目前硫黄下游市场消费主要集中在磷肥、商品硫黄酸、己内酰胺、钛白粉等,其中磷肥的消费量最大,约占硫黄消费总量的50%,但这种局面正被磷酸铁锂的快速增长改写。
来自隆众资讯、卓创资讯等行业机构的统计,2024年国内硫磺市场的需求规模。从供需格局看,2024年国内硫磺产量约1130万吨(同比增长约1.7%),而进口量累计达995.23万吨(同比增长12.68%),进口依存度回升至47.21%,较2023年提高2.66个百分点。消费量的增长主要得益于下游新能源如磷酸铁锂电池材料等领域的需求扩张,其中磷复肥作为传统主力需求,占比仍居首位,而新能源领域的需求增长成为新的拉动点。
新能源行业成为硫黄消费新增长点
随着新能源汽车的快速发展,动力电池(磷酸铁锂电池)对硫酸、磷酸一铵等原料的需求量逐年上升,同时带动上游原材料硫黄的需求量增长。
虽然硫黄在传统消费领域的市场已逐渐饱和,但新能源的快速发展成为硫黄消费新增长点。
磷酸铁锂电池的主要原料为碳酸锂和磷酸铁,磷酸铁是硫黄在新能源行业的应用重点。当下较主流的磷酸铁生产路线为铵法、钠法和铁法,其中铵法最具成本优势,是硫酸亚铁溶液与磷酸一铵反应,经沉淀过滤后再用氨水中和过量的酸得到磷酸铁。
此工艺过程中的原料硫酸亚铁、工业级磷酸一铵、磷酸均以硫黄为原材料,且单耗较高。硫酸亚铁由铁皮和98%硫酸生产,1吨硫酸亚铁的原料铁皮单耗为0.37吨,硫酸单耗为0.66吨。磷酸一铵由磷矿、硫黄、合成氨生产。磷矿与硫黄制酸得到湿法磷酸,再与合成氨(煤炭+天然气制成)反应得到磷酸一铵。1吨磷酸一铵需消耗磷矿石1.9吨、硫黄0.45吨、合成氨0.13吨。
采用铵法生产的磷酸铁产量为80.94万吨,其中消耗磷酸8.09万吨(硫黄用量4.21万吨)、工业磷酸一铵63.13万吨(硫黄用量30.3万吨)、硫酸亚铁169.15万吨(硫黄用量43.98万吨)、硫酸10.52万吨(硫黄用量3.51万吨),硫黄使用共计82万吨。
采用钠法生产的磷酸铁产量为37.32万吨,其中消耗磷酸28.73万吨(硫黄用量14.94万吨)、硫酸亚铁81.72万吨(硫黄用量21.25万吨),硫黄使用共计36.19万吨。
数据显示,2023年,我国累计生产磷酸铁118.25万吨,铵法制磷酸铁与钠法制磷酸铁共计消耗硫黄118.19万吨,意味着生产1吨磷酸铁约需1吨硫磺。
生产1吨磷酸铁锂大概需要0.95吨磷酸铁+0.25吨左右碳酸锂。
而云母碳酸锂生产也需要硫酸,生产1吨云母碳酸锂大概需要1.8~2吨硫磺,意味着生产1吨磷酸铁锂需要硫磺量=0.95×1+0.25x1.8~2=1.4~1.45吨
磷酸铁锂产业发展将成为拉动硫黄消费增长火车头
目前,全球磷酸铁锂产能均集中在我国。我国是全球主要的磷酸铁锂电池生产国和消费国。2018~2020年,我国磷酸铁锂产能增速相对平缓。2019年之前,国家补贴偏向能量密度更高的三元材料,2019年国家补贴逐渐退坡,2020年磷酸铁锂的投资热情刚开始回归,故整体产能增速较慢。2021~2023年,磷酸铁锂产能爆发较明显,一是国家补贴退坡后磷酸铁锂靠其成本及安全性、长寿命等优势赶超三元材料;二是受储能及新能源汽车发展带动,磷酸铁锂需求量快速增长。2023年,我国磷酸铁锂产能370.3万吨/年,与2022年相比增长74%,未来5年,磷酸铁锂拟在建产能约1250万吨/年,新增产能一部分是原有企业产能扩张,另一部分是具有上游原料资源的企业,如磷化工或钛白粉企业跨行进入。
随着光伏发电等行业的快速发展,磷酸铁锂在储能领域的用量正在快速增长,国内磷酸铁锂需求迎来爆发式增长。
2022年磷酸铁锂出货量111万吨,比上年增长132%;2023年磷酸铁锂正极材料出货量140万吨,比上年增长26%;2024年230万吨,比上年增长64.3%。
预计到2025年,磷酸铁锂出货量达350万吨,仅2025年磷酸铁锂给全国硫黄带来逾180万吨左右的需求量增量。
随着磷酸铁锂的快速增长,估计几年后我国硫磺需求量将从2024年的2100万吨快速突破到3000万吨,磷酸铁锂在硫黄消费中的占比将从零开始,最终将超过磷肥成为最大消费者。
而硫资源供应增长非常缓慢,完全满足不了需求的快速增长,由此造成全球性硫资源超长景气周期,参考分析帖https://xueqiu.com/3049088061/348419854。