碳中和衍生有色行业“加减”投资机会

1、正文目录TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _TOC_250012 一、铝是有色减排重点，关注碳中和“加减”投资机会 6 HYPERLINK l _TOC_250011 中国碳减排关乎全球减排全局，力度和决心大 6 HYPERLINK l _TOC_250010 有色碳排放主要来自间接排放，电解铝是“牛鼻子” 9 HYPERLINK l _TOC_250009 碳中和背景下，有色“加减”投资机会 10 HYPERLINK l _TOC_250008 二、减法机会：碳中和下水电铝受益，再生铝前景看好 11 HYPERLINK l _TOC_250007 产能总量受控，盈利向电

2、解环节倾斜 11 HYPERLINK l _TOC_250006 提升绿色能源占比是重要途径，电解铝产能向水电丰富西南地区转移 13 HYPERLINK l _TOC_250005 再生铝能耗低，未来发展前景广阔 16 HYPERLINK l _TOC_250004 三、加法机会：铜及能源金属受益新能源汽车快速发展 18 HYPERLINK l _TOC_250003 能源金属锂钴镍及工业金属铜受益锂离子电池新能源汽车发展 18 HYPERLINK l _TOC_250002 燃料电池汽车前景广阔，未来铂的需求有望增加 22 HYPERLINK l _TOC_250001 四、投资建议 25

3、HYPERLINK l _TOC_250000 五、风险提示 25 图表目录图表 1哥本哈根协议与巴黎协定各国的节能减排目标 6图表 2全球碳排放量增速有所放缓 7图表 3中国是全球第一大碳排放国（ 2019 年） 7图表 4中国碳排放量仍有增长 7图表 5全球除中国外碳排放量 7图表 6中国单位 GDP 碳排放量持续下降（吨二氧化碳/万元） 8图表 7中国碳减排政策梳理 8图表 8中国有色行业直接碳排放（万吨） 9图表 9有色行业直接碳排放的占比较低 9图表 10中国碳排放的行业分布（ 2017 年） 9图表 11煤炭在中国一次能源碳排放的占比高达 79% 9图表 12中国有色行业用电量（亿

4、吨） 10图表 13铝冶炼在我国有色电力消耗占比高 10图表 14主要工业金属电力单耗情况 10图表 15我国碳中和实现路径及投资机会 11图表 16供给侧改革后，电解铝产能得以控制（万吨） 11图表 17电解铝的开工率维持高位（%） 11图表 18我国电解铝产量增速放缓 12图表 19我国氧化铝开工率较为低迷 12图表 20近年来，氧化铝的价格走势低迷（元/吨） 13图表 21原材料铝土矿价格相对稳定（元/吨） 13图表 222021 年中国新增氧化铝产能（万吨） 13图表 232019 年我国电解铝运行产能能源结构 14图表 24电解铝主产省份自备电厂比率（ 2019 年） 14图表 25

5、2020 年新增电解铝产能分布 15图表 26西南地区约占我国水电产量的 63%（2020 年） 15图表 27云南河流众多，水能资源丰富 15图表 282017 年供给侧改革后，电解铝生产加速向西南地区转移 16图表 29再生铝生产工艺 16图表 30我国再生铝在铝产量占比低于世界平均水平 17图表 31我国再生铝产量（万吨） 17图表 32中国新能源汽车销量（万辆） 18图表 33全球新能源汽车的销量（辆） 18图表 34锂离子电池单位电量成本不断下降（美元/kWh） 18图表 35锂离子电池相关能源金属产业链 19图表 36主要锂电池正极的性能比较 19图表 37近年来，三元动力电池装机

6、份额提升 19图表 38主要动力电池金属用量（kg/kWh） 20图表 39未来中国及全球锂的需求较快增长(万吨) 20图表 40未来中国及全球钴的需求快速增长 20图表 41未来中国及全球镍的需求持续增长（万吨） 21图表 42新能源汽车单车铜用量远高于传统燃油车（公斤/辆） 21图表 43充电桩铜单位用量（公斤/台） 22图表 44全球及中国新能源汽车铜需求预测（万吨） 22图表 45燃料电池工作原理示意图 23图表 46燃料电池汽车结构示意图 23图表 47燃料电池成本构成 23图表 48全球铂的消费（吨） 24图表 49全球铂消费下游构成 24图表 50全球燃料电池汽车的销量（辆） 2

7、4图表 51中国燃料电池汽车的销量（辆） 24图表 52全球铂需求持续增加（吨） 25图表 53燃料电池推动汽车领域铂消费占比提升 25一、 铝是有色减排重点，关注碳中和“加减”投资机会中国碳减排关乎全球减排全局，力度和决心大碳排放一般是指以 CO2 为主的温室气体的排放，它会使全球气温上升，破坏地球的生态环境，是关乎全人类生存发展的重大议题。早在 1988 年 11 月，世界气象组织（WMO）和联合国环境署（UNEP）共同成立了政府间气候变化专业委员会（IPCC），开展全球气候变化的科学评估活动；1990 年 12 月，第 45 届联合国大会决定制定联合国气候变化框架公约（简称公约），并于

8、1992 年 5 月 9 日通过，规定了发达国家与发展中国家的温室气体排放水平，以及他们为应对气候变化所承担的义务；此后在公约基础上，缔约国先后通过了京都议定书、哥本哈根协议，并在 2015 年 12 月通过巴黎协定。巴黎协定重申了 2的全球温升控制目标，提出要努力实现 1.5的目标，在本世纪下半叶实现温室气体人为排放与清除之间的平衡，同时形成了以“国家自主贡献（NDC）+每五年一次全球集体盘点”为核心的全球气候治理新机制。图表1 哥本哈根协议与巴黎协定各国的节能减排目标国别哥本哈根气候大会NDCs 目标NDCs 更新目标中国中国宣布 2020 年减排目标，单位 GDP 碳排放下降 40-45

9、%二氧化碳排放 2030 年左右达到峰值并争取尽早达峰；单位国内生产总值二氧化碳排放比 2005 年下降 60%65%，非化石能源占一次能源消费比重达到 20%左右，森林蓄积量比 2005 年增加 45 亿立方米左右。美国2020 年温室气体比2005 年减排 17%主张自主减排在 2025 年实现温室气体排放量比 2005 年减少26%-28%的经济目标，并尽最大努力减少 28%的排放量。欧盟比 1990 年减排 20%强调共同减排到 2030 年国内温室气体排放量比 1990 年至少减少40%的约束性目标。到2050 年实现欧盟气候中立的目标日本2020 年日本温室气体排放量减少 25%到

10、 2030 减少 26.0%（与 2005 年相比),2030 年排放量约为 10.42 亿吨 CO2 当量。日本将努力在2050 年前实现“脱碳社会”印度2020 年排放比 2005 年少 24%到2030 年将其国内生产总值的排放强度从2005 年的水平降低 33%至 35%。到2030 年，通过增加森林和树木覆盖，增加 25 至 30 亿吨二氧化碳当量的碳汇。德国2020 年温室气体的排放量比 1990 年减少40%同欧盟标准同欧盟标准俄罗斯完全有实力达减排40%目标到 2030 年温室气体排放量比 1990 年减少 70%。澳大利亚2020 年温室气体排放削减 25%到 2030 年将

11、温室气体排放量比 2005 年减少 26%至28%。同前巴西排放量在预期基础上减少 36.1%至 38.9%在 2025 年将温室气体排放量比 2005 年减少 37%。2025 年将其温室气体排放量比2005 年减少37%。在2030年比 2005 年减少 43%的排放量，2060 年实现气候中立。非洲寻求 650 亿美元环境赔偿岛国联盟呼吁发达国家提高减排至 45%资料来源：各国政策，在世界各国共同努力下，全球碳排放控制取得了积极成效，碳排放增速有所放缓，其中发达国家已经陆续实现了达碳峰，如欧洲的英国、法国、德国在上世纪 70 年代已经实现碳达峰，美国和日本也分别于 2007 年和2013

12、 年实现碳达峰。尽管中国单位GDP 碳排放已经大幅下降，但由于经济仍处于增长期，中国碳排放总体仍在增长。根据 BP（英国石油公司）数据，2019 年中国碳排放达到 98 亿吨，约占全球碳排放总量的 29%，是全球第一大碳排放国，也是全球碳排放增长的重要来源。可见，中国碳中和关乎全球碳排放控制的全局。图表2 全球碳排放量增速有所放缓图表3 中国是全球第一大碳排放国（2019 年）400350300250200150100500碳排放量（左轴，亿吨）YOY（右轴）6.0%5.0%4.0%3.0%2.0%1.0%0.0%-1.0%-2.0%200020012002200320042005200620

13、07200820092010201120122013201420152016201720182019-3.0%日本, 3.3%其他, 41.7%俄罗斯, 4.5%中国, 28.8%美国, 14.5%印度,7.3%资料来源: BP，资料来源: BP，图表4 中国碳排放量仍有增长图表5 全球除中国外碳排放量120100806040200碳排放量（左轴，亿吨）YOY（右轴）20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%20002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019-5.0%3002502

14、00150100500碳排放量（左轴，亿吨）YOY(右轴）5.0%4.0%3.0%2.0%1.0%0.0%-1.0%-2.0%-3.0%-4.0%20002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019-5.0%资料来源: BP，资料来源: BP，2016.3.17“十三五”规划：单位国内生产总值能耗降低15，单位国内生产总值CO2排放降低182020.12.31生态环境部审议通过碳排放权交易管理办法（试行），2021.2.1正式实施2020.12.11中央经济工作会议：要抓紧制定2030年

15、前碳排放达峰行动方案2021.1.11生态环境部印发关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护相关工作的指导意见2011.10.29国家发改委发布碳排放权交易试点工作通知，启动了7个国内碳排放权交易试点。2021.2.22国务院印发关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见图表6 中国单位GDP 碳排放量持续下降（吨二氧化碳/万元）7.06.05.04.03.02.01.0200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820190.0资料来源: BP， Wind，中国政府高度重视碳排放

16、控制，2015 年发布了中美气候变化联合声明，宣布中国计划 2030 年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰，并计划到 2030 年非化石能源占一次能源消费比重提高到 20%左右。此后中国出台一系列政策，力促达成碳排放目标，2020 年 9 月 22 日，国家主席习近平在联合国大会上首次表示中国二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，争取在 2060 年前实现碳中和；在 2021 年“两会”政府报告提出，2021 年要制定 2030 年前碳排放达峰行动方案。这显示了中国实现减排目标和承诺的大国担当，碳排放控制将对有色在内各行业产生深远的影响。2006-2010“十一五”规划：单位国内生

17、产总值能耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%”2006.4.13国家发改委在9个重点耗能行业开展了“千家企业节能减排行动”2011.3.16“十二五”规划：单位国内生产总值能耗降低16，单位国内生产总值CO2排放降低17图表7 中国碳减排政策梳理010203040506070809101998.1.1中华人民共和国节约能源法颁布资料来源: 政府文件，有色碳排放主要来自间接排放，电解铝是“牛鼻子”有色金属行业碳排放包括有色金属矿采选和有色金属冶炼及压延两个子领域，其中有色金属冶炼及压延占据主导地位，占有色碳排放总量的占比超 90%。有色行业直接碳排放较少，2017年排放总量约 6380

18、 万吨，在全国碳排放的占比约为 0.7%，且从 2008 年开始有色直接的碳排放已经达峰，之后缓步下行。从间接碳排放角度看，有色位列四大高耗能行业，生产过程需要大量电力，而我国电力以煤炭为主，因此，有色间接碳排放远高于直接碳排放。图表8 中国有色行业直接碳排放（万吨）图表9 有色行业直接碳排放的占比较低800070006000500040003000200010002000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620170有色金属矿采选有色金属冶炼及压延1.2%1.0%0.8%0.6%0.4%0.2%200

19、0200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620170.0% 资料来源: Wind， 资料来源: Wind 图表10 中国碳排放的行业分布（2017 年）图表11 煤炭在中国一次能源碳排放的占比高达79%其他,17.4%非金属矿,12.5%电力蒸汽和热水, 44.4%黑色金属冶炼及压延,气, 5.1%油, 15.5%煤, 79.4%运输、仓 储、邮电服务, 7.8%18.0%资料来源: Wind，资料来源: EIA，有色金属位列四大高耗能行业（有色、钢铁、化工和建材成为高耗能行业），用电量大，2020年用电量

20、 6797 亿千瓦时，占全社会用电的 9%。由于我国是有色金属冶炼大国，我国有色金属行业用电主要在冶炼子行业，占有色金属行业用电的比重超过 90%。分产品看，原铝生产电解环节电单耗大（冶炼 1 吨电解铝需耗电 1.35 万度电），是高耗能行业，产量又居于工业金属之首，因此，铝冶炼是中国有色冶炼中消耗电力的主体，2020 年用电量达到 5052亿千瓦时，在有色金属冶炼及压延子行业和有色行业 2020 年耗电量的比重分别高达 74%和 78%。按照火电碳排放强度 841 克/千瓦时，86%铝冶炼采用火电现状测算，2020 年我国电解铝冶炼的碳排放约 3.7 亿吨。如把冶炼电解环节阳极消耗相关间接的

21、碳排放（强度为 1.8 吨二氧化碳/吨铝）考虑在内，则 2020 年我国电解铝间接碳排放约 4.4 亿吨，在我国碳排放占比约为 4%。综上，我们可以看出，有色金属行业碳排放主要造成来自电力使量带来的间接碳排放，其中高能耗的电解铝产品又是有色金属间接碳排放的主体，是有色碳排放控制的“牛鼻子”。从某种意义上说，有色碳排放控制实际上是电解铝的碳排放控制。图表12 中国有色行业用电量（亿吨）图表13 铝冶炼在我国有色电力消耗占比高6000500040003000200010000铝冶炼用电（左轴，亿度）在有色用电占比（右轴）2016201720182019202080%70%60%50%40%30%2

22、0%10%0%资料来源: Wind，资料来源: Wind，图表14 主要工业金属电力单耗情况品种电单耗（千瓦时/吨）铝 13500锌 3500铜 1050铅 1400资料来源：碳中和背景下，有色“加减”投资机会除了上述有色行业减排（我们称之“减法”）外，我们认为有色的碳中和投资机会还存在于其他行业减排对有色金属需求带来的机遇（我们称之为“加法”）。目前其他行业碳减排对有色有正面影响的主要是碳排放问题比较突出的交通运输领域，特别是新能源汽车带来的有色需求增加的机遇，主要的品种是和新能源汽车电池相关的金属投资机会。图表15 我国碳中和实现路径及投资机会资料来源：二、 减法机会：碳中和下水电铝受益，

23、再生铝前景看好我国政府高度重视高耗能电解铝减排，明确电解铝产能实施减量和等量置换政策。2017 年国家有关部委专门针对电解铝开展了清理整顿电解铝行业违法违规项目专项行动，并开展燃煤自备电厂规范建设及运行专项监督，促进电解铝行业格局中长期向好。产能总量受控，盈利向电解环节倾斜2017 年电解铝供给侧改革后，我国电解铝产能尤其是未经核准的非法产能无序增长得以控制。根据咨询机构阿拉丁数据，我国电解铝总产能由 2017 年的 4357 万吨降低到 2018 年的 3986 万吨。随后的产能增长主要来自原有合规产能转移和置换，到 2020 年我国电解铝产能仅小幅增长至 4256 万吨。预计中长期看，产能

24、置换完毕后，我国电解铝产能上限约为 4500 万吨。由于产能受控，2018年以来，我国电解铝行业开工率维持在 85%以上较高水平。图表16 供给侧改革后，电解铝产能得以控制（万吨）图表17 电解铝的开工率维持高位（%）5000450040003500300025002000150010005000ALD:电解铝:在产产能ALD:电解铝:总产能 9694929088868482807876 资料来源: Wind，阿拉丁资料来源: Wind，阿拉丁图表18 我国电解铝产量增速放缓40003500300025002000150010005000产量(左轴，万吨）YOY（右轴）201120122013

25、201420152016201720182019202014%12%10%8%6%4%2%0%-2%资料来源：Wind，反观电解铝的原材料氧化铝因其碳排放问题并不突出，受政策的制约较少，产能增长较快， 2020 年已达 8812 万吨，按照 1 吨电解铝消耗 2 吨氧化铝测算，可满足 4400 万吨电解铝生产需求，大于目前我国电解铝对氧化铝需求，氧化铝的价格也持续低迷。且未来氧化铝的产能将继续增长，根据百川资讯，2021 年中国仍有 840 万吨氧化铝产能投放，同比增长约 10%。在电解铝产能受限背景下，我国氧化铝产能过剩基本成为定局。在碳中和背景下，我国电解铝供给侧改革的成果将有望巩固。现有

26、电解铝在产产能面临各地政府在碳减排压力下，控制电力供给，从而影响开工率的风险。而氧化铝产能过剩格局难以改变，处于碳中和核心的电解生产环节在产业链的地位将大幅提升，电解铝行业利润或持续向电解环节倾斜。图表19 我国氧化铝开工率较为低迷100009000800070006000500040003000200010000氧化铝在产产能(左轴，万吨）氧化铝总产能（左轴，万吨）开工率（右轴）95%90%85%80%75%70%资料来源：Wind，图表20 近年来，氧化铝的价格走势低迷（元/吨）图表21 原材料铝土矿价格相对稳定（元/吨）平均价:氧化铝:一级:山东平均价:氧化铝:一级:山东价格:铝土矿:A

27、l/Si7:贵阳40003500300025002000150010005000400价格:铝土矿:Al/Si7:贵阳350300250200150100500资料来源: Wind资料来源: Wind图表22 2021 年中国新增氧化铝产能（万吨）公司名称省份2021 年新增产能（万吨）山东鲁北海生生物有限公司山东 100山东鲁渝博创铝业有限公司山东80靖西天桂铝业有限公司广西170广西龙州新翔生态铝业有限公司广西100贵州广铝氧化铝有限公司贵州30重庆市九龙万博新材料科技有限公司重庆360合计840资料来源：百川资讯，提升绿色能源占比是重要途径，电解铝产能向水电丰富西南地区转移目前我国电解铝

28、生产所需的电力以火电为主，根据安泰科数据，火电在我国电解铝电力消耗量占比为 86%，绿色能源中水电份额仅约 10%，其他绿色能源风电、核电和太阳能合计占比仅约 4%。由于火力发电以煤炭为燃料，产生大量碳排放，造成电解铝间接排放。为此，除了产能总量控制，提升绿色能源在电解铝电力消耗量比重是电解铝碳减排的重要途径。图表23 2019 年我国电解铝运行产能能源结构风电, 2%太阳能,1%水电,10%火电-网电,21%火电-自备,65%核电, 1%资料来源：安泰科，CNKI政策发力，消耗火电电解铝产能受抑制。传统电解铝大省生产所需的电力以火电为主，且多配套自备电厂，具备一定成本优势，主要分布在西北、山

29、东、河南等地。由于自备电厂正在推进过网费、可再生能源电价附加费征收，自备电厂成本优势削弱，供给侧改革后山东、河南自备电厂比率较高的电解铝生产已经出现向省外转移的趋势，2017 年之后产量逐年减少。西北地区内蒙古拥有自备电厂比率较高且享受煤炭区位优势，成本仍具竞争力，成为供给侧改革后，电解铝产能转移的目的地之一。2021 年内蒙古出台政策，不再审批电解铝新增产能项目，如有必要，须在自治区内实施产能和能耗减量置换，未来将使得电解铝产能向具煤炭资源优势的西北地区转移趋势受阻。图表24 电解铝主产省份自备电厂比率（2019 年）90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%新疆山东内蒙古河

30、南宁夏甘肃广西资料来源：华经情报网我国西南水电资源丰富，未来受益电解铝产能再分布。我国水力资源丰富，技术可开发装机容量约为 6.87 亿千瓦，位居世界第一，截至 2020 年底，水电装机容量约 3.7 亿千瓦。从区域分布看，我国水能资源主要分布在包括四川、云南、贵州、广西、重庆、西藏西南六省，其约占全国可开发水能总量的 70%，也是我国水力发电的主要区域，约占 2020 年中国水电发电量的63%。由于我国电力消费市场主要在东部，西南水电需跨区域消纳。其中云南水电消纳问题尤为突出，2020年底，云南省全口径发电装机容量 1.03 亿千瓦，超出省内消费量，可满足超 600 万吨电解铝的用电需求，也

31、为承接耗电量较大电解铝产能转移创造了条件。近年来，我国电解铝产能持续向水电资源丰富西南地区转移，西南地区电解铝产量份额不断上升，其中云南和广西提升较为明显，前者在全国电解铝产量的份额有 2017 年的 4.2%提高到 2020 年的 7.4%；而后者在全国电解铝产量的份额由 2017 年的 2.5%提高到 2020 年 6.1%。我们认为在碳中和背景下，未来我国电解铝向水电资源丰富的西南地区转移将持续，西南地区在我国电解铝产业的地位将有较大提升。图表25 2020 年新增电解铝产能分布图表26 西南地区约占我国水电产量的 63%（ 2020 年）山西, 4%四川,8%四川,内蒙古, 16%其他

32、,36.9%27.6%贵州, 3%广西, 8%云南, 61%西藏, 0.5%重庆, 1.8%广西, 4.6%贵州, 5.9%云南,22.8%资料来源: 华经情报网资料来源: Wind图表27 云南河流众多，水能资源丰富资料来源：搜狐网图表28 2017 年供给侧改革后，电解铝生产加速向西南地区转移100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%河北福建浙江湖北湖南重庆辽宁陕西四川广西山西贵州宁夏云南青海甘肃内蒙古河南新疆山东201220132014201520162017201820192020 资料来源：Wind，再生铝能耗低，未来发展前景广阔根据原料不同，铝可分为原生铝和

33、再生铝，其中原生铝是以铝土矿为原料，经过氧化铝、电解和铸锭等生产工艺生产的高纯度的铝。由于电解环节耗电量大，原铝又被称为电解铝；而再生铝是以可循环利用的废铝和铝合金为原料，经过集约化收集、熔炼、加工等工艺得到的铝金属和合金。再生铝的原材料包括新废料和旧废料，其中新废料是铝合金在各种深加工过程中产生的可以直接回炉重熔，生产特定牌号铝合金产品的废料；旧废料是各类铝合金产品使用期结束和报废后产生废料。图表29 再生铝生产工艺资料来源：CNKI再生铝有流程短、能耗低等优点，具有良好的生态及社会效益。和生产等量的电解铝相比，生产 1吨再生铝的能耗仅为电解铝能耗的 3%5%，并可减少 0.8 吨二氧化碳排

34、放，节省 10 吨以上的水，在铝行业碳减排发挥重要作用。再生铝也是我国鼓励发展的领域，在我国实现了长足的发展，2019 年产量达到 725 万吨，是 2010年规模的 1.8 倍。但和世界先进国家相比，我国再生铝仍有较大发展空间。目前再生铝在我国铝生产比重约为 18%，远低于日本、美国和德国为代表的发达国家，也低于世界平均水平的 21%。根据测算，全球可回收的铝制品资源总量达 4.13 亿吨，其中中国为 6500 万t，再生铝发展潜力较大。预计随着我国 2000 年以来消费铝产品陆续进入报废期以及对再生铝在碳减排的重要作用重视，我国再生铝规模将较快增长，2025 和 2030 年的产量将分别超

35、过 1000 万吨和 1700 万吨，成为铝供给增长的重要来源。图表30 我国再生铝在铝产量占比低于世界平均水平80%70%60%50%40%30%20%10%0%日本美国德国全球平均中国资料来源：CNKI图表31 我国再生铝产量（万吨）180016001400120010008006004002002002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192025E2030E0资料来源：CNKI三、 加法机会：铜及能源金属受益新能源汽车快速发展交通运输是我国第四大碳排放行业，在我国碳排放占比约 8%，也是碳

36、排放的重点行业之一。为减少碳排放，世界各国出台相关政策鼓励现有燃油车向新能源汽车转变，部分国家如英国、德国、法国、荷兰、印度提出了燃油汽车禁售时间表，丰田、大众、沃尔沃等汽车巨头纷纷宣布将进入全电动化时代。全球及中国新能源汽车进入黄金发展期，相关的金属产品将从中受益。图表32 中国新能源汽车销量（万辆）图表33 全球新能源汽车的销量（辆）1601401201008060402002014201520162017201820192020资料来源: Wind，资料来源: EV VOLUES目前主流的新能源汽车为锂电池新能源汽车，未来更环保高效的氢燃料电池汽车业有望异军突起。能源金属锂钴镍及工业金属

37、铜受益锂离子电池新能源汽车发展新能源汽车快速发展，锂电池能源金属增长空间大锂离子电池发展基础好，技术进步较快，性价比持续提升，是目前主流新能源汽车动力电池。锂离子电池正极所需的锂、钴、镍三种金属通常被称为“能源金属”。图表34 锂离子电池单位电量成本不断下降（美元/kWh）14001200100080060040020002010201120122013201420152016201720182019资料来源：BloombergNEF图表35 锂离子电池相关能源金属产业链资料来源：按照正极材料分，动力锂电池的正极材料包括磷酸铁锂、三元材料和锂硫电池，其中锂硫电池技术尚不成熟；磷酸铁锂容量较低，

38、但经过结构改变后的“刀片电池”，尽管仍存在低温启动性能差、体积较大的短板，但续航里程大幅提高，未来在动力电池将占有一席之地；和磷酸铁锂不同，三元正极锂电池添加了钴和镍，尽管安全性不如磷酸铁锂，但电池容量有较大提升，未来发展前景看好。近年来，三元动力电池在我国动力电池占比不断提升，2020 年为 63%，占据主导地位。图表36 主要锂电池正极的性能比较项目LCO(钴酸锂)LMO(锰酸锂)NMC（镍钴锰三元）NCA(镍钴铝三元)LFP(磷酸铁锂)重量比容量（mAh.g-1）140160100120160190160190130140理论重量比容量电压（伏特）3.63.84.13.83.3压实密度（

39、g.cm-1）3.84.02.83.23.53.83.53.82.22.4循环特性/次500300150020001500200020003000安全性差好较好较差优高温性能优差优优优低温性能优优优优差成本高较高较高较低较低（mAh.g-1）274170278 170原料来源钴较紧缺锰较紧缺钴较紧缺铝资源丰富磷、铁资源丰富资料来源：CNKI，图表37 近年来，三元动力电池装机份额提升100%80%60%40%20%0%其他三元材料磷酸铁锂201520162017201820192020资料来源：动力电池应用分会，中国汽车技术研究中心，第一电车网从不同技术路线的能源金属使用量看，无论采用哪种正极

40、，锂金属不能被替代且用量不减少，正极路线变化对锂用量影响较小；而钴和镍随着三元正极导入成为能源金属，且未来随着三元正极向高镍正极演进，镍在三元正极的单位电量使用量将增加，单位电量钴的使用量则有所减少。图表38 主要动力电池金属用量（kg/kWh）0.400.370.400.15NMC111CoMnNiLi型号类型三元（NMC 和NCA 体系）NMC4330.140.470.35 0.35NMC8110.110.750.09 0.09NMC5320.140.590.35 0.23NMC6220.130.610.20 0.19NCALFP(磷酸铁锂)0.100.100.67-0.00-0.13-资

41、料来源：CNKI综上，能源金属锂受锂动力电池技术路线影响较小，受益锂电新能源汽车快速发展带来的需求增长；钴和镍受益三元正极动力电池发展，其中尽管钴单位电量用量减少，但锂电新能源汽车快速发展仍将带动需求增长。可见，三种锂电池能源金属中长期增长确定，空间大。根据我们测算，20202025年全球及中国锂需求复合增速分别为23%和 26%；20202025年全球及中国钴需求复合增速为10%和 13%；20202025 年全球及中国镍需求复合增速为4.4%和 4.1%。图表39 未来中国及全球锂的需求较快增长(万吨)图表40 未来中国及全球钴的需求快速增长1009080706050403020100中国

42、锂需求全球锂需求2020E2021E2022E2023E2024E2025E中国钴需求（万吨）全球钴需求（万吨）25201510502020E2021E2022E2023E2024E2025E资料来源: 资料来源: 图表41 未来中国及全球镍的需求持续增长（万吨）中国全球3503002502001501005002020E2021E2022E2023E2024E2025E资料来源：单位用铜量较高，锂电新能源汽车带动铜需求增长由于新能源汽车中电池、电机、电线等部件铜用量较大，锂电新能源汽车铜的单车用量远高于燃油车。根据咨询公司 IDTechEX 数据，纯电动汽车单车用铜量约 83 公斤，约为传统

43、燃油车的 4 倍，而巴士等大型纯电动车单车铜的用量更高达 220370 公斤。此外，新能源汽车配套充电桩也需使用一定的铜。为此，新能源汽车发展也将带动铜需求的增长。基于新能源汽车的较快发展以及单车铜用量，在不考虑充电桩情形下，我们预计中国新能源汽车领域铜的用量将从 2020 年 11 万吨提高到 2025 年的 49 万吨和 2030 年的 103 万吨；而全球新能源汽车铜的用量将从 2020 年的 25 万吨提高到 2025 年 101 万吨和 2030 年的 232 万吨。图表42 新能源汽车单车铜用量远高于传统燃油车（公斤/辆）9080706050403020100资料来源： IDTec

44、hEX，安泰科图表43 充电桩铜单位用量（公斤/台）706050403020100资料来源： IDTechEX，安泰科图表44 全球及中国新能源汽车铜需求预测（万吨）中国全球25020015010050020202021202220232024202520262027202820292030 资料来源： IDTechEX，安泰科燃料电池汽车前景广阔，未来铂的需求有望增加铂是燃料电池心脏，燃料电池汽车时代的能源金属燃料电池（Fuel Cell )是能量转换装置，通过燃料参与的化学反应产生电能，其中质子交换膜燃料电池（PEMFCs）因高效、低温快速启动、零污染、低噪音成为主流产品，燃料方面以氢气的

45、使用最为常见。燃料电池主要组件为膜电极（MEA）、双极板和其他组件，其中膜电极是核心组件，包括气体扩散层、催化剂、离子交换膜。氢燃料电池工作过程中氢气在阳极通过扩散层，在催化剂作用下生成氢离子，氢离子通过质子交换膜到达阴极，在催化剂作用下，与氧气生成水，反应过程产能的电流输送到外电路，产生电能。氢燃料电池具有功率及能量密度高、噪音低、低温性能好、续航里程长、加氢速度快、燃料来源广泛、清洁无污染等优点，是未来极有发展前景的能量利用形式。以燃料电池产生电能为驱动力的电动汽车（FCV）是未来各国清洁汽车发展重要方向，其中日本丰田、本田、韩国现代均在氢燃料电池汽车取得较大进展。图表45 燃料电池工作原

46、理示意图图表46 燃料电池汽车结构示意图 资料来源: 中商情报网 资料来源: CNKI燃料电池催化剂能降低电极反应的活化能，提高反应的速率，使燃料电池商业化成为可能。它决定着燃料电池性能和寿命，是燃料电池的关键材料，被称为燃料电池“心脏”。催化剂在燃料电池的成本的占比亦较高，根据美国能源局（DOE），2017 年催化剂在燃料电池成本占比高达 41%，在所有材料中位居首位。图表47 燃料电池成本构成10%6%6%28%9%41%双极板质子交换膜催化剂+涂覆气体扩散层膜电极边框电堆平衡资料来源： 美国能源局，CNKI燃料电池催化剂包括铂基催化剂和无铂催化剂，其中无铂催化剂在电流密度、催化活性和稳定性与铂基催化剂存在较大差距，因此，目前最常用的商用催化剂以铂碳（Pt/C）为代表的铂基催化剂。铂碳催化剂通过将铂纳米颗粒负载在碳载体上，提高铂利用效率，延长催化剂使用寿命。为此，铂又被视为燃料电池汽车时代的“能源金属”。受益未来氢燃料电池发展，