年前分期完成。2022年8月公司与山东东佳集团合资建设10万吨磷酸铁项目，公司控股70%，一期5万吨磷酸铁自开工建设始18个月完成。东佳集团拥有钛白粉生产硫酸亚铁资源，并负责协调磷矿及磷资源的供应。提升公司供应链稳定性，降低生产成本。锂资源：公司拟在玉溪市投建20万吨锂电池高能正极材料及配套相关项目。其中一期建设年产5万吨磷酸铁锂正极材料及1000吨黏土提锂中试线。玉溪市政府支持公司取得科研性中试提锂所需黏土原料，并支持公司参与竞拍取得黏土锂矿等矿产资源探矿权、采矿权。公司锂盐产能规划5万吨/年，按照单吨磷酸铁锂耗用0.24吨碳酸锂测算，可满足约20.8万吨磷酸铁锂，覆盖玉溪基地正极材料规划产能。云南玉溪黏土锂矿为碳酸盐黏土型锂资源，锂含量与Sonora项目接近，氧化锂含量0.1~1.02%，平均锂含量0.30%。目前国外以火山岩黏土型锂资源为主，相比而言碳酸盐黏土型焙烧活化无需添加助剂，焙烧温度更低，但是浸出锂需要硫酸或者铁盐。参考火山岩黏土型锂资源运营成本约4000美元/吨LCE，保守假设公司营业成本约为5.5万元/吨LCE（约8000美元/吨LCE），假设2024-2025年碳酸锂价格中枢为20万/吨（不含增值税），按照每吨磷酸铁锂单耗0.24吨碳酸锂测算，公司单吨磷酸铁锂的锂源成本优势约3.48万元，显著高于目前磷化工、钛白粉企业（未配套锂源）水平。公司通过引进高端技术人才、绑定高校和科研机构加强前沿技术研究，丰富前瞻性技术储备和加快产业化落地。公司组建了以金佑成博士等技术专家为代表的研发团队，与王坤鹏教授团队合作研发正极材料单晶化及产业化，与中国科学院青岛生物能源与过程研究所共建中科丰元高能锂电池材料研究院，重点围绕三元9系材料、单晶三元材料、磷酸铁锂的配套高端动力材料及长循环储能专用材料及钠离子电池正极材料、同时积极布局固态电池、无钴电池等前端新型材料。到2021年，公司已获授权专利71项，其中发明专利18项，实用新型专利45项，软件著作权8项。2.草酸行业边际需求向好，草酸龙头业绩具备高弹性2.1.草酸行业属化工细分领域，业内企业具备业绩弹性潜力草酸行业属于化工行业细分领域，随着“草酸-草酸亚铁-磷酸铁锂”路线带动，精制草酸需求提升，具备提纯能力的草酸企业拥有业绩弹性。草酸行业产品包括工业草酸、精制草酸、草酸衍生品，精制草酸是由工业草酸精制后生成的高纯草酸。草酸行业属于小品种化工行业，据中研网，2020年全球草酸市场规模45亿元。行业内工业草酸为主要产品，精致草酸规模占比约5%-8%，据HNYResearch，2021年全球精制草酸规模0.42亿美元，按照0.55万元/吨测算，对应约5.2万吨。精制草酸边际需求增长值得期待，2021年草酸亚铁路线制备磷酸铁锂产能仅1.2万吨，假设2022-2024年草酸亚铁路线制备磷酸铁锂有效产能对应10/15/30万吨，按照1吨磷酸铁锂需求0.8吨精制草酸（H2C2O4・2H2O）估算，对应精制草酸需求8/12/24万吨，跟全球约5.2万吨产能相比需求增长显著。草酸行业下游以制药、稀土、精细化工为主，历史上草酸价格主要受稀土行业（需求端）和环保核查（供给端）影响。据中研网，在草酸需求端方面，33%用于制药行业、32%用于金属加工及铝品工业、28%用于稀土行业、其余7%用于草酸脂和染料中间体等行业。其中制药行业草酸需求相对稳定，约保持GDP增速左右。2.2.环保因素限制，草酸行业供给有限中国是全球草酸市场主要供应国。在全球加工制造业向发展中国家和地区转移背景下，中国凭借资源（淀粉、煤炭、烧碱等原料供应充足）、地理优势（临近消费市场）成为全球草酸市场主要供应国，国内厂商产能占比超过85%。国内环保安全标准提升，小型企业清洗出局。大化工企业进场，行业集中度进一步提升。草酸行业经过多年的市场竞争，已形成以丰元股份、通辽金煤、华鲁恒升等企业比较集中的市场格局。草酸行业主流工艺存在环保风险，行业产能、产量扩张受限。历史上环保核查多次冲击供给端产能，造成草酸价格快速上涨。2017年环保检查和限产对福建省龙头及山东省小产能形成冲击，草酸价格上涨。福建省由于受到金砖会议召开影响，省内环保趋严，省内草酸产能受限；山东省环保核查推进，小型草酸产能企业停产核查。老厂停产风险威胁供给稳定性，除新进入者外，大部分厂商生产线设备老旧，建成时间超过10年，停产维修一般时长为1个月。2021年受国家安全、环保监管政策影响和生产装置检修或停产负荷不足因素影响，全年草酸价格逐步攀升。精制草酸或迎供需缺口，双因素（草酸提纯技术壁垒和入驻化工园区要求）限制扩产速度。2014年精制草酸产能约5.5万吨，近年来产能提升有限。工业草酸生产工艺的选择及其成熟度决定草酸的质量（纯度、介质含量及其稳定性），通辽金煤和华鲁恒升均采用煤制乙二醇联产草酸法，前者产品应用领域有限，2022H1草酸产品均价比华鲁恒升产品约低10%。2.3.新能源和稀土行业带动草酸边际需求增长中国作为主要稀土生产国，也是全球草酸市场主要消费国。据FutureMarketInsights，预计2022年超过42.4%的草酸销售额来自东亚，其中中国占主要部分。历史上，与制药等行业对草酸需求相对稳定不同，稀土行业对草酸需求波动直接影响草酸价格。随着六大集团整合接近尾声，未来稀土产能逐步释放，叠加海外重启稀土矿开采项目，草酸需求有望稳定增长。2011年1月，《稀土工业污染物排放标准》发布，促使稀土企业采用草酸为原料进行生产。同年在稀土总量控制基础上加大整治力度，供给规模锐减，稀土价格猛增，导致草酸需求和价格上涨。受四季度稀土价格回落，草酸价格回调。2012年10月，受包钢稀土等主要稀土生产企业停产保价影响，草酸需求下降，价格快速下跌。2014年下半年，受畜禽养殖业、稀土行业回暖，下游原材料价格上涨带动，草酸价格触底回升。2015年稀土行业低迷，草酸价格再次滑落。2018年海外重启稀土开采，推动草酸出口增长。“草酸-草酸亚铁-磷酸铁锂”路线将带动精制草酸边际需求增长。草酸亚铁路线磷酸铁锂具备压实密度高、循环寿命长、低温性能好等潜力，与其他采用三价铁源路线比较，不需要进行碳热还原反应，材料碳包覆均匀，制备工艺简单，草酸亚铁法磷酸铁锂作为新一代高压实密度产品受到宁德时代、特斯拉等头部厂商认可。富临精工磷酸铁锂产品均采用草酸亚铁工艺路线，2022年10月富临精工磷酸铁锂产能达15.2万吨，19万吨产能也在规划中。2022-2024年草酸亚铁路线磷酸铁锂有效产能有望达10/15/30万吨，带动精制草酸需求提升。2.4.草酸龙头，谋定而动山东名牌，销往全球56个国家和地区。公司成立于2000年8月，二号工业草酸生产线建设于2001年12月，公司深耕草酸细分领域长达二十余年。公司“丰元”商标被评为“山东省著名商标”，公司“丰元牌草酸（II型）”、“丰元牌工业草酸”

被评为“山东名牌”产品。公司草酸产品享誉山东，并且通过直营或者外贸商间接销往全球56个国家和地区。公司“改良碳水化合物氧化法”制备草酸具备环保性、经济性、收率高优势：

环保风险低于行业水平，环保严查背景下，公司份额有望提升。公司“改良碳水化合物氧化法”在尾气吸收工艺方面，相比“甲酸钠法”和传统的“碳水化合物氧化法”，废水和废弃排放量更低，实现工艺水零排放，尾气中氮氧化物含量持续稳定达到国家排放标准；

公司在氧化合成工序、结晶工艺方面进行改良，提高收率、降低能耗、缩短流程，降低生产成本；

公司坐落主要玉米淀粉生产省份，拥有原材料采购成本优势。公司还自主研发古龙酸母液作为草酸生产原材料，通过增加原材料可选项，有效降低原材料成本。公司作为草酸龙头企业，精制草酸出货占比高于行业平均水平。公司自2003年即开始涉足精制草酸的研发，2008年开始批量生产和销售。2013-2020年公司精制草酸平均出货约7800吨，精制草酸累计出货量占比约13%，营收占比约16.7%。公司精制草酸提纯工艺成熟，精制草酸提纯工艺核心设备均为公司自主研发设计，构建提纯技术壁垒。公司精制草酸生产工艺是在公司多年实践过程中不断完善、改进形成。公司掌握了直流降膜低温蒸发技术、真空闪发降温连续结晶技术和可控低温重溶解技术，具有能耗低、收率高、产品质量稳定等特点。其中四级直流降膜蒸发成套设备、可控低温重溶解生产装置均为公司自主研发。IPO精制草酸项目并未实施但产能规划完备，择时扩产响应旺盛需求。公司目前拥有工业草酸8.5万吨/年、精制草酸1万吨/年、草酸衍生品0.5万吨/年的产能规模。2016年公司上市时，公司IPO募投项目包含年产2.5万吨精制草酸新建项目，相关产能建设规划完备，由于市场需求变化，最终并未实施。假如未来精制草酸需求显著提升，公司能够快速响应。草酸退城入园、产线升级，并为未来进一步扩产提供便利。公司2022年8月公告，公司草酸厂房被列入“退城入园”项目，并将按照“先建后搬，建新拆旧”的原则逐步实施，在2025年年底前完成该事项。此次搬迁公司新规划产能7.5万吨，虽然产能设计规划减少，但新建工业草酸产线技术改造、生产设备升级，产能利用率有望提高。同时进驻化工园区，也为未来再度扩产提供便利。3.盈利预测3.1.公司营业收入以正极材料为主，草酸业务为辅2021年新能源汽车景气度高涨，公司抓住行业机遇，加大正极材料产能建设和市场开拓，正极材料收入占比超过传统草酸业务，成为公司主要收入及利润来源。公司正极材料2019-2022H1营收占比为44.9%/36.8%/67.9%/81.4%，2021年营收占比超过传统草酸业务。受下游需求下降和成本提升影响，公司草酸业务毛利率2019-2020年持续下滑，2021年草酸价格上涨，草酸毛利率小幅反弹。草酸业务盈利下滑背景下，正极材料净利润占比从2019年20%提升至2021年96%。3.2.正极材料两条腿走路，同时布局三元材料和磷酸铁锂公司同时布局磷酸铁锂和三元体系，产品结构丰富，能够满足客户需求。公司磷酸铁锂产品主要用于储能锂电池和动力电池，三元材料主要用于动力锂电池和数码领域（含电动工具）电池。公司能够快速响应市场/客户需求，2021年磷酸铁锂市场需求旺盛，公司磷酸铁锂出货近4000吨，高于三元材料。3.3.草酸业务具备高业绩弹性新能源、稀土、酸洗需求良好，草酸亚铁路线与磷酸铁路线成本相近，草酸需求旺盛，环保限产背景下，草酸价格上涨有望带来业绩弹性。假设原材料玉米淀粉价格稳定，草酸需求提升带动工业草酸、精制草酸价格上涨。公司2021年草酸销量5.78万吨，假设年销量达6.5万吨，草酸价格平均上涨1500元/吨，该假设条件下公司草酸业务净利润有望达1.13亿元。1）正极材料。销量假设：目前公司磷酸铁锂正极材料与比亚迪、鹏辉能源建立稳定合作关系，三元材料与鹏辉、远东电池等实现批量供货。公司在2022年1月成功进入宁德时代

合格供应商体系，并积极开拓比克、力神、LG等国内外客户。公司2022-2024年磷酸铁锂名义产能有望达12.5/30/30万吨，有效产能为3/15/30万吨；三元材料名义产能有望达1.5/1.5/1.5万吨，有效产能1.1/1.5/1.5万吨。公司有望凭借客户基础、正极材料-前驱体-锂/铁/磷矿一体化产业布局、差异化产品，2022-2024年实现磷酸铁锂出货1.3/13/17万吨，三元正极材料出货0.04/0.4/0.8万吨。销售单