文：金瑞期货 曾童 高飞鸿
核心内容：
•锂生产工艺分为盐湖提锂和矿石提锂，制成的碳酸锂是锂产业链中用量最大的锂产品。整个产业链分为上中下游，上游矿端开采，中游加工制成各种锂产品，下游为终端产品，电池消费是最重要的消费去向。
•锂资源上游供应连年增长，但是产储不均。澳大利亚的锂资源仅占世界储量的3%，产量占比却超50%。同时下游消费高速增长，增量主要集中在动力电池和储能电池。全球碳酸锂供需紧张预计自2023年有所缓解，但仍处于紧平衡。
•碳酸锂生产模型中，矿石成本占比约94%，加工成本约6%。生产1吨碳酸锂需要8吨6%品位的锂辉石、1.7吨纯碱、2.4吨硫酸、7.2吨动力煤、3000KWh电力，折旧和人工分别为6000元/吨和350元/吨。
•我国碳酸锂对外贸易以进口为主，2022年进口量达13.6万吨，累计同比增长68%。最大进口国是智利，占进口总量的89.5%。分省份看，2022年上海碳酸锂进口量8.43万吨，占进口总量61.9%。分进口贸易方式看，2022年碳酸锂一般贸易量最大，11.73万吨，占进口总量的86.2%。
•国内外锂生产贸易企业的现货贸易定价主要以长协定价模式为主，但期货和拍卖模式逐渐被采用。长协价通过考量生产成本及市场价格进行定价，以季度或年为单位根据市场情况进行调整。
一、锂属性及生产工艺
1.1锂属性
锂外表呈银白色，在地壳中丰度占比中仅居第二十七位，但是可开发利用的锂矿资源丰富。锂质轻且软，是目前世界上已知原子半径最小、质量最轻与电离电势最大的亲石稀有碱土金属元素。另外，锂由于较强的电化学性质，在自然界不以纯金属形式存在，常表现为固体矿物和液体矿床两种资源。
图表1锂辉石
图表2锂盐湖
资料来源：CNKI、金瑞期货
1.2锂产品生产工艺
锂产品生产工艺分盐湖提锂和矿石提锂，最后制成碳酸锂、氯化锂和氢氧化锂等锂产品。碳酸锂是锂产业链中用量最大的锂产品，其余基本上都可由碳酸锂制成。国外主要利用盐湖卤水提锂技术，而我国则采用固体矿石提锂。
在盐湖卤水提取锂过程中，主要有沉淀法、煅烧法、碳化法、溶剂萃取法和离子交换法。其中蒸发沉淀法是先将卤水曝光蒸发浓缩，之后除去杂质再加入纯碱沉淀出各种锂产品。而对于锂含量较低的卤水，一般采用吸附法将卤水中的锂离子进行吸附提取。煅烧法主要针对镁锂比高的卤水，在中温下煅烧分解部分物质，通过浸取工序等将杂质除去，得到碳酸锂。
矿石提取锂技术主要有硫酸法和石灰烧结法，其中主流硫酸法首先将锂辉石高温煅烧形成四方晶系，再加入浓硫酸进行焙烧，之后除去杂质、蒸发和浓缩，与碳酸钠反应生产碳酸锂。硫酸盐法主要是硫酸钾与锂矿物混合，混合后分离出锂离子，最后通入碳酸离子沉淀得到碳酸锂。而对于锂云母矿，选用氯化剂和锂云母反应转化为氯化物。
图表3盐湖卤水吸附法提取锂
资料来源：CNKI、金瑞期货图表4盐湖卤水萃取法提取锂
资料来源：CNKI、金瑞期货
图表5锂矿石硫酸法提取锂
资料来源：CNKI、金瑞期货
1.3锂产品之间的转换比例
生产工艺获取得到的锂产品可以相互转换。按理论计算，1单位的金属锂需要6.13单位氯化锂，1单位金属锂可以生产6.06单位氢氧化铝，1单位金属锂可以生产5.32单位碳酸锂。
表格1锂产品理论转化比例
资料来源：财富证券、金瑞期货
二、锂产业链概览
锂产业链分为上中下游：
1、上游主要是矿端开采，主要通过盐湖和矿石进行提锂。未来随着新能源电池报废，锂电池的回收利用也会加入到上游供给中；
2、中游是加工后的各种基础锂产品和深加工锂产品，其中碳酸锂是制备其他高品质锂产品最基础的锂盐。碳酸锂按照纯度与化学指标分为工业级、电池级和高纯级碳酸锂。工业级碳酸锂主要用于制备各种深加工锂产品，还用于玻璃陶瓷工业等；电池级碳酸锂主要用于生产锂离子电池的正极材料以及电解液；高纯级碳酸锂是生产压电材料钽酸锂的主要原料。氢氧化锂按照纯度与化学指标也可以分为工业级和电池级，工业级用于产品添加剂和二氧化碳吸附剂，电池级用于锂离子电池材料等。
3、下游为锂产业链的终端产品。随着消费电子产品、新能源汽车和电化学储能的发展，动力和储能行业占比超过70%，是最重要的下游消费去向。
图表6锂产业链
资料来源：SMM、公开资料、金瑞期货
三、锂产业链上游供给
3.1锂资源供应充足
全球锂资源储备呈多类型，主要有盐湖卤水、伟晶岩型和沉积型等，其中盐湖卤水资源丰富，占比超过60%，矿石占比26%，沉积型占10%。全球锂资源丰富但是储量相对集中，2022年全球已探明的锂资源量达到8900万金属吨，南美锂三角（玻利维亚、智利、阿根廷）占比约56.0%，澳大利亚730万吨，中国510万吨，占比5.7%，位列第六。
中国锂储量近80%来源于盐湖，20%来源于锂矿石，主要分布在青海、四川、西藏、新疆等地，其中青海主要是盐湖形式，四川则以锂辉矿形式存在。尽管我国盐湖资源丰富，储量多于矿石锂资源，并且一般情况下盐湖提锂有成本优势，但是我国盐湖杂质较多且难分离，因此我国以矿石提锂为主。
图表7全球锂资源储量占比
资料来源：USGS、金瑞期货图表8中国锂资源储量类型
资料来源：中国地质调查局、金瑞期货
3.2锂资源产储不均，但产量持续增长
锂资源储备高度集中，但是产储不均。澳大利亚的锂资源仅占世界储量的3%，产量占比却超50%，并且前四大供应国的产量合计占比已超90%。例如2021年全球锂产量大概10万吨，其中澳大利亚为5.5万吨，占比53%；其次是智利产量2.6万吨，占比25%；第三为中国1.4万吨，占比13%。
国内的锂资源以矿石开采为主，锂辉矿集中在四川地区，但四川自然条件恶劣，开发难度大。锂云母则集中在江西宜春地区，氧化锂保有储量260万吨，折合碳酸锂640万吨以上。但由于锂云母具有锂有效含量低、成分复杂，开发难度也存在挑战。盐湖卤水则集中在主要分布于西藏、新疆、青海和内蒙古地区，但国内盐湖提锂技术一般，产量远低于产能。
近几年中国锂矿产量持续增加。2017年中国锂矿产量为0.68万吨，同比增速达到240%。2021年中国锂矿产量增至1.4万吨，同比上涨5.26%。
图表9全球各年度锂产量与增速
资料来源：iFinD、金瑞期货图表10主要三国锂产量
资料来源：iFinD、金瑞期货
3.3锂生产成本模型
以最大占比的基础产品碳酸锂为例，一般来说，碳酸锂生产的主要原材料为锂辉石，辅料主要为硫酸、纯碱等，生产1吨碳酸锂需要8吨6%品位的锂辉石、1.7吨纯碱、2.4吨硫酸、7.2吨动力煤、3000KWh电力，折旧和人工分别为6000元/吨和350元/吨。此外，设定增值税税率为13%，汇率为6.8。矿石成本占比约94%，加工成本约6%。
采用以下公式计算碳酸锂生产成本：
矿石成本=（锂精矿价格+运费）×品味折算×单耗×汇率×增值税；
加工成本=辅材单耗×辅材单价+能源单耗×能源单价+折旧+人工；
碳酸锂生产成本=矿石成本+加工成本
表格2碳酸锂生产成本模型（数据选用2023年2月20日）
数据来源：iFinD、SMM、公开资料、金瑞期货
四、锂产业链下游需求
4.1下游消费情况
全球碳酸锂需求高速增长，需求增量主要集中在动力电池和储能电池。预计碳酸锂终端需求从2021年的53.96万吨LCE增长至2025年的168.27万吨LCE，CAGR为32.89%。（LCE是指碳酸锂当量，固/液锂矿中能够实际生产的碳酸锂折合量）。动力电池2021-2025年CAGR为47.11%，储能电池CAGR为77.49%，而3C市场消费电池需求则增速放缓。
图表11全球锂消费量（单位：万吨）
资料来源：CNESA、IDC、SMM、金瑞期货等图表12中国碳酸锂消费增长
资料来源：中国有色金属工业协会、SMM、百川盈孚、金瑞期货等
2016-2021年中国碳酸锂需求量整体呈上升趋势，其中在2020年出现小幅度下跌，主要原因是政策补贴减少对新能源汽车的支持，导致对碳酸锂的整体需求放缓。后面由于补贴政策继续落实，近几年碳酸锂需求保持增长，2021年中国碳酸锂需求量为25.64万吨，同比上涨39.35%
4.2碳酸锂需求消费结构
碳酸锂消费结构中，电池的消费占比达到70%多，其中动力电池和消费电池比例均超过30%。动力电池需求占比大、增速快，是全球锂行业下游需求的主要增长动力。其次，紧跟其后的是工业级的碳酸锂，用于陶瓷、玻璃和冶金制品等。
碳酸锂需求中动力电池的最主要来源是新能源汽车。全球新能源汽车销量快速上行，2021年全球新能源汽车销量达到637万辆，同比增长100%，2022年新能源车销量持续超预期。据亿欧智库，预计2025年全球新能源汽车销量达到2580万辆，2021-2025年全球新能源汽车销量CAGR为42%。
消费电池和储能电池是碳酸锂需求的另一增长点，预计消费电子出货量低速增长，2022年消费电池碳酸锂需求为10.69万吨LCE，2025年达到13.68万吨LCE。而2022年储能电池碳酸锂需求量预计为3.14万吨LCE，2025年为18.34万吨LCE，2021-2025储能电池碳酸锂需求量CAGR为77%。
图表13碳酸锂下游消费结构（2021年）
资料来源：USGS、金瑞期货图表14新能源车产量高增速
资料来源：iFinD、金瑞期货
4.3我国碳酸锂进出口贸易
据海关数据，我国碳酸锂2022年全年进口量达13.6万吨，累计进口量同比增长68%，2022年全年出口量为1.04万吨。2022年进口智利的碳酸锂为12.17万吨，占进口总量的89.5%，进口阿根廷的碳酸锂为1.28万吨，占进口总量的9.4%；来自其它地区的碳酸锂不足进口总量的1.2%。
分省份来看，2022年上海碳酸锂进口量最大为8.43万吨，占进口总量的61.9%，其次超过万吨的省份分别为广东、福建，紧随其后的分别为江苏、四川、河南、浙江。
从进口贸易方式来看，2022年碳酸锂一般贸易量最大，为11.73万吨，占进口总量的86.2%，来料加工为0.43万吨，占进口总量的3%，其它主要为海关特殊监管区域物流货物、保税监管场所进出境货物，进口量为1.44万吨，占进口总量的10.6%。
图表15我国2022年进口贸易前两大国
资料来源：中国有色金属协会、SMM、金瑞期货图表16中国2022年进口碳酸锂省份排名
资料来源：中国有色金属协会、SMM、金瑞期货
五、碳酸锂供需关系
全球碳酸锂供需平衡在2022年紧平衡，在2023年预计有所缓解，但仍处于紧平衡，之后的几年供给则供给过剩。而国内碳酸锂供给不足，依赖进口补充，整体供需平衡较紧，造成这种现状的原因在于资源禀赋限制，锂资源品位较低，部分盐田、结晶池等泄漏较严重从而达不到设计产能。
图表17全球碳酸锂供需平衡（单位万吨）
资料来源：中国有色金属协会、SMM、百川盈孚、金瑞期货等图表18中国碳酸锂供需平衡（单位万吨）
资料来源：中国有色金属协会、SMM、百川盈孚、金瑞期货等
六、碳酸锂现货贸易定价
目前国内外锂生产贸易企业的现货贸易定价主要以长协定价模式为主，不过期货和拍卖模式在近几年逐渐兴起。长协价通过考量生产成本及市场价格进行定价，以季度或年为单位根据市场情况进行调整。但长协定价机制存在着许多缺点，如价格形成机制不透明、约束能力较弱、调价机制不灵活、国内外长散单价格不一致等许多问题。而在锂资源价格飞涨的情况下，整体行业采买锂资源的企业数量迅速增加，行业也在寻求贸易定价模式的改革，2021年开始出现了期货定价和拍卖定价模式。
国际锂业巨头一般通过长协贸易影响定价，利用散矿拍卖推高短期价格，同时美国等西方国家率先推出锂期货，抢占锂资源价格的定价权和话语权。
表格3：碳酸锂现货定价方式
数据来源：公开资料、金瑞期货
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