Con la diffusione e l'applicazione di batterie a energia rinnovabile come quelle al litio manganato, i materiali positivi a base di manganese hanno suscitato grande interesse. Sulla base di dati pertinenti, il dipartimento di ricerche di mercato di UrbanMines Tech. Co., Ltd. ha riassunto lo stato di sviluppo dell'industria del manganese in Cina a beneficio dei nostri clienti.
1. Approvvigionamento di manganese: la parte relativa al minerale dipende dalle importazioni e la capacità produttiva dei prodotti lavorati è altamente concentrata.
1.1 Filiera industriale del manganese
I prodotti a base di manganese sono molto vari e vengono utilizzati principalmente nella produzione di acciaio, con un grande potenziale anche nella produzione di batterie. Il manganese metallico è bianco argenteo, duro e fragile. Viene utilizzato principalmente come disossidante, desolforante ed elemento di lega nel processo di produzione dell'acciaio. Le leghe di silicio-manganese, il ferromanganese a medio-basso tenore di carbonio e il ferromanganese ad alto tenore di carbonio sono i principali prodotti di consumo del manganese. Inoltre, il manganese viene utilizzato anche nella produzione di materiali catodici ternari e di materiali catodici al manganato di litio, settori applicativi con un grande potenziale di crescita futura. Il minerale di manganese viene utilizzato principalmente attraverso il manganese metallurgico e il manganese chimico. 1) A monte: estrazione e trattamento del minerale. I tipi di minerale di manganese includono minerale di ossido di manganese, minerale di carbonato di manganese, ecc. 2) Processo intermedio: può essere suddiviso in due direzioni principali: metodo di ingegneria chimica e metodo metallurgico. Prodotti come il biossido di manganese, il manganese metallico, il ferromanganese e il silicomanganese vengono lavorati mediante lisciviazione con acido solforico o riduzione in forno elettrico. 3) Applicazioni a valle: Le applicazioni a valle comprendono leghe di acciaio, catodi per batterie, catalizzatori, medicina e altri settori.
1.2 Minerale di manganese: le risorse di alta qualità sono concentrate all'estero e la Cina dipende dalle importazioni
I giacimenti globali di minerali di manganese sono concentrati in Sudafrica, Cina, Australia e Brasile, e le riserve cinesi di minerali di manganese si classificano al secondo posto nel mondo. Le risorse globali di minerali di manganese sono abbondanti, ma distribuite in modo non uniforme. Secondo i dati di Wind, a dicembre 2022, le riserve mondiali accertate di minerali di manganese ammontavano a 1,7 miliardi di tonnellate, di cui il 37,6% si trovava in Sudafrica, il 15,9% in Brasile, il 15,9% in Australia e l'8,2% in Ucraina. Nel 2022, le riserve cinesi di minerali di manganese raggiungeranno i 280 milioni di tonnellate, pari al 16,5% del totale mondiale, posizionandosi al secondo posto nel mondo.
La qualità dei giacimenti globali di minerale di manganese varia notevolmente e le risorse di alta qualità sono concentrate all'estero. I minerali ricchi di manganese (contenenti oltre il 30% di manganese) si trovano principalmente in Sudafrica, Gabon, Australia e Brasile. Il tenore di manganese di questi giacimenti è compreso tra il 40% e il 50%, e le riserve rappresentano oltre il 70% delle riserve mondiali. Cina e Ucraina si affidano principalmente a risorse di minerale di manganese a basso tenore. Generalmente, il contenuto di manganese è inferiore al 30% e il minerale necessita di essere lavorato prima di poter essere utilizzato.
I principali produttori mondiali di minerale di manganese sono Sudafrica, Gabon e Australia, con la Cina che rappresenta il 6%. Secondo Wind, la produzione globale di minerale di manganese nel 2022 sarà di 20 milioni di tonnellate, con un calo dello 0,5% rispetto all'anno precedente, di cui oltre il 90% proveniente dall'estero. Tra questi, la produzione di Sudafrica, Gabon e Australia sarà rispettivamente di 7,2 milioni, 4,6 milioni e 3,3 milioni di tonnellate. La produzione cinese di minerale di manganese sarà di 990.000 tonnellate, pari solo al 5% della produzione mondiale.
La distribuzione del minerale di manganese in Cina è disomogenea, concentrata principalmente nel Guangxi, nel Guizhou e in altre regioni. Secondo lo studio "Research on China's Manganese Ore Resources and Industrial Chain Security Issues" (Ren Hui et al.), i minerali di manganese cinesi sono costituiti principalmente da carbonato di manganese, con quantità minori di ossido di manganese e altri tipi di minerali. Secondo il Ministero delle Risorse Naturali, le riserve di minerale di manganese in Cina nel 2022 ammontavano a 280 milioni di tonnellate. La regione con le maggiori riserve di minerale di manganese è il Guangxi, con riserve pari a 120 milioni di tonnellate, che rappresentano il 43% delle riserve nazionali; seguita dal Guizhou, con riserve pari a 50 milioni di tonnellate, che rappresentano anch'esse il 43% delle riserve nazionali.
I giacimenti di manganese in Cina sono di piccole dimensioni e di bassa qualità. In Cina esistono poche miniere di manganese su larga scala, e la maggior parte dei minerali estratti è a basso tenore. Secondo lo studio "Research on China's Manganese Ore Resources and Industrial Chain Security Issues" (Ren Hui et al.), il tenore medio del minerale di manganese in Cina è di circa il 22%, un valore basso. Non esistono quasi giacimenti di manganese ad alto tenore che soddisfino gli standard internazionali, e i minerali a basso tenore possono essere utilizzati solo dopo un processo di miglioramento della qualità.
La dipendenza della Cina dalle importazioni di minerale di manganese si aggira intorno al 95%. A causa della bassa qualità dei giacimenti di manganese cinesi, dell'elevato contenuto di impurità, degli alti costi di estrazione e dei rigorosi controlli di sicurezza e protezione ambientale nel settore minerario, la produzione cinese di minerale di manganese è in calo di anno in anno. Secondo i dati dell'US Geological Survey, la produzione cinese di minerale di manganese è in declino da 10 anni. La produzione è diminuita significativamente dal 2016 al 2018 e al 2021. L'attuale produzione annua si aggira intorno a 1 milione di tonnellate. La Cina dipende fortemente dalle importazioni di minerale di manganese e la sua dipendenza dall'estero ha superato il 95% negli ultimi cinque anni. Secondo i dati di Wind, la produzione cinese di minerale di manganese raggiungerà le 990.000 tonnellate nel 2022, mentre le importazioni si attesteranno a 29,89 milioni di tonnellate, con una dipendenza dalle importazioni pari al 96,8%.
1.3 Manganese elettrolitico: la Cina rappresenta il 98% della produzione globale e la capacità produttiva è concentrata
La produzione cinese di manganese elettrolitico è concentrata nelle province centrali e occidentali. In particolare, le province di Ningxia, Guangxi, Hunan e Guizhou rappresentano rispettivamente il 31%, il 21%, il 20% e il 12% della produzione mondiale. Secondo Steel Industry, la Cina detiene il 98% della produzione globale di manganese elettrolitico, rendendola il più grande produttore al mondo.
L'industria cinese del manganese elettrolitico presenta una capacità produttiva concentrata, con la capacità produttiva di Ningxia Tianyuan Manganese Industry che rappresenta il 33% del totale nazionale. Secondo Baichuan Yingfu, a giugno 2023 la capacità produttiva cinese di manganese elettrolitico ammontava a 2,455 milioni di tonnellate. Le prime dieci aziende sono Ningxia Tianyuan Manganese Industry, Southern Manganese Group, Tianxiong Technology, ecc., con una capacità produttiva totale di 1,71 milioni di tonnellate, pari al 70% della capacità produttiva totale del paese. Tra queste, Ningxia Tianyuan Manganese Industry ha una capacità produttiva annua di 800.000 tonnellate, pari al 33% della capacità produttiva totale del paese.
Colpito dalle politiche industriali e dalle carenze di energia,manganese elettroliticoNegli ultimi anni la produzione è diminuita. Con l'introduzione dell'obiettivo cinese del "raddoppio delle emissioni di carbonio", le politiche di protezione ambientale si sono inasprite, il ritmo dell'ammodernamento industriale è accelerato, la capacità produttiva obsoleta è stata eliminata, la nuova capacità produttiva è stata rigorosamente controllata e fattori come le restrizioni energetiche in alcune aree hanno limitato la produzione, con conseguente calo della produzione nel 2021. Nel luglio 2022, il Comitato specializzato per il manganese dell'Associazione cinese dell'industria delle ferroleghe ha proposto di limitare e ridurre la produzione di oltre il 60%. Nel 2022, la produzione cinese di manganese elettrolitico è scesa a 852.000 tonnellate (-34,7% su base annua). Il 22 ottobre, il Comitato di lavoro per l'innovazione del metallo di manganese elettrolitico dell'Associazione mineraria cinese ha proposto l'obiettivo di interrompere completamente la produzione nel gennaio 2023 e di ridurla del 50% da febbraio a dicembre. Il 22 novembre, il Comitato di lavoro per l'innovazione del manganese elettrolitico dell'Associazione mineraria cinese ha raccomandato alle imprese di continuare a sospendere la produzione e ad ammodernare gli impianti, organizzando la produzione al 60% della capacità produttiva. Prevediamo che la produzione di manganese elettrolitico non aumenterà in modo significativo nel 2023.
Il tasso di utilizzo della produzione si mantiene intorno al 50%, ma subirà forti fluttuazioni nel 2022. A causa del piano di alleanza del 2022, il tasso di utilizzo della produzione delle aziende cinesi di manganese elettrolitico sarà molto variabile, con una media annua del 33,5%. Nel primo trimestre del 2022 sono state effettuate sospensioni e ammodernamenti della produzione, con tassi di utilizzo rispettivamente del 7% e del 10,5% a febbraio e marzo. Dopo la riunione dell'alleanza di fine luglio, le fabbriche aderenti hanno ridotto o sospeso la produzione, con tassi di utilizzo inferiori al 30% ad agosto, settembre e ottobre.
1.4 Biossido di manganese: trainato dal manganato di litio, la crescita della produzione è rapida e la capacità produttiva è concentrata.
Spinta dalla domanda di materiali a base di manganato di litio, la Cinadiossido di manganese elettroliticoLa produzione è aumentata significativamente. Negli ultimi anni, spinta dalla domanda di materiali a base di manganato di litio, la domanda di biossido di manganese elettrolitico (manganato di litio) è aumentata notevolmente, e di conseguenza anche la produzione cinese è cresciuta. Secondo "A Brief Overview of Global Manganese Ore and China's Manganese Product Production in 2020" (Qin Deliang), la produzione cinese di biossido di manganese elettrolitico nel 2020 è stata di 351.000 tonnellate, con un aumento del 14,3% rispetto all'anno precedente. Nel 2022, alcune aziende sospenderanno la produzione per manutenzione e la produzione di biossido di manganese elettrolitico diminuirà. Secondo i dati di Shanghai Nonferrous Metal Network, la produzione cinese di biossido di manganese elettrolitico nel 2022 sarà di 268.000 tonnellate.
La capacità produttiva cinese di biossido di manganese elettrolitico è concentrata nelle province di Guangxi, Hunan e Guizhou. La Cina è il più grande produttore mondiale di biossido di manganese elettrolitico. Secondo l'Istituto di Ricerca Industriale di Huajing, nel 2018 la produzione cinese di biossido di manganese elettrolitico rappresentava circa il 73% della produzione globale. La produzione cinese di biossido di manganese elettrolitico è principalmente concentrata nelle province di Guangxi, Hunan e Guizhou, con la provincia di Guangxi che detiene la quota maggiore. Sempre secondo l'Istituto di Ricerca Industriale di Huajing, nel 2020 la produzione di biossido di manganese elettrolitico della provincia di Guangxi rappresentava il 74,4% della produzione nazionale.
1.5 Solfato di manganese: beneficia dell'aumento della capacità delle batterie e della capacità produttiva concentrata
La produzione cinese di solfato di manganese rappresenta circa il 66% della produzione mondiale, con la capacità produttiva concentrata nella provincia di Guangxi. Secondo QYResearch, la Cina è il più grande produttore e consumatore di solfato di manganese al mondo. Nel 2021, la produzione cinese di solfato di manganese ha rappresentato circa il 66% del totale mondiale; le vendite globali totali di solfato di manganese nel 2021 sono state di circa 550.000 tonnellate, di cui circa il 41% era costituito da solfato di manganese per batterie. Si prevede che le vendite globali totali di solfato di manganese raggiungeranno 1,54 milioni di tonnellate nel 2027, di cui circa il 73% sarà costituito da solfato di manganese per batterie. Secondo "Una breve panoramica del minerale di manganese globale e della produzione di prodotti a base di manganese in Cina nel 2020" (Qin Deliang), la produzione cinese di solfato di manganese nel 2020 è stata di 479.000 tonnellate, concentrate principalmente nel Guangxi, pari al 31,7%.
Secondo Baichuan Yingfu, la capacità produttiva annua cinese di solfato di manganese ad alta purezza sarà di 500.000 tonnellate nel 2022. La capacità produttiva è concentrata, con un CR3 del 60% e una produzione di 278.000 tonnellate. Si prevede che la nuova capacità produttiva raggiungerà le 310.000 tonnellate (300.000 tonnellate da Tianyuan Manganese Industry + 10.000 tonnellate da Nanhai Chemical).
2. Domanda di manganese: il processo di industrializzazione sta accelerando e il contributo dei materiali catodici a base di manganese è in aumento.
2.1 Domanda tradizionale: il 90% è acciaio, e si prevede che rimanga stabile
L'industria siderurgica rappresenta il 90% della domanda a valle di minerale di manganese e l'applicazione delle batterie agli ioni di litio è in espansione. Secondo il "Rapporto annuale della conferenza IMnI EPD (2022)", il minerale di manganese è utilizzato principalmente nell'industria siderurgica: oltre il 90% del minerale di manganese viene utilizzato nella produzione di leghe di silicio-manganese e ferroleghe di manganese, mentre il restante minerale di manganese è utilizzato principalmente nella produzione di biossido di manganese elettrolitico e solfato di manganese per altri prodotti. Secondo Baichuan Yingfu, le industrie a valle del minerale di manganese sono le leghe di manganese, il manganese elettrolitico e i composti di manganese. Tra questi, il 60%-80% del minerale di manganese viene utilizzato per la produzione di leghe di manganese (per acciaio, fonderie, ecc.), il 20% per la produzione di manganese elettrolitico (utilizzato per produrre acciaio inossidabile, leghe, ecc.) e il 5-10% per la produzione di composti di manganese (utilizzati per produrre materiali ternari, materiali magnetici, ecc.).
Manganese per l'acciaio grezzo: si prevede che la domanda globale raggiungerà i 20,66 milioni di tonnellate entro 25 anni. Secondo l'Associazione Internazionale del Manganese, il manganese viene utilizzato come desolforante e additivo di lega sotto forma di ferro-manganese ad alto, medio o basso tenore di carbonio e silicio-manganese durante il processo di produzione dell'acciaio grezzo. Può prevenire l'ossidazione eccessiva durante il processo di raffinazione ed evitare crepe e fragilità. Migliora la resistenza, la tenacità, la durezza e la formabilità dell'acciaio. Il contenuto di manganese nell'acciaio speciale è superiore a quello dell'acciaio al carbonio. Si prevede che il contenuto medio globale di manganese nell'acciaio grezzo sia dell'1,1%. A partire dal 2021, la Commissione Nazionale per lo Sviluppo e la Riforma e altri dipartimenti hanno avviato un programma nazionale di riduzione della produzione di acciaio grezzo, che proseguirà anche nel 2022 con risultati notevoli. Dal 2020 al 2022, la produzione nazionale di acciaio grezzo diminuirà da 1,065 miliardi di tonnellate a 1,013 miliardi di tonnellate. Si prevede che in futuro la produzione di acciaio grezzo in Cina e nel mondo rimarrà invariata.
2.2 Domanda di batterie: contributo incrementale dei materiali catodici a base di manganese
Le batterie al litio-manganese sono utilizzate principalmente nel mercato digitale, nel mercato dei piccoli dispositivi di potenza e nel mercato delle autovetture. Offrono elevate prestazioni in termini di sicurezza e costi contenuti, ma presentano una scarsa densità energetica e una bassa durata del ciclo di vita. Secondo Xinchen Information, le spedizioni cinesi di materiale catodico al litio-manganese dal 2019 al 2021 sono state rispettivamente di 7,5/9,1/102.000 tonnellate, e di 66.000 tonnellate nel 2022. Ciò è dovuto principalmente alla recessione economica in Cina nel 2022 e al continuo aumento del prezzo della materia prima a monte, il carbonato di litio. L'aumento dei prezzi e le aspettative di consumo stagnanti hanno contribuito a questo andamento.
Manganese per catodi di batterie al litio: si prevede che la domanda globale raggiungerà le 229.000 tonnellate nel 2025, equivalenti a 216.000 tonnellate di biossido di manganese e 284.000 tonnellate di solfato di manganese. Il manganese utilizzato come materiale catodico per le batterie al litio è principalmente suddiviso in manganese per batterie ternarie e manganese per batterie al manganato di litio. Con la crescita delle spedizioni di batterie ternarie di potenza in futuro, stimiamo che il consumo globale di manganese per batterie ternarie di potenza aumenterà da 61.000 a 92.000 tonnellate nel periodo 2022-2025, e la corrispondente domanda di solfato di manganese aumenterà da 186.000 a 284.000 tonnellate (la fonte di manganese del materiale catodico della batteria ternaria è il solfato di manganese); Secondo Xinchen Information e Boshi, e in base alle previsioni del settore high-tech, le spedizioni globali di catodi di manganato di litio dovrebbero raggiungere le 224.000 tonnellate in 25 anni, a fronte di un consumo di manganese di 136.000 tonnellate e di una domanda di diossido di manganese di 216.000 tonnellate (la fonte di manganese per il materiale catodico di manganese di litio è il diossido di manganese).
Le fonti di manganese presentano i vantaggi di abbondanti risorse, prezzi contenuti e ampie finestre di tensione per i materiali a base di manganese. Con l'avanzare della tecnologia e l'accelerazione del processo di industrializzazione, aziende produttrici di batterie come Tesla, BYD, CATL e Guoxuan High-tech hanno iniziato a utilizzare materiali catodici a base di manganese.
Si prevede che il processo di industrializzazione del litio ferro manganese fosfato subirà un'accelerazione. 1) Combinando i vantaggi del litio ferro fosfato e delle batterie ternarie, offre sia sicurezza che densità energetica. Secondo Shanghai Nonferrous Network, il litio ferro manganese fosfato è una versione migliorata del litio ferro fosfato. L'aggiunta di manganese può aumentare la tensione della batteria. La sua densità energetica teorica è superiore del 15% rispetto a quella del litio ferro fosfato e presenta stabilità del materiale. Una singola tonnellata di litio ferro manganese fosfato ha un contenuto di litio manganese del 13%. 2) Progresso tecnologico: a causa dell'aggiunta di manganese, le batterie al litio ferro manganese fosfato presentano problemi come scarsa conduttività e ridotta durata del ciclo, che possono essere migliorati attraverso la nanotecnologia delle particelle, la progettazione morfologica, il drogaggio ionico e il rivestimento superficiale. 3) Accelerazione del processo industriale: aziende produttrici di batterie come CATL, China Innovation Aviation, Guoxuan Hi-Tech, Sunwoda, ecc. hanno tutte prodotto batterie al litio ferro manganese fosfato; Aziende produttrici di catodi come Defang Nano, Rongbai Technology, Dangsheng Technology, ecc. Disposizione dei materiali catodici al litio ferro manganese fosfato; i veicoli elettrici della serie GOVAF0 della casa automobilistica Niu sono equipaggiati con batterie al litio ferro manganese fosfato, NIO ha avviato la produzione su piccola scala di batterie al litio ferro manganese fosfato a Hefei e Fudi Battery di BYD ha iniziato ad acquistare materiali al litio ferro manganese fosfato: il restyling della Model 3 di Tesla per il mercato interno utilizza la nuova batteria al litio ferro fosfato M3P di CATL.
Manganese per catodi di fosfato di litio ferro manganese: in base a ipotesi neutrali e ottimistiche, si prevede che la domanda globale di catodi di fosfato di litio ferro manganese sarà di 268.000/358.000 tonnellate tra 25 anni, e la corrispondente domanda di manganese sarà di 35.000/47.000 tonnellate.
Secondo le previsioni di Gaogong Lithium Battery, entro il 2025 il tasso di penetrazione del mercato dei materiali catodici al litio ferro manganese fosfato supererà il 15% rispetto ai materiali al litio ferro fosfato. Pertanto, ipotizzando condizioni neutre e ottimistiche, i tassi di penetrazione del litio ferro manganese fosfato tra 23 e 25 anni saranno rispettivamente del 4%/9%/15% e del 5%/11%/20%. Mercato dei veicoli a due ruote: prevediamo che le batterie al litio ferro manganese fosfato accelereranno la penetrazione nel mercato cinese dei veicoli elettrici a due ruote. I paesi esteri non saranno presi in considerazione a causa dell'insensibilità ai costi e degli elevati requisiti di densità energetica. Si prevede che in condizioni neutre e ottimistiche tra 25 anni, la domanda di catodi al litio ferro manganese fosfato sarà di 1,1/15.000 tonnellate e la corrispondente domanda di manganese sarà di 0,1/0,2 milioni di tonnellate. Mercato dei veicoli elettrici: ipotizzando che il fosfato di litio ferro manganese sostituisca completamente il fosfato di litio ferro e venga utilizzato in combinazione con batterie ternarie (secondo la proporzione dei prodotti correlati di Rongbai Technology, si presume che il rapporto di drogaggio sia del 10%), si prevede che in condizioni ottimistiche la domanda di catodi di fosfato di litio ferro manganese sia di 257.000/343.000 tonnellate e la corrispondente domanda di manganese sia di 33.000/45.000 tonnellate.
Attualmente, i prezzi del minerale di manganese, del solfato di manganese e del manganese elettrolitico si trovano a un livello relativamente basso nella storia, mentre il prezzo del biossido di manganese è a un livello relativamente alto nella storia. Nel 2021, a causa del duplice controllo dei consumi energetici e della carenza di energia elettrica, l'associazione ha sospeso congiuntamente la produzione, l'offerta di manganese elettrolitico è diminuita e i prezzi sono aumentati bruscamente, spingendo al rialzo i prezzi del minerale di manganese, del solfato di manganese e del manganese elettrolitico. Dopo il 2022, la domanda a valle si è indebolita e il prezzo del manganese elettrolitico è diminuito, mentre il prezzo del biossido di manganese elettrolitico è calato. Per il manganese, il solfato di manganese, ecc., grazie al continuo boom delle batterie al litio, la correzione dei prezzi non è significativa. Nel lungo termine, la domanda a valle riguarda principalmente il solfato di manganese e il biossido di manganese per le batterie. Beneficiando dell'aumento dei volumi di materiali catodici a base di manganese, si prevede che il prezzo medio si sposti al rialzo.