热搜上的钕磁体有何重要?美国为何担心会被卡脖子?

材料文献解读 2022-09-26
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稀土永磁板块相关个股逆势上涨,其中英洛华、银河磁体和华宏科技分别上涨6.83%、5.37%和2.22%。消息面上,美国白宫21日表示,拜登总统已决定不限制进口钕磁体。

“钕磁体”是何物?居然让美国放弃了限制它的出口。

钕铁硼磁铁作为第三代稀土永磁材料,具有很高的性能,其广泛应用于能源、交通、机械、医疗、IT、家电等行业,特别是随着信息技术为代表的知识经济的发展,给稀土永磁钕铁硼产业等功能材料不断带来新的用途,这为钕铁硼产业带来更为广阔的市场前景。

钕铁硼磁铁,它是目前发现商品化性能最高的磁铁,被人们称为磁王,具有体积小、重量轻和磁性强的特点,是迄今为止性能价格比最佳的磁体。拥有极高的磁性能其最大磁能积高过铁氧体10倍以上。其本身的机械加工性能亦相当之好。工作温度最高可达200摄氏度。而且其质地坚硬,性能稳定,有很好的性价比,故其应用极其广泛。但因为其化学活性很强,所以必须对其表面凃层处理。

钕铁硼磁铁在除垢、防垢职业,水经由钕铁硼高强磁化处置后,水分子键同时发生发火角度和长度的变形,氢键角从105度减小到103度阁下,使水的物理化学性质发生发火系列改动,水的活性和消融度大猛进步,水中的碳酸钙在蒸煮进程平分化生成较低坚实的碳酸氢钙,不易在壁上积压,很轻易被水带走。别的水的聚合度提高,被消融的固态物资酿成更细的颗粒,粒子细化后,两颗离子间的间隔较小,不易凝聚在壁上,然后抵达除垢的感化。

稀土组成元素

它们是镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及它们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,十七种稀土元素通常分为二组:

轻稀土包括:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。

重稀土包括:铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。

钕磁体全称叫钕铁硼永磁材料,它是稀有金属钕的最大用户,钕铁硼永磁体的问世,为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。钕铁硼磁体磁能积高,被称作当代“永磁之王”,以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业。

“十四五”期间国家重点布局智能制造战略,工业机器人是制造业转型升级的重要抓手,具有较高可靠性和稳定性的高性能钕铁硼永磁材料是构建工业机器人伺服系统的核心材料。

方正证券预计,2025年新能源汽车对高性能钕铁硼磁材的需求达5.8万吨,占比32.7%。2030年人形机器人预计已经进入高速发展时期,将出现大规模的生产,成为拉动全球高性能钕铁硼磁材需求量的另一大动力,保守估计2030年人形机器人对高性能钕铁硼磁材的需求至少为9万吨,这将再一次极大的改变高性能钕铁硼磁材需求结构。

稀土永磁电机可以灵活变速调节,最大限度的提升运转效率,降低能耗,有效节约了使用成本。

高性能钕铁硼磁材在各领域的需求:

1、新能源汽车对高性能钕铁硼磁材的需求

高性能钕铁硼永磁材料主要应用于新能源汽车驱动电机,驱动电机是 新能源汽车的三大核心部件之一,其中永磁同步电机具有效率高、转 矩密度高、电机尺寸小、重量轻等优点,成为新能源汽车驱动电机的 主流。新能源汽车有望成为提高高性能钕铁硼磁材需求量的核心驱动 力。预计到 2025 年时全球新能源汽车销量可以达到 2327.4 万辆,其 中中国销量 1373.2 万辆,占比 59%。以平均每辆新能源汽车消耗 2.5kg 高性能钕铁硼磁材来计算,2025 年时全球高性能钕铁硼需求量可达到 5.8 万吨,中国的需求量有望达到 3.4 万吨。

2、传统汽车对高性能钕铁硼磁材的需求

高性能钕铁硼磁材在传统汽车中的应用主要为电动助力转向系统 (EPS),EPS 转向系统对车辆稳定性、舒适性和安全性都有关键作用。 汽车助力转向系统基本可以分为三类,即机械式液压动力转向系统 (HPS)、电子液压助力转向系统(EHPS)和电动助力转向系统。我 国汽车行业的 EPS 转向系统的发展略晚于欧美发达国家,近年来 EPS 在我国乘用车市场渗透率迅速提升,2020 年时已经达到 96.2%,但商 用车转向系统仍然以 HPS 和 EHPS 为主。HPS 和 EHPS 虽然成本较低, 但是耗能大、容易受损,因此随着节能减排的要求愈发严格,未来将 逐渐被 EPS 所取代。欧美地区的汽车市场已经发展到成熟阶段,EPS 渗透率在 85%-90%左右,因此未来国内汽车市场 EPS 渗透率还存在 一定提升空间,拉动高性能钕铁硼需求量增长。

3、风力发电对高性能钕铁硼磁材的需求

国内风力发电机主要包括永磁直驱风机和双馈风机两种,直驱型永磁 风力发电机采用永磁电机,相对于常规电机具有体积小、质量轻、精 度高、稳定性强、效率高、能耗低等优势。直驱永磁风力发电机对钕 铁硼需求量很大,每GW装机需要消耗大约 800 吨高性能钕铁硼磁材。 预计到 2025 年,永磁直驱机渗透率可增长至 35%,以此计算得到全 球风电装机对高性能钕铁硼磁材的需求量将超过 3 万吨,其中接近一 半来源于中国。

4、变频空调对高性能钕铁硼磁材的需求

空调分为定频空调和变频空调。变频空调通过加装变频器改变压缩机 供电频率,调节压缩机转速,相比于定频空调可节电 30%左右,具有 室温波动小、电能消耗少的优点。2019 年印发的《绿色高效制冷行动 方案》中指出 2022 年,家用空调 3 能效准入水平提升 30%、多联式 空调提升 40%、冷藏陈列柜提升 20%、热泵热水器提升 20%;到 2030 年,主要制冷产品能效准入水平再提高 15%以上。根据 2020 年起新 实施的《房间空气调节器能效限定值及能效等级》,定频空调目前普 遍仅能满足 4 级或 5 级要求,将于 2022 年开始全面淘汰。因此,为 促进节能减排,应对气候变化,在绿色高效制冷行动实施过程中,采 用高性能烧结钕铁硼永磁材料的节能变频空调将更加普及,未来增长 空间大。

5、节能电梯对高性能钕铁硼磁材的需求

2020 年,全球电梯渗透率达到 85%,预计到 2025 年渗透率将逐年提 升至 90%。预计 2021-2025 年,中国电梯产量将以 10%的年均增长率 持续增长。以每台节能电梯消耗 6kg 高性能钕铁硼磁材计算,2025 年 时全球和中国节能电梯对高性能钕铁硼需求量有望达到1.7万吨和1.2 万吨。

6、工业机器人对高性能钕铁硼磁材的需求

机器人产业的发展状况是衡量一个国家科技创新和高端制造水平的 重要标志,加快推动机器人产业高质量发展有益于为经济社会发展注 入强劲动能。工业机器人是实现智能制造的自动化设备,当前主要指 面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人,用于工业生产过程 中的搬运、焊接、装配、加工、涂装、清洁生产等。驱动电机是工业 机器人的核心部件,永磁同步伺服电机是主流。高性能稀土永磁材料 是伺服电机的关键材料,有助于在简化结构、减小体积、节约能量的 同时,提高电机功率与稳定性。

高性能钕铁硼受益能源革命和智能化发展,成为数不多未来消费增速年复合增速在20%以上的产业。拥有头部优势,不断扩产且保持业绩高增长的中科三环,有望迎来企业快速成长的“黄金期”。

文章来源: 行业汇,览富财经网,未来智库,拾光清语

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