稀土永磁材料应用领域全面分析

【摘要】目前应用较成熟的稀土永磁材料主要为钕铁硼永磁体(NdFeB)，其稀土成分包括约30%的镨钕和2%的镝。钕铁硼永磁材料在风电、节能家电、汽车助力转向系统(EPS)、新能源汽车等节能环保领域均有广泛应用。

    稀土永磁材料是稀土最大的消费领域，2011年稀土价格的大幅上涨使得稀土永磁材料下游企业成本显著增加。部分企业转而采用其它替代材料(如铁氧体)，稀土永磁材料在部分下游行业的渗透率有所下降。但我们预计2014-2015年稀土价格波动性减小将推动稀土终端应用领域健康发展，从而拉动稀土永磁材料等深加工产品需求的增长。我们认为需求的增长主要来自节能环保等新兴产业发展带来的市场规模扩张，及钕铁硼永磁材料在下游行业渗透率的回升。2014/2015年钕铁硼永磁材料的需求预测分别为9.28万吨和10万吨，分别同比增长10%和8%。

    目前应用较成熟的稀土永磁材料主要为钕铁硼永磁体(NdFeB)，其稀土成分包括约30%的镨钕和2%的镝。钕铁硼永磁材料在风电、节能家电、汽车助力转向系统(EPS)、新能源汽车等节能环保领域均有广泛应用。此外，还应用于硬盘音圈电机(VCM)、光盘驱动器、微特电机等电子消费领域，以及电声器材、磁选机、电动工具和MRI等传统领域。目前钕铁硼永磁材料的主要竞争者为铁氧体。2012年整个永磁体的市场规模约100万吨，钕铁硼占到9万吨，占比不到10%。

    新能源汽车发展是钕铁硼新增需求的主引擎。中国在近两年陆续推出了鼓励新能源汽车发展的政策，包括：
    《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》，中国新能源汽车发展将通过试点、混合动力汽车产业化及纯电驱动汽车商业化三步走的发展模式。

    2014年2月8日工信部发布第二批新能源汽车推广应用城市名单，包括沈阳、长春等。此外，政府加大了原有的新能源汽车补贴政策——2014和2015年补助标准从之前在2013年标准基础上下降10%和20%，调整为下降5%和10%。

    《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》，明确到2015年纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到50万辆；到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。

    新能源汽车的发展有望显著增加钕铁硼永磁体需求。平均每辆新能源汽车电机需要的钕铁硼永磁体约是传统动力汽车的3倍。我们假设2014年和2015年中国新能源汽车产量分别为20万辆和24万辆，因此新增钕铁硼永磁材料需求约1000吨和1200吨。然而，中国政府预计到2020年产能达到200万辆，每年消耗的钕铁硼则将达到10000吨。

    钕铁硼永磁体主要用在风电的永磁直驱式电机中。风电领域是钕铁硼永磁材料相对新兴的应用领域，钕铁硼在风电电机中的用量相对较大，一台1.5MW的永磁直驱风电电机需要约1吨的钕铁硼永磁材料。根据中国新材料产业发展规划，“十二五”期间，中国风电新增装机6000万千瓦以上，工信部预计需要稀土永磁材料4万吨。另外，根据钕铁硼产业网数据，目前应用于风电的电机主要还是双馈式发电电机，截至2012年市场份额占到80%，双馈电机的后续维护费用相对较高，相比永磁直驱风电机组也不适合中国的低风速区。因此，永磁直驱风电电机的渗透率进一步提高也有望增加钕铁硼永磁材料需求。我们预计2014/2015年中国使用永磁直驱式电机的新增风电机组分别为1000万千瓦和1500万千瓦，从而增加钕铁硼永磁毛坯需求分别为16667吨和25000吨。

    钕铁硼永磁材料在节能家电领域主要应用于变频空调的压缩机。由于对成本敏感性较高，目前主要是高端变频空调使用钕铁硼永磁材料，如大金空调。2011年稀土价格的大幅上涨也使中国空调行业龙头——美的和格力转回铁氧体生产模式。然而，由于钕铁硼永磁体的空调具有能效方面的优势，使用约2年的钕铁硼永磁变频空调节省的电费就将弥补购置时高于铁氧体变频空调的初始成本。因此，我们认为随着中国公众能效意识的加强及目前稀土价格趋稳，美的和格力等中国龙头空调厂商将重回钕铁硼永磁材料以生产能效更高的变频空调。

     2013年中国空调总产量为14000万台，变频空调占整体空调销量的51.6%(国家发改委)。假设钕铁硼永磁变频空调2014年和2015年的渗透率分别达到25%和27%，那么中国变频空调产量达到3600万台和4030万台。按每台空调需要钕铁硼永磁体0.25千克测算，我们预计2014年和2015年变频空调的钕铁硼永磁材料需求将增加15000吨和16800吨。

    在汽车转向时，由电动助力系统提供转向助力。与传统的液压转向系统(HPS)不同，EPS只在转向时电机才提供助力，可以显著降低燃油消耗。此外，电动助力转向系统能使汽车在低速转向时轻便及高速转向保持稳定。EPS转向系统是中国汽车零部件产业的主要发展方向，我们预计2014/2015年中国汽车EPS总安装量将达到800万台和960万台。每台汽车EPS需钕铁硼永磁体0.15公斤，因此我们测算得出2014年和2015年汽车EPS所需的钕铁硼永磁体分别增加2000吨和2400吨。

    汽车微特电机是粘结钕铁硼的一个主要应用领域。据钕铁硼产业网测算，使用钕铁硼磁体的电机效率比普通电机高8%-50%，电耗降低10%，重量减轻50%以上。在传统动力汽车中，每辆经济型汽车需配备20台以上微特电机，高级轿车需60台以上微特电机，豪华轿车则需要100台以上。我们预计随着汽车向小型化、轻量化发展，粘结钕铁硼在传统微特电机中的渗透率有望进一步提升。假设2014年和2015年汽车装载微特电机分别为3000万台和3600万台，按每台微特电机0.05公斤的钕铁硼永磁体测算，预计该领域所需钕铁硼永磁体分别为2500吨和3500吨。

    钕铁硼永磁体应用于普通硬盘的音圈电机(VCM)中。全球普通硬盘生产主要由希捷和西部数据两大厂商垄断，2012年市场份额分别占到40.6%和37.3%。近年来普通硬盘(HDD)受到固态硬盘(SSD)冲击，市场份额有所下降，2012年全球普通出货量约为6亿台，同比下降4%。据HIS预计，SSD市场份额将进一步增长，到2017年占到1/3。我们假设硬盘市场总体规模的增长使得2014年和2015年普通硬盘出货量维持稳定，按平均每台硬盘5克的钕铁硼永磁体计算，2014/2015年将分别产生5000吨/5000吨的钕铁硼需求。对光驱出货量的假设也维持稳定，2014/2015年产生的钕铁硼需求均为3333吨。

    手机智能化发展使得其对钕铁硼永磁体的需求日益增加：据IDC统计，2012年全球智能手机厂商出货量达到17.13亿部。每部智能手机中扬声器和震动马达都需要钕铁硼永磁体1克，假设2014/2015年全球手机出货量分别为18亿部和19.8部，那么我们预计该领域将分别将消费钕铁硼永磁体3000吨和3300吨。

    传统领域仍将是钕铁硼永磁体重要的消费领域，但基于中国经济改革，预计钕铁硼在电动自行车、磁选机、电动工具和MRI等行业的需求将基本保持稳定或有所下降。

    钕铁硼永磁材料目前的专利主要掌握在日本日立Neomax和麦格昆磁手中。专利覆盖日本、美国和欧洲地区，凡是在这些地区生产和销售钕铁硼永磁材料，必须获得日立或麦格昆磁专利许可。目前国内中科三环、宁波韵升、北京京磁、安泰科技、银钠金科和正海磁材获得了日立的专利许可。麦格昆磁的专利已在2012年到期，日立Neomax的专利也将在2014年到期；因此全球钕铁硼永磁材料市场很可能放开，对受专利保护的钕铁硼厂商可能产生一定影响。但海外企业钕铁硼永磁体采购需要材料认证，而且钕铁硼基本都是按需定制品，因此难以改变供应商。而且我们认为，中国原有专利许可企业经过长时间的合作和经验积累，技术上具有优势，因此受到的冲击可能有限。