报告摘要：
　　钠电产业链初步成型，负极材料换新，硬碳为当下主流。碳酸锂价格短期调整，影响钠电行业2023年定价水平，不改行业加速趋势。负极材料产能短缺构成目前行业发展瓶颈，随着佰思格2000吨产线投产，钠电产业链初步成型。碳基类负极材料最具商业化应用潜力，但是由于热力学原因，石墨难以作为钠电负极材料。当下钠离子电池性能基本满足两轮电动车及低续航电动车要求，下游客户需求明确。钠电高能量密度应用领域决定硬碳成为主流，极致成本追求并非行业当下主旋律。
　　八仙过海各显神通，生物质前驱体更胜一筹。硬碳前驱体与硬碳微观结构相关性较高，而硬碳的微观结构及表面状态直接影响硬碳材料性能。硬碳前驱体可大致分为化石燃料基、树脂基和生物质基。传统负极厂商三种路线基本均有布局，新进参与者以生物质基为主。各企业针对不同前驱体特点，分别在常规硬碳生产工艺基础上增加掺杂、包覆、CVD、交联反应、生物溶剂精炼等工序。其中，生物质基硬碳路线具备综合性价比，产业化进程居前。我们预估2023年由第三方硬碳供应商提供的有效产能合计达1.55万吨（对应约10GWh电芯），其中明确为生物质基技术路线的有1.3万吨。
　　性能、综合成本及量产可行性决定生物质前驱体选择，淀粉、毛竹、秸秆路线值得期待。椰壳、淀粉、竹子、秸秆路线产品性能、综合成本不存在显著差异。生物质前驱体产业化需解决供应稳定性以及一致性问题，保障材料结构一致性是保障电池系统循环寿命和安全性的基础。
　　椰壳作为生物质废弃物，产量受限于椰子产量。国内椰壳产量难以满足硬碳产业化需求，未来存在原材料进口依赖；
　　淀粉作为工业品，国内供给充足，纯度较高，能够保障产品一致性；
　　毛竹是生长周期短的可再生资源，由于活性炭与硬碳原材料、制备工艺相近，活性炭厂家入场。资源富集区企业凭借原材料渠道能力解决一致性问题值得期待；
　　秸秆作为农业废弃物，资源丰富。生物溶剂法有望通过分子重排形成生物质基树脂，解决秸秆原材料一致性问题。
　　与锂电负极不同，生物质基部分原材料非工业品，原材料供应渠道或构成行业壁垒。
　　风险提示：钠离子电池成本下降节奏及技术进步不及预期、钠离子电池产业链配套发展不及预期、下游储能、电动两轮车等发展不及预期

研究报告全文：TableInfo1TableDate电力设备发布时间2023-01-09TableTitleTableInvest证券研究报告行业深度报告优于大势钠电负极换新新玩家入场供给与需求有望形成共振上次评级优于大势钠离子电池硬碳材料行业报告报告摘要TablePicQuote历史收益率曲线钠电产业链初步成型负极TableSummary材料换新硬碳为当下主流碳酸锂价格短期调整影响钠电行业2023年定价水平不改行业加速趋势负极材料电力设备沪深300产能短缺构成目前行业发展瓶颈随着佰思格2000吨产线投产钠电产20业链初步成型碳基类负极材料最具商业化应用潜力但是由于热力学10原因石墨难以作为钠电负极材料当下钠离子电池性能基本满足两轮0-10电动车及低续航电动车要求下游客户需求明确钠电高能量密度应用-20领域决定硬碳成为主流极致成本追求并非行业当下主旋律-30八仙过海各显神通生物质前驱体更胜一筹硬碳前驱体与硬碳微观结-40202212022420227202210构相关性较高而硬碳的微观结构及表面状态直接影响硬碳材料性能硬碳前驱体可大致分为化石燃料基树脂基和生物质基传统负极厂商三种路线基本均有布局新进参与者以生物质基为主各企业针对不同TableTrend涨跌幅1M3M12M绝对收益前驱体特点分别在常规硬碳生产工艺基础上增加掺杂包覆CVD01-16相对收益-1-41交联反应生物溶剂精炼等工序其中生物质基硬碳路线具备综合性价比产业化进程居前我们预估2023年由第三方硬碳供应商提供的有行业数据TableMarket效产能合计达155万吨对应约10GWh电芯其中明确为生物质基成分股数量只330技术路线的有13万吨总市值亿7319978流通市值亿3749252性能综合成本及量产可行性决定生物质前驱体选择淀粉毛竹秸市盈率倍3335秆路线值得期待椰壳淀粉竹子秸秆路线产品性能综合成本不市净率倍402存在显著差异生物质前驱体产业化需解决供应稳定性以及一致性问题成分股总营收亿2179524成分股总净利润亿191184保障材料结构一致性是保障电池系统循环寿命和安全性的基础成分股资产负债率5873椰壳作为生物质废弃物产量受限于椰子产量国内椰壳产量难以满足硬碳产业化需求未来存在原材料进口依赖相关报告TableReport淀粉作为工业品国内供给充足纯度较高能够保障产品一致性新能车发展跨越鸿沟快充趋势渐起毛竹是生长周期短的可再生资源由于活性炭与硬碳原材料制备--20230107工艺相近活性炭厂家入场资源富集区企业凭借原材料渠道能力储能经济性诉求驱动钠离子电池开启量产解决一致性问题值得期待之旅秸秆作为农业废弃物资源丰富生物溶剂法有望通过分子重排形--20220829成生物质基树脂解决秸秆原材料一致性问题与锂电负极不同生物质基部分原材料非工业品原材料供应渠道或构TableAuthor成行业壁垒证券分析师周颖风险提示钠离子电池成本下降节奏及技术进步不及预期钠离子电池执业证书编号S055052110000219801271353zhouying1nesccn产业链配套发展不及预期下游储能电动两轮车等发展不及预期研究助理胡易琛重点公司主要财务数据TableCompanyFinance执业证书编号S0550121110031EPSPE010-58034555hycscgynesccn重点公司现价评级2022E2023E2024E2022E2023E2024E璞泰来5263381588041381907655买入元力股份2124069083100307825592124增持请务必阅读正文后的声明及说明电力设备行业深度TablePageTop目录1钠电产业链初步成型负极材料换新硬碳为当下主流411无惧碳酸锂价格调整钠电产业链布局成型412两轮车低续航电动车领域钠电先行硬碳成为主流负极材料52八仙过海各显神通生物质前驱体更胜一筹821前驱体与硬碳微观结构相关性高关系硬碳材料性能822生物质基硬碳路线具备综合性价比产业化进程居前93性能综合成本及量产可行性决定生物质前驱体选择1431椰壳淀粉竹子秸秆路线产品性能成本不存在显著差异1432原材料供应稳定及一致性构成生物质基硬碳量产瓶颈15321椰壳农业废弃物主要供给来自南亚东南亚或存进口依赖15322淀粉工业品纯度较高能够保障产品一致性17323毛竹生长周期短的可再生资源活性炭厂家入场毛竹路线值得期待17324秸秆农业废弃物资源丰富生物溶剂法有望解决一致性问题2033原材料供应渠道或构成生物质基硬碳行业壁垒214行业盈利空间测算225风险提示22图表目录图1磷酸铁锂电池与电池级碳酸锂含税价格变动情况4图22018-2023E中国碳酸锂供需比变化情况4图3钠离子电池负极材料容量工作电压情况6图4NaCP1064165软包钠离子电池各部分材料质量占比7图5硬碳储钠示意图8图6硬碳储钠机理8图7无定形碳形成过程情况9图8软木塞核桃壳枫叶樱花瓣衍生硬碳图像9图9各类碳前驱体性价比情况10图10沥青酚醛树脂秸秆椰壳淀粉竹子等前驱体制备硬碳生产工艺对比12图112023年第三方硬碳供应商有效产能预估情况14图12椰子结构情况16图13椰壳主要应用领域情况16图142017-2021年全球椰壳产量情况万吨16图152017-2021年中国椰子产量及估计椰壳产量情况万吨16图16马铃薯淀粉a及其制备的球形硬碳b的FESEM图17图172016-2020年中国淀粉产量情况万吨17图18第九次全国森林资源清查竹林面积百公顷18请务必阅读正文后的声明及说明224电力设备行业深度TablePageTop图19中国竹林资源性质结构占比18图202016-2020年中国竹材产量及增速亿根18图212020年中国各省市竹材产量TOP10亿根18图22硬碳人造石墨活性炭制备工艺对比19图232013-2019年福建省南平市竹材产量及增速情况亿根20图24元力股份周边毛竹产区示意图20图252016-2020年中国农作物秸秆产生量及可收集资源量规模亿吨20图262020年中国秸秆利用方式占比情况20图272011-2018年针状焦应用市场需求量万吨21图282011-2018年针状焦应用市场需求占比21图292021年我国石油焦下游需求分布22图302021年1-9月华东地区低硫焦下游需求分布22表1钠离子电芯企业量产进度情况5表2软碳硬碳性能对比情况6表3钠离子电池下游需求及应用情况7表4在售硬碳产品性能情况8表5不同前驱体制备钠电硬碳性能情况10表6钠电负极厂商技术路线及产业化进展13表7椰壳淀粉竹子秸秆化学成分硬碳产品性能及作为钠电硬碳前驱体优劣势14表8各类前驱体规模化制备钠电负极材料单吨成本估算15表9全球各地区椰壳炭化料对比情况16表10佰思格硬碳产品性能指标17表11中国部分省市竹林资源情况20表12不同的秸秆利用方式对比21表行业盈利空间测算1322请务必阅读正文后的声明及说明324电力设备行业深度TablePageTop1钠电产业链初步成型负极材料换新硬碳为当下主流11无惧碳酸锂价格调整钠电产业链布局成型碳酸锂价格短期调整影响钠电行业2023年定价水平不改行业加速趋势受动力电池行业需求季节性波动影响近期碳酸锂价格持续回落2022年底电池级碳酸锂含税价降至5175万元吨但碳酸锂供需关系并未显著转变2023年价格或仍运行在40万元吨以上参考历史数据在电池级碳酸锂价格为40万元吨时方形储能LFP电芯方形动力LFP电芯电动自行车LFP48V24Ah模组单价分别为098078095元Wh假设钠电定价比LFP低20粗略估算各场景下对应钠电电芯模组定价分别为078062076元Wh定价具备可行性图1磷酸铁锂电池与电池级碳酸锂含税价格变动情况127011601500940083007200610050方形储能LFP电芯元Wh方形动力LFP电芯元Wh电动自行车LFP48V24Ah模组元Wh电池级碳酸锂万元吨数据来源鑫椤资讯东北证券图22018-2023E中国碳酸锂供需比变化情况14128131251171211106099109409080706201820192020202120222023E数据来源鑫椤资讯东北证券请务必阅读正文后的声明及说明424电力设备行业深度TablePageTop表1钠离子电芯企业量产进度情况钠离子电芯企业量产进度规模量产时间规划宁德时代装车验证中2023中科海钠100MW级钠离子电池储能系统示范推广应用2023鹏辉能源中试小批量生产2023传艺科技中试线量产下游样品验证2023亿纬锂能中试孚能科技集中送样2023亮见钠电客户送样实测2023蜂巢能源第一代钠离子电池原型样件已完成开发第二代钠电池产品正在开发中派能科技小试维科技术中试2023多氟多小试圣阳股份已经通过实验室阶段进入样品测试雄韬股份前期研发欣旺达样品验证拓邦股份已多次试产立方新能源中试客户送样阶段江苏众钠战略客户送样实测上海璞钠钠离子电池正极材料中试及电芯实验线项目5月签约山西华钠芯能电芯产品已下线上海汉行科技汉行钠离子电池项目今年8月签约盘古新能源中试蔚蓝锂芯2023年下半年创明电池中试数据来源起点研究院东北证券负极材料产能短缺构成目前行业发展瓶颈随着佰思格2000吨产线投产钠电产业链初步成型锂离子电池产业链除负极材料外基本兼容钠离子电池面对强劲需求负极材料存在产能短板行业内日本可乐丽硬碳材料单吨售价20万以上不支撑钠电行业发展2022年3月中科海钠华阳股份低成本无烟煤基负极材料2000吨产能投产但主要为自供2022年11月底佰思格2000吨硬碳产线投产高端低端产品售价分别为86万元吨公司订单饱满补齐产业链短板12两轮车低续航电动车领域钠电先行硬碳成为主流负极材料碳基类负极材料最具商业化应用潜力钠离子电池负极材料主要有碳基材料钛基化合物合金材料金属化合物等其中合金材料和金属氧化物材料循环过程中会出现较大体积变化循环性能有待提高钛基化合物负极电池能量密度相对有限碳基材料中传统石墨作为商业化锂离子电池体系最常用的负极材料由于热力学原因钠离子无法嵌入到石墨层间与碳形成稳定的化合物因此石墨难以作为钠电负极材料层间距较大的无定形碳软碳硬碳具有较高储钠容量较低储钠电位优异循环稳定性应用前景良好请务必阅读正文后的声明及说明524电力设备行业深度TablePageTop图3钠离子电池负极材料容量工作电压情况数据来源Sodium-ionbatteriespresentandfuture东北证券表2软碳硬碳性能对比情况项目软碳硬碳难石墨化碳材料2500以上易石墨化碳材料2500以上定义难以石墨化一般是500-可以石墨化的无定形碳1200范围内热处理得到石油焦针状焦碳纤维碳树脂碳有机聚合物热解碳产品微球碳黑生物质碳放电容量相对较差相对较好首次充放电效率相对较差相对较好电位平稳性相对较差相对较好一般不直接用作负极材料是应用制造人造石墨的原料或者掺商用化负极杂包覆改性天然石墨等数据来源中国粉体网东北证券当下钠离子电池性能基本满足两轮电动车及低续航电动车要求下游客户需求明确目前钠电行业中试电芯性能大体范围落在能量密度100-160Whkg接近磷酸铁锂电芯140-180Whkg循环寿命1500-5000次区间下游需求方面低速电动车循环寿命1300次电动车主机厂要求循环寿命2000次储能寿命8000次户储及国内强制配储一般4000-5000次基于电芯性能情况及产品认证进展钠电有望率先在两轮车上量产应用电动车方面部分厂商正在即将进行整车冬测两轮车钠电量产成本影响车企实际装机需求请务必阅读正文后的声明及说明624电力设备行业深度TablePageTop表3钠离子电池下游需求及应用情况应用领域相关公司需求应用情况华宇新能源雅迪预计2023年会有几十万辆搭载钠电池的电动两轮车推向市场全资子公司两轮电动车小牛电动2023年推出配置钠离子电池的两轮车爱玛科技联合钠创新能源发布钠离子电动车孚能科技赣州基地会改造部分钠电池产线小批量在两轮车上装车与江铃集团新能源就EV3车型开展钠离子电池前期适配性预研工作根据客户生孚能科技产销售计划该应用钠离子产品车型将在2023年上市销售电动车传艺科技中祥航业2023年向公司采购电芯量不少于13GWh用于民航辅助车辆通过首创的AB电池系统集成技术实现钠锂混搭优势互补提高电池系统的能宁德时代量密度使钠离子电池应用有望扩展到500公里续航车型三峡能源安徽阜阳南部风光储基地项目储能系统拟建设60MWh钠离子电池储能项三峡能源目预计2023年6月投用储能在公司产品达到德博新能源提出的技术指标和双方确认的商务条款后2023年度德传艺科技博新能源承诺向公司采购电芯量不少于2GWh数据来源公司公告微信公众号东北证券钠电高能量密度应用领域决定硬碳成为主流极致成本追求并非行业当下主旋律目前钠电产业化重点落在两轮车和低续航电动车领域缩小钠电电芯与LFP电芯能量密度差距为行业首要任务主流材料厂商量产的层状氧化物正极材料克容量约为140mAhgLFP克容量150mAhg量产的软碳硬碳克容量分别为220mAhg首效约82和280-320mAhg首效85-88石墨克容量310-360mAhg以NaCP1064165软包为例将负极材料克容量从300310mAhg简单替换为220mAhg后能量密度从约153Whkg降至约136Whkg下降约11假设两种负极材料售价分别为835万元吨软碳电芯Wh成本下降约001元较低首效影响正极容量发挥Wh成本下降有限图4NaCP1064165软包钠离子电池各部分材料质量占比33239铜铁锰层状氧化物正极材料374无定形碳负极材料正极铝箔负极铝箔铝塑膜82电解液其他5348172数据来源钠离子电池科学与技术东北证券注电芯基本参数容量6Ah平均电压32V质量0126kg能量密度约153Whkg正极材料125128mAhg首次效率9192负极材料300310mAhg首次效率8890请务必阅读正文后的声明及说明724电力设备行业深度TablePageTop2八仙过海各显神通生物质前驱体更胜一筹21前驱体与硬碳微观结构相关性高关系硬碳材料性能硬碳重要性能参数包含比容量首次效率压实密度循环性能等硬碳主要通过在平行碳层之间嵌入微孔中填充碳层表面边缘或缺陷位置吸附储钠硬碳的微观结构及表面状态直接影响硬碳材料性能表4在售硬碳产品性能情况应比容量首次效率振实密度压实密度比表面积供应商产品型号特点适用领域用mAhggcm3gcm3m2g超快充高安启动电源HEVPHC-135080060160全超低温军事领域超长寿命超高比容量超快充高安高端快充消费电锂BHC-55055075060140全超低温池EV军事领域电超长寿命佰思格48V启动电源电池HEV电池军BHC-3A2808307100130工电池储能电池和低温电池钠YHC-128088060180低成本钠离子电池高能量密度钠离子电NHC-330330880750150电池BHC-2402405084010-1000550锂BHC-30030010083010-1000550高低温性能优功率型低温型异高功率低膨胀型锂离子电电BHC-40040010083510-1000550快充池贝特瑞BHC-45045010080010-1000550钠BSHC-26026050880090150高安全耐低ESS和三轮车等用温长寿命钠离子电池电BSHC-30029550880080150数据来源公司官网东北证券图5硬碳储钠示意图图6硬碳储钠机理数据来源Hardcarbonanodesfundamentalunderstandingand数据来源HardcarbonanodesfundamentalunderstandingandcommercialperspectivesforNa-ionbatteriesbeyondLi-ionandcommercialperspectivesforNa-ionbatteriesbeyondLi-ionandK-ioncounterparts东北证券K-ioncounterparts东北证券请务必阅读正文后的声明及说明824电力设备行业深度TablePageTop硬碳前驱体同硬碳微观结构相关性较高硬碳形成过程通常经过热解芳构化缩聚和炭化石墨层形成碳层长大过程高温热解过程中发生的反应跟硬碳的微观结构密切相关前驱体中的大分子结构在热处理时会持续存在不会像石墨化碳一样转化为流体相形成的硬碳与母体具有类似的微观结构和形态图7无定形碳形成过程情况数据来源钠离子电池无定形碳负极材料研究东北证券图8软木塞核桃壳枫叶樱花瓣衍生硬碳图像数据来源钠离子电池无定形碳负极材料研究东北证券22生物质基硬碳路线具备综合性价比产业化进程居前硬碳前驱体部分决定硬碳材料性能前驱体分为化石燃料基树脂基生物质基树脂基硬碳性能优异一致性好得益于能够精细调控孔径结构表面化学性质以及活性位点缺点是成本偏高请务必阅读正文后的声明及说明924电力设备行业深度TablePageTop化石燃料基前驱体来源广泛炭产率高原材料成本端占优但是直接碳化容易得到软碳制备硬碳时需要在碳化前预氧化目前工艺不成熟克容量偏低生物质基前驱体具备独特微观结构本身具备自掺杂效应煅烧后含少量氮磷硫元素活性点位多成本性能居中生物质衍生硬碳分为植物器官类衍生物生物提取物衍生物和生物废料类衍生物图9各类碳前驱体性价比情况数据来源Advancednanostructuredanodematerialsforsodium-ionbatteries东北证券表5不同前驱体制备钠电硬碳性能情况类别前驱体碳化温度容量-首效mAhg循环次数容量保持率mAhg再生棉1300315-8310030597核桃壳1000257-71300170708橡树叶1000360-74820024390樱桃瓣10003102-6735001315898海藻1300334-64120020593木质素1100299-6830029898蜂巢9002215-598200203916柚皮7003145-27220181993生物质基莲花茎1400351-7045033094壳聚糖800245-323100155633卤虫卵鞘850325-32200174533蛋壳膜1300310-8925023699动植物细胞组织13003382-9121000286593软木塞1600358-8120031287MgC6H11O721500478-8835450941木糖12003638-8493400337926沥青14003006-8862002798931沥青基滤纸沥青1000282-8010019174请务必阅读正文后的声明及说明1024电力设备行业深度TablePageTop石墨烯类氧化石墨烯1000417-57310013383酚醛树脂1400410-8440393696高分子化合物PVP10003934-891003995972聚苯胺1150270-51650020777数据来源钠离子电池硬碳基负极材料的研究进展东北证券碳储钠性能提升策略趋同简单制备硬碳材料通常具备较低的电极电位和首次库伦效率以及较差的循环稳定性和倍率性能主要通过以下策略提升硬碳储钠性能通过调控前驱体的合成以及热解过程在微观上调控硬碳的孔隙结构和层间距与其他材料的包覆和复合杂原子掺杂等来调控材料的缺陷程度和层间距电解液的调控以及预钠化的处理硬碳制备工艺通常分为前驱体预处理碳化后处理三部分针对不同前驱体独有特点硬碳生产工艺略有区别沥青直接碳化易于形成软碳杉杉股份专利采用了交联剂使沥青发生交联聚合反应然后进行碳化处理酚醛树脂固化后进行碳化贝特瑞专利增加了包覆工序提高首次库伦效率秸秆直接碳化碳收率偏低圣泉集团加入生物溶剂进行分子重排提升碳收率椰壳在碳化后可乐丽增加了CVD处理工序产品首次库伦效率提升显著同时极大增加了生产成本淀粉纯度较高佰思格专利包含杂原子掺杂工序增加产品克容量前驱体碳化后同可乐丽一样增加了表面改性工序毛竹较椰壳灰分含量高预烧成竹炭后进行酸洗随后碳化出处理请务必阅读正文后的声明及说明1124电力设备行业深度TablePageTop图10沥青酚醛树脂秸秆椰壳淀粉竹子等前驱体制备硬碳生产工艺对比杉杉股份交联聚合粉碎分级预炭化粉碎分级高温炭化沥青交联体前驱体碳化颗粒以苯甲醛为交联剂500-650800-1500100-120贝特瑞固化低温预烧热解粉碎混合包覆物热解酚醛树脂固态前驱体硬碳复合硬碳空气常温150-450560-1500加入包覆物前驱体500-1500圣泉集团分子间内重排树脂化水洗酸洗煅烧秸秆生物基树脂生物质炭硬碳加入生物溶剂可乐丽预炭化研磨碱浸干燥热处理纯化CVD处理椰壳椰壳碳碳粉硬碳600HCLN2气氛1200碳氢化合物N2气氛800佰思格与氮源硫源混合热处理与碳源混合热处理CVD处理淀粉硬碳700-1800650-1500有机气体800-1500预烧粉碎硫酸浸泡清洗二次煅烧毛竹竹炭竹炭微粒硬碳430-46060-90高温数据来源一种复合硬碳负极材料及其制备方法和用途锂离子电池复合硬碳负极材料及其制备方法一种负极材料制备方法及钠离子电池公司公告公开资料整理东北证券钠电负极材料多种技术路线并行生物质基硬碳产业化进程居前传统负极材料厂商在生物质基化石燃料基树脂基硬碳基本均有布局起步较早技术储备雄厚新进参与者以生物质基为主充分发挥自身资源渠道端优势此外华阳股份中科海钠布局低成本无烟煤基软碳同样具备较高无序度目前生物质基路线产业化进程较快已量产的可乐丽和佰思格均为该路线我们预估2023年由第三方硬碳供应商提供的有效产能合计达155万吨对应约10GWh电芯其中明确为生物质基技术路线的有13万吨请务必阅读正文后的声明及说明1224电力设备行业深度TablePageTop表6钠电负极厂商技术路线及产业化进展公司类型公司名称技术路线及前驱体选择产业化进展及产能产品价格可乐丽生物质椰壳量产现有产能2000吨年20万元吨量产现有产能2000吨年预计2023生物质淀粉蔗糖椰子壳低端6万元吨佰思格年上半年8000吨年2024-2025年3-5化石燃料高端8万元吨万吨年生物质椰子壳植物原料花粉稻谷壳甘蔗杆核桃壳竹子酒糟和木屑贝特瑞建设中现有产能50吨年在建千吨级8万元吨化石燃料沥青树脂基酚醛树脂生物质淀粉花生壳椰子壳核桃壳开心果壳中试阶段批量出货2023年产能达千杉杉股份-负极厂商化石燃料沥青吨级树脂基环氧树脂或酚醛树脂璞泰来有相应的研发和技术布局-生物质软木化石燃料高温煤系沥青翔丰华树脂基酚醛树脂聚碳酸送样中-酯环氧树脂丙烯酸树脂聚氯乙烯和聚甲醛中的任意一种或多种生物质蔗糖淀粉生物质焦油有长时间的研发投入和技术储备并在中科电气-树脂基酚醛树脂持续开发比西迪树脂基酚醛树脂有产品-实验室开发阶段生物炭硬碳材料均送样交流大庆基地50万吨秸秆生产15-16万吨生物炭2022年试生产生物炭圣泉集团生物质秸秆小麦秸玉米秸芦苇-4500吨产线正在改造预计2023年2-跨界参与者3月份满产硬碳方面2023年上半年依托旧厂房建设并满产1万吨生物质椰子壳毛竹实验室开发阶段送样交流2023年规元力股份-化石燃料木沥青石油焦划千吨级产能华阳股份量产现有产能2000吨年与中科海钠化石燃料无烟煤基软碳-一体化厂商中科海钠签订了万吨级材料合作传艺科技生物质石油化工副产品目前配套200MWh4万吨负极在建-数据来源公开资料整理东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1324电力设备行业深度TablePageTop图112023年第三方硬碳供应商有效产能预估情况6000500050005000400030002000200015001000100010000可乐丽佰思格贝特瑞杉杉股份圣泉集团元力股份数据来源公司公告公开资料整理东北证券3性能综合成本及量产可行性决定生物质前驱体选择31椰壳淀粉竹子秸秆路线产品性能成本不存在显著差异椰壳淀粉竹子秸秆四种生物质前驱体制备的硬碳材料产品性能优异当下缩小钠电电芯与LFP电芯能量密度差距为行业首要任务高克容量高首效高压实为硬碳材料开发目标从产品性能看椰壳淀粉竹子秸秆制备的硬碳材料产品克容量普遍高于300mAhg首效高于85通过CVD法表面处理日本可乐丽椰壳基硬碳产品首效压实密度充放电倍率性能良好通过元素均匀掺杂淀粉克容量提升显著表7椰壳淀粉竹子秸秆化学成分硬碳产品性能及作为钠电硬碳前驱体优劣势前驱体化学成分产品性能优点缺点可乐丽含灰分061木质素灰分含量相对较低硬碳孔隙产量少供给集中在东椰壳容量300mAhg首效89压3651纤维素5306均匀工艺成熟易于加工南亚南亚实密度12gcm3佰思格国内供给充足生产厂家分一代产品容量290-300mAhg加工难度略高需要可由葡萄糖分子聚合而成的多散纯度高有利于做好一致淀粉首效88-90压实09-10gcm3控的方法进行脱氢脱糖分子式为C6H10O5n性固有球形形貌振实密度二代产品容量330-350mAhg氧好首效90-92压实10-115gcm3纤维素半纤维素木质素的总含量在70左右剩余为生长周期短再生成本低资灰分含量高酸洗有环竹子容量3485mAhg首效841水灰分其中纤维素和半纤源丰富比表面积低首效高保压力维素的含量为4855秸秆纤维素约34半纤维素约圣泉集团资源丰富价格低灰分含量高酸洗有环请务必阅读正文后的声明及说明1424电力设备行业深度TablePageTop28木质素约15容量300mAhg首效88压保压力实密度11-12gcm3数据来源Regulationofsurfaceoxygenfunctionalgroupsandporestructureofbamboo-derivedhardcarbonforenhancedsodiumstorageperformance公开资料整理东北证券生物质前驱体综合成本居中椰壳淀粉秸秆竹子制备硬碳成本不存在显著差异制造费用直接人工成本端前驱体预处理及碳化工序制造费用较低由于各类前驱体无烟煤除外均存在特殊工序假设制造费用人工成本均为25万元采用CVD法进行表面处理成本较高假设制造成本额外增加5万元原材料成本端除酚醛树脂无烟煤外其余路线原材料成本差异有限表8各类前驱体规模化制备钠电负极材料单吨成本估算无烟煤椰壳淀粉秸秆竹子酚醛树脂沥青软碳原材料单价万元吨0150300400812015035耗用量吨每吨硬碳50258080251225主要原材料成本万元075075032064300018088特殊工序CVD元素掺杂生物溶剂精炼酸洗沥青包覆交联聚合制造费用人工成本万元2575252525251525单吨负极材料成本万元325825325282314550168338数据来源百川盈孚公开资料整理东北证券32原材料供应稳定及一致性构成生物质基硬碳量产瓶颈生物质前驱体产业化需解决供应稳定性以及一致性问题保障材料结构一致性是保障电池系统循环寿命和安全性的基础不同产地和批次的生物质往往不具有一致性而硬碳材料的结构依赖于前驱体的状态和碳化工艺只有保障前驱体具有高度一致性碳化过程中受热非常均匀才能保障最终硬碳材料产物的一致性321椰壳农业废弃物主要供给来自南亚东南亚或存进口依赖椰壳为椰子的内果皮质地坚硬一般被用于生产制作器皿工艺品和活性炭椰壳基硬碳孔隙结构发达灰分含量及HC与OC比低是一种较理想的负极材料目前产业化进度较早且性能较好请务必阅读正文后的声明及说明1524电力设备行业深度TablePageTop图12椰子结构情况图13椰壳主要应用领域情况数据来源公开资料整理东北证券数据来源公开资料整理东北证券椰壳作为一种生物质废弃物产量受限于椰子产量椰子的主要产区为斯里兰卡马来西亚印度和菲律宾等我国海南台湾等地区有少量种植其中海南省栽种面积国内占比超过99根据联合国粮农组织数据2021年全球椰壳产量12876万吨2021年国内椰子产量3923万吨按椰壳12的质量占比推算我国椰壳产量不超过471万吨国内椰壳产量难以满足硬碳产业化需求椰壳路线未来存在原材料进口依赖一般认为椰壳生产硬碳的得率为20-251GWh电池的硬碳负极需求量约为1500吨所以国内椰壳的年生产潜力最多满足约6GWh电池的使用量此外我国海南省相较于菲律宾印尼等椰子产区纬度更高日照时间及强度较弱所产椰壳较薄硬度偏低并不是制造椰壳炭化料的最佳材料东南亚产椰壳一般为企业首选图142017-2021年全球椰壳产量情况万吨图152017-2021年中国椰子产量及估计椰壳产量情况万吨140200501204010015080301006020400502010000002017年2018年2019年2020年2021年2017年2018年2019年2020年2021年东南亚南亚非洲YOY中国椰子产量椰壳产量估计数据来源联合国粮农组织东北证券数据来源联合国粮农组织东北证券表9全球各地区椰壳炭化料对比情况产地固定炭含量强度椰壳厚度杂质含量挥发分及水分含量价格及其他较低资源量小炭化工艺原始炭化海南60左右较低较薄较高较高料指标差异较大越南50左右-较厚-较高较低质量和指标不稳定菲律宾-高较厚少较低高资源量小请务必阅读正文后的声明及说明1624电力设备行业深度TablePageTop高产地关税和运费较高炭化和破印尼73-76高较厚少较低碎工艺比较先进质量稳定数据来源公开资料整理东北证券322淀粉工业品纯度较高能够保障产品一致性淀粉是最丰富的可再生生物材料之一广泛存在于多种植物中作为一种典型的多糖淀粉成分简单含碳量高价格低廉同时相较于其他生物质前驱体淀粉表现出的天然球形型态使其成为制备硬碳极具竞争力的前驱体材料佰思格量产路线选择淀粉蔗糖为前驱体产品克容量及首效等指标优异性能位居行业前列淀粉作为工业品国内供给充足纯度较高我国淀粉年产量大2020年国内淀粉产量达3389万吨且生产厂家数量较多市场供应充足稳定不存在单一供应商风险淀粉是有机高分子碳水化合物纯度较高有机高分子化合物作为硬碳碳源时可以结合特定的合成方法得到具有特殊形貌的硬碳材料合成工艺往往较为复杂但能够避免杂质保障结构的一致性图16马铃薯淀粉a及其制备的球形硬碳b图172016-2020年中国淀粉产量情况万吨的FESEM图400020350030001525002000101500100055000020162017201820192020中国淀粉产量YOY数据来源Sphericalhardcarbonpreparedfrompotatostarch数据来源中国淀粉工业协会东北证券usingasanodematerialforLi-ionbatteries东北证券表10佰思格硬碳产品性能指标应用产品型号克容量mAhg首次效率粒度分布D50m比表面积m2gPHC-13508020-4060锂电硬碳BHC-5505507540-7040BHC-3A2808340-7030YHC-12808880-12080钠电硬碳NHC-3303308880-12050数据来源佰思格公司官网东北证券323毛竹生长周期短的可再生资源活性炭厂家入场毛竹路线值得期待毛竹是禾木科刚竹属植物竿型粗大生长快经5-8年生长材质即可稳定是竹类中经济价值最高的竹种广泛应用于建筑业造纸业及其他领域请务必阅读正文后的声明及说明1724电力设备行业深度TablePageTop中国竹林资源丰富中国是毛竹的故乡且产量最丰第九次全国森林资源清查结果显示我国竹林面积为64116万公顷其中毛竹林占比7296毛竹在我国主要分布于秦岭汉水流域和长江流域以南地区其中福建省2020年竹材产量以957亿根占比2951位居第一根据中国林木剩余物数量估算以150吨万株的平均重量为标准推测国内2020年竹材产量为48645万吨图18第九次全国森林资源清查竹林面积百公顷图19中国竹林资源性质结构占比风景竹林1笋用竹林6纸浆竹林14材用竹林36生态公益竹林19笋材两用竹林24数据来源林业专业知识服务系统东北证券数据来源华经产业研究院东北证券图202016-2020年中国竹材产量及增速亿根图212020年中国各省市竹材产量TOP10亿根35201230151025201081556100540-52201620172018201920200中国竹材产量YOY福建广西广东湖南江西浙江安徽四川云南重庆数据来源国家统计局东北证券数据来源国家统计局东北证券活性炭与硬碳原材料制备工艺相近钠电行业空间广阔活性炭龙头企业入场硬碳制备工艺通常分为前驱体预处理碳化后处理三部分其中以硬碳前驱体为原材料椰壳炭竹炭生物炭等的工艺路线与人造石墨相接近但无需石墨化工序活性炭制备工艺通常包含原材料处理活化碳化等工序与硬碳制备前段工序重合度较高但无需造孔的活化工序通常竹子等生物质基硬碳制备过程不含后处理工序活性炭与硬碳制备工艺相近国内活性炭龙头元力股份宣布已攻克毛竹基硬碳路线公司未来硬碳生产将以毛竹为主请务必阅读正文后的声明及说明1824电力设备行业深度TablePageTop图22硬碳人造石墨活性炭制备工艺对比人造石墨焦类粉碎分级造粒表面改性整形筛分高温处理筛分除磁打包打散混合硬碳原料筛选与预处理低温脱水高温碳化粉碎包覆改性筛分除磁打包活性炭化学法酸回收磷酸混合熟化成型造粒干燥活化碳化冷却漂洗果壳椰壳干燥筛选打包活性炭物理法原材料炭化干燥预活化活化破碎研磨调配打包一体式活化炉数据来源翔丰华招股书佰思格官网鑫森炭业公开转让说明书东北证券资源富集区企业凭借原材料渠道能力解决一致性问题值得期待元力股份位于福建南平周围多毛竹产区建瓯顺昌尤溪等相似地理环境下毛竹供应充足可以有效缓解硬碳前驱体原材料的一致性问题请务必阅读正文后的声明及说明1924电力设备行业深度TablePageTop图232013-2019年福建省南平市竹材产量及增速图24元力股份周边毛竹产区示意图情况亿根3142512102815614052002013201420152016201720182019南平市竹材产量YOY数据来源南平市统计局东北证券数据来源Bing地图东北证券表11中国部分省市竹林资源情况省市面积占比竹资源种类竹资源分布福建省154819属200余种主要有毛竹其次是篓竹钢珠花竹等顺昌建瓯武夷山永安沙县尤溪等江西省146619属180余种主要有毛竹雷竹淡竹桂竹水竹等宜丰崇义奉新安福资溪弋阳万年等县市四川省127818属160种主要有慈竹绵竹黄竹西风竹毛竹等泸州宜宾乐山雅安眉山成都达州和广安8市湖南省125919属136种主要有箣竹慈竹牡竹大节竹刚竹等桃江绥宁安化桃源浙江省123724属158种主要有刚竹苦竹箬竹箣竹短穗竹等安吉杭州丽水义务龙游广东省968主要有毛竹粉单竹麻竹青皮竹茶杆竹等以广宁县为主数据来源中商情报网东北证券324秸秆农业废弃物资源丰富生物溶剂法有望解决一致性问题秸秆作为农业废弃物资源丰富中国是农业大国小麦玉米和水稻等高产量农作物每年提供巨量的生物质秸秆资源2020年国内农作物秸秆生产量为792亿吨其中可收集资源量达667亿吨秸秆作为农业废弃物长期以来主要被应用于取暖能源家畜饲料和有机肥料等方面其中肥料化利用占比最高2020年占比512图252016-2020年中国农作物秸秆产生量及可收图262020年中国秸秆利用方式占比情况集资源量规模亿吨10原料化其他99258基料化2464燃料化肥料化1385122饲料化020220162017201820192020中国农作物秸秆产量可收集资源量数据来源前瞻产业研究院东北证券数据来源华经产业研究院东北证券请务必阅读正文后的声明及说明2024