稀土元素被譽為“工業(yè)的維生素”,具有無法取代的優(yōu)異磁、光、電性能,對改善產(chǎn)品性能、增加產(chǎn)品品種、提高生產(chǎn)效率起到了巨大的作用。
稀土資源利用從最初的開發(fā)到下游的應(yīng)用可以分為開采、冶煉分離、加工等環(huán)節(jié),即首先從稀土礦山中開采得到稀土原礦,再通過冶煉、分離方法得到稀土氧化物、混合稀土金屬、單一稀土金屬。對于稀土金屬及氧化物,又可進一步精密加工成稀土磁性材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化材料、稀土合金材料和稀土儲氫多種下游材料。
經(jīng)精加工所得的稀土產(chǎn)品下游應(yīng)用價值高,用量少,已成為改進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高科技含量、促進行業(yè)技術(shù)進步的重要元素,被廣泛應(yīng)用到多類技術(shù)領(lǐng)域,如新能源汽車、工業(yè)機器人、變頻空調(diào)、尾氣凈化催化劑及石油裂化催化劑以及稀土發(fā)光材料等。
(1)稀土礦采選行業(yè)
在稀土礦儲量方面,我國是稀土資源儲量最為豐富的國家。截至 2022 年底,全球稀土儲量約為 1.3 億噸。其中,我國以 4,400 萬噸的稀土礦資源儲量居于全球首位;越南稀土礦儲量為 2,200 萬噸,位列全球第二;而巴西和俄羅斯稀土礦儲量均為 2,100 萬噸,并列全球第三。
在稀土礦采選方面,2022 年全球稀土礦開采產(chǎn)量為 30 萬噸。其中,中國產(chǎn)量為 21 萬噸,占據(jù)全球產(chǎn)量的 70%;其次為美國,年產(chǎn)量 4.3 萬噸,約占中國產(chǎn)量的 1/5。
從全球 1994 年-2022 年的稀土礦產(chǎn)量來看,1994 年-2017 年間全球產(chǎn)量處于緩慢增長且存在一定波動的狀態(tài),直至 2018 年起開始呈明顯的增長趨勢。
稀土礦采選領(lǐng)域早期主要由美國占主導(dǎo)地位。1980 年以來,美國修改部分法規(guī)以嚴(yán)格管控提煉稀土的含釷類礦,致使當(dāng)?shù)叵⊥廉a(chǎn)品的市場競爭者大幅減少;在該背景下,我國稀土產(chǎn)業(yè)開始蓬勃發(fā)展,稀土價格不斷下降使外國稀土企業(yè)承受不住價格下滑而紛紛倒閉,我國稀土采選產(chǎn)業(yè)迅速占領(lǐng)國際市場。
但在此過程中,非法開采和惡意壓低價格競爭大量出現(xiàn),并帶來如資源流失、過度開采、環(huán)境破壞等諸多問題。國務(wù)院開始對我國稀土資源實施出口配額,同時大力推廣、開發(fā)新型的稀土材料以開拓稀土的消費市場,進入 21 世紀(jì)后,稀土的戰(zhàn)略價值受到了更深程度的重視,我國實行了更加嚴(yán)格的出口管制并開始對稀土資源進出口征收關(guān)稅,我國的稀土產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也逐步由“開采冶煉和初級產(chǎn)品加工為主”向“中高端材料和高級應(yīng)用產(chǎn)品為主”轉(zhuǎn)變。
2006 年起,我國為防止過度開采而開始實行稀土開采總量控制指標(biāo)管理制度,國內(nèi)稀土資源開發(fā)活動逐步得到規(guī)范,稀土產(chǎn)量有序平穩(wěn)的增長。
我國稀土資源不僅儲量大、礦種全,而且廣泛分布于全國 22 個省區(qū)。目前大量開采的稀土礦床、巖體主要有包頭混合型稀土礦,以江西、廣東、廣西、福建為代表的離子吸附型稀土礦,以山東微山、四川冕寧為代表的氟碳鈰礦等,相應(yīng)地主要稀土礦產(chǎn)品也主要分為三類:氟碳鈰礦-獨居石混合型稀土礦(包頭稀土精礦)、南方離子型稀土精礦和氟碳鈰礦。
(2)稀土冶煉分離行業(yè)
我國稀土產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,技術(shù)進步不斷加快,產(chǎn)業(yè)鏈不斷延伸,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在不斷調(diào)整的過程中已趨于合理。高純、單一稀土產(chǎn)品已達到總商品量的一半以上,基本適應(yīng)和滿足國內(nèi)外市場的需求。在冶煉分離產(chǎn)品中,稀土氧化物為主要產(chǎn)品,包含氧化鑭、氧化鈰、氧化釹、氧化鐠、氧化鋱、氧化鏑、氧化銪、氧化釔、氧化釤等。
在稀土冶煉分離行業(yè),我國大型稀土集團在全球有占據(jù)絕對領(lǐng)先地位,海外僅如澳洲 Lynas 等少數(shù)公司具備稀土冶煉分離的產(chǎn)能。同時,我國稀土公司具有顯著的成本優(yōu)勢,因此在稀土冶煉分離行業(yè)的優(yōu)勢地位短期不會被改變。
與稀土礦的采選相同,我國稀土的冶煉分離的產(chǎn)量需根據(jù)工信部和自然資源部分配的指標(biāo)進行。近年來,上述冶煉分離產(chǎn)品產(chǎn)量指標(biāo)的逐年穩(wěn)步增長,與終端需求存在一定關(guān)聯(lián)。目前,稀土在全球市場終端主要用于永磁材料、儲氫、拋光以及催化等產(chǎn)品,下游需求處于穩(wěn)定增長階段;為維護市場秩序的相對穩(wěn)定,我國也在根據(jù)需求相應(yīng)提高冶煉分離產(chǎn)量指標(biāo)。
在稀土產(chǎn)品價格方面,以中國稀土行業(yè)協(xié)會公布的稀土價格指數(shù)為參考,2014-2020 年間我國稀土價格較為穩(wěn)定,略有波動;2020 年后,我國稀土價格指數(shù)開始發(fā)生較大的波動,在 2022 年初上漲趨勢鮮明,這主要是由于市場需求增長較快所致。與此同時,當(dāng)年稀土礦產(chǎn)品供應(yīng)量只有小幅度的調(diào)升。
2022 年3 月開始,稀土價格指數(shù)呈不斷下降的趨勢,主要系許多地區(qū)停工停產(chǎn),相應(yīng)需求不斷下降,導(dǎo)致稀土產(chǎn)品價格同步下降。未來稀土產(chǎn)品價格有望在短期波動后,隨需求恢復(fù)而穩(wěn)步回升。
(3)稀土精加工與下游應(yīng)用
下游稀土精加工材料作用大,用量少,已成為改進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高科技含量、促進行業(yè)技術(shù)進步的重要元素,被廣泛應(yīng)用到多類技術(shù)領(lǐng)域,如新能源汽車、新能源發(fā)電、工業(yè)機器人、尾氣凈化催化劑及石油裂化催化劑以及稀土發(fā)光材料等。
在稀土應(yīng)用領(lǐng)域,永磁材料是稀土最主要和最具發(fā)展?jié)摿Φ南掠螒?yīng)用領(lǐng)域。永磁體是由一種被磁化并產(chǎn)生自身持久磁場的材料制成的物體。自 20 世紀(jì) 60年代面世以來,稀土永磁材料經(jīng)歷了 50 多年的發(fā)展,形成了具有實用價值的三代稀土永磁材料,磁性能不斷突破。1968 年出現(xiàn)的第一代稀土永磁材料以SmCo5 合金為代表,1977 年出現(xiàn)的第二代稀土永磁材料以 Sm2Co17 合金為代表,1983年出現(xiàn)的第三代稀土永磁材料以Nd2Fe14B合金為主要代表。
其中,第一代和第二代稀土永磁材料統(tǒng)稱為釤鈷永磁材料,第三代統(tǒng)稱為釹鐵硼永磁材料。用稀土永磁材料制造的電機具有效率高、功率密度高、力矩(轉(zhuǎn)矩)高,體積小、噪音小、溫升小,穩(wěn)定性可靠性好等優(yōu)點,從而使稀土永磁材料成為節(jié)能降耗、綠色環(huán)保的核心功能材料,是自動化、智能化必不可少的要素,擁有廣闊的發(fā)展空間。
具體而言,稀土在如下主要領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用:
1)新能源汽車
永磁同步電機和交流異步電機是目前應(yīng)用于新能源汽車的主要兩種驅(qū)動電機。永磁驅(qū)動電機以其具有盡可能寬廣的弱磁調(diào)速范圍、高功率密度比、高效率、高可靠性等性能優(yōu)勢可在有效降低整車的重量的同時提高能量轉(zhuǎn)換效率,在新能源汽車市場中逐步占據(jù)主流地位。
高性能燒結(jié)釹鐵硼作為稀土永磁驅(qū)動電機的核心材料,對電機的性能起著重要作用。同時,新能源汽車對釹鐵硼消耗量也高于普通汽車電機。新能源汽車每輛純電動車消耗釹鐵硼 5-10kg,每輛插電式混合動力汽車消耗 2-3kg。
當(dāng)前,汽車電動化發(fā)展趨勢明確,新能源汽車產(chǎn)銷量持續(xù)超預(yù)期,帶動稀土材料需求增長。從國內(nèi)市場來看,新能源汽車已進入高速發(fā)展期補貼驅(qū)動逐步切換向市場驅(qū)動發(fā)展,行業(yè)成長迅猛。2021 年 10 月國務(wù)院印發(fā)《2030 年前碳達峰行動方案》,提出 2030 年新增新能源、清潔能源動力的交通工具比例達到 40%左右。
根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),2016 年至 2022 年末,我國新能源汽車占汽車整體產(chǎn)量的比例從 1-3%提升至 30%以上;2022 年,我國汽車產(chǎn)銷分別完成 2,702.1 萬輛和 2,686.4 萬輛,同比分別增長 3.4%和 2.1%。隨著新能源汽車產(chǎn)量和滲透率的不斷提升,作為新能源汽車核心部件之一,以永磁電機為代表的驅(qū)動電機需求將受到持續(xù)提振。
2)新能源發(fā)電業(yè)務(wù)
風(fēng)力發(fā)電機分為永磁直驅(qū)式、半直驅(qū)式和雙饋異步式,其中永磁直驅(qū)式和半直驅(qū)式使用高性能釹鐵硼磁鋼。相對于雙饋異步式機組,永磁直驅(qū)風(fēng)機由于無齒輪箱,減少傳動損耗的同時簡化了傳動結(jié)構(gòu),從而提升了發(fā)電效率與機組可靠性,降低了運維成本。半直驅(qū)風(fēng)機則在一定程度上結(jié)合了雙饋機組與直驅(qū)機組的優(yōu)勢,在實現(xiàn)提高齒輪箱的可靠性的同時實現(xiàn)了對大功率直驅(qū)發(fā)電機設(shè)計與制造條件的改善。
在碳中和目標(biāo)下,全球風(fēng)電行業(yè)發(fā)展有望提速,帶動稀土永磁材料需求持續(xù)釋放。我國也已宣布到 2030 年非化石能源占一次能源消費比重將達到 25%左右,風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到 12 億千瓦以上。
全球風(fēng)能理事會GWEC 發(fā)布《2022 年全球風(fēng)能報告》(Global Wind Report 2022),2022 年全球新增風(fēng)電裝機預(yù)計約達 100.6GW,2026 預(yù)計達 128.8GW。
而 2050 年年風(fēng)電裝機容量需要增加四倍于目前的水平,才能達到凈零排放。同時,2020 年全球永磁直驅(qū)及半直驅(qū)式風(fēng)機占比約 30%,預(yù)計 2025 年將達到 50%左右。隨著風(fēng)機大型化趨勢發(fā)展,應(yīng)用高性能釹鐵硼磁鋼的直驅(qū)和半直驅(qū)永磁電機滲透率將實現(xiàn)持續(xù)提升,為稀土永磁材料需求打開增長空間。
3)工業(yè)機器人
工業(yè)機器人的生產(chǎn)對于釹鐵硼有著相當(dāng)要求。在機器人及智能制造領(lǐng)域中,伺服電機是控制機器人關(guān)節(jié)靈活運動的關(guān)鍵設(shè)備,對精度、轉(zhuǎn)速、抗過載能力、穩(wěn)定性、速度相應(yīng)能力等方面具有較高的要求,因此高性能釹鐵硼磁材成為其理想材料,有助于在快速反應(yīng)、提高功率密度的同時,減小體積,實現(xiàn)輕量化。
2022 年 11 月工業(yè)機器人產(chǎn)量環(huán)比上漲。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2022 年 11月工業(yè)機器人產(chǎn)量為 40,113 臺,月同比上升 2.8%。2021 年內(nèi)總產(chǎn)量為 318,105臺,同比增長 48.03%;2020 年內(nèi)總產(chǎn)量為 214,888 臺,同比增長 45.32%。工業(yè)機器人產(chǎn)量逐年遞增,增長趨勢趨于穩(wěn)定。新增產(chǎn)量提升釹鐵硼需求量,繼續(xù)拉動氧化鐠釹需求總量。
4)尾氣凈化催化劑及石油裂化催化
中國稀土行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,2022 年 1-6 月,機動車尾氣凈化劑(自主品牌汽車催化劑)同比增加 36.4%至 975 萬升,石油裂化催化劑(國產(chǎn)催化劑)產(chǎn)量同比減少 4.4%至 10.9 萬噸。
5)稀土發(fā)光材料
中國稀土行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,2022 年 1-6 月,LED 熒光粉產(chǎn)量 289.5 噸,同比下降 14.9%;長余輝熒光粉產(chǎn)量 120.5 噸,同比下降 5.9%;三基色熒光粉產(chǎn)量 360 噸,同比下降 13.9%。
(4)影響行業(yè)發(fā)展的有利因素和不利因素
1)有利因素
國家政策的引導(dǎo)
2021 年 1 月《稀土管理條例(征求意見稿)》的發(fā)布對稀土開采、冶煉分離等生產(chǎn)經(jīng)營秩序進行規(guī)范,有利于稀土資源的合理開發(fā)利用,促進稀土行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展,保護生態(tài)環(huán)境和資源安全。
2021 年 12 月,工業(yè)和信息化部、科技部、自然資源部聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(簡稱“原材料十四五規(guī)劃”)中,稀土產(chǎn)業(yè)已被明確為技術(shù)創(chuàng)新重點方向,涉及新技術(shù)研發(fā)(離子吸附型稀土礦綠色高效開采、超高純金屬及靶材制備等)、技術(shù)工程化(高性能稀土永磁材料選區(qū)精準(zhǔn)滲透、虛擬仿真、在線監(jiān)測、機器視覺等智能制造等)、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用(高豐度元素平衡利用等)等多個細(xì)分領(lǐng)域;
此外,十四五規(guī)劃在新材料創(chuàng)新發(fā)展工程中,也對稀土產(chǎn)業(yè)在突破重點品種(超高純稀土金屬及化合物、高性能稀土磁性、催化、光功能、儲氫材料等)、提升公共平臺(建設(shè)稀有金屬等制造業(yè)創(chuàng)新中心、應(yīng)用示范平臺等)等方面的發(fā)展提出了明確要求。這些政策及措施為行業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展提供了良好的保障。
下游市場需求快速增長
稀土種類繁多,下游應(yīng)用廣泛,是新能源、新材料、國防軍工等重點行業(yè)的關(guān)鍵材料。稀土元素具有優(yōu)秀的磁、光、電性能,已廣泛應(yīng)用于電子、石油化工、冶金、機械、能源、輕工、環(huán)境保護、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。隨著全球環(huán)保政策以及國內(nèi)“雙碳”政策的推動,新能源汽車、工業(yè)電機、風(fēng)力發(fā)電、消費電子、變頻空調(diào)及工業(yè)機器人等領(lǐng)域高速發(fā)展,下游市場的需求增長將帶動稀土行業(yè)進入高質(zhì)量發(fā)展周期。
冶煉分離等技術(shù)的進步
我國在稀土冶煉分離技術(shù)和理論方向均具備長期優(yōu)勢,尤其是稀土分離提純采用萃取法,極大提高了生產(chǎn)效率;同時我國稀土冶煉全流程技術(shù)向著提高生產(chǎn)效率,降低成本,減少緩解污染,減少稀土資料浪費的方向不斷發(fā)展。稀土采選及冶煉分離技術(shù)的進步有利于行業(yè)企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高投入產(chǎn)出率,進而提升行業(yè)競爭力。
資源優(yōu)勢
我國是全球稀土資源儲量最為豐富的國家,中國稀土儲量達 4,400 萬噸,占全球稀土儲量的 33.85%,同時我國稀土礦物種類豐富,稀土元素較全。
2)不利因素
產(chǎn)業(yè)政策變化風(fēng)險
近年來,稀土產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)性矛盾依然突出,上游原礦資源開發(fā)與供應(yīng)格局不斷變革,下游高端應(yīng)用產(chǎn)品相對不足,稀土元素應(yīng)用不平衡,同時由于產(chǎn)業(yè)政策的全面落實以及稀土行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展正在進一步推進當(dāng)中,稀土產(chǎn)品價格波動明顯,導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)公司營業(yè)收入與利潤亦將可能受到相應(yīng)影響。
技術(shù)迭代及下游應(yīng)用發(fā)展風(fēng)險
在稀土冶煉分離領(lǐng)域,我國稀土分離提純技術(shù)全球領(lǐng)先,海外各國正積極投資研發(fā)新技術(shù),若海外各國成功研發(fā)新技術(shù),稀土供應(yīng)將大量釋放,稀土價格存在較大的下行壓力,從而導(dǎo)致行業(yè)整體利潤受到影響。
在稀土下游應(yīng)用領(lǐng)域,我國稀土下游產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展尚處于追趕階段,高端材料和器件與先進國家仍存在一定差距,產(chǎn)業(yè)整體需要由低成本資源和要素投入驅(qū)動,向擴大新技術(shù)、新產(chǎn)品和有效供給的創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),重點發(fā)展稀土高端材料和器件產(chǎn)業(yè)。同時,目前世界各國為擺脫對重稀土的依賴,降低磁材成本,都在積極研發(fā)無鏑或少鏑技術(shù),技術(shù)發(fā)展較快。若未來技術(shù)迭代成功,稀土需求將大幅度降低,行業(yè)景氣度將受到較大沖擊。
(5)行業(yè)前景與競爭格局
我國有著全世界最豐富的稀土資源,并且品種齊全易開采,是唯一具有完備稀土產(chǎn)業(yè)鏈的國家。由于我國稀土儲量全球最高,占總儲量的 36.67%,其中中重稀土儲量更是占據(jù) 80%以上,稀土行業(yè)戰(zhàn)略意義重大。由于稀土元素在電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)上相似,冶煉分離具備很高的技術(shù)門檻。我國利用資源優(yōu)勢推進分離技術(shù)的發(fā)展,在經(jīng)過多年的技術(shù)迭代后已經(jīng)形成了全球領(lǐng)先的冶煉分離技術(shù)。
在先進技術(shù)的支持下中國冶煉分離產(chǎn)量也位列第一,占全世界總產(chǎn)量的 90%。海外方面由于礦山品質(zhì)不高、品種單一、冶煉分離工藝不成熟,再加上高環(huán)保及人力成本的限制,很難與中國稀土行業(yè)競爭,僅有澳大利亞的 Lynas公司擁有較為成熟的冶煉分離技術(shù),能在冶煉分離產(chǎn)品上與中國產(chǎn)生一定競爭。
我國雖然稀土資源豐富,冶煉技術(shù)成熟,但在 2006 年以前稀土行業(yè)卻存在著惡性競爭的現(xiàn)象。針對這一現(xiàn)象,從 2006 年起我國開始發(fā)布每年稀土開采總量以及冶煉產(chǎn)量控制指標(biāo),且未來稀土供給增量也由指標(biāo)決定。指標(biāo)的公布也從側(cè)面反映出了國家對于控制稀土供給有序增長,防止企業(yè)互相壓價的決心。
2014 年,由工信部牽頭制定的稀土大集團組建方案獲國務(wù)院批復(fù)同意,方案中計劃組建北方稀土、中鋁集團、中國五礦、南方稀土集團、廣東稀土和廈門鎢業(yè)六大稀土集團。2015 年 5 月,六大稀土集團相繼完成備案。截至 2016年 12 月,六大稀土集團均通過了審核驗收。通過大集團整合政策,國內(nèi)稀土產(chǎn)能以及國家總量控制計劃逐步向六大稀土集團集中,我國稀土行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營秩序?qū)⒂型M一步好轉(zhuǎn)。
2021 年,中鋁集團、中國五礦、贛州市人民政府等進行相關(guān)稀土資產(chǎn)的戰(zhàn)略性重組,組建成立中國稀土集團,中國稀土集團成立,旨在促進協(xié)同發(fā)展、稀土資源優(yōu)勢互補以及稀土資源供給集中化。至此,六大稀土集團進一步整合為四大集團,分別是中國稀土集團、北方稀土、廣東稀土、廈門鎢業(yè)。除了中國稀土集團以外,關(guān)鍵的稀土冶煉分離企業(yè)包括北方稀土、廣晟有色、廈門鎢業(yè)、盛和資源等。