有色金属钴行业深度报告钴行业三个不变与一
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一、钴行业速览
1.1性能独特，应用广泛
钴（Co）原子序数27，是一种在常温下具有六边形晶体结构的过渡金属。钴同时也是银灰色有光泽硬而较脆的金属。物理性质方面，拥有高硬度、高熔点、耐腐蚀和较强的磁性。熔点和沸点分别高达℃和℃，在高温下能保持良好的强度，且具有较低的导热性和导电性，但加热到℃磁性消失。化学性质方面，常温下钴化学性质较为稳定，不与水发生反应，但可溶于盐酸、硫酸和硝酸。加热后能与氯、氧、硫等元素发生作用，生产氧化钴、硫酸钴、氢氧化钴、碳酸钴、草酸钴等钴盐产品。
人类早在公元前年前就开始使用钴作为着色剂，中国自唐代起也将钴作为陶瓷生产着色剂，但应用领域一直没有大的拓展。20世纪起，随着工业的发展，尤其是近30年以来，钴高硬度、耐高温、耐磨等优异的性能才得以发掘，被广泛应用于电池、高温合金、硬质合金、催化剂等领域，成为重要不可或缺的金属材料。在新能源汽车电池领域，添加钴的三元材料，能提高电池安全性和循环寿命，目前也是不可完全替代的原料。
1.2钴产业链分布
和其他金属品种一样，钴的产业链也包括了上游矿产资源、中游冶炼以及下游应用。其中上游资源以钴矿为主，而再生资源目前占比较低；中游冶炼细分看，又可分为碳酸钴、草酸钴、氢氧化钴等中间品和靠近需求的冶炼产品包括四氧化三钴、钴粉和电解钴等。下游则包括前述提到的电池、高温合金、硬质合金、陶瓷、催化剂等领域。
在产业链中，由于冶炼扩张相对容易，因此，上游资源和下游对行业影响较大，其中上游资源对钴产品的供给有较强的约束，而下游的市场前景和技术发展对钴的需求则有重要影响。
二、钴资源：陆地储量有限，分布集中
2.1地壳含量低，经济价值的资源相对有限
钴在地壳中的含量较低，丰度仅为0.%，且大部分呈分散状态，多以伴生矿的形式出现，目前全球主要的钴矿项目中，仅有摩洛哥Managem下属的BouAzzer钴矿以钴为主产品。在全球钴的生产中，铜伴生和镍伴生钴产量占比分别为73%和25%，而原生矿及其他占比则不到2%。由于钴伴生矿的特征，因此全球知名的钴资源企业中如嘉能可、洛阳钼业、谢里特、淡水河谷等，大部分同时也为铜或镍重要生产商。
目前全球有多种含钴的矿物，其中以钴为基本矿物的种类超50种，但由于钴存在的状态较多，矿石的品位也较低，因此真正具有经济价值的矿物有限，主要是砷化物、硫化物和氧化物。从矿床分布看，全球钴资源主要包括大洋的多金属结核和富钴结壳，而陆地的钴矿主要包括沉积型层状铜钴矿床、岩浆型硫化镍铜钴铂族矿床、热液型钴矿床、风化型红土镍钴矿床四类。
2.2陆地钴资源有限，集中度高，海洋钴资源远期具开发潜力
根据美国地质调查局（USGS），近年来，全球陆地钴的储量基本稳定，约为万吨，而钴资源量为万吨。但区域分布却十分集中，其中刚果(金)在全球钴储量的占比为52%，澳大利亚和古巴分列第二和第三位，在全球钴储量的份额分别为17%和7%，其他国家和地区储量占比则较低。和钴储量分布相似，全球钴矿的产量集中度也很高，资源储量最丰富的刚果（金）占全球镍矿产量的70%，其他国家钴矿产量占比多在5%以下。无论是储量还是钴矿产量方面，刚果（金）在全球均处于中心地位。
通过对比全球钴矿产量份额和铜以及镍矿产量份额，我们可以看到钴作为铜和镍伴生矿，和全球铜矿产量存在较大差异，如位于南美智利、秘鲁是主要的铜矿生产国，但基本上不产出钴。其中的原因主要是目前全球伴生钴的铜资源主要位于刚果（金）和赞比亚的沉积型层状铜钴矿带中。而全球其他国家和地区钴产量和镍的分布则具有较强的相关性，俄罗斯、澳大利亚、菲律宾等钴矿生产国同时也为全球镍资源以及镍矿的重要生产国。我们认为这可能是因为钴伴生的红土镍矿是全球镍资源的主体，这就使得镍产量分布和钴产量分布具有趋同性。
但我们也注意到，全球陆地钴资源仅是全球钴资源总量的一部分，更多钴资源分布在大西洋、印度洋、太平洋的海底。USGS预计海底钴资源总量超1.2亿吨，约为陆地钴资源量的5倍。目前来看，海洋钴开发难度高，缺乏经济性，但如果未来海洋开采技术有较大提升，则可能具有开发潜力。
2.3中国钴资源缺乏，所需钴原材料对外依赖程度高
中国钴资源较为缺乏，储量仅为8万吨钴金属量，在全球陆地钴资源量的占比约1.4%。中国钴资源量约70万吨，在全球占比也不到3%。在区域分布上，中国70%钴资源分布在甘肃、山东、云南、青海、山西六个省份，其中甘肃以30%份额位居全国第一。但中国钴资源存在着品位低，分离难度较高等问题。
与此同时，中国是全球钴冶炼大国，根据CobaltInstitute数据，中国年精炼钴的产量7.8万吨，约占全球精炼钴产量的63%。资源端，中国钴矿产量约吨，冶炼所需的原材料大量进口，且主要来自刚果（金），钴资源对外依赖程度高。
三、钴需求：三元电池主导地位未变，钴需求持续增长
3.1需求保持增长，新能源汽车成为新驱动力
作为上游资源，钴的需求总体保持增长，且和下游领域密切相关。在钴消费历史上，年前钴需求主要由高温合金和硬质合金驱动，随着全球经济以及技术进步，需求稳步增长；年起随着锂离子电池在3C应用的扩大以及3C消费较快增长，3C领域成为钴需求主要驱动力；但年以后，随着3C增长放缓，3C对钴需求拉动减弱；年后，随着中国及全球新能源汽车发展，新能源汽车成为钴需求新动力。
根据安泰科，年全球钴的需求量为13.5万吨，年以来的复合增速为8.6%；中国钴的需求量为6.5万吨，年以来的复合增速为14.8%。且年以来，随着新能源汽车拉动的显现，需求增长相较之前加速。
分领域看，电池是最主要的下游，在全球钴的需求占比由年的27%提高到年的61%，高温合金和硬质合金尽管在钴消费占比缓慢下降，但仍为第二和第三大领域，年分别约占全球钴消费量的14%和9%。在中国，钴的消费结构和全球所有差异，随着全球锂电池产业向中国转移，电池在中国钴消费占比高于全球水平，年达到80%，而在硬质合金和高温合金方面，中国产业发展相对落后，占比低于全球水平，年的份额仅分别为6%和3%。
3.2“刀片电池”有提升也有缺陷，三元电池未来主流地位未根本动摇
正极在锂离子电池成本占比较高，且对电池性能影响较大，是决定锂离子电池技术路线的主要因素。尽管锂离子电池正极材料种类较多，但真正较大规模应用的正极材料主要包括钴酸锂（LCO）、锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂（LFP）和三元材料（包括镍锰钴体系NMC和镍钴铝体系NCA）四种，四种正极材料性能各有优劣，应用的领域也有所侧重。具体来看，钴酸锂是最早使用的正极材料，工作电压较高，理论重量能量密度高，充放电平台稳定，生产设备成本低，但也存在钴含量高，价格较高，防过充能力和安全性能不佳，循环性能较差，且实际实现重量能量密度仅约为理论的50%，并不适用作为动力电池正极，目前主要用于3C等小电池领域。
而在动力电池应用的三种主流材料中，锰酸锂尽管原料来源丰富、成本较低，安全性能好，但存在重量容量密度较低，与电解质相容性不佳，深度充放电电池容量下降较快等缺点，限制了其在动力领域的应用。目前动力电池应用最多的材料是磷酸铁锂和三元材料，相对而言，磷酸铁锂安全性、循环性能及成本优势都很突出，但理论重量能量容量较低，振实密度较低、低温性能较差；而三元材料重量能量密度高，高低温性能较好，但安全性相比磷酸铁锂差，使用钴原料成本也较高。基于能量密度考虑，动力电池正极材料逐步向三元材料倾斜。随着比亚迪“刀片电池”产品推出，磷酸铁锂电池能量密度特别是体积能量密度得到极大提升，重新吸引了市场
