磷矿石价格上行、磷化工有望持续景气

(研报: 东亚前海 李子卓)

1.磷矿——战略资源、地位突出

1.1.概述:磷矿是农业和工业基础原料

地壳表生磷来源于火山喷发。目前地球上的磷元素主要存在于地幔中,地幔中磷的平均丰度值约为7×10-6,而地幔的体积较为庞大,占了地球体积的80%以上。对于我们所能开采的磷矿来说,海底火山喷发对目前地表磷资源的形成起到至关重要的作用,正因远古时期火山的不断喷发,才能将地底所埋藏的磷资源,不断的带到地表中来,最终以磷酸盐形式存在于地表。

地球上磷元素在陆地系统和水生系统中循环。在陆地生态系统中,人类通过对土壤、岩石中存在的磷元素进行提炼、加工,将其转化为日常的磷酸盐产品(通常为磷肥),植物吸收后将磷元素转化为自身营养物质,其自然枯萎凋零后所包含的营养物质也会重新回归大地,自此陆地上的磷元素形成闭环。在水生生态系统中,海底火山爆发为水生系统带来磷元素,此外,经人为施肥以及雨水等条件的诱发,陆地生态系统中的磷元素随着河流湖泊等渠道向大海汇集,海底动植物通过海水对磷元素进行吸收,再经过人为的捕捉、食用、排泄等过程,让水生生态系统中的磷元素重新回归陆地系统的循环。

自然界中磷循环的基本过程

我国磷矿储量中87%为沉积型磷块岩。我国磷矿类型有沉积型、变质型、岩浆岩型、鸟粪型和风化型,其中前3种为主要类型,占总量的99.6%。沉积型磷矿占全国总量的87%,其矿床规模大,矿床品位相对较高,是目前开发利用的主要对象。变质型和岩浆岩型磷矿占14.6%,这两类磷矿床一般规模较小,品位低,但矿石易选,岩浆岩型磷矿还共伴生铁矿、蛭石、石墨等矿产,在目前经济条件下,绝大多数在综合开采利用。鸟粪型及风化型(都属于表生型)的磷矿只占0.4%。

我国主要磷矿类型、分布地区及特点

我国磷矿资源分布集中。集中度方面,我国磷矿主要分布于九个地区,分别为云南滇池地区,贵州开阳、瓮福地区,四川金河、清平、马边地区和湖北宜昌、胡集、保康地区。这些地区所含有的富矿较多,总占有面积达全国的80%,是目前开发和使用的主要地区。

我国磷矿资源品位较低。品位方面,根据刘龙琼在《国际国内磷矿资源开发最优边际品位及其预测研究》一文中的数据,我国的磷矿石平均品位只有可开采储量平均品位为16.86%,是世界上磷矿石平均品位最低的国家。我国磷矿品位低于25%的储量占比超过一半,富矿(≥30%)储量仅占全国储量的9.4%,磷富矿储量集中分布贵州、云南、湖北省份。

国内各品位磷矿石储量及主要分布地区

1.2.工艺:多以露天开采、浮选工艺为主

磷矿的开采方式主要包括露天开采和地下开采两种:

露天开采是指采掘设备在敞露的条件下,以山坡露天或凹陷露天的方式,分阶段向下剥离岩石和采出有用矿物的一种采矿方法,主要流程包括五个部分:穿孔、爆破、装采、运输以及排土。露天开采具有成本低、劳动条件好、工作安全和矿石回收率高等优点,但受天气的影响比较大,存在粉尘等环境污染的可能性。

地下开采是指通过挖掘、爆破等技术深入到地下矿洞来对磷矿资源进行挖掘,主要流程包括开拓、采切和回采。当矿床埋藏在地表以下很深的地方时,采用地下开采方式是较为合理的。地下开采具有减少扬尘问题和避免自然环境影响开采进程等优点,但过程比较繁琐,建设周期较长。

露天开采与地下开采的优劣对比

我国磷矿采用露天开采加地下开采同步进行的方式。对于我国的资源条件来说,我国的磷矿石87%为沉积岩,70%为中低品位胶磷矿,矿物颗粒细,嵌布紧密,有害杂质多,开采难度大,在这样的条件下我国采用露天开采加地下开采同步进行的方式。观之全球其他磷矿生产大国,比如摩洛哥以及美国,这两国的磷矿特点较为明显,二者的磷矿中大多数为沉积层,矿层深度较浅,同时矿产的品位也比较高,因此较为适合露天直接开采。

中国、摩洛哥与美国磷矿特点及开采方式

磷矿的选矿工艺在发展中不断丰富。

传统选矿工艺的适用范围及优缺点

浮选工艺为磷矿选矿中应用最多的技术。浮选工艺分为正浮选工艺、反浮选工艺、正-反浮选工艺、反-正浮选工艺和双反浮选工艺。正浮选工艺适用于嵌布粒度很细的硅质及硅酸盐型磷矿。将磷矿石一次磨细到单体解离,添加S系列抑制剂将脉石矿物抑制,然后添加捕收剂将磷矿物浮出,这种工艺流程简单,杂质分离效率高。反浮选技术适用于高碳酸盐低硅含量磷矿石,是在弱酸介质下抑制磷矿物,然后用选择性强的捕收剂浮出碳酸盐矿物,此工艺流程简单,碳酸盐分离效率高,实现了常温和低温浮选。

正浮选、反浮选工艺流程

正-反、反-正和双反浮选技术主要用于硅-钙(或钙-硅)质磷矿石,其实质是碳酸盐浮选和硅酸盐浮选两种技术的组合,用两步浮选工艺分别排除磷矿石中的碳酸盐和硅酸盐杂质。

三种双浮选工艺流程

1.3.中国:磷矿自给自足、下游主要为肥料

磷与日常生活密切相关,传统磷化工产品主要用于农业领域。从产业链来看,磷化工产业链的上游起始于磷矿石,通过硫酸浸泡、加热等方式可制得中游产品磷酸以及黄磷等。这些产品最终被制成磷酸一铵、磷酸二铵、草甘膦、磷酸铁锂等下游产品,分别应用于农业、工业等领域。其中磷化工产业链最大的下游领域为农业,据百川盈孚数据显示,2021年我国用于制作磷肥(主要为磷酸一铵和磷酸二铵)的磷矿石占比约71%。

磷化工产业链

磷肥以磷矿石为原料,在不同的环节中有不同的去向。磷肥是我国三大基础肥料之一,在整个磷肥产业链中,磷矿资源在不同的环节中有不同的去向。由于选矿、运输等措施部分磷矿资源会损失,只有精选出的磷矿资源才能被用来生产磷肥等下游产品,在此过程中损失的磷矿资源一般存在于矿渣、废水中,难以再利用。当磷矿石进入磷肥企业中,在磷肥加工过程中,部分磷进入产品中,但是由于机械损耗、三废处理会产生一定的资源损失。

中国磷肥生产中磷资源的流动模式图

磷与农业息息相关,土壤中磷含量的高低直接影响到农作物的产量。磷对农作物的生长繁殖有不可取代的作用,绿色植物缺磷时,光合作用将明显受到抑制。土壤中的磷一般不能满足农作物的需要,必须通过施用磷肥来补充。据联合国工业发展组织估计,在上世纪70-80年代的近20年中,世界谷物增加的产量中有40%产量是由于化肥用量增加带来的。

提高粮食斤产途径

磷肥对不同农作物的生产起到促进作用

我国磷矿石自给自足,进出口比例低。2017-2021年我国磷矿石产量在8000-13000万吨/年,进出口量均不超过100万吨,自给率接近99%。磷化工产业链各下游产品中所包含的磷元素主要来自于磷矿石。因此我国具有较为完整的磷矿石产业链。

磷矿石开采受政策严格控制,产量总体下降。由于我国磷矿石长期以来存在着过度开采以及环境污染等问题,近年来政策对磷矿石的管制逐渐趋严,磷矿石产量总体呈下降趋势。根据百川盈孚数据,磷矿石在2021年的产量约为10271.8万吨,虽然较2020年有所增长,但相比2017年水平下降16.6%。

磷矿石供需平衡表

磷酸一铵(MAP)和磷酸二铵(DAP)是传统磷化工主要下游产品,近年来过剩产能得到出清。用于生产MAP以及DAP的磷矿石占比分别约35.5%以及35.0%。近年来随着我国农业政策不断强调减肥增效,我国化肥产品的产量和消费量有了明显的下滑,2021年我国MAP和DAP的产量分别为1242.7万吨以及1354.0万吨,表观消费量分别为864.1万吨以及728.3万吨。与2017年相比产量分别下降了46.3%和23.0%;表观消费量分别下降了57.8%和34.8%。

磷酸一铵/磷酸二铵供需平衡表

磷酸铁锂属于磷酸盐的一种,是目前磷化工产业链中增长最快的下游产品。在“碳中和”政策的推动下,新能源汽车对传统燃油车的替代趋势愈发明显,而受益于新能源汽车产销的高速增长,磷酸铁锂动力电池正在逐步放量。2021年磷酸铁锂产量以及表观消费量分别约为45.16万吨以及45.2万吨,2017年以来CAGR分别约为42.4%以及42.1%,在磷化工产业链主要产品中增长最快。

磷酸铁锂供需平衡表

2.供给:我国产量全球领先、一体化优势明显

2.1.我国储量全球第二、产量全球第一

2021年全球磷矿石储量分布

2021年全球磷矿石产量分布

全球磷矿石产量逐年下降。根据USGS数据,2021年全球磷矿石产量约为22000万吨,相比2020年的21900万吨小幅上涨0.46%,相较2017年的26900万吨下降18.22%,近5年总体呈下降趋势。

2017-2021E全球磷矿石产量情况

2021年全国磷矿石企业产能占比

2021年全国磷矿石省份产量占比

国内磷矿石产量总体呈下降趋势,2021年有所增长。

2017-2022年5月磷矿石产量变化

2.2.产业链布局一体化、矿产优势凸显

磷化工企业布局产业链一体化,磷矿以自供为主。随着磷化工企业产业链延伸,对自有磷矿石的需求逐步攀升。具备磷矿石生产能力的企业中,仅云天化川恒股份兴发集团部分磷矿石用于外销,其他企业均为自用。2021年7月云天化集团宣布不再对外出售磷矿石,外销占比进一步减少;川恒股份控股子公司福麟矿业开采出的磷矿石主要用于满足日常生产,其余部分根据市场价格对外销售。企业惜售,磷矿石供给偏紧,主矿区企业优势进一步凸显。

2021年主要磷化工企业磷矿石外销情况

产业链一体化下,磷化工企业纷纷布局上游磷矿。国内磷化工企业远期磷矿石扩产规模达2220万吨/年。其中,兴发集团200万吨/年产能预计年内投产,川恒股份川发龙蟒司尔特云图控股新洋丰湖北宜化等多家企业规划产能预计于1-3年内陆续建成。磷化工企业积极布局磷矿生产,以减少原材料价格波动对生产成本的影响,丰富磷化工产品结构,增强公司抗风险能力。

2022年上市公司现有/在建磷矿产能

2.3.环保等政策趋严、开采新增难度提升

受国家环保限采及长江保护治理等政策影响,磷矿开采行业落后产能持续退出,限制了磷矿产量的增长。2022年4月,工业和信息化部等六部门联合印发《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》,指出严控炼油、磷铵、电石、黄磷等行业新增产能,加快低效落后产能退出;多措并举推进磷石膏减量化、资源化、无害化,稳妥推进磷化工“以渣定产”。国内湖北、贵州、云南、四川等主要磷矿产区近年也陆续出台磷矿石限产相关政策,随着磷矿石各主要产区企业限产减产,新的磷矿开采审批制度日趋严格,磷矿石供给趋紧。

部分地区磷矿开采上限逐年下调。

2017-2020年宜昌市全年磷矿开采计划总量

政策推动下,我国部分省份磷矿石明显减产。

3.需求:农业景气上行、新能源提供增量

3.1.农业景气上行带动磷矿石需求

3.1.1.农产品价格上涨、种植面积增长

磷化工产业链最主要下游为农业。根据百川盈孚数据,2021年用于制作磷复合肥的磷矿石占比约71%,黄磷和磷酸盐占比分别为7%和6%。目前主要磷肥产品包括,磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸二氢钙、重过磷酸钙等。

2021年我国磷矿石下游消费结构

农产品价格上涨,对磷矿石需求起到支撑作用。

我国主要农产品价格走势

耕地面积上涨,磷肥需求增加,带动磷矿石需求增长。

2010-2021年全国总播种面积及增速

2010-2021年全国小麦播种面积及增速

2010-2021年全国玉米播种面积及增速

2010-2020年全国大豆播种面积及增速

另外,全球农产品价格上涨有望对磷肥需求起到支撑作用。

2022年以来海外农产品价格大幅上涨

3.1.2.磷肥价格持续上涨、行业景气上行

国内磷酸一铵产能逐步出清,磷酸二铵产能利用率逐步提升。

2017-2021年磷酸一铵产能情况

2017-2021年磷酸二铵产能情况

2017-2021年磷酸一铵开工率情况

2017-2021年磷酸二铵开工率情况

2021年我国磷铵出口量大幅上涨

磷铵价格上涨带动行业景气向好

磷铵库存目前仍处低位水平。目前国内磷酸一铵和磷酸二铵库存处于低位,显著低于往年同期水平,且继续呈现下行态势。截至2022年6月17日,磷酸一铵周库存量为5.2万吨,较2021年初的16.1万吨下降67.70%,较2020、2019年同期的15.5万吨、21.4万吨分别下降65.79%、75.70%;磷酸二铵周库存量为3.4万吨,较2021年初的8.35万吨下降59.28%,较2020、2019年同期的19.3万吨、16.8万吨分别下降82.38%、79.76%,降势显著,反映了行业需求强劲。

3.2.新能源打开需求增长新空间

新能源锂电池的组成材料中含有丰富的磷元素

磷酸铁锂装车量和产量的提高,带动磷矿石需求提升。

2020-2022年磷酸铁锂装车量

2020-2022年磷酸铁锂电池产量

磷酸铁、磷酸铁锂价格上涨,对磷矿石的需求到支撑作用

磷酸铁锂库存处于低位,供给紧缺。

2019-2022磷酸铁锂周度库存

4.趋势:价格持续上涨、出口政策受限

4.1.供需错配下,全球磷矿石价格高涨

磷矿石海外价格创历史新高

2021年3月以来,国内磷矿石价格持续上涨

4.2.受政策限制,磷矿石出口价格上行

我国磷矿石主要出口到韩国、新西兰、日本等国

我国省内贵州出口量最高。贵州、湖北、福建为我国磷矿石主要出口省份,其中贵州出口量最高。2021年贵州、湖北、福建省分别出口磷矿石29.8万吨、5.1万吨、2.6万吨,分别占比79.54%、13.61%、6.86%。截至2022年5月贵州省累计出口磷矿石13.21万吨,较去年同期17.02万吨下降22.37%。

2021年各省份磷矿石出口占比

磷矿石是重要的不可再生资源,我国陆续出台相关政策加强对磷矿出口的限制。

国际市场磷矿价格高于国内,国内出口量上涨。目前国内市场与国际市场价格具有一定差距,根据百川盈孚数据,当前国内市场价格30%品位均价为920-1100元/吨,国际市场价格折合人民币为1500元/吨,加上运费,高品位磷矿石价格甚至可达2000元/吨左右。国内外的价格差距较大,促使国内磷矿企业倾向加大出口。2022年5月,磷矿石出口数量达9.79万吨,环比上涨143.78%,较1月的2.80万吨上涨249.06%。磷矿石出口价格持续上涨。受国际出口需求增长和较大的国内外价差影响,2022年以来,磷矿石出口价格持续上涨。根据百川盈孚数据,2022年5月,我国磷矿石出口平均价格为186.48美元/吨,环比上涨24.64%,同比上涨66.70%,较年初142.24美元/吨上涨31.10%。

2020-2022年5月磷矿石出口价格上涨

2020-2022年5月我国磷矿石出口情况

5.重点公司分析

5.1.湖北宜化

湖北宜化深耕化肥和氯碱化工行业。目前公司控股子公司江家墩矿业具备年产30万吨磷矿石的产能。

公司主营业务包括化肥和氯碱化工两项业务。其中,化肥主要产品为尿素、磷酸二铵;氯碱化工主要产品为聚氯乙烯。公司拥有156万吨/年尿素产能、126万吨/年磷酸二铵产能和84万吨/年聚氯乙烯产能。2021年两项业务盈利能力均有大幅提升,其中尿素、磷酸二铵和聚氯乙烯毛利率分别为34.91%、28.45%和18.85%,较2020年水平分别提高20.14pct、19.19pct和9.89pct。

2017-2021湖北宜化主营业务收入占比

2017-2021湖北宜化主营业务毛利率

2022Q1湖北宜化归母净利润同比增长200.65%。公司于2022年4月26日发布2022年一季度报告。2022Q1年公司实现营业收入55.24亿元,同比增长55.10%;利润总额8.18亿元,同比增长219.62%;归属于上市公司股东的净利润6.38亿元,同比增长200.65%。

2018-2022Q1湖北宜化营业收入

2018-2022Q1湖北宜化归母净利润

5.2.云天化

云天化具备完备的磷化工产业链。公司现有原矿生产能力1,450万吨,擦洗选矿生产能力618万吨,浮选生产能力750万吨,是我国最大的磷矿采选企业之一。2021年公司共生产磷矿石1,239万吨,外销280万吨,其余均为自用。公司化肥总产能约883万吨/年,其中磷肥产能为555万吨/年、复合(混)肥产能128万吨/年、尿素产能200万吨/年。此外,公司积极布局精细化工产业集群战略,加快推进产业转型升级。

公司主营业务毛利率维持较高增长。公司主营业务包括肥料及现代农业、磷矿采选、精细化工、商贸物流。虽然大宗原料价格上升,但公司依托矿化一体、合成氨自给率较高优势,生产成本相对可控,公司自制产品销售毛利增加。肥料方面,公司磷酸一铵、尿素毛利率继续呈现增长趋势,2021年毛利率分别达到36.51%、39.16%,同比增长2.73pct、3.85pct,磷酸二铵受限价影响,毛利率下降2.59pct至27.66%;精细化工方面,饲料级磷酸钙盐、聚甲醛、黄磷等盈利能力继续走强,2021年毛利率分别达25.21%、45.00%、44.72%,同比增长7.39pct、14.97pct、28.84pct。

2017-2021云天化主营业务收入占比

2017-2021云天化主营业务毛利率

2022Q1年云天化归母净利润同比增长186.15%。公司于2022年4月15日发布业绩公告。2022Q1年公司实现营业收入149.62亿元,同比增长13.28%;利润总额23.27亿元,同比增长189.04%;归属于上市公司股东的净利润16.46亿元,同比增长186.15%。

2018-2022Q1云天化营业收入

2018-2022Q1云天化归母净利润

5.3.兴发集团

兴发集团磷矿资源储量及产能居行业前列。作为国内磷化工行业龙头企业,始终专注精细磷化工发展主线,不断完善上下游一体化产业链条。截至目前,公司拥有采矿权的磷矿资源储量约4.29亿吨,磷矿石产能规模415万吨/年,在建后坪磷矿200万吨/年采矿工程项目,计划2022年下半年建成投产。2021年公司共生产磷矿石327万吨,外销250万吨,其余均为自用。

公司主营产品盈利能力持续增强。公司主营产品包括磷矿石、黄磷及精细磷酸盐、磷肥、草甘膦、有机硅、二甲基亚砜及湿电子化学品等。2021年公司主营产品中草甘膦、黄磷及下游产品及其他、磷矿石、磷肥以及有机硅产品毛利率均实现较大增长,分别达到39.83%、39.34%、55.02%、16.11%、34.33%,同比增长23.20pct、23.48pct、11.57pct、12.68pct、8.29pct。此前公司主营结构中贸易板块占比较高但毛利率偏低,为优化业务结构,2021年贸易板块占比明显下滑,毛利率为3.50%,同比增长2.05pct。

2017-2021兴发集团主营业务收入占比

2017-2021兴发集团主营业务毛利率

2022Q1兴发集团归母净利润同比增长384.64%。公司于2022年4月29日发布2022年一季度报告,2022Q1公司实现营业收入85.75亿元,同比增长90.65%;利润总额25.91亿元,同比增长466.13%;归属于上市公司股东的净利润17.20亿元,同比增长384.64%。2022年以来化工行业总体延续了2021年以来的景气周期,公司主营产品草甘膦、黄磷、磷肥、二甲基亚砜等毛利率继续维持高位运行。公司在严守安全环保底线的前提下,积极抓住有利市场行情,科学组织生产经营,充分发挥“矿电化一体”、“磷硅盐协同”及“矿肥化结合”产业链优势,取得了良好的经营业绩。

2018-2022Q1兴发集团营业收入

2018-2022Q1兴发集团归母净利润

$湖北宜化(SZ000422)$ $云天化(SH600096)$ $兴发集团(SH600141)$ 

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