稀土行业深度研究:战略稀缺资源致知力行继往开来?稀土是镧系的 15 个元素以及钪(Sc)和钇(Y)两种元素,共 17 种元素的统称,主要分为轻 稀土、中稀土和重稀土。根据《中国稀土产业发展与政策研究》一书,稀土是指化学元素周期 表中镧系元素,由原子序数 57-71 的元素组成,包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、 钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及 与镧系的 15 个元素密切相关的 2 个元素钪(Sc)和钇(Y),共 17 种元素。在人类发现稀土初期, 稀土一般是以氧化物的状态分离出来,又因其发现之初存在于瑞典较为稀少的矿物中,故被称 为稀土(Rare Earth,RE 或 R)。根据分离工艺的要求,稀土元素可分为轻稀土和重稀土。其 中,轻稀土也被称为铈组,重稀土也被称为钇组,这种划分是因矿物经分离得到的稀土混合物 中常以铈或钇占优势。而根据其物理化学性质的特点,稀土又分为轻稀土、中稀土和重稀土三 组。目前,世界主要稀土矿中绝大部分仅储有轻稀土元素,重稀土元素含量大且品位好的只有 我国的南方离子吸附型稀土矿,这种稀土矿集中分布在江西(赣南)、广东、广西、四川和福建 等省区,是我国具有战略意义的重要矿产资源。
稀土产品种类繁多,主要可分为稀土金属、稀土氧化物、其它稀土化合物和稀土合金。稀 土元素由于原子的结构特殊,电子能级异常丰富,具有许多优异的光、电、磁、核等特性,能 与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅提升其他产品的质 量和性能,产品广泛应用于高新材料、冶金、军工、石油化工、玻璃陶瓷、农业等。
稀土矿床主要分为内生和外生(或者表生)两大类型。根据毛景文院士等《稀土矿床:基 本特点与全球分布规律》一文,稀土元素其实并不稀少,它们是一组亲石元素,在地壳的丰度 达 220×10-6,整体高于碳元素(200×10-6),其中铈元素丰度高于铜元素丰度。部分稀土元 素用途广泛,例如,在工业上,稀土比我们通常所知道铜、钴、铅和锡元素的用途更多。迄今, 自然界已经发现 250 多种稀土矿物,具有工业用途的矿物仅 10 余种,包括含铈族矿物:氟碳 铈矿、氟碳铈钙矿和独居石;含钐和钆族矿物:黑稀金矿和硅铍钇矿;含钇族稀土矿物:氟碳 钙钇矿、磷钇矿、褐钇铌矿;其中最常见矿物有独居石、氟碳铈矿和磷钇矿。总体从形成地质过程来讲,可以将稀土矿床归纳为内生和外生(或者表生)两大类型,并且进一步可以分为 10 种。内生稀土矿床包括碳酸岩型、碱性岩型、碱性岩型-碳酸岩型、氧化铁铜金型、热液脉型, 外生稀土矿床包括风化壳离子吸附型、沉积岩型、沉积矿产(煤矿、铝土矿和沉积磷矿)伴生 型、砂矿和现代海洋底部软泥型。其中部分风化壳离子吸附型属于重稀土矿,其余均为轻稀土 为主的矿床。
稀土元素在矿物中的赋存状态主要有稀土矿物、类质同象置换矿物和风化壳淋积型矿物。 根据国家钨与稀土产品质量监督检验中心和江西省钨与稀土研究院的资讯和信息,在自然界中, 稀土主要富集在花岗岩、碱性岩、碱性超基性岩及与他们有关的矿床中。稀土元素在矿物中的 赋存状态,按矿物晶体化学分析主要有三种。(1)稀土元素参加矿物的晶格,构成矿物必不可 少的组成部分。这类矿物通常称之为稀土矿物。独居石、氟碳铈矿都属于此类。(2)稀土元素 以类质同象置换矿物中 Ca、Sr、Ba、Mn、Zr 等元素的形式分散在矿物中,这类矿物在自然界 中较多,但是大多数矿物中的稀土含量较低,含稀土的萤石、磷灰石均属于此类。(3)稀土元 素呈离子吸附状态赋存于某些矿物的表面或颗粒之间,这类矿物属于风化壳淋积型矿物,稀土 离子吸附于哪种矿物与该种矿物风化前所含矿母岩有关。
全球稀土矿床主要集中于部分大型-超大型矿床。根据毛景文院士团队统计,迄今为止,在 全球探明的稀土矿床和矿点有 851 处,但绝大多数资源量局限于 20 个已经探明的矿床,并且 主要集中在前 11 个大型-超大型矿床。在 20 个矿床中,作为伴生组分的 REE 在 Olympic Dam 矿山,由于其品位过低,在现有经济和技术条件下尚未回收利用;另外,庙垭、Songwe、 Strangelake、Kvanefjeld、Dubbo Zirconia、Lovozero、Wet Mountains 和 Brown Range 这些 低品位 REE 矿床在目前也难以利用。如果不考虑目前是否可利用,按照主要矿床探明的资源 量计算,全球共 8100 万 t,其中碳酸岩型 54.9%,碱性岩型-碳酸岩型 12.7%,碱性岩型(包括 碱性花岗岩型)18.8%,IOCG 型 12.4%和热液型 1.2%。由于砂矿缺少资源量以及其他类型矿 床资源量数据少(包括风化壳离子吸附型矿产),未参加统计。
我国稀土资源主要分布在内蒙古白云鄂博、川西和南方七省区三大基地。根据《我国稀土 资源现状和评价》一文,白云鄂博矿床的稀土氧化物储量高达三千余万吨,川西稀土矿集区仅 牦牛坪和大陆槽两个矿床已探明的稀土氧化物储量就达到近 500 万吨,南方七省区风化壳型稀 土矿中稀土氧化物总资源量也高达数百万吨。 白云鄂博是全球最大的稀土资源产地,同时还是全球第二大铌矿和我国重要的铁矿产地。 白云鄂博矿床位于华北克拉通北缘中元古代狼山-渣尓泰-白云鄂博裂谷系内,围岩为白云鄂博 群浅变质陆缘碎屑沉积岩。白云鄂博稀土矿床东西长约 20km,矿化总体呈东西向带状展布,“主 矿”和“东矿”是矿区最主要的矿体,呈近东西向或东北向透镜状产出,“西矿”由一系列近东 西向排列的小矿体组成。另外,在矿区东部还发现了东介勒格勒、菠萝头山和都拉哈拉等矿化。 稀土矿物主要为独居石和氟碳铈矿,以及少量的黄河矿、氟碳钙铈矿和氟碳铈钡矿等氟碳酸盐 稀土矿物。
川西冕宁-德昌稀土矿集区发现于 20 世纪 90 年代,主要为典型的碳酸岩-碱性杂岩体型稀 土矿床,形成于新生代。该矿集区沿着攀西裂谷展布,长达 270km,最宽处达 15km,自北向 南包括有牦牛坪、木落寨、里庄和大陆槽等矿床,其稀土氧化物总储量超过 500 万吨,其中规 模最大的牦牛坪矿床资源储量约为 317 万吨,大陆槽矿床约为 159 万吨。该矿集区的稀土矿石 类型主要为伟晶岩型、碳酸岩型网脉状和浸染状矿石;稀土矿物主要为氟碳铈矿;脉石矿物主 要为重晶石、萤石、霓辉石、方解石和正长石等。 华南风化壳型(也常称为离子吸附型)稀土矿床是我国特色的优质稀土资源。目前,我国 已确定的离子吸附型稀土矿床已超过 170 个,主要分布于江西、广东、广西、福建和云南等七 省区,其主要赋存于花岗岩或火山岩风化壳中,厚度约 5~30m,一般为 8~10m,代表性矿床有江西赣州的足洞、河岭和南桥矿床,以及广东平远的八尺等矿床。该类矿床原矿为黄、浅红 或白色松散的砂土混合物,可直接人工开采;其矿物组成比较简单,主要是由黏土矿物、石英 和长石等组成,重砂含量很少。其中黏土矿物含量约占 40%~70%,主要有高岭石、埃洛石、 伊利石和极少量的蒙脱石。稀土氧化物品位介于 0.05%~0.3%之间,在垂向剖面中表现为“上 贫、中富、下又贫”的特征,表明稀土从风化壳上部淋滤到中下部沉淀富集。
稀土的产业链一般包括 5 个上下游环节:开采选矿→冶炼分离→材料制备→终端应用→循 环回收。
目前,我国是全球唯一具备稀土全产业链各类产品生产能力的国家,美西方稀土产业链的 整体规模远低于我国,且其产业链均不完整并存在明显短板。根据吴一丁、王鹏等《稀土产业 链全球格局现状、趋势预判及应对战略研究》一文,在全球层面,稀土产业链关键环节仅有少 数国家具备生产能力。在“五眼联盟”(美国、英国、加拿大、澳大利亚、新西兰)中,美国、 澳大利亚仅具备稀土矿开采能力,英国仅能够生产稀土金属;在欧盟国家中,法国、爱沙尼亚 具备稀土冶炼分离能力,德国拥有稀土永磁体生产能力。可见“五眼联盟”和欧盟能够在联盟 内部构建完整的稀土产业链。在东南亚国家中,马来西亚和缅甸具有稀土开采和冶炼分离能力, 越南能够生产稀土金属和永磁体。此外,日本在稀土产业链下游的稀土金属和永磁体环节具备 生产能力;俄罗斯、印度也能够进行稀土开采和冶炼分离;非洲国家布隆迪具备稀土矿开采能 力。
稀土选矿一般采用浮选法。根据国家钨与稀土产品质量监督检验中心和江西省钨与稀土研 究院的资讯和信息,选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异,采用不同的 选矿方法,借助不同的选矿工艺,不同的选矿设备,把矿石中的有用矿物富集起来,除去有害 杂质,并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。全世界开采出来的稀土矿石中,稀土氧化物含 量只有百分之几,甚至有的更低,为了满足冶炼的生产要求,在冶炼前经选矿,将稀土矿物与 脉石矿物和其它有用矿物分开,以提高稀土氧化物的含量,得到能满足稀土冶金要求的稀土精 矿。稀土矿的选矿一般采用浮选法,并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。精矿 中的稀土,一般以难溶于水的碳酸盐、氟化物、磷酸盐、氧化物或硅酸盐等形式存在。必须通 过各种化学变化将稀土转化为溶于水或无机酸的化合物,经过溶解、分离、净化、浓缩或灼烧 等工序,制成各种混合稀土化合物如混合稀土氯化物,作为产品或分离单一稀土的原料,这样 的过程称为稀土精矿分解也称为前处理。分解稀土精矿的方法总的来说可分为酸法、碱法和氯 化分解三类。酸法分解又分为盐酸分解、硫酸分解和氢氟酸分解法等;碱法分解又分为氢氧化 钠分解或氢氧化钠熔融或苏打焙烧法等。一般根据精矿的类型、品位特点、产品方案、便于非 稀土元素的回收与综合利用、利用劳动卫生与环境保护、经济合理等原则选择适宜的工艺流程。
稀土冶炼方法主要有湿法冶金和活法冶金两种。稀土湿法冶金属于化工冶金方式,全流程 大多处于溶液、溶剂之中,如稀土精矿的分解、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的分 离和提取过程就是采用沉淀、结晶、氧化还原、溶剂萃取、离子交换等化学分离工艺流程。现 应用较普遍的是有机溶剂萃取法,它是工业分离高纯单一稀土元素的通用工艺。湿法冶金流程 复杂,产品纯度高,该法生产成品应用面广阔。火法冶金工艺过程简单,生产效率高。稀土火 法冶炼主要包括硅热还原法制取稀土合金,熔盐电解法制取稀土金属或合金,金属热还原法制 取稀土合金等。火法冶金的共同特点是在高温条件下生产。碳酸稀土和氯化稀土是稀土工业中 最主要的两种初级产品,生产工艺分别为浓硫酸焙烧工艺和烧碱法工艺。
稀土萃取工艺主要有分步法、离子交换和溶剂萃取。在分离稀土元素的工艺流程中,由于 17 种元素的物理性质和化学性质极其相近,且稀土元素同伴生杂质元素较多,因此,其萃取流程较为复杂,常用的萃取工艺有:分步法、离子交换和溶剂萃取。(1)分步法是利用化合物在 溶剂中溶解度的差别进行分离提纯的方式。从钇(Y)到镥(Lu),所有天然存在的稀土元素间 的单一分离,包括居里夫妇发现的镭,都是用这种方法分离的,分步法操作程序较为复杂,全 部稀土元素的单一分离耗费了 100 多年,一次分离重复操作达 2 万次,工作强度较大,因此这 种方法难以大量生产单一稀土。(2)稀土元素的研究工作因分步法不能大量生产单一稀土而受 到了阻碍,为了分析原子核裂变产物中含有的稀土元素,并除去铀、钍中的稀土元素,研究成 功了离子交换色层分析法(离子交换法),进而用于稀土元素的分离。离子交换法的优点是一次 操作可以将多个元素加以分离,而且还能得到高纯度的产品。但缺点是不能连续处理,一次操 作周期长,还有树脂的再生、交换等所耗成本高,因此,这种曾经是分离大量稀土的主要方法 已从主流分离方法上退下来,而被溶剂萃取法取代。但由于离子交换色层法具有获得高纯度单 一稀土产品的突出特点,当前为制取超高纯单品以及一些重稀土元素的分离,还需用离子交换 色层法分离制取。(3)溶剂萃取法是利用有机溶剂从与其不相混溶的水溶液中把萃取物提取分 离出来的方法。溶剂萃取法在石油化工、有机化学、药物化学和分析化学方面应用较早。但近 四十年来,由于原子能科学技术的发展,超纯物质及稀有元素生产的需要,溶剂萃取法在核燃 料工业、稀有冶金等工业方面得到了很大发展。我国在萃取理论的研究、新型萃取剂的合成与 应用和稀土元素分离的萃取工艺流程等方面,均达到了很高的水平。溶剂萃取法其萃取过程与 分级沉淀、分级结晶、离子交换等分离方法相比,具有分离效果好、生产能力大、便于快速连 续生产、易于实现自动控制等一系列优点,因而逐渐变成分离大量稀土的主要方法。
稀土提纯主要有熔盐电解和真空还原两种方法。稀土金属一般分为混合稀土金属和单一稀 土金属。混合稀土金属的组成与矿石中原有的稀土成份接近,单一金属是各稀土分离精制的金 属。以稀土氧化物(除衫、铕、镱及铥的氧化物外)为原料用一般冶金方法很难还原成单一金 属,因其生成热很大、稳定性高,因此如今生产稀土金属常用的原料是它们的氯化物和氟化物。 (1)工业上大批量生产混合稀土金属一般使用熔盐电解法。电解法有氯化物电解和氧化物电 解两种方法。单一稀土金属的制备方法因元素不同而异。钐、铕、镱、铥因蒸气压高,不适于 电解法制备,而使用还原蒸馏法。其他元素可用电解法或金属热还原法制备。氯化物电解是生 产金属最普遍的方法,特别是混合稀土金属工艺简单,成本便宜,投资小,但最大的缺点是氯 气放出,污染环境。氧化物电解没有有害气体放出,但成本稍高些,一般生产价格较高的单一 稀土如钕、镨等都用氧化物电解。(2)电解法只能制备一般工业级的稀土金属,如要制备杂质 较低、纯度高的稀土金属,一般用真空热还原的方法来制取。这一方法可以生产所有的单一稀 土金属,但钐、铕、镱、铥不能用这种方法。钐、铕、镱、铥与钙的氧化还原电位仅使氟化稀 土产生部分还原。一般制备这些金属,是利用这些金属的高蒸气压和镧金属的低蒸气压的原理, 将这四种稀土的氧化物与镧金属的碎屑混合压块,在真空炉中进行还原,镧比较活泼,钐、铕、 镱、铥被镧还原成金属后收集在冷凝上,与渣很容易分开。
稀土永磁材料是稀土功能材料中应用最广的一种,属于磁性材料。稀土深加工产品主要为 稀土功能材料,稀土功能材料是以稀土元素为主要成分,并利用稀土元素所具有的优良的光学、电学、磁学、化学等特殊性能,而形成特殊的物理、化学和生物学效应,从而能完成功能互相 转化的一类功能性材料。主要作为高新技术材料,用来制造各种功能元器件,应用于各类高科 技领域中。常用的稀土功能材料有稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土储氢材料、稀土抛光材 料、稀土催化材料等。
磁性是物质的基本属性之一,物质的磁性源于原子磁矩。按照原子磁矩的排列方式不同, 可将物质的磁性分为顺磁性、抗磁性、铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性和螺旋磁性等。通常意义 上所说的磁性材料一般是指铁磁性、亚铁磁性或螺旋磁性材料,这些材料具有自发磁化的特点。 磁性材料按功能可分为硬磁材料、软磁材料、功能磁性材料(磁致伸缩材料、磁记录材料、磁 制冷材料等)三类,其中硬磁材料又称为永磁材料,是磁性材料中应用最广泛的材料之一。 目前主要有剩磁 Br 、矫顽力 Hc 和磁能积 BH 三个性能参数来确定磁铁的性能。剩磁 Br 即永磁体经磁化至技术饱和,并去掉外磁场后,所保留的 Br 称为剩余磁感应强度。矫顽力 Hc 即使磁化至技术饱和的永磁体的磁感应强度 B 降低到零,所需要加的反向磁场强度称为磁 感矫顽力,简称为矫顽力。磁能积 BH 代表了磁铁在气隙空间(磁铁两磁极空间)所建立的磁 能量密度,即气隙单位体积的静磁能量。
永磁铁氧体磁体通常指烧结永磁铁氧体磁体,属于第二代永磁材料,具有电阻率高、稳定 性好、耐环境变化力强的特点,原料来源丰富且成本较低、适宜大批量生产,是电声器件、永 磁电机等组件的关键电子材料。生产永磁铁氧体磁体的流程为:将外购的预烧料按自有配方与 配料进行混合,经球磨机球磨后,通过沉淀、湿压成型、烧结、磨加工等步骤制成铁氧体磁瓦、 铁氧体磁钢等成品。
稀土永磁材料属于第三代永磁材料,是一类以稀土金属元素与过渡族金属元素(TM,即 Transition Metals,包括铁 Fe、钴 Co 等)所形成的金属间化合物为基础的永磁材料,亦称 为稀土金属间化合物永磁。第一代稀土永磁材料是稀土与合金比为 1:5 的 SmCo5 型稀土永磁, 第二代是稀土与合金比为 2:17 的 Sm2Co17 型稀土永磁材料,第一代和第二代均为钐钴永磁体 永磁材料,具有高矫顽力、高磁能积、高居里温度等优点,采用粉末冶金工艺制备,主要原料 为钐、钴,由于价格昂贵且钴属于战略资源,因此钐钴永磁体量产和大规模使用受到了限制, 并未得到广泛应用。 稀土永磁材料中目前应用最为广泛的为第三代稀土永磁材料,即钕铁硼永磁材料。钕铁硼 永磁材料是以金属间化合物 Nd2Fe14B 为基础的第三代稀土永磁材料。为了获得不同性能,材 料中的钕可用部分镝(Dy)、镨(Pr)等其他稀土金属替代,铁可被钴(Co)、铝(Al)等其他 金属部分替代。Nd2Fe14B 化合物具有四方晶体结构,具有高的饱和磁化强度和单轴各向异性场, 是钕铁硼永磁材料永磁特性的主要来源。
根据《中国高新技术产业目录(2006)》,高性能钕铁硼永磁材料是指内禀矫顽力 Hcj(KOe) 及最大磁能积(BH)max(MGOe)之和大于 60 的烧结钕铁硼永磁材料。受到技术工艺壁垒、 非标准化生产壁垒、专利壁垒、资金壁垒、客户认证和粘性壁垒、人才壁垒等因素影响,目前 行业内能够生产高性能钕铁硼永磁材料的企业数量较少;生产中低端钕铁硼永磁材料的企业竞 争较为激烈。 钕铁硼永磁材料根据生产工艺不同,可分为烧结、粘结和热压三种,其中烧结钕铁硼是我 国目前产量最高、应用范围最广泛的稀土永磁材料。粘结钕铁硼永磁材料是把钕铁硼磁粉与高 分子材料及各种添加剂均匀混合, 再用模压或注塑等成型方法制造的磁体。粘结钕铁硼性能不 如烧结钕铁硼,但其具备工艺简单、造价低廉、体积小、精度高、磁场均匀稳定等优点,主要应用于信息技术、办公自动化、消费类电子等领域。热压钕铁硼永磁材料是通过热挤压、热变 形工艺制成的磁性能较高的磁体, 具有致密度高、取向度高、耐蚀性好、矫顽力高和近终成型 等优点。目前仅少数公司掌握了生产工艺,专利壁垒和制作成本高,总产量比较小。
烧结钕铁硼永磁材料具有磁性强、质量轻、体积小、能效高等特点,是目前工业化生产中 综合性能最优的永磁材料,是精密电声器件、稀土永磁电机等当代制造业重要部件的关键电子 材料。生产烧结钕铁硼永磁材料的流程可分为坯料工序(或“前道工序”)和成品工序(或“后 道工序”)两部分:坯料工序是将镨钕金属、纯铁、硼铁等原料制成钕铁硼毛坯;成品工序是通 过机械加工、表面处理等方式对钕铁硼毛坯进行加工从而获得钕铁硼磁钢。
国家质量监督检验检疫总局与国家标准化管理委员会联合发布的国家标准《烧结钕铁硼永 磁材料》(GB/T13560-2009)将烧结钕铁硼永磁材料按内禀矫顽力的高低划分为低矫顽力(N)、 中等矫顽力(M)、高矫顽力(H)、特高矫顽力 (SH)、超高矫顽力(UH)、极高矫顽力(EH)、至高 矫顽力(TH)七大类。
稀土可以通过生产废料和末端产品两条主要途径进行循环回收。根据吴一丁、王鹏等《稀 土产业链全球格局现状、趋势预判及应对战略研究》一文,在我国,稀土回收以从永磁体生产 加工过程中产生的碎屑、边角料、研磨压制的生产侧废料回收为主。2021 年,我国从生产侧废 料回收稀土 2.7 万吨,占稀土氧化物生产总量的(17 万吨)的 16%。在报废永磁体等末端产品回收方面,全球稀土回收前景巨大,但产量仍然较少。为此,美国、欧盟大力开展稀土回收技 术研发并进行产业扶持。例如,欧盟宣布投资 SUSMAGPRO 项目,开展稀土永磁体的可持续 回收、再加工和再利用等方面研究。
近年来稀土行业步入规范健康发展阶段,稀土价格中枢有所抬升。2010 年以前我国稀土 价格基本保持窄幅震荡格局,2010 年由于钓鱼岛争端事件,我国对稀土出口实施管制措施,稀 土价格一路飙升,受到高额回报影响,大量非法开采及非法生产规模迅速扩大,范围遍及江西、 广东、福建、广西等离子矿主产区。随后叠加稀土价格高涨抑制下游功能材料需求并引发部分 替代效应,稀土价格从 2011 年第四季度开始大幅回落。2012-2020 年间,为规范行业健康发 展,随着中国稀土协会成立、大型稀土集团陆续合并组建、稀土行业供给侧改革等措施,我国 稀土行业逐步进入规范发展阶段,在此期间稀土价格主要受到国家收储等供给侧因素主导。 2020 年后受到新能源汽车、风电、节能电器等领域需求快速增长,叠加黑稀土产能基本出清、 行业供给端基本稳定等因素影响,稀土价格涨跌逐步由需求所驱动。但由于稀土是我国重要战 略资源,供给侧影响依旧较大。
我国稀土储量位居世界第一。根据美国地质调查局(USGS)公布的数据,2022 年全球已 探明稀土氧化物(REE2O3,常简写为 REO)储量约为 1.30 亿吨,其中,中国约为 4400 万吨、 越南约为 2200 万吨、巴西约为 2100 万吨、俄罗斯约为 2100 万吨、印度约为 690 万吨、澳大 利亚约为 420 万吨、美国约为 230 万吨、其他国家约为 880 万吨。2022 年世界稀土储量相较 2021 年增加 0.1 亿吨,我国稀土储量占比约为 33.77%,位居世界第一。
我国稀土矿产量位居世界第一。根据美国地质调查局(USGS)公布的数据,2022 年全球 稀土矿(REO)产量约为 30 万吨,其中,中国约为 21.00 万吨、美国约为 4.30 万吨、澳大利 亚约为 1.80 万吨、泰国约为 0.71 万吨、越南约为 0.43 万吨、印度约为 0.29 万吨、俄罗斯约 为 0.26 万吨、其他国家约为 1.21 万吨。2022 年世界稀土产量相较 2021 年增加 1 万吨,我国 稀土产量占比约为 69.98%,位居世界第一。
目前全球稀土冶炼分离产量主要来自我国。根据安泰科数据显示,2022 年,全球稀土冶 炼分离产品产量主要来自中国和澳大利亚莱纳公司马来西亚工厂,估计全球稀土冶炼分离产品 产量约 28.9 万吨,同比增长 31%。其中,中国 27.5 万吨(含稀土集团生产总量指标 20.2 万 吨,利用进口美国矿和独居石矿生产的冶炼分离产品产量大约分别为 4.2 万吨和 3.1 万吨),同 比增长 37%;澳大利亚莱纳公司位于马来西亚的关丹稀土(LAMP)分离厂受疫情及缺水影响, 全年产量同比下降 16%,约 1.6 万吨。根据安泰科预测,未来两年稀土冶炼分离产品的产量呈 增长趋势,且增幅主要来自于中国,但随着国外产能的投产,中国的份额会有小幅下降,预计 2023 年,全球稀土氧化物产量大约为 31.1 万吨。
近年来我国稀土开采、冶炼分离总量控制指标均呈现逐年增长趋势。稀土是我国实行总量 控制管理的产品,任何单位和个人不得无指标和超指标生产,每年的稀土开采、冶炼分离总量 控制指标由我国工业和信息化部、自然资源部联合下发。2017-2022 年,我国稀土开采总量指 标分别为105000、120000、132000、140000、168000吨,2018-2022年分别同比增长14.29%、 10.00%、6.06%、20.00%。2017-2022 年,我国稀土冶炼分离总量指标分别为 100000、115000、 132000、135000、162000 吨,2018-2022 年分别同比增长 15.00%、14.78%、2.27%、20.00%。
2023 年第一批开采指标中轻稀土保持增长,中重稀土小幅下降。工信部和自然资源部下 达的 2023 年第一批稀土开采、冶炼分离总量控制指标分别为 120000 吨、115000 吨,同比分 别增长 19.05%和 18.31%。其中,稀土矿产品中,轻稀土矿开采指标为 109057 吨,同比增长 22.11%;中重稀土矿开采指标为 10943 吨,同比增长-4.76%。
近年我国稀土功能材料产量保持稳步增长。根据中国稀土行业协会的数据,2021 年,我 国主要稀土功能材料产量保持平稳增长。稀土磁性材料方面,烧结钕铁硼毛坯产量 20.71 万吨, 同比增长 16%;粘结钕铁硼产量 9380 吨,同比增长 27.2%;钐钴磁体产量 2930 吨,同比增 长31.2%。稀土催化材料方面,石油催化裂化催化剂产量23万吨(国产催化剂),同比增长15%; 机动车尾气净化剂产量 1440 万升(自主品牌),同比下降 0.6%。稀土发光材料方面,LED 荧 光粉产量 698 吨,同比增长 59%;三基色荧光粉产量 831 吨,同比下降 25.3%;长余辉荧光 粉产量 262.5 吨,同比增长 8.1%。稀土储氢材料产量 10778 吨,同比增长 16.7%。稀土抛光 材料产量 44170 吨,同比增长 29.7%。
据中国稀土行业协会数据,2022 年上半年,我国主要稀土功能材料产量保持平稳增长。稀 土磁性材料方面,烧结钕铁硼毛坯产量 11.6 万吨,同比增长 15%;粘结钕铁硼产量 4490 吨, 同比增长 2%;钐钴磁体产量 1490 吨,同比增长 14.6%。稀土催化材料方面,石油催化裂化催 化剂产量 10.9 万吨(不含外资企业),同比下降 4.4%;机动车尾气净化剂产量 975 万升(不 含外资企业),同比增长 36.4%。稀土发光材料方面,LED 荧光粉产量 289.5 吨,同比下降 14.9%; 三基色荧光粉产量 360 吨,同比下降 13.9%;长余辉荧光粉产量 120.5 吨,同比下降 5.9%。 稀土储氢材料产量 4398 吨,同比下降 13.4%。稀土抛光材料产量 1.6 万吨,同比下降 8.4%。 近年我国稀土永磁材料产量保持稳步增长。根据安徽大地熊新材料股份有限公司陈静武的 《稀土资源在稀土永磁行业的均衡与循环利用技术现状和展望》报告,我国稀土永磁材料产量 从 2017 年的 15.75 万吨增加至 2022 年的 24.6 万吨,年均复合增长率 9.35%,预计 2025 年 可达 32 万吨,2030 年超过 50 万吨;2022 年我国生产的 24.6 万吨稀土永磁中,烧结钕铁硼 产量约为 22 万吨,烧结钕铁硼磁材厂需要消耗 6.6 万吨左右的稀土金属元素,其中包括 5.8 万 吨镨钕混合金属、0.4 万吨镝和铽金属以及 0.4 万吨镧铈金属。
我国稀土消费量位居世界第一。根据中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心高级工程 师宋科余的《稀土资源中长期供需格局》报告,本世纪以来我国稀土消费量长期占据全球消费 量第一的位置,2022 年消费量占到全球的 75%,较 2000 年增长了近 10 倍;日本在 2007 年 达到消费峰值后,稳中有降,2022 年消费量排名全球第二;美国近几年稀土消费量维持在 1 万吨上下。 目前我国稀土行业下游需求占比最大的为永磁材料。根据 SMM 的数据显示,稀土永磁材料在全球稀土消费量中占比最高,为 35%;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;我国稀土行业下游需求占比最大的为永磁 材料,占比 42%,其次为冶金机械、石油化工、玻璃陶瓷、储氢材料、发光材料、农业轻纺、 抛光材料和催化材料,占比分别为 12%、9%、8%、7%、7%、5%、5%、5%。
目前我国稀土永磁材料应用领域中占比最大的为汽车工业。根据 SMM 的数据显示,我国 稀土永磁材料应用领域占比中最大的为汽车工业,占比 49%,节能电器、工业应用、风力发电、 消费电子和其他占比分别为 49%、18%、11%、10%、9%和 3%。
5.1. 新能源汽车:永磁同步电机及汽车零部件对钕铁硼需求有望稳步提升
新能源汽车主要包括混合动力汽车(HEV)和纯电动汽车(EV)。高性能钕铁硼永磁材料主要 用于新能源汽车驱动电机及 ABS(防抱死制动系统)、EPS(电子转向系统)等汽车零部件, 可以提高电机功率密度,使其具有更高的运行效率。
高性能钕铁硼永磁材料广泛应用于新能源汽车的永磁同步电机中。驱动电机是新能源汽车 的三大核心部件之一,按照电源类型可分为直流电机和交流电机,其中交流电机可分为同步电 机和异步电机,同步电机可分为永磁同步电机、磁阻同步电机和磁滞同步电机。永磁同步电动 机由定子、转子和端盖等部件构成;定子(通常为硅钢片搭配铜线圈)与普通感应电动机基本 相同,采用叠片结构以减小电动机运行时的铁耗;转子(材料通常为电磁铁、永磁体或硅钢片) 可做成实心,也可用叠片叠压;电枢绕组可采用集中整距绕组的,也可采用分布短距绕组和非 常规绕组。永磁同步电机具有效率高、转矩密度高等优点,且由于采用了永磁材料磁极,特别 是采用了稀土材料永磁体,其磁能积高,可得到较高的气隙磁通密度,因此在容量相同时,电 机的体积小、重量轻,已经成为新能源汽车驱动电机的主流。 汽车零部件中的微特电机会大量使用高性能钕铁硼永磁材料,包括电动助力转向系统 (EPS)、防抱死制动系统(ABS)、汽车油泵、点火线圈等。随着我国汽车产量的增加,以及 EPS 和 ABS 等零部件在汽车中的渗透率不断提高,汽车零部件领域需要的高性能钕铁硼永磁 材料有望稳步上升。
近年来我国新能源汽车产销量同比均保持快速增长,市占率逐年提升。根据中国汽车工业 协会的数据,2022 年全球汽车产量为 8501.68 万辆,我国汽车产量为 2702.10 万辆。根据 EVTank 的数据,2022 年全球新能源汽车销量达到 1082.4 万辆,同比增长 61.6%,其中中国 销量占比增长至 63.6%,而 2021 年我国销量占比为 53%。2022 年我国新能源汽车产量为 705.83 万辆,占我国汽车总产量的 26.12%,市占率进一步提升。
6 月,汽车产销当月同比保持增长,新能源汽车产销同比保持快速增长。根据汽车工业协 会的数据,6 月,汽车产销分别达到 256.1 万辆和 262.2 万辆,环比分别增长 9.8%和 10.1%, 同比分别增长 2.5%和 4.8%。1-6 月,汽车产销累计完成 1324.8 万辆和 1323.9 万辆,同比分 别增长 9.3%和 9.8%,由于去年 6 月受燃油车购置税减半等政策拉动产销呈现高增长,1-6 月 累计增速较 1-5 月有所回落。6 月,新能源汽车继续延续快速增长态势,市场占有率稳步提升。 当月产销分别达到 78.4 万辆和 80.6 万辆,环比分别增长 9.9%和 12.5%,同比分别增长 32.8% 和 35.2%,市场占有率达到 30.7%。1-6 月,新能源汽车产销累计完成 378.8 万辆和 374.7 万 辆,同比分别增长 42.4%和 44.1%,市场占有率达到 28.3%。
根据通联数据的预测,2023/2024/2025 年国外新能源汽车产量分别为 464.71/570.51/802.37 万辆;根据 EVTank 与伊维经济研究院的数据与测算,2022 年全球新能 源汽车销量达到 1082.4 万辆,预计 2025 年全球新能源汽车销量为 2542.2 万辆;据此以及中 国汽车协会发布的《中国汽车工业发展报告(2023)》,我们预计 2023/2024/2025 年我国新能 源汽车产量分别为 920/1230/1520 万辆;预计 2023-2025 年全球新能源汽车钕铁硼合计需求分 别为 2.76/3.69/5.32 万吨。
高性能钕铁硼永磁材料主要用于直驱、半直驱型风力发电机组。风力发电机是风力发电系 统的核心部件,目前风力发电电机主要有四种,双馈异步风力发电系统、电励磁直驱风力发电 系统、永磁半直驱和直驱同步电机。与双馈异步风机相比,永磁直驱风力发电机组具有结构简 单、运行与维护成本低、使用寿命长、并网性能良好、发电效率高、更能适应在低风速的环境 下运行等特点,因此其市场份额在不断上升。
近年来全球风电累计装机容量保持稳步提升,新增装机量同比增速波动较为明显。根据全 球风能协会的数据,2012-2022 年全球风电累计装机容量分别为 2.83/3.19/3.70/4.33/4.87/5.40/5.91/6.50/7.45/8.29/9.06 亿千瓦,分别同比增长 18.96%/12.52%/15.99%/17.07%/12.62%/10.91%/9.28%/10.09%/14.58%/11.33%/9.27%;全 球风电新增装机量分别为 4492.90/3569.20/5147.30/6346.70/5464.20/5346.80/5069.30/6087.70/9528.90/9360.50/775 8.70 万千瓦,分别同比增长 9.74%/-20.56%/44.21%/23.30%/-13.90%/-2.15%/-5.19%/20.09%/56.53%/-1.77%/-17.11%-1 7.11%。
近年来我国风电累计装机呈逐年稳步提升态势。根据中国电力企业联合会的数据,2022 年,全国新增发电装机容量 20298 万千瓦,比上年增长 13.3%。其中,风电和太阳能发电合计 新增装机继续突破 1 亿千瓦,占全部新增发电装机比重 62.5%;风电新增装机 3861 万千瓦, 比上年下降 19.0%,新增风电装机以集中式风电为绝对主体,主要集中在风资源条件良好的华 北、西北和东南沿海地区。
虽然短期内风电投资有所受限,长期来看我国风电装机量仍有提升空间。根据中国电力企 业联合会的数据,2022 年,全国主要电力企业合计完成投资 12470 亿元,比上年增长 15.6%。 全国电源工程建设完成投资 7464 亿元,比上年增长 27.2%。其中,风电投资 2011 亿元,比上 年下降22.3%,中央财政补贴取消带动海上风电逐步转向市场化竞配、平价上网的新发展阶段, 短期内对产业投资产生抑制作用,导致风电投资下降。虽然短期风电投资有所受限,但长期来 看,我国电力绿色低碳转型步伐加快,根据中电联预计,到 2030 年,经济社会发展全面绿色 转型取得显著成效,电力绿色供应水平进一步提升,非化石能源发电装机占比达到 60%左右, 非化石能源发电量占比接近 50%,非化石发电量增量占全社会用电量增量比重达到 90%左右。
根据全球风能协会的数据,2022 年全球海、陆风电市场占比风别为 11.34%和 88.66%, 根据全球风能协会的预测,2023/2024/2025 年全球风电新增装机量分别为 115/125/135GW, 其中,2023/2024/2025 年陆上风电新增装机量分别为 97/106/109GW,2023/2024/2025 年海 上风电新增装机量分别为 18/18/26GW;根据包头稀土产品交易所的数据,当前全球直驱风机 渗透率约为 30%;根据 CWEA 统计,2019 年我国半直驱风电机组装机容量在全部新增装机容 量中的占比为 12.2%;根据 Wood Mac 的预测,到 2029 年半直驱(中速传动)机组在全球海、 陆风电市场的占有率将分别达到 34%、45%。据此我们预计 2023/2024/2025 年全球风电行业 钕铁硼合计需求分别为 2.99/3.36/3.74 万吨。
机器人一般分为工业机器人和服务机器人两大类。全球机器人产业快速发展,正极大改变 人类生产和生活方式,机器人的研发、应用是衡量一个国家创新和高端制造业水平的重要标志。 根据国际机器人协会的标准,按照场景分类来看,机器人可分为工业机器人和服务机器人。 根据国际标准化组织的定义,工业机器人是自动控制、可重新编程的多用途机械手,可编 程为三个或更多轴,可以固定到位,也可以固定在移动平台上,用于工业环境中的自动化应用。 工业机器人可以根据机械结构分为笛卡尔机器人(又称为矩形机器人,有三个飱柱关节的机械 手,其轴形成笛卡尔坐标系)、SCARA 机器人(机械手,有两个平行的旋转接头,在选定的平 面上提供合规性)、铰接机器人(有三个或更多旋转接头的机械手)、平行/三角洲机器人(手臂 有形成闭环结构的环节的机械手)、圆柱形机器人(机械手,至少有一个旋转接头和至少一个棱 柱形接头,其轴形成圆柱形坐标系)、极地机器人(机械手,有两个旋转接头和一个棱柱接头, 其轴形成一个极坐标系)等。
根据国际标准化组织的定义,服务机器人是个人使用或专业使用的机器人,为人类或设备 执行有用的任务,机器人需要“一定程度的自主性”,即“在没有人工干预的情况下,根据当前 状态和传感执行预期任务的能力”,对于服务机器人来说,这从部分自主性(包括人类机器人交 互)到完全自主性——无需主动人类机器人干预。服务机器人根据个人或专业用途进行分类。 它们有许多形式和结构以及应用领域。 根据中国电子学会的分类,机器人可分为工业机器人(包括搬运机器人、加工机器人、焊 接机器人、喷镀机器人等)、服务机器人(包括家用服务机器人、医疗机器人、公共服务机器人) 和特种机器人(包括救援机器人和军用机器人等)。
近年来全球工业机器人装机量整体趋势保持向上。2012-2021 年全球工业机器人装机量分 别为 15.9/17.8/22.1/25.4/30.4/40/42.3/39.1/39.4/51.7 万台,分别同比增长 -4.22%/11.95%/24.16%/14.93%/19.69%/31.58%/5.75%/-7.57/0.77%/31.22%。根据 IFR 的数 据,亚洲仍是全球工业机器人最大市场,2021 年所有新部署的机器人中,74%安装在亚洲,中 国是最大的应用市场,同比增长 51%,出货量为 26.82 万台,相当于全球其他地区安装的所有 机器人的总和;在役机器人存量突破百万,同比增长 27%。日本是工业机器人第二大市场,2021 年装机量为 4.72 万台,同比增长 22%,在役机器人存量为 39.33 万台,同比增长 5%。根据 IFR 的预测,2024 年全球工业机器人市场有望达到 230 亿美元;服务机器人市场规模有望增长至 290 亿美元。根据中国电子学会的预计,2024 年全球机器人市场规模有望突破 650 亿美元。
我国对机器人产业发展提出更高要求和目标。“十三五”以来,我国机器人产业呈现良好 发展势头,“十三五”期间,我国机器人产业年均复合增长率达到 15%,2020 年机器人产业营 业收入突破千亿大关,随着机器人技术的不断成熟和应用场景的日益增多,产业的强劲增长势 头仍将继续延续,根据中国机器人产业联盟的预计和推算,“十四五”期间我国机器人产业将进 一步发展壮大,预计营业收入年均增速将超过 20%,以此推算,2025 年我国机器人产业营业 收入将超过 2500 亿元。 2016 年 3 月,工信部、发改委、财政部三部委联合印发《机器人产业发展规划(2016-2020年)》,提出了产业发展五年总体目标:形成较为完善的机器人产业体系。技术创新能力和国际 竞争能力明显增强,产品性能和质量达到国际同类水平,关键零部件取得重大突破,基本满足 市场需求。并从产业规模持续增长、技术水平显著提升、关键零部件取得重大突破、集成应用 取得显著成效等四个方面提出了具体目标。
2021 年 12 月,工信部、发改委、科技部等十五部门印发《“十四五”机器人产业发展规 划》,提出到 2025 年,我国成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高 地。一批机器人核心技术和高端产品取得突破,整机综合指标达到国际先进水平,关键零部件 性能和可靠性达到国际同类产品水平。机器人产业营业收入年均增速超过 20%。形成一批具有 国际竞争力的领军企业及一大批创新能力强、成长性好的专精特新“小巨人”企业,建成 3~5 个有国际影响力的产业集群。制造业机器人密度实现翻番。到 2035 年,我国机器人产业综合 实力达到国际领先水平,机器人成为经济发展、人民生活、社会治理的重要组成。
高性能钕铁硼永磁材料主要用于工业机器人伺服系统中的永磁同步交流伺服电机。工业机 器人由本体、伺服、减速器和控制器四大部分组成。伺服系统(servomechanism)又称随动 系统,是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状 态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服系统由伺服 驱动器、伺服电机、反馈装置(编码器)三大部分构成。按照执行元件来分,伺服系统的类型 可分为电气伺服系统、液压伺服系统和气压伺服系统,其中,电气伺服系统应用最广,包括直 流(DC)伺服电机、交流(AC)伺服电机、步进电机以及电磁铁等。高性能钕铁硼永磁材料 用于工业机器人中的永磁同步交流伺服电机,可以提高功率密度、减少电机体积,提高相关组 件的性能。
我国工业机器人年产量保持稳步增长。根据国家统计局数据,2016-2022 年我国工业机器 人产量分别为 7.24/13.11/14.77/18.69/23.71/36.60/44.31 万台,分别同比增长 119.50%/80.98%/12.67%/26.59%/26.81%/54.40%/21.04%。2022 年 12 月,我国工业机器人 设备出口金额 0.5 亿美元,进口金额 1.8 亿美元,贸易逆差为 1.3 亿美元。2022 年 1-12 月我 国工业机器人设备累计出口金额 6.1 亿美元,累计进口金额 20 亿美元,累计贸易逆差为 13.9 亿美元。
根据 International Federation of Robotics 的预测,2023/2024/2025 年全球机器人装机量 分别为 61.4/65.3/69.0 万台,我们预计 2023/2024/2025 年全球工业机器人钕铁硼合计需求分 别为 1.54/1.63/1.73 万吨。
人型机器人有望打开高性能稀土永磁材料需求新空间。人型机器人产业链主要分为上游核 心零部件(包括伺服系统、减速器、传感器、控制器等)、中游为系统集成商及服务提供商以及 下游人型机器人终端应用市场(医疗、教育、救援、公共安全、生产制造、家居等;其中,上 游核心零部件尤为重要,根据高工机器人研究所统计(GGII),人型机器人的关节中数量多达 25-50 个,成本占比高达整机的 50%,电机作为关节里的核心驱动部件,影响关节的输出力大 小和运动性能。无论是无框电机还是空心杯电机,其主要材料均为高性能稀土永磁材料。根据 高工机器人产业研究所预计,2026 年全球人型机器人在服务机器人中的渗透率有望达到 3.5%, 市场规模超 20 亿美元,到 2030 年,全球市场规模有望突破 200 亿美元。据高盛预测,在技术 得到革命性突破的理想情况下人形机器人 2025-2035 年销量 CAGR 可达 94%,2035 年市场规模达 1540 亿美元。
特斯拉在 2023 年世界人工智能大会上展出人型机器人 Optimus(擎天柱),该机器人定位 为家政服务类机器人,身高 172cm,体重 73kg,量产后每台暂定价格为 2.5 万美元。擎天柱 全身共 40 个电机(28 个无框电机和 12 个空心杯电机),其中胳膊上有 12 个,手部 12 个,腿 部 12 个,咽喉 2 个,躯干 2 个。在 2023 年 7 月 20 日举行的特斯拉二季度业绩说明会上,马 斯克表示特斯拉已经生产了 10 台人形机器人,预计在 11 月份进行行走测试,计划 2024 年在特斯拉工厂进行实用
节能标准是为实现节约能源目的而制定的标准,是全球公认的最为经济有效的节能措施之 一,目前已有超过 100 个国家和地区制定了强制性节能标准,涉及工业、能源、建筑、交通、 农业等多个领域。2023 年 3 月,国家发展改革委、市场监管总局联合印发《关于进一步加强 节能标准更新升级和应用实施的通知》(发改环资规〔2023〕269 号),对相关工作进行部署, 加快推进节能标准更新升级,切实加强节能标准应用实施,为进一步夯实节能工作基础,积极 稳妥推进碳达峰碳中和,加快发展方式绿色转型提供有力支撑。
节能标准是推进节能降碳工作的重要抓手。我国从上世纪 80 年代即开始研究制定节能标 准。“十二五”期间,国家发展改革委联合国家标准化管理委员会为加快重点领域节能标准制修 订工作,启动了两期“百项能效标准推进工程”,共制修订 206 项节能国家标准,基本解决了 标准体系建设初期覆盖范围窄、能效水平不高的问题,有力支撑节能政策措施的实施。“十三五” 以来,节能标准更新升级工作扎实推进,房间空调、电动机等重点产品能效指标达到国际领先水平。2021 年以来,陆续制修订 17 项强制性节能国家标准和 26 项推荐性节能国家标准。截 至目前,我国已发布实施强制性能耗限额国家标准 108 项、强制性能效国家标准 66 项、推荐 性节能国家标准 190 项,节能标准体系基本建立。
我国空调行业经过结构性调整,高效变频空调产量占比有望继续提升。2020 年 1 月 6 日 国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会发布了《中华人民共和国国家标准公告》(2019 年第 17 号),批准颁布了 GB21455-2019《房间空气调节器能效限定值及能效等级》强制性国 家标准,发布日期为 2019 年 12 月 31 日,实施日期为 2020 年 7 月 1 日。新标准主要修订技 术内容包括:统一采用 SEER(单冷性空调器)或 APF(热泵型空调器)考核空调器的能效,不 再为定频空调和变频空调分别设置评价考核体系;进一步提升了各能效等级的指标要求,有望 带来巨大的节能效益。新标准 1 级能效指标对标国际,已达到国际领先水平,变频空调能效准 入要求(3 级)基本与欧盟、美国等的准入要求相当,能效准入指标比原标准提高 1 级,相当 于原变频标准的 2 级。定频空调能效准入要求(5 级)约相当于原标准能效 1 级要求;将近年 来为响应国家清洁能源供暖政策而出现的低环境温度空气源热泵热风机产品纳入标准实施范围, 设置了能效限定值和能效等级要求,填补了其能效要求的空白。按新版标准,大部分低能效的 定频和变频空调将遭淘汰。
近年来我国家用空调产量同比增速小幅波动。根据产业在线 年,我国 家用空调产量分别为 14771.3/15454.5/15635.3/14659.9/15827.1/15182.4 万台,分别同比增 长 32.5%/4.6%/1.2%/-6.2%/8%/-4.1%;2023 年 1-6 月,我国家用空调产量为 9734.4 万台,同 比增长 14.2%;销量为 9824.0 万台,同比增长 12.7%。其中内销出货 5778.2 万台,同比增长 24.8%; 出口 4045.8 万台,同比下降 1.0%。
高性能稀土磁材作为变频空调压缩机核心材料,需求有望保持增长。变频空调是在常规空 调的结构上增加了一个变频器。压缩机是空调的心脏,其转速直接影响到空调的使用效率,变 频器就是用来控制和调整压缩机转速的控制系统,使之始终处于最佳的转速状态,从而提高能 效比。变频式压缩机主要是通过改变电源频率使压缩机的电机转速变化而达到流量控制的目的。 由于实际制冷系统通常是在设计的额定负荷以下工作的,变频压缩机通常可以在低频、低制冷量的情况下运行以维持热的平衡,功耗较小。变频空调压缩机核心材料可分为铁氧体永磁材料 和钕铁硼永磁材料,铁氧体永磁材料价格相对低廉但性能较低,多用于生产中低端变频空调; 钕铁硼永磁材料主要用于生产高端变频空调,可以使其在不同速度下运转,提升电器的效率、 可靠度及性能,降低使用成本,未来随着高性能变频空调市占率的进一步提升,钕铁硼永磁材 料的需求有望保持增长。
根据产业在线 年全球家用变频空调销量分别为 12497/12982/13501 万台,预计渗透率分别为 68.2%/68.6%/69.1%;按照中国稀土工业协会公 布的家用变频空调用钕铁硼单耗 1kg 来计算,对应的 2023-2025 年全球家用变频空调钕铁硼合 计需求分别为 1.25/1.30/1.35 万吨。
钕铁硼永磁材料在节能电梯中的应用主要是电梯曳引机,永磁同步曳引机有望逐步取代传 统异步曳引机。电梯是高层建筑中耗能最大的设备之一,据中国电梯协会测算,每部电梯每天 的能耗约为 40kwh,约占整个建筑能耗的 5%,因此,节能电梯在节能建筑中占有重要地位。 曳引机是电梯能耗的关键部件,包括永磁同步曳引机与传统异步曳引机,永磁同步电动机采用 高性能永磁材料和特殊的电机结构,具有节能、环保、低速、大转矩等特性。根据沙利文数据, 与传统异步曳引机相比,采用高性能稀土永磁材料的永磁同步曳引机有许多优点:驾驶模式为 直接驱动方式,可减小机器尺寸和重量;噪音水平可降低 5-10 分贝;整体能耗降低 45-60%; 传输效率增加 20-30%;由于没有型材磨损和定期更换油的问题,使用寿命更长维护成本更低。 未来永磁同步曳引机有望逐步取代传统异步曳引机。
我国节能电梯产量保持稳步增长。根据沙利文数据,从 2016 年到 2021 年,中国节能电 梯的生产量从 51.7 万台增加到 132.1 万台,复合年增长率为 20.6%。2030 年,中国节能电梯 的产量预计将达到 464.2 万台,2021 年至 2030 年的复合年增长率为 15.0%。
我国节能电梯市场中稀土永磁材料消费量有望持续保持增长。根据沙利文分析,节能电梯 中稀土永磁材料的消费量从 2016 年的 3,100.7 吨增加到 2021 年的 7,925.9 吨,复合年增长率 为 20.6%;预计在 2030 年,稀土永磁材料的消费量可能会达到 27,849.4 吨,2021 年至 2030 年的复合年增长率为 15.0%。
根据沙利文的预测,2023/2024/2025 年我国节能电梯产量分别为 188.5/217.3/249.3 万台, 预计同比分别增长 19.20%/15.30%/14.80%;预计 2023/2024/2025 年我国节能电梯行业钕铁 硼合计需求分别为 1.13/1.30/1.50 万吨。
2023 年上半年我国稀土进口量大幅增长。根据海关总署的数据,2022 年我国稀土进口数 量总计达 12.15 万吨,同比下降 0.2%;稀土进口金额总计达 16.29 亿美元,同比增长 16.3%。 2023 年 1-6 月,我国稀土进口数量总计达 9.09 万吨,同比增长 51.2%;稀土进口金额总计达 11.90 亿元,同比增长 66.6%。
2023 年上半年我国稀土进口量同比基本持平。根据海关总署的数据,2022 年我国稀土进 口数量总计达4.87万吨,同比下降0.4%;稀土进口金额总计达10.64亿美元,同比增长62.80%。 2023 年 1-6 月,我国稀土进口数量总计达 2.62 万吨,同比增长 0.00%;稀土进口金额总计达 4.52 亿元,同比增长-17.10%。
2022 年我国稀土精矿进口量同比小幅增长,出口量小幅下降;稀土永磁材料进口量同比 下降,出口量同比增长。据海关统计数据显示,我国 2022 年累计进口稀土精矿 7.7 万吨,同 比增加 1.43%;进口稀土冶炼分离产品 4.5 万吨,同比下降 2.79%;同期出口 4.9 万吨,同比 下降 0.94%。累计进口稀土永磁材料超过 2058 吨,同比下降 3.45%;累计出口稀土永磁材料 5.3 万吨,同比增长 8.73%。 2022 年我国稀土金属及合金进口量同比大幅下降,稀土氧化物进口量同比下降,稀土盐 类进口量同比增长。从进口方面来看,2022 年,我国累计进口稀土金属及合金约为 2.2 吨,同 比萎缩 90.28%;累计进口稀土氧化物 1.5 万吨,同比萎缩 35.97%;累计进口稀土盐类产品约 2.97 万吨,同比增加 32.97%。 其中,12 月份,我国稀土金属及合金进口量为 20 吨;进口稀 土氧化物 3744 吨,环比增加 176%;进口稀土化合物为 2898 吨,环比增加 143%。
2022 年我国稀土金属及合金、稀土氧化物出口量同比下滑,稀土盐类产品出口量实现增 长。从出口方面来看,2022 年全年我国累计出口稀土金属及合金 9118 吨,同比下降 3.45%; 出口稀土氧化物 2.2 万吨,同比下降 5.78%;出口稀土盐类产品 1.8 万吨,同比增长 7.33%。 其中,12 月份我国稀土金属及合金出口量约为 729 吨,环比减少 15.4%;稀土氧化物出口量 约为 1813 吨,环比增加 50.7%;稀土化合物出口量约为 1762 吨,环比增加 100.1%。
从贸易品种来看,2022 年,稀土金属及合金的进口中,其他稀土金属、钪及钇占比 95%; 稀土氧化物的进口中以未列名氧化稀土所占份额最大,约 1.4 万吨,占 95%;在稀土盐类进口 中,其他未列名稀土金属及其混合物的化合物所占份额居首,约为 1.7 万吨,占 58%。 在我国稀土金属及合金的出口中,其他稀土金属、钪及钇,已相混合或相互熔合所占份额 最大,为 4997 吨,占比 55%;稀土氧化物出口中以氧化镧所占比例最高,为 1.1 万吨,占比 50%;稀土盐类的出口中以碳酸镧所占份额最大,为 5355 吨,占比 31%;碳酸铈占比次之, 为 22%。 从贸易地区来看,2022 年,我国从越南进口稀土金属及合金占比最高,约 68%,其次为 日本,占比 27%;我国对日本稀土金属和合金出口居首位,占 64%。缅甸是对我国稀土氧化物 进口的最大来源地,占比 76%,其次为马来西亚,占比 14%;美国是我国稀土氧化物出口的最大目的地,占比 36%,其次为日本,占比 26%。缅甸是对我国稀土化合物的最大进口来源地, 所占份额 42%,其次为美国,占比 26%。美国从我国进口稀土化合物占比最高,为 34%,其 次为荷兰,占比 27%。
据海关统计数据显示,今年前 6 个月我国累计进口稀土精矿 37852 吨,同比下降 8.2%; 进口稀土冶炼分离产品 52803 吨,同比增长 178.7%,增长的主要原因是来自缅甸的进口量大 幅增加;出口 25950 吨,同比下降 1%。累计进口稀土永磁材料 834.5 吨,同比下降 22.4%; 累计出口稀土永磁材料 27077 吨,同比上涨 1.5%。 从进口方面来看,1-6 月份,我国累计进口稀土金属及合金约为 85 吨,同比增长 4643%; 累计进口稀土氧化物 22449 吨,同比增长 530%;累计进口稀土盐类产品约 30269 吨,同比增 长 97%。其中,6 月份,我国稀土金属及合金进口量为 45 吨;进口稀土氧化物约 3983 吨,环 比增加 3%;进口稀土化合物为 6689 吨,环比增加 61%。 从出口方面来看,今年前 6 个月我国累计出口稀土金属及合金 4397 吨,同比减少 4%;出 口稀土氧化物 10368 吨,同比下降 12%;出口稀土盐类产品 11184 吨,同比增加 14%。其中, 6 月份我国稀土金属及合金出口量约为 709 吨,环比下降 22%;稀土氧化物出口量约为 1300 吨,环比下降 25%;稀土化合物出口量约为 2994 吨,环比增加 56%。
从贸易品种来看,1-6 月份,稀土金属及合金的进口中,几乎全部为其他稀土金属、钪及 钇,占比 99.6%;稀土氧化物的进口中以未列名氧化稀土所占份额最大,约 2.2 万吨,占 98.1%; 在稀土盐类进口中,其他未列名稀土金属及其混合物的化合物所占份额居首,约为 2 万吨,占 67.5%,其次为混合碳酸稀土,占比为 21.9%。 1-6 月,在我国稀土金属及合金的出口中,其他稀土金属、钪及钇,已相混合或相互熔合 所占份额最大,为 1843 吨,占比 61.5%;稀土氧化物出口中以氧化镧所占比例最高,为 4648 吨,占比 45.2%;其次为未列名氧化稀土,为 1874 吨,占比 25.6%;稀土盐类的出口中以碳 酸镧所占份额最大,为 3801 吨,约占 35.8%;碳酸铈占比次之,为 22.4%。 从贸易地区来看,今年 1-6 月份,我国从越南进口稀土金属及合金占比最高,约 99.6%, 我国对日本稀土金属和合金出口居首位,占 54.2%。缅甸则是对我国稀土氧化物和稀土化合物 的最大出口来源国,所占份额分别为 94.8%和 42.4%。我国出口稀土氧化物的前两个国家是美 国和日本,占比分别为 25.9%和 22.8%;出口稀土化合物的前两个国家为美国和荷兰,占比分 别为 28%和 22.9%。
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