有色金属锑,稀缺的不可再生战略小金属未

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综述:

本文从需求角度全面拆分量化锑行业多样、增长且充满潜力的需求端展望。

锑的消费结构显现多元,但主要应用集中于阻燃剂、铅酸蓄电池和化工领域。锑的消费形式主要包括锑金属和锑化合物两种。锑金属主要用于制造合金,通常用以铅酸蓄电池生产(50%启动电池/40%动力电池);高纯度锑金属用于生产半导体及军工产品。锑化合物中氧化锑是锑消费的主要产品,全球近90%的氧化锑应用于阻燃剂。目前在阻燃剂、铅酸蓄电池领域的锑消费量占全球总需求的80%以上,其中阻燃剂领域占56%,铅酸蓄电池领域占29%,此外化工领域占10%。

全球锑的消费重心向发展中国家转移,新兴经济体的锑消费增长潜力大。全球的锑消费量约13万吨,主要集中在中国(47%)、美国(21.5%)等经济体。发达国家的年度锑消费稳定在5万吨左右,新兴市场的阻燃立法普及、汽车及电动自行车与聚酯工业的市场规模扩张拉动锑消费持续增长,并成为锑的主要增量市场。我们预计年、年和年除中国外发展中国家的锑消费量将分别达到2.55万吨、3.26万吨和4.16万吨,占全球消费比重由15%升至21%。

“十四五”期间中国的锑消费增量将主要来自阻燃剂、铅酸蓄电池、聚酯工业和半导体、军工领域:

(1)阻燃剂用锑将增长29.7%。阻燃剂占中国锑消费的比例约50%,年均折合金属锑的消费量约3万吨。考虑到全球阻燃剂的消费量以5%以上的复合速率增至近万吨/年,我们预计“十四五”期间中国的阻燃剂的需求量将增至万吨,按溴系15%消费占比和与三氧化二锑3:1的配比计,至年中国的阻燃剂行业用锑金属量将达到3.89万吨,较年增长29.7%。(2)铅锑合金用锑将增长31%。铅酸蓄电池占中国锑消费约15%,年均折合锑金属的消费量约0.9万吨。考虑到年前全球汽车和电动自行车将保持5%以上的复合增长,我们预计“十四五”期间中国的铅酸蓄电池产量年复合增长或约5%,至年中国铅酸蓄电池产量将达到2.41亿千伏安时,拉动金属锑的消费量增31%至1.18万吨。

(3)聚酯催化用锑将增长28.4%。聚酯行业占中国锑消费约18%,年均折合锑金属的消费量约1.09万吨。考虑到-年全球聚酯纤维产量以5%左右的复合速率增长,我们估算至年中国聚酯行业用锑金属的消费规模会达到1.40万吨,较年增长28.4%。

(4)半导体和军工用锑将增长62%。半导体及军工行业占中国锑消费约8%,年均折合锑金属的消费量约0.5万吨。考虑到第三代半导体产业已经上升到中国国家战略层面,以及提出要打造与国家经济实力相匹配的军事实力,我们预计未来上述领域中国的锑需求将保持10%以上的年复合增长,至年或达到0.81万吨。

年中国的锑金属需求量或升至7.86万吨,年复合增长率达5.2%。中国每亿人口平均消费金属锑仅0.5万吨,较美国该数据的稳态值0.85万吨有较大增长空间。考虑到中国阻燃剂领域锑金属的消费量的增长空间及能源合金领域的产业规模扩张,我们预计至年、年和年中国的锑消费量将分别达到7.86万吨、9.36万吨和10.7万吨,期间年复合增速分别为5.2%、3.6%和2.7%,同时全球的锑消费量将分别达到15.41万吨、17.62万吨和19.85万吨,至年中国占全球锑消费的比重将从47%升至54%。

风险提示:阻燃相关法规立法进度不及预期;汽车和电动自行车销量不及预期;聚酯纤维的需求下滑;锑价大幅上涨并均价高于8万元/吨。

1.锑消费结构显现多元,消费重心向发展中国家转移

1.1锑的消费结构从锑金属向锑化合物转变

1.1.1自年触发锑消费结构变化的三次迭代

锑的应用可追溯至公元前,应用范围广泛,曾作为化妆品、装饰品、药物、合金及阻燃制品等使用。在公元前年的埃及前王朝时代,三硫化二锑已被当作化妆的眼影粉使用;至17世纪锑被科学界认知,而中国则在年发现了世界最大的锑矿,但彼时锑的应用领域不是很广泛。直到第一次世界大战期间,锑合金以其优良的性能在军工行业使用,自此金属锑的需求开始急剧增加;而近代铅酸蓄电池的出现,对锑的消费起了进一步的带动作用。此外,20世纪30年代,氧化锑和卤系阻燃剂的协同阻燃效应被人们发现,锑系阻燃剂逐渐成为锑最重要的应用领域。伴随着每次结构性迭代,锑的消费量都呈现出不同的变化特征:

(1)-年,锑的消费因军工拉动而呈现波动性增长。两次世界大战刺激了锑在军工行业中的应用(主要是锡铅锑合金制成的枪弹、阻燃剂在帐篷和纺织产品中的应用),但战后需求又趋缓。此时的锑应用领域局限,消费量总体偏低。

(2)-年,锑的消费得益于汽车产业的发展而呈平缓增长。锑消费以锑铅合金在汽车蓄电池中的应用为主,但免维护蓄电池技术的出现,使得发达国家中单位蓄电池的用锑量降低。因此这个阶段的锑消费量并没有出现大规模的增长。

(3)-年,锑的消费受益于全球阻燃需求增加而大幅增长。随着各国环保意识的增强及阻燃法规的完善,欧美日等发达国家强制要求在塑料、电子电器及建筑建材等易燃材料中加入阻燃剂使其成为难燃材料,锑在阻燃剂中的应用成为拉动锑需求增长的核心动力。

1.1.2锑的终端应用集中在阻燃及能源合金领域

随着全球的科技进步和经济发展,锑的应用领域转向阻燃及能源合金领域。近30年间锑的消费结构发生了重大变化:锑金属的消费量下降,同时锑化合物的消费量上升。据安泰科数据,全球范围内锑在阻燃剂和铅酸蓄电池等合金领域的消费量占锑总消费量的80%以上,其中阻燃剂领域占56%,铅酸蓄电池领域占29%。催化剂和玻璃澄清剂是锑的其他重要消费领域。

金属锑很少单独使用。锑金属主要用于制造合金,比如锑是铅合金中用量最大的元素,可以提高铅对硫酸的耐腐蚀性;锑在锡合金中的加入可以提高强度;巴氏合金的铅基和锡基合金中加入锑来提高强度和硬度等;因此锑常用于制造铅酸蓄电池、化工管道、电缆包皮、轴承以及齿轮;高纯度锑金属用于生产半导体、电热装置、远红外装置及军工产品。

锑的化合物种类较多,是锑最重要的应用形式。锑化合物主要有三氧化二锑,是阻燃剂和白色颜料的重要原料以及石油化工和合成纤维的催化剂;锑与IIIA族、VIA族元素形成的化合物是很好的半导体材料;锑酸钠、水合锑酸钠是显像管玻壳及光学玻璃生产的澄清剂。因此,锑氧化物广泛用于阻燃剂、陶瓷、橡胶、油漆、玻璃、纺织及化工产品。在锑化合物的应用中,氧化锑是锑消费的主要产品,全球90%的氧化锑应用在阻燃剂领域。

1.2全球锑的消费重心向发展中国家转移

1.2.1近40年内全球锑消费的两个阶段

全球的锑消费集中在中国、美国、日本和欧盟等经济体。以美国为代表的发达国家在锑消费量到达顶点后保持稳态,中国及其他发展中国家对锑的需求尚有较大增长空间。据安泰科数据,近几年全球的锑金属消费量保持在13万吨左右。目前中国是全球最大的锑消费国,占全球锑消费47%。随着中国等新兴市场防火阻燃方面的法律法规及标准逐步健全和落实,阻燃剂的应用区域及需求规模将进一步扩大。年以来全球的锑消费可分为两个阶段:

(1)~为第一阶段,~年呈现整体上升趋势,~年受亚洲金融危机及互联网泡沫破灭快速下降;

(2)~为第二阶段,~年得益于中国需求释放推动的大宗周期燃起而呈现迅速增长的趋势,年受金融危机影响,全球的锑消费量再次迅速下降,年因全球积极的货币及财政政策大幅反弹,而后消费市场趋于平稳。

1.2.2发达国家的锑消费趋于稳定

近年来发达国家锑的表观消费量整体趋稳。年美国的锑金属表观消费量为3.26万吨,年降至2.4万吨。其中,锑在化学制品、电池和其他领域中的消费量呈下降趋势;在玻璃、陶瓷行业中的消费量呈增长趋势;在阻燃剂行业中的消费逐步平缓。目前美国的年锑消费量约2.8万吨,全球占比21.5%。日本是亚洲除中国之外最大的锑消费国,消费领域主要集中在阻燃剂,大部分用于汽车制造业。在本国汽车制造产业向海外大量转移的背景下,日本汽车行业对锑的消费量出现下滑,整体消费量增长趋于平缓。

1.2.3中国的锑消费量持续增长

中国的锑消费量呈现不断增长的趋势:(1)~年为缓慢增长阶段,中国的锑金属消费量从0.5万吨增长到1.5万吨,年复合增长率为4.7%;(2)~年为快速增长阶段,消费量从1.7万吨增长到7.1万吨,年复合增长率达22.6%;~年消费量基本稳定在6.1万吨左右。

中国锑消费增长的主要推动力来自两个方面:(1)随着国家阻燃法规的逐步健全,锑在阻燃剂领域的应用快速发展;(2)汽车和电动自行车产业的扩大对铅酸蓄电池需求出现拉动。

从中国锑消费的主要行业来看,塑料和橡胶的阻燃应用是锑的主要消费领域,同时该领域的氧化锑消费量约占中国氧化锑总产量的60%。

2.多因素促进全球锑消费市场规模扩大

2.1新兴市场的阻燃立法和锑系阻燃剂的性价比优势有助锑消费增长

2.1.1新兴市场的阻燃立法驱动锑消费增长

新兴市场的阻燃立法趋于完善,发展中国家环保及阻燃法规的建立对全球阻燃剂消费产生积极的影响。当前,阻燃剂的消费重心正逐步从美国、欧洲、日本等发达国家向发展中国家转移。以中国为代表的新兴市场在阻燃立法方面开始起步,随着近年来政府及民间对于安全意识的不断增强,与阻燃材料相关的法律法规及政策已经逐步建立和完善。

至年,中国已出台《公共场所用阻燃制品燃烧性能要求和标识》、《建筑材料燃烧性能分级方法》、《高层民用建筑设计防火标准》等阻燃方面的法律法规。

为提高新能源汽车防火安全要求,工信部组织编制了《电动汽车安全要求》和《电动客车安全要求》,对车身内饰、B级电压部件所用绝缘材料的防火性能均做出了明确规定;市场监管总局及国标委则制订了《客车内饰材料的燃烧特性》,对客车内饰材料的防火性能予以规定。

2.1.2锑-卤系阻燃剂的性价比优势保障锑需求释放

锑-卤系阻燃剂具有不可替代性。锑-卤系阻燃剂的主要优点是阻燃效果好、成本低、添加量少以及与材料的兼容性好;缺点是发烟量大,产生的卤化氢及三氧化二锑粉尘对人体有害。在日趋严格的环保法规压力下,卤系阻燃剂的市场正被无机阻燃剂挤占,但无机阻燃剂也存在阻燃效率低、对材料的力学性能有负面影响等缺点。新型无害卤系阻燃剂正在不断开发,卤系阻燃剂在发展中国家还将保持相当的增长速度。即使在欧美,在部分对阻燃效率要求高的领域中卤系阻燃剂仍无法替代。目前全球阻燃剂的消费量已增至近万吨/年。

2.2全球汽车和电动自行车消费规模扩张提振锑能源合金的应用

2.2.1年前全球汽车和电动自行车或保持约5%的复合增长

锑的另一大应用范围是能源合金,主要受益于全球汽车和电动自行车销量的持续增长。全球铅酸蓄电池主要的应用场景在汽车启动电池(45%)和轻型动力电池(33%)领域。从汽车保有量、销量与收入水平等角度来看,未来发展中国家的汽车和电动自行车消费将保持强劲的增长。根据国际市场研究机构Technavio最新发布的报告,年至年全球汽车电池市场规模年复合增长率接近5%,其中60%的增长规模来自亚太地区。此外,根据市场咨询机构GrandViewResearch的新报告,由于具有零排放和低成本特点,-年预计全球的电动自行车将以6%的年复合速率增长。

2.2.2低成本和高安全性能保障铅锑合金在铅酸蓄电池的应用

铅锑合金在铅酸蓄电池中的应用难以被替代。铅酸蓄电池由于其技术成熟、安全性高、循环再生利用率高、适用温带宽、电压稳定、组合一致性好及价格低廉等优势,在电池市场占据主导地位。锑在铅酸蓄电池中的应用是以铅锑合金的形式用于蓄电池的正极板。从发达国家的消费结构看,由于铅锑合金具有耐腐蚀、长寿命的优点,铅酸蓄电池板栅材料使用的合金中铅锑系与铅钙系基本处于共存状态。

铅酸蓄电池在启动电池、轻型动力电池等领域占有很大的市场份额。铅酸蓄电池具有低成本、高安全性、使用温度宽等优势,但也存在使用寿命短、重量大、对环境不友好等问题,主要应用于汽车启动电池、电动自行车电池、储能电池及备用电源等。锂电池的寿命较高,电池能量密度大,但由于价格高昂,且安全性较差,在新能源汽车、手机电池及笔记本电脑等对电池能量密度和重量有要求的领域应用较广。

低锑合金具有成本优势,但浇铸、机械及耐腐蚀性能有所下降。目前应用较广泛的低锑合金主要有:含锑1.8%的低锑五元合金,铅锑银锡合金(锑5.5-6.5%),铅锑镉合金(锑1-1.5%),铅锑砷锡合金(锑2-2.5%)。其中锑含量为2.5-3%的锑砷铜锡合金可以制造出免维护蓄电池。低锑合金的实际凝固范围变宽,容易造成合金的微观裂纹,从而导致合金机械强度、浇筑性能和耐腐蚀性有所下降。

铅锑系合金电池和铅钙系合金电池各有利弊。铅锑系合金主要仍用于汽车、摩托车、灯具等少维护铅酸蓄电池中,具有循环使用寿命长、硬度高和性能好等特点,但锑易加大电池的自放电现象造成减液;而铅钙系则主要用于免维护铅酸蓄电池中。在美国等发达国家,铅钙合金普遍应用于免维护的封闭式铅酸蓄电池中,但铅钙合金的循环寿命差,易发生早期容量损失,制造过程中需要加入一定量的锡和铝。

2.3聚酯工业规模扩张提升锑化合物的消费

锑化合物是聚酯生产过程中缩聚反应的核心催化剂,全球聚酯装置中90%的催化剂为锑系化合物。聚酯主要用于纤维工业,聚酯纤维是当前合成纤维的第一大品种,约占PET总产量的85%以上。其他方面的应用包括瓶用PET和膜用PET,广泛应用于包装业、电子电器等领域。~年全球聚酯纤维的产量以4.98%的复合速率增长至约5万吨,带动锑金属消费达1.2万吨/年。

无论采取哪种路线,含锑化合物的催化剂均是核心生产要素。聚酯纤维的生产方式分苯二甲酸二甲酯(DMT)和对苯二甲酸(PTA)两种路线,其中中国引进的多套聚酯装置所用催化剂均为锑系化合物(分别为三氧化二锑和醋酸锑),而法国推出的乙二醇锑催化剂作为传统催化剂的升级产品也被广泛使用。

锑系催化剂具有明显的使用优势。锑系催化剂具有活性高、副作用少且价格低廉的特点。Ge系催化剂产品中二甘醇含量较高,而且氧化锗容易在聚合物中产生不溶解的组分,影响熔体过滤器的使用寿命,同时价格较高。Ti系催化剂的热稳定性差及产品色相指标不太理想。

3.新兴经济体的锑消费潜力大

3.1发达经济体的锑需求企稳,海外发展中国家保持稳定增长

3.1.1发达国家的锑需求趋稳,年锑金属消费量约5万吨

美国、日本和欧盟是世界重要的锑消费经济体,其消费量约占发达国家总需求的70%。发达国家的锑消费结构调整较为充分,消费主要集中在阻燃剂、金属制品和陶瓷、玻璃、橡胶行业。以美国为例,年在美国的锑消费结构中阻燃剂占40%,运输(包括汽车用蓄电池)占22%,化学制品占14%,陶瓷和玻璃占11%,其他占13%。发达国家的锑消费在到达顶点后,基本保持稳定的状态。据安泰科数据,目前美国的锑消费量约2.8万吨,全球占比21.5%,我们推算发达国家的锑消费量约为5万吨左右。

3.1.2海外发展中国家的锑需求稳定增长,至年的锑金属消费有望达到2.55万吨

未来,全球除中国以外的锑消费增量将主要来自于新兴经济体。目前除我国外的发展中国家锑消费量不足2万吨。假设未来发展中国家的锑消费量的年复合增速与GDP增速保持同步并维持在5%左右,则年、年和年除中国外发展中国家的锑消费量将分别达到2.55万吨、3.26万吨和4.16万吨。

3.2中国锑需求的增长潜力大

3.2.1塑料制品增长和改性渗透率提升拉动中国锑消费,至年阻燃用锑金属增长29.6%至3.89万吨

阻燃剂在中国主要用于电线电缆、家电及汽车等行业的塑料制品中。年中国的阻燃剂应用中塑料占80%,橡胶占10%,纺织品占5%,其他占5%。根据新材料在线的数据,年中国电线电缆、家用电器和汽车对阻燃剂的需求量分别为38万吨、13.9万吨和8.6万吨,分别占阻燃剂总消费量49.7%、18.2%和11.2%。

受益于改性塑料渗透率提升,阻燃剂的消费增速略高于塑料产量。中国阻燃剂市场需求呈持续稳定增长的趋势,近几年我国的阻燃剂消费量已增至80万吨以上,占全球阻燃剂消费量约30%。-年间中国塑料制品的年复合增速为10.8%,而同期阻燃剂年复合增长率达11.8%,阻燃剂的复合增速略高于塑料制品产品,主要是因为近年来中国改性塑料市场迎来了蓬勃发展的阶段。改性塑料是指通用塑料经过加工改性提高了阻燃性、强韧性等性能的塑料制品。至年间中国的改性塑料产量从万吨增加到万吨,年复合增速超过23%;改性化率也从年的8%增长到年的19%,平均每年提升近1个百分点。

假设1:近年来我国的塑料制品增速放缓至5%以下,年受到疫情的显著影响,M1-M10塑料制品产量同比下降6.2%,预计全年中国的塑料制品产量或同比下降5%。考虑到塑料行业订单及库存周期的变化,年塑料产量有望迎来报复式增长,“十四五”期间塑料产量有望保持3%左右的复合增长。

假设2:由于中国阻燃塑料占塑料制品的比例远不及欧美等发达国家,未来阻燃塑料的普及使用范围将不断扩大,保守假设“十四五”期间改性塑料的比例每年提高0.5个百分点。

我们从两个角度对阻燃剂用锑需求进行测算:(1)我们推算“十四五”期间改性塑料的产量将以5.4%的年复合速率增至万吨,则阻燃剂的需求量将相应增至万吨;按溴系15%消费占比和与三氧化二锑3:1的配比计,年将消费锑金属3.89万吨。(2)从行业平均水平观察,目前阻燃剂占中国锑消费的比例约50%,折合金属锑的消费量约为3万吨,平均每万吨改性塑料用锑金属量约17.3吨;根据年万吨改性塑料的产量测算,届时中国阻燃剂用锑金属的消费量将增29.6%至3.89万吨,年复合增长率为5.4%。

3.2.2中国铅酸蓄电池行业用锑的需求有望保持正向增长,至年电池用锑金属增长31%至1.18万吨

中国铅酸蓄电池的市场规模维持稳定增长,对锑金属的消费起到支撑作用。受益于汽车和电动自行车等消费需求的增长,年以前中国的铅酸蓄电池产量保持着两位数以上的高速增长,年以后该增速回归常态化并与GDP增速基本保持同步,维持在年均5%左右。

目前铅酸蓄电池占中国锑消费约15%,折合金属的消费量约0.9万吨。主要消费市场为启动电池(50%),其次为动力电池(40%)及工业电池市场(10%):(1)启动型铅酸蓄电池主要用于汽车、摩托车;(2)动力性电池主要用于电动自行车市场;(3)工业电池则主要应用于太阳能及风力发电场。考虑到汽车和电动自行车消费持续带动铅酸蓄电池产业规模的扩张,假设“十四五”期间中国的铅酸蓄电池产量年复合增速约5%,至年铅酸蓄电池量将达到2.41亿千伏安时,届时金属锑的消费量将增至1.18万吨,较增长31%。

中国的铅酸蓄电池市场规模有望跟随汽车保有量的增长而放大。中国目前的汽车保有量远低于美、日,汽车市场容量非常大。从销售量看,美国和日本随着人均GDP和国民可支配收入的增长,汽车销量稳态值持续增长至万辆/亿人以上,中国年的汽车销量为万辆/亿人,汽车产销规模理论上至少有1倍的成长空间,这会推动中国铅酸蓄电池的产量持续增长。

铅酸蓄电池产量有望受益于电动自行车及新能源产业的发展。年后中国的电动自行车行业长期保持10%左右的增长,年前三季度中国电动车行业产量累计同比增长30.3%,有效提振了铅酸蓄电池的产出规模。此外,根据国家能源局《电力发展“十三五”规划》,要求到年太阳能发电装机达到1.05亿KW,风电装机容量达到2.1亿KW。“十四五”期间太阳能及风力发电产业将保持高速发展,该领域铅酸蓄电池需求量也将高速增长。

3.2.3化学制品、玻璃陶瓷及其他领域的锑需求稳中有增,至年锑消费增长28.3%至2.81万吨

(1)锑系催化剂作为化学制品领域的主要消费品将受益于中国聚酯市场规模的放大。年全球聚酯纤维的消费量约万吨,其中中国产量占比约70%,消费量约占66%,是全球聚酯纤维最主要的消费地区。目前中国聚酯行业消费的锑金属约为1.09万吨,平均每万吨聚酯消耗锑金属约8吨。考虑到中国的历史聚酯产量增速与GDP增速保持同步的特点,伴随着“十四五”期间中国聚酯产业规模的扩大,我们估算中国聚酯行业用锑金属的消费规模会达到1.40万吨,较年增长28.4%。

(2)锑系化合物在陶瓷领域的消费有望维持稳定。在陶瓷领域,三氧化二锑主要用于制作颜料和玻璃脱色剂。根据有色金属工业协会的统计数据,-年该领域锑消费量呈现先增后稳趋势,该领域锑消费量近20年来维持在我国消费总量的10%左右,预计未来国内玻璃陶瓷的锑金属消费量将稳定在0.6万吨。

(3)锑金属消费有望在半导体、军工等其他领域的扩张中受益。根据有色金属工业协会统计,~年其他领域的年均锑消费量约为0.5万吨。考虑到第三代半导体产业已经上升到国家战略层面,以及国家提出要打造与国家经济实力相匹配的军事实力,预计未来上述领域的锑需求将保持10%以上的年复合增速,至年或达到0.81万吨。

3.2.4年中国的锑金属需求量或升至7.86万吨,年复合增长率达5.2%

“十四五”期间中国锑金属消费量的年复合增速有望维持在5%左右。从人均锑消费量看,目前中国每亿人口平均消费金属锑仅0.5万吨,美国的每亿人口平均金属锑的消费量稳态值为0.85万吨。考虑到中国阻燃剂领域锑金属的消费量还有较大的增长空间,能源合金领域仍将受益于相关产业规模的扩张,预计中国锑的消费总量将趋势性上升。根据我们的推算,至年、年和年中国的锑消费量将分别达到7.86万吨、9.36万吨和10.7万吨,期间年复合增速分别为5.2%、3.6%和2.7%,全球的锑消费量分别达到15.41万吨、17.62万吨和19.85万吨,至年我国占全球锑消费的比重将升至54%。

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(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源:东兴证券)

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