永磁材料如何被新能源行业所带动？

2021-06-17 10:01

上篇文章我主要介绍了中国稀土为什么卖出了“土”的价格以及稀土在中国的开发历程，中国已经从以前单纯的资源贩卖，不断自修内功，开始将价值链不断后移至产业链的中下游产品，中下游产品的附加值更高，终端的消费者能够更加直观从产业链的下游产品中受益。

稀土这样一个对普通消费者来说可能是相对冷门的领域，但正是因为中美贸易战，我才能知晓到稀土如今已经渗透进我们日常所使用的产品中了。

01 稀土－－工业味精

稀土作为“工业味精”是下游涉及制造升级的多个关键技术领域，不可或缺。稀土的高效开发利用，可以有力促进我国产业升级，新兴战略产业的崛起，对于实现“中国制造2025”具有重大意义。

稀土被誉为“工业的维生素”，具有无法取代的优异光、电、磁性能，其作用大，用量少，已成为改进产品结构、提高科技含量、促进行业技术进步的重要元素，被广泛运用到冶金、军事、石油化工、玻璃陶瓷、农业和新材料等领域。据传每架美国F－35战斗机就需要用掉417公斤的稀土，其中还是重稀土居多。

在所有下游的应用领域中，永磁材料是使用占比最高的一个领域（大致有50％左右），由稀土提炼制成的稀土钕铁硼永磁材料，具备高剩磁、高矫顽力和高磁能积等特性，被广泛用于电子、航空航天和驱动风力电机等领域。下图是消费结构图：

02 稀土永磁材料

在了解稀土永磁材料前，我们需要理解什么是永磁材料？永磁材料顾名思义可以理解成永远有磁性的材料，本质上是经过磁化后能够保持恒定磁性的材料，例如大自然中天然磁石。我们古代称之为“司南”。对于永磁的描述，最早的见于春秋时期的《鬼谷子》“郑人取玉也，载司南之车”；东汉时的《论衡》“司南之杓，投之地，其柢指南”。

永磁材料的发展经历了金属永磁材料、铁氧体永磁材料和稀土永磁材料。

金属永磁材料阶段：1880年前后，先用碳钢制成金属永磁材料，后发展成钨钢、钴钢等永磁材料。1931年日本研发出了铁镍铝合金，再加入钴铜钛等元素，形成了著名的AINiCo磁体，至此AINiCo磁体在金属永磁材料中占据了主导地位，一直到20世纪60年代。

铁氧体永磁材料阶段：也称永磁铁氧体，以氧化锶或氧化钡及三氧化二铁为原材料，通过陶瓷工艺方法制成。由于亚铁磁性是某些铁离子磁矩相互反平行而具有永磁性。当前市场主流的永磁铁氧体的化学式为MO·6Fe2O3，其中M为钡，铅，锶等元素。因为价格低廉，工艺简单，20世纪70年代发展迅速。

稀土永磁材料阶段：将钐、钕混合稀土金属与过渡金属（如钴、铁等）组成的合金，用粉末冶金方法压型烧结，经磁场充磁后制得的一种磁性材料。包括：钐钴（SmCo）永磁体、钕铁硼（NdFeB）永磁体。NdFeB磁体的磁性比磁钢的能高100多倍，是目前磁性最高的永磁材料，故称“永磁王”。

钕铁硼永磁体其实是稀土永磁发展阶段中的第三代技术产品，1982年由美国和日本共同研发出来，于1983年实现工业化批量生产。可以说钕铁硼永磁体是永磁材料领域一次重大变革。

好的技术和产品的诞生一定是去适应市场的需求。从需求端来看，钕铁硼永磁体在风力发电、新能源、节能家电、工业机器人和高铁／磁悬浮列车等高新技术产业中广泛使用。

03 高新技术产业带动稀土永磁

新能源产业：

随着国家大力提倡新能源汽车产业，身边的朋友陆陆续续开始购买新能源车。对于在上海沪牌久拍不中的朋友来说，新能源省去了牌照的繁琐。新能源车对比传统汽车来说，主要的不同是新能源需要依赖永磁驱动电机。

根据券商调研报告，特斯拉Model3 和绝大部分国产新能源车应用的都是永磁同步电机，平均单车耗用钕铁硼磁材3KG，考虑到60％的损耗，折合毛坯量为5KG。2025年预计全球新能源电动车突破1200万辆，渗透率突破10％。对应磁材的消耗量有望从2020年的1．2万吨到2025年的6万吨，复合增速35％＋。通过测算各领域消耗量，发现新能源汽车贡献磁材消费量约60％。

此处仅列出关于新能源汽车估算方式（YOY ＝增长率／同比去年变化）：

EPS产业：

其实除了新能源电动汽车需要使用到稀土永磁之外，在汽车上我们还有另外一个不可忽略的应用场景EPS（电子辅助转向系统）。我们知道传统汽车的转向中是用液压来辅助转向，但随着碳中和的趋势不断发展，对于节能环保上的要求更高，因此鉴于在中国市场EPS的渗透率目前仅为40％－45％，还有有很大的空间成长的。下面是列出EPS对于钕铁硼用量的估算。