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#稀土永磁#
稀土作为现代工业的“维生素”,全球主要工业国均将稀土视为战略性资源。根据美国地质调查局(USGS)公布的年数据显示,中国储量为万吨,占比约36.7%,是全球第一。再看全球的供给,全球稀土永磁材料年总产量21.74万吨,中国总产量就达19.62万吨,也是全球产量第一。
我国稀土上游开采实行配额制,年至今,工信部与自然资源部开始控制稀土开采总量,打击黑稀土,关停小型稀土矿,规范稀土开采。当前开采指标全部分配给中国稀土(.HK)、北方稀土(.SH)、厦门钨业(.SH)、南方稀土、广东稀土等六大稀土集团,年12月,中国稀土集团有限公司正式成立,意味着第七大稀土集团面世,有助于稀土产业高质量发展,有助于中国诞生具有全球竞争力的世界一流稀土企业集团。
稀土应用广泛,其中稀土永磁材料虽然只占据35%的消费量,但却占有高达91%的消费价值,是稀土消费价值最高的领域。稀土永磁材料主要用于稀土永磁电机,该类电机相对于传统异步电机,具有节能与节约空间优势。广泛用于直驱电机占、汽车行业(包括新能源汽车、EPS转向系统)、公铁、电动自行车、风力发电、工业电机、医疗设备和智能机器人等场景。特别是风电设备、混合动力汽车、纯电动汽车以及处于起步阶段的燃料电池汽车,永磁电机都是必不可少的核心器件之一。随着全球新能源发展和各国环保政策的推行,尤其是国内“碳达峰”与“碳中和”推动下,新能源汽车、风电节能产业或将迎来高速发展,高性能钕铁硼需求有望释放巨大潜力。
虽然我国是钕铁硼永磁材料的主要生产国和出口国,但是以中、低端产品为主,且中、低端产品产能过剩,高性能烧结钕铁硼永磁材料供需基本平衡。钕铁硼永磁材料成功量产之初,全球产能集中在日本与欧美,尤其是日本与美国掌控高性能钕铁硼永磁材料生产制造技术,领先于全球。
进入21世纪以后,中国凭借稀土资源、成本和技术优势,拥有全球最完整的稀土产业链,经过全球产业转移,产业已集中分布在中国与日本,其中中国占据全球85%左右的市场份额,并主要向美国、德国和韩国等国家和地区出口。海外较大的烧结钕铁硼企业仅存日立金属、信越化学等几家,日本产量主要满足其国内需求,国外对中国烧结钕铁硼永磁材料的依赖程度较高。
但以日立金属为代表的国际领先企业掌握了多项钕铁硼专利,如果未获得日立金属专利的授权,产品出口到欧美、亚太等专利保护区,将存在被其控告侵权的风险。国外下游客户特别是知名企业出于法律风险的考虑,通常不愿冒险采用无专利授权的钕铁硼磁体及其组件,中国企业在国际化竞争中还是面临劣势。
目前国内主要生产厂商在各自擅长的细分市场各显千秋,业内尚未出现垄断巨头,主要包括中科三环、宁波韵升、正海磁材、英洛华和金力永磁(SZ:)等少数几家。
就市场表现来说:
最近一年,有色金属算几乎都上涨,稀土的价格也不里例外,同时对相关概念产生影响。而价格的上涨主要受益于碳中和、新冠疫情下下游应用的需求增长。
(1)稀土开采概念股指数,包含五矿稀土、北方稀土、广晟有色和盛和资源,虽然指数处于历史高位,但处于波动及下行趋势。指数趋势和价格趋势相近,可见稀土开采概念股主要受价格影响。
(2)稀土永磁指数,包含中科三环、宁波韵升、正海磁材、英洛华和金力永磁等多家上市公司。稀土永磁指数和稀土指数一样保持上涨趋势,但稀土永磁的上涨幅度更明显。12月以后波动前行。
目录
一、稀土分布及应用场景
(一)全球稀土资源分布中国占比近四成,全球第一
(二)稀土91%的消费价值来自稀土永磁材料
二、稀土永磁格局初显,我国总产量稳步提升
(一)我国稀土永磁材料产量全球第一
(二)稀土开采配额制,供给格局向好发展
(三)高性能永磁材料是发展趋势
(四)永磁材料生产企业现状
三、高性能钕铁硼未来应用前景广阔
一、稀土分布及应用场景
稀土是化学周期表中镧系元素和钪、钇共17种金属元素的总称,最初是从瑞典产的比较稀少的矿物中发现的。根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征,17种稀土元素通常分为轻稀土(铈组)和中重稀土(钇组)二组。其中,轻稀土包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd);中重稀土包括钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)和钇(Y)。
作为现代工业的“维生素”,稀土应用广泛。全球主要工业国均将稀土视为战略性资源,稀土具有多种特殊的化学性质,是现代工业尤其是高科技产业的重要原材料,有研究指出,当今世界每出现四种新技术,就有一项与稀土相关。其中,轻稀土储量相对较大,主要用于永磁材料、抛光粉、玻璃陶瓷、催化剂等领域;中重稀土储量较小,主要用于荧光粉、陶瓷等领域,此外,航空航天、军事国防等领域也会用到中重稀土。
(一)全球稀土资源分布中国占比近四成,全球第一
根据美国地质调查局(USGS)公布的年数据显示,全球稀土资源总储量约为1.2亿吨,其中中国储量为万吨,占比约36.7%,越南储量万吨,占比约为18.3%,巴西储量万吨,占比17.5%,俄罗斯储量万吨,占比10.0%,四国合计超过全球总储量的80%,资源分布集中度较高。
(二)稀土91%的消费价值来自稀土永磁材料
稀土产业链主要包括原矿采选(上游)、冶炼分离(中游)和加工应用(下游)三个环节。
原矿采选:分为采矿和选矿,即将含有稀土氧化物的原矿石开采并经过处理后形成精矿;
冶炼分离:将稀土精矿通过火法冶金技术或湿法冶金技术形成稀土化合物或单一稀土金属,火法冶金工艺简单、生产效率高,湿法冶金流程复杂,但产品纯度高,是目前冶炼分离企业主要采用的冶炼方法;
加工应用:将通过稀土化合物或稀土金属生产的永磁材料、催化剂、抛光材料、冶金材料等应用于终端产品,稀土的终端应用范围较广,在新能源汽车、石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃等领域均有广泛运用,在高端装备制造领域也发挥着不可或缺的核心基础材料作用。
1、全球稀土消费量35%来自稀土永磁材料,约占91%的消费价值
稀土永磁材料受益于新能源汽车和电子工业等领域的高速发展,在全球稀土消费量中占比最高,为35%;催化材料主要用于汽车尾气净化等领域,消费占比约26%;其余主要消费领域有电池合金、陶瓷/颜料/釉料、玻璃抛光粉和添加剂、荧光粉及其他。稀土永磁材料虽然只占据35%的消费量,但却占有高达91%的消费价值,是稀土消费价值最高的领域。
2、中国稀土消费量中永磁材料占比远高于其他领域,超过40%
根据智研咨询数据显示,年中国稀土消费结构中永磁材料占比超40%,冶炼与机械、石油化工及玻璃陶瓷分别占比为12%、9%和8%,储氢材料和发光材料各占7%,催化材料、抛光材料和农业轻纺各占5%。从国内稀土永磁产量来看,烧结钕铁硼磁体是唯一一个实现产量正增长的稀土功能材料,印证高性能磁材行业高景气作用于上游的产品结构调整。
二、稀土永磁格局初显,我国总产量稳步提升
(一)我国稀土永磁材料产量全球第一
从全球的供给来看,根据弗若斯特沙利文的数据,全球稀土永磁材料年总产量21.74万吨,其中烧结钕铁硼20.55万吨,占比高达94.5%,而年我国稀土永磁材料总产量达19.62万吨,其中烧结钕铁硼磁体18.55万吨,烧结钕铁硼磁铁产量全球占比达到90.27%,为全球产量第一,而据中国稀土行业协会的数据显示,年这一比例为87%。
预计到年,稀土永磁材料总产量和烧结钕铁硼产量将分别达到31.02和29.67万吨,~年均复合增长率分别为7.4%和7.6%。全球高性能钕铁硼永磁成品的产量从年的3.5万吨增长至年的6.6万吨,年均复合增长率达13.4%。弗若斯特沙利文预测,到年,全球高性能钕铁硼永磁成品的产量将达到13万吨,~年均复合增长率达14.4%。
我国稀土永磁产量稳步增长,~年均复合增长率达7.8%。目前,我国稀土永磁产业已经形成了以浙江宁波、京津地区、山西、包头和赣州为主的产业集群。据弗若斯特沙利文的数据显示,年我国稀土永磁材料总产量达19.62万吨,其中烧结钕铁硼磁体18.55万吨,占比高达94.5%。根据弗若斯特沙利文的预测,年我国稀土永磁产量将达到28.42万吨,~年均复合增长率7.7%。我国高性能稀土永磁成品产量在年达到4.62万吨,预计到年达到10.51万吨。
(二)稀土开采配额制,供给格局向好发展
年至今,工信部与自然资源部开始控制稀土开采总量,打击黑稀土,关停小型稀土矿,规范稀土开采。年我国稀土开采指标16.8万吨,冶炼分离指标16.2万吨,全部分配给中国稀土(.HK)、北方稀土(.SH)、厦门钨业(.SH)、南方稀土、广东稀土等六大稀土集团。
当前海外稀土上游供给增量主要来源于美国、缅甸和澳大利亚,年产量共计8.5万吨(折稀土氧化物),由于海外项目开发周期长,预计短期增量有限。在下游需求不断提升下,假设年中国稀土开采、冶炼分离配额增长率与年持平(+20%),预计配额有望提升,开采、冶炼分离指标可达20.2万吨与19.4万吨。
年12月23日,为实现稀土资源优势互补、稀土产业发展协同,中国铝业集团有限公司、中国五矿集团有限公司、赣州稀土集团有限公司引入中国钢研科技集团有限公司,有研科技集团有限公司等两家稀土科技研发型企业,按照市场化、法治化原则组建的大型稀土企业集团,中国稀土集团有限公司正式成立。
中国稀土产业自年至今,先后经历三次整合,稀土企业“小、散、乱、弱”无序发展的局面虽然有所改观,但并未适应高质量发展的要求。中国稀土集团将聚焦于稀土的科技研发、勘探开发、分离冶炼、精深加工和下游应用、进出口贸易等,致力于打造具有全球竞争力的世界一流稀土企业集团。稀土配额制可能存在变更。
受此消息影响,当日,五矿发展(.SH)、五矿稀土(.SZ)涨超5%,中钢天源(.SZ)、中色股份(.SZ)和北方稀土(.SH)等纷纷跟涨。
(三)高性能永磁材料是发展趋势
1、稀土价格波动上涨淘汰低端产品和小企业
年中国稀土永磁材料出口32,吨,占国内产量的20%左右,进口2,吨,不到国内总产量的2%,中国为稀土永磁材料的净出口国。但从进出口单价来看,我国出口稀土永磁材料单价维持在5万美元/吨左右,但进口单价则在9万美元/吨左右,中国进口的稀土永磁材料多为高性能烧结钕铁硼永磁材料。
当上游稀土价格大幅上涨,小企业运营成本大幅上升,利润空间被压缩,同时低端钕铁硼产品可替代性更强,价格抬升使市场需求方向转向铁氧体等磁性材料替代品,加上原料采购难度加大和下游提价能力弱,小企业逐渐退出市场。议价能力强的行业龙头企业受益于原材料价格上涨,通过抬升高端钕铁硼产品价格传导至下游企业,利润有望提升增厚。
2、稀土永磁龙头扩产,行业集中度或持续提升
目前,国内稀土磁材行业形成了中科三环、宁波韵升、正海磁材、英洛华、大地熊、金田铜业、银河磁体、安泰科技、有研新材等稀土磁材加工企业,其中除银河磁体主营粘结钕铁硼外,其余公司均主要生产烧结钕铁硼产品。厦门钨业拥有稀土上游开采冶炼能力,已涉足下游高性能稀土永磁材料业务,同样作为上游稀土开采冶炼厂商的北方稀土与广晟有色也正积极布局自身下游磁性材料业务。
(四)永磁材料生产企业现状
1、中国替代发达国家成为钕铁硼永磁材料主要生产国,但国际化面临劣势
在钕铁硼永磁材料成功量产之初,全球产能集中在日本与欧美,尤其是日本与美国掌控高性能钕铁硼永磁材料生产制造技术,领先于全球。进入21世纪,中国凭借稀土资源、成本和技术优势,拥有全球最完整的稀土产业链,经过全球产业转移,全球烧结钕铁硼永磁材料产业格局发生大调整。
目前,钕铁硼永磁材料产业已集中分布在中国与日本,其中中国占据全球85%左右的市场份额,并主要向美国、德国和韩国等国家和地区出口。海外较大的烧结钕铁硼企业仅存日立金属、信越化学等几家,日本产量主要满足其国内需求,国外对中国烧结钕铁硼永磁材料的依赖程度较高。因此,日本市场主要由日立金属和信越化学等本土企业供应;除日本以外的国际市场竞争主要为中国企业之间的竞争。
但是中国企业在国际化竞争中还是面临劣势,以日立金属为代表的国际领先企业掌握了多项钕铁硼专利,如果未获得日立金属专利的授权,产品出口到欧美、亚太等专利保护区,将存在被其控告侵权的风险。受到专利壁垒的影响,大部分国内钕铁硼永磁材料生产企业直接向国际市场大规模出口产品存在法律风险。国内同行业企业根据自身的专利技术生产和出口烧结钕铁硼永磁产品并评估法律风险,存在未取得授权企业出口的情况,因此国内企业并非必须取得日立金属的相关专利授权方能出口。但是,国外下游客户特别是知名企业出于法律风险的考虑,通常不愿冒险采用无专利授权的钕铁硼磁体及其组件。
截至目前,我国有多家钕铁硼生产企业,仅有8家企业获得了专利许可或授权,分别为中科三环(SZ:)、大地熊(SH:)、宁波韵升(SH:)、安泰科技(SZ:)、京磁材料科技股份有限公司、北京银纳金科科技有限公司、正海磁材(SZ:)、金鸡强磁。自大地熊、正海磁材和金鸡强磁于年获得日立金属专利授权至今,国内无其他企业获得专利授权,亦不存在仅通过支付专利使用费便获得专利授权的情况。
相对于已授权的8家企业,国内其他企业目前要实现市场突破比较困难。汽车、电机等下游客户的导入周期长,先发优势明显。这是因为,烧结钕铁硼永磁材料下游客户大多为世界或业内知名优质企业或其产品配件供应商,这些企业对材料供应商的选择有着严格的控制程序,从前期接洽到质量、环境、社会责任与可持续发展等管理体系评审、样品检测、小批量试用再到批量供货、最后形成稳定的战略合作和供应链关系,需要一个很长的业务磨合和产品技术认证过程。一般来说,认证周期往往需要3-5年时间,并且下游客户为保持其产品性能的稳定性及长期供应链关系,在选定烧结钕铁硼材料供应商并经长期合作认可后,通常不会轻易更换,甚至会产生一定程度的粘性。海外市场而言已授权的8家国内企业经过多年客户积累,已在国际市场上有一席之地,未来主要看技术、成本和工艺、客户认可等因素。
2、我国钕铁硼永磁材料生产商概况
我国能稳定生产高性能钕铁硼永磁材料生产商比较集中,除公司外,主要包括中科三环(SZ:)、宁波韵升(SH:)、正海磁材(SZ:)、英洛华(SZ:)和金力永磁(SZ:)等少数几家。上述企业往往聚焦于某个或某几个应用领域,以该领域的高端客户为突破口,集中研发、设计和制造能力为高端客户打造优质的服务,并与高端客户形成战略合作关系,在细分市场形成了较强的竞争优势,成为细分市场的领先企业。近年来,高性能钕铁硼永磁材料的应用场景从传统的消费电子向新能源汽车等新兴领域发展,节能环保的政策亦提供了广阔发展空间,应用领域的持续深化和新应用领域的不断出现为行业注入了成长动力。因此,目前国内主要生产厂商在各自擅长的细分市场各显千秋,业内尚未出现垄断巨头。
三、高性能钕铁硼未来应用前景广阔
(一)钕铁硼永磁体产业链
钕铁硼作为最重要的消费应用,下游产品需求差异分为低端和高端两类:
(1)低端钕铁硼主要应用于磁吸附、磁选、电动自行车、箱包扣、门扣、玩具等领域;
(2)高性能钕铁硼主要应用于高技术壁垒领域中各种型号的电机,在新能源汽车、变频家电、节能电梯和风力发电等领域应用前景广泛。
低端钕铁硼技术门槛低,行业产能分散,产品同质化严重,市场无序恶性竞争,供给过剩,高端钕铁硼的性能更优异,具有较高的技术、资金准入门槛,未来发展空间广阔。中国钕铁硼磁材行业是一个市场竞争较为充分的行业,我国是钕铁硼永磁材料的主要生产国和出口国,并以中、低端产品为主,且中、低端产品产能过剩,高性能烧结钕铁硼永磁材料供需基本平衡。
(二)钕铁硼永磁体性能优异,节能效果好
稀土永磁材料相对金属和铁氧体永磁材料性能优异,Nd-Fe-B是到目前为止磁性最强的永磁材料,应用最为广泛。永磁体是在磁化后能够长期保持磁性的磁体,可以分为三大类:金属永磁材料、铁氧体永磁材料和稀土永磁材料。
虽然金属永磁材料和铁氧体永磁材料具有价格便宜、原材料充足的优点,但是它们的最大磁能积(B·H)max通常小于kJ/m3,磁性相对较差,因此逐步被稀土永磁材料所替代。稀土永磁材料在发展中,经历了第一代SmCo5,第二代SM2Co17,第三代Nd2Fe14B这三个阶段的发展,目前第四代铁氮(碳)永磁体仍然处于研发阶段,距离产业化仍有一定距离
1、烧结钕铁硼是应用最广的钕铁硼磁材
钕铁硼材料根据制造工艺的不同,可分为粘结钕铁硼、烧结钕铁硼和热压钕铁硼三种。烧结钕铁硼是当前综合性能最高的磁体,也是应用最广的钕铁硼材料。粘结钕铁硼磁性能不及烧结钕铁硼,应用范围受限,所占市场份额不到10%;热压钕铁硼制作工艺复杂,加工成本高,原材料价格甚至超过成品价格,批量生产难度大,目前产量较少,应用领域仅限于小微电机等领域。
2、稀土永磁电机相对于传统异步电机,具有节能与节约空间优势。
与传统异步电机相比,稀土永磁电机具有高效率、高功率因数、高功率密度、温升低、可靠性高等优点。在25%-%负载范围,尤其是低转速、低负载或过载的情况下,永磁电机相对于交流异步电机和直流他励电机均具有更高的效率,节能效果显著。其次,稀土永磁电机的高功率密度或者高转矩密度也带来更小的体积。相对于传统异步电机,同样体积下永磁电机功率增大;或同样功率下永磁电机体积更小。
(三)高性能钕铁硼需求增长将快速拉动稀土需求
根据中国稀土行业协会数据,年全球钕铁硼下游消费中占比最大的是直驱电机占14.1%,汽车行业占比共计13.5%,其中新能源汽车占6.9%,EPS转向系统占6.6%,其次是公铁占比12.1%,电动自行车、风力发电、工业电机、医疗设备和智能机器人分别占全球钕铁硼消费量的10.9%、9.2%、8.6%、7.8%、7.7%。随着全球新能源发展和各国环保政策的推行,尤其是国内“碳达峰”与“碳中和”推动下,新能源汽车、风电节能产业或将迎来高速发展,高性能钕铁硼需求有望释放巨大潜力。
(四)新能源汽车:将是稀土永磁增长的长期驱动
稀土永磁体大约占新能源汽车行业稀土应用的60%。相较于传统燃油车,新能源汽车大约使用超过个小型电机,由于电机使用量增加,单车用稀土永磁量大幅提升。新能源汽车行业的蓬勃发展为国内稀土永磁产品的结构优化提供了良机。
从新能源汽车行业的稀土消费情况可以看出,新能源汽车行业中主要涉及稀土永磁体和稀土储氢材料,分别占比64%和36%。对于混合动力汽车、纯电动汽车以及处于起步阶段的燃料电池汽车,永磁电机都是必不可少的核心器件之一。
1、碳中和背景下,国内外多项政策利好新能源汽车发展。
国内:国务院印发的《新能源汽车产业发展规划(-年)》提出,年我国新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的约20%。国外:美国白宫于年8月5日提出到年新能源汽车销量占比达40-50%,加大对新能源汽车行业的支持;欧盟于年7月提出于年开始在欧盟地区禁售燃油车,其中爱尔兰、瑞典、丹麦、荷兰的禁售燃油车时间将早于年。
2、预计年海外新能源汽车产量达到.4万辆,约为年的13.8倍。
年海外新能源汽车产量达到万辆,同比增长63%。根据中信证券研究部汽车组预测,年海外新能源汽车产量将达到万辆,-年CAGR为36.1%,预计年新能源汽车产量为万辆,年产量为万辆,年产量达到.4万辆。假设纯电动乘用车、其他新能源乘用车(混合动力乘用车)、除乘用车外的其他新能源车(商用车)单车用钕铁硼量分别为3.4kg、2.6kg、10kg,年海外新能源汽车产量预计将带来7.8万吨的钕铁硼永磁材料消费量。
国内新能源汽车产销量持续保持强劲。年,我国新能源汽车产量为万辆,同比提升13.3%,我们预计//年将突破//万辆,~年中国新能源汽车产量将保持39.0%左右的CAGR,预测年中国新能源汽车产量将达到万辆,年达到万辆。按照纯电动乘用车、其他新能源乘用车(混合动力乘用车)、除乘用车外的其他新能源车(商用车)单车用钕铁硼量同样分别以3.4kg、2.6kg、10kg计算,预计年中国新能源汽车产量将带来6万吨的钕铁硼永磁材料消费量
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