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稀土精加工與下游應用分析
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 中國稀土    2023-08-14

下游稀土精加工材料作用大，用量少，已成為改進產(chǎn)品結構、提高科技含量、促進行業(yè)技術進步的重要元素，被廣泛應用到多類技術領域，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。

在稀土應用領域，永磁材料是稀土最主要和最具發(fā)展?jié)摿Φ南掠螒妙I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 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用于新能源汽車的主要兩種驅動電機。永磁驅動電機以其具有盡可能寬廣的弱磁調速范圍、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。

高性能燒結釹鐵硼作為稀土永磁驅動電機的核心材料，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)超預期，帶動稀 土材料需求增長。

從國內市場來看，新能源汽車已進入高速發(fā)展期補貼驅動逐步切換向市場驅動發(fā)展，行業(yè)成長迅猛。

2021 年 10 月國務院印發(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動電機需求將受到持續(xù)提振。

2）新能源發(fā)電業(yè)務

風力發(fā)電機分為永磁直驅式、半直驅式和雙饋異步式，其中永磁直驅式和半直驅式使用高性能釹鐵硼磁鋼。相對于雙饋異步式機組，永磁直驅風機由于無齒輪箱，減少傳動損耗的同時簡化了傳動結構，從而提升了發(fā)電效率與機組可靠性，降低了運維成本。

半直驅風機則在一定程度上結合了雙饋機組與直驅 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)了對大功率直驅發(fā)電機設計與制造條件的改善。

在碳中和目標下，全球風電行業(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，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到 12 億千瓦以上。

全球風能理事會 GWEC 發(fā)布《2022 年全球風能報告》（Global Wind Report 2022），2022 年 全球新增風電裝機預計約達 100.6GW，2026 預計達 128.8GW。而 2050 年年 風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 年全球永磁直驅及半直驅式風機占比約 30%，預計 2025 年將達到 50%左右。隨著風機大型化趨勢發(fā)展，應用高性能釹鐵硼磁鋼的直驅和半直驅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要求。在機器人及智能制造領域中， 伺服電機是控制機器人關節(jié)靈活運動的關鍵設備，對精度、轉速、抗過載能力、 穩(wěn)定性、速度相應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、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)計局數(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 年內總產(chǎn)量為 318,105 臺，同比增長 48.03%；2020 年內總產(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%。