稀土行業(yè)研究：電機(jī)驅(qū)動需求倍增

稀土行業(yè)研究：電機(jī)驅(qū)動，需求倍增一、稀土成為低碳、智能時代的驅(qū)動材料1、稀土在低碳和智能工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛低碳化和工業(yè)智能化是當(dāng)今驅(qū)動中國乃至全球經(jīng)濟(jì)兩大最重要的力量，而稀土則是這兩大驅(qū)動力量的核心材料。相較于鈷和鋰的新興應(yīng)用領(lǐng)域相對集中于電池領(lǐng)域，稀土在低碳經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用范圍更加廣泛。稀土在光、磁、電領(lǐng)域能夠產(chǎn)生特殊的能量轉(zhuǎn)換、傳輸、存儲功能，通過加工可形成一批新型功能材料，滿足更快、更小和更輕產(chǎn)品的節(jié)能需求，是無污染、高性能的“綠色材料”。在低碳能源系統(tǒng)方面，稀土可用于石油化工和天然氣工業(yè)催化劑，用于風(fēng)力渦輪機(jī)；在低碳產(chǎn)業(yè)體系方面，稀土可以用于電子、激光與感應(yīng)設(shè)備、高端醫(yī)療設(shè)備、民用照明光學(xué)材料、特殊陶瓷、工業(yè)合金、磁性材料與風(fēng)電設(shè)備、新能源汽車與電池中；在低碳技術(shù)方面，稀土通過其在汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化、混合動力汽車、電機(jī)中的獨(dú)特應(yīng)用，在減少溫室氣體排放方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。除了低碳發(fā)展外，智能化工業(yè)是主導(dǎo)全球經(jīng)濟(jì)的另一驅(qū)動，智能化所需要的核心能力包括自動化、信息化、互聯(lián)化、智能化四個階段。中國做出了相應(yīng)的規(guī)劃，在“中國制造2025”中提出以信息化和工業(yè)深度融合，發(fā)展五大工程、十大領(lǐng)域，其中十大領(lǐng)域包括新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、農(nóng)機(jī)裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械，稀土在上述領(lǐng)域中均為舉足輕重的基礎(chǔ)材料。2、稀土元素的特點(diǎn)鑄就獨(dú)特功能稀土是化學(xué)元素周期表中鑭系（鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥）15個元素和21號元素鈧、39號元素釔（共17個元素）的總稱。據(jù)其物理化學(xué)性質(zhì)的差異性和相似性，可分成三個組：輕稀土組（鑭～钷）、中稀土組（釤～鏑）、重稀土組（鈥～镥加上鈧和釔）。稀土能夠成為低碳、智能新時代的關(guān)鍵核心材料，是由其特殊的原子結(jié)構(gòu)決定的。稀土元素的共性在于原子結(jié)構(gòu)相似、離子半徑相近、在自然界密切共生，同時，由于各元素原子結(jié)構(gòu)中K、L、M層能級不同，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)及排列不同，4f層中電子數(shù)不同，因而存在特殊，具有豐碩的能級躍遷、大的原子磁矩、很強(qiáng)的自旋軌道耦合等特性。與其它元素形成稀土配合物時,配位數(shù)可在3~12間轉(zhuǎn)變,使稀土化合物晶體結(jié)構(gòu)多樣化。這些特性給予了稀土元素及其化合物獨(dú)特的電、光、磁、熱等性能。稀土下游需求主要為稀土磁性材料、稀土催化材料、稀土儲氫材料、稀土拋光材料、稀土發(fā)光材料、稀土合金材料等稀土功能材料。3、節(jié)能效果使稀土永磁成為增速最快的應(yīng)用領(lǐng)域稀土應(yīng)用廣泛，新興需求不斷開發(fā)應(yīng)用，其中稀土永磁成為最大的應(yīng)用領(lǐng)域。2015年2021年間，稀土各功能材料按照增速來看發(fā)光材料、拋光材料、永磁材料、儲氫材料等新興應(yīng)用增速較快，而用于裂解、催化等領(lǐng)域需求萎縮。按照絕對量看來，永磁材料是稀土應(yīng)用材料的主要來源，約占6年間稀土應(yīng)用材料增量比重的為55%。稀土永磁技術(shù)路線分為三種：鐵氧體、釤鈷永磁和釹鐵硼，其中釹鐵硼（NdFeB）是第三代稀土永磁材料，主要成分為稀土（Re）、鐵（Fe）、硼(B），其中稀土Nd為了獲得不同性能可用部分鐠（Pr）、鏑（Dy）等其他稀土金屬替代，鐵也可以被鈷（Co）、鋁（Al）等其他金屬部分替代。釹鐵硼具有高剩磁密度、高矯頑力和高磁能級的優(yōu)點(diǎn)，是迄今為止磁性最強(qiáng)的永磁材料。釹鐵硼具有“小型化”和“高磁能”兩大特點(diǎn)，使其具有節(jié)能環(huán)保的功能，成為低碳時代必然的選擇。與鐵氧體相比，釹鐵硼具備高能量、高密度的優(yōu)點(diǎn)，相同磁力的釹鐵硼體積是鐵氧體的1/10，體積是其1/6，能夠滿足小型化、輕量化、薄型化的需求；同時，釹鐵硼具有極高的磁能積和矯頑力，是目前永磁材料中磁性能最高的一種，因此廣泛應(yīng)用于電機(jī)、電動工具、風(fēng)力發(fā)電、節(jié)能電梯、電動自行車、新能源汽車、EPS等。釹鐵硼設(shè)備的初置成本雖然較高，但長期節(jié)能價值更為突出。從各稀土元素在地殼中的豐度來看，最高為鈰（La）和鑭(Ce)，分別為43ppm和39ppm，釹(Nd)、鐠（Pr）分別為26ppm和5.7ppm，鏑（Dy）為6ppm，鋱（Tb）為1.4ppm。因此，不同稀土元素之間價格分化較大，體現(xiàn)了其地殼豐度與應(yīng)用領(lǐng)域之間的差異度。4、需求換擋，高性能釹鐵硼市場規(guī)模快速擴(kuò)大所謂高性能釹鐵硼永磁材料是指以速凝甩帶法制成，內(nèi)稟矯頑力Hcj(kOe)和最大磁能(BH)max,MGOe）之和大于60，用于制作中、小、微型特殊用途的永磁電機(jī)、傳感器、磁共振儀、高級音像設(shè)備等的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，屬于重點(diǎn)鼓勵和支持發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)品。從實(shí)際應(yīng)用來看，低端釹鐵硼主要應(yīng)用于磁吸附、磁選、電動自行車、箱包扣、門扣、玩具等領(lǐng)域，而高性能釹鐵硼主要是指應(yīng)用于高技術(shù)壁壘領(lǐng)域中各種型號的電機(jī)、揚(yáng)聲器之中的磁鋼，包括節(jié)能電機(jī)、汽車電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電、高級音像設(shè)備、電梯電機(jī)等。按照生產(chǎn)工藝，釹鐵硼可以分為燒結(jié)釹鐵硼、粘結(jié)釹鐵硼和熱壓釹鐵硼，粘結(jié)釹鐵硼主要用于硬盤光驅(qū)主軸電機(jī)以及功率較小的微特電機(jī)等領(lǐng)域，而燒結(jié)釹鐵硼更多用于功率較大的驅(qū)動電機(jī)等領(lǐng)域。據(jù)SMM，2020年中國燒結(jié)釹鐵硼毛坯產(chǎn)量約為19萬噸，較2019年的17萬噸增長11.8%。其中，高性能燒結(jié)釹鐵硼毛坯產(chǎn)量為5.13萬噸，占釹鐵硼毛坯總量的27.6%。2015年-2020年高性能釹鐵硼年復(fù)合增長率13.69%，較釹鐵硼同期9.6%的CAGR高4個百分點(diǎn)，占比由21.3%提升至27.6%。隨著低碳理念在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的貫徹執(zhí)行，高性能釹鐵硼的下游需求已經(jīng)發(fā)生了質(zhì)變與量變。2009年高性能釹鐵硼下游消費(fèi)占比最大的三大行業(yè)為風(fēng)電、消費(fèi)電子和VCM，其中消費(fèi)電子和VCM合計占高端釹鐵硼的消費(fèi)比重為46%，2015年，即新能源革命所帶來相關(guān)行業(yè)的爆發(fā)式增長前夕，這一格局從結(jié)構(gòu)上并未發(fā)生根本變化，消費(fèi)電子和VCM合計占高端釹鐵硼的消費(fèi)比重為44%。但從2020年來看，新能源汽車、傳統(tǒng)汽車、變頻空調(diào)、工業(yè)機(jī)器人已成為高端釹鐵硼的主要消費(fèi)行業(yè)，風(fēng)電占比變化不大，但絕對量出現(xiàn)倍數(shù)級增長。我們認(rèn)為，從需求驅(qū)動的角度看，高端釹鐵硼進(jìn)入一個新時代，體現(xiàn)在兩個方面：驅(qū)動行業(yè)的多元化和需求量級上的躍升。二、全球低碳化開啟釹鐵硼電機(jī)新時代電能是現(xiàn)代工業(yè)的主要能源和動力，電機(jī)是各種設(shè)備的動力驅(qū)動系統(tǒng)。電機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、電力、石化、煤炭、礦山、建材、造紙、市政、水利、造船、港口裝卸等領(lǐng)域，凡需要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的地方都必須用到電機(jī)，電機(jī)行業(yè)整體上具有巨大的市場容量。稀土永磁電機(jī)無源（不需要額外提供電能）、無接觸（隔空作用，無機(jī)械磨損），具有三高三小一好的特點(diǎn)：效率高、功能密度高、力矩高、體積小、噪音小、溫升小、穩(wěn)定性可靠性好，結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能環(huán)保，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與工業(yè)制造不可缺少的基礎(chǔ)功能材料。在稀土永磁的應(yīng)用中，電機(jī)占比超過60%。除了作為新能源汽車、風(fēng)電、機(jī)器人等新興領(lǐng)域的電機(jī)首選外，電力消耗最大的傳統(tǒng)工業(yè)電機(jī)能效提升改造也為釹鐵硼提供巨大的市場空間。（一）汽車行業(yè)成為永磁需求主要驅(qū)動1、傳統(tǒng)汽車微電機(jī)與EPS拉動永磁需求傳統(tǒng)汽車對稀土永磁的應(yīng)用主要來自微電機(jī)和EPS的拉動。隨著汽車駕乘享受、舒適度和安全措施的提升，傳統(tǒng)汽車所用永磁電機(jī)的數(shù)量由原來的近40個提升至70個，并向小型化、輕量化、高效率化方向發(fā)展，稀土永磁取代部分傳統(tǒng)鐵氧體永磁電機(jī)，用于起動電機(jī)、發(fā)動機(jī)、自動剎車、油泵電機(jī)、空調(diào)電機(jī)等。在傳統(tǒng)汽車中，作為自動駕駛基本要素之一的EPS（電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）則是其中最重要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之一。EPS利用電動機(jī)產(chǎn)生的動力協(xié)助駕車者進(jìn)行動力轉(zhuǎn)向，可以增強(qiáng)汽車操縱穩(wěn)定性、舒適性、行駛安全性和潛在的自動駕駛適配能力。國內(nèi)汽車行業(yè)的EPS系統(tǒng)在歷史上的普及略晚于歐美日國家，近年來乘用車EPS滲透率迅速提升，但商用車汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)依舊以HPS

（機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）和EHPS（電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）為主，2020年EHPS占比40.1%。液壓系統(tǒng)效率為60-70%，EPS則高達(dá)90%以上，且結(jié)構(gòu)簡單能耗少。隨著環(huán)保趨嚴(yán)，HPS、EHPS的市場份額未來將逐步被EPS所取代，EPS滲透率提升有望帶動鐠釹需求持續(xù)擴(kuò)張。2、新能源汽車成為釹鐵硼需求的主要增長動力在能源與環(huán)境壓力下，發(fā)展新能源汽車（油、電混合動力汽車和純電動汽車等）已形成全球共識。新能源汽車主要包括純電動汽車（BEV）、插電式混合動力汽車（HEV）和燃料電池汽車

（FCEV）。全球新能源汽車自2019年以來加速增長，2021年新能源汽車產(chǎn)銷量呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長。2021年全球新能源汽車銷量達(dá)到611萬輛，同比增長110%，滲透率為8%，較2020年提升4個百分點(diǎn)。2021年我國新能源乘用車產(chǎn)量為354.5萬輛，同比增長159.5%，大幅超過年初預(yù)期。其中純電動車276.1萬輛，同比增長178.8%，插電混動車型零售59.8萬輛，同比增長133.5%。滲透率呈現(xiàn)逐月提升態(tài)勢，全年達(dá)到16%，歐洲受到芯片短缺的影響，但全年產(chǎn)銷保持平穩(wěn)，2021年新能源汽車銷量為195萬輛，德國、法國、英國銷售分別增長73%、63%和74%，滲透率較上年提升5-9個百分點(diǎn)；2021年是美國新能源汽車政策的拐點(diǎn)年，新能源汽車銷量65萬輛，同比增長102%，滲透率較2020年翻番至7個百分點(diǎn)左右。新能源汽車驅(qū)動電機(jī)是新能源汽車的三大核心部件之一，是純電動車和燃料電池汽車上唯一驅(qū)動部件，是油電混合動力汽車實(shí)現(xiàn)各種工作模式的關(guān)鍵，直接影響混合動力汽車的油耗指標(biāo)、排放指標(biāo)、動力性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。適合新能源汽車驅(qū)動電機(jī)的主要有永磁同步、交流異步和開關(guān)磁阻三類。稀土永磁驅(qū)動電機(jī)因其具有盡可能寬廣的弱磁調(diào)速范圍、高功率密度比、高效率、高可靠性等優(yōu)勢而被用作新能源

汽車驅(qū)動電機(jī)，有效地降低新能源汽車的重量和提高其效率。高性能燒結(jié)釹鐵硼永磁材料是用于稀土永磁驅(qū)動電機(jī)的核心關(guān)鍵材料，對電機(jī)的性能起著重要作用。2019年以來我國新能源車

90%以上配置永磁同步電機(jī)，北汽新能源、比亞迪、小鵬、哪吒、威馬等大多數(shù)自主品牌汽車都采用永磁同步電機(jī)。部分新能源汽車采用雙電機(jī)模式，雙電機(jī)模式既可在一般行駛狀態(tài)下使用永磁同步電機(jī)，從而獲得較長的續(xù)駛里程，也能在高速行駛時使用雙電機(jī)，由轉(zhuǎn)速更快的交流異步電機(jī)輸出更高的速度，還減少了整車成本。部分客車也裝載兩臺驅(qū)動電機(jī)(雙驅(qū)動)，集中分布在比亞迪牌、長江牌、申沃牌等純電動客車車型。（二）風(fēng)力發(fā)電機(jī)中流砥柱作用不減1、風(fēng)機(jī)大型化趨勢改變電機(jī)需求國內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)顯現(xiàn)出大型化趨勢，2017年我國新增風(fēng)機(jī)平均功率首次突破2MW，2018年和2019年則分別達(dá)到2.2MW和2.5MW。而2021年風(fēng)電項目的招標(biāo)情況來看，陸上機(jī)組單機(jī)容量基本都在3MW以上，低風(fēng)速區(qū)域也有4.65MW-182、5.0MW-191級別的大容量風(fēng)電機(jī)組參與，中高風(fēng)速區(qū)投標(biāo)中也出現(xiàn)5.0MW、5.2MW機(jī)型，北方大基地風(fēng)電項目招標(biāo)單機(jī)容量已達(dá)6MW以上，風(fēng)機(jī)大型化顯著提速。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)功率提升的過程中，零部件的材料使用量并不隨功率增長而線性放大，整機(jī)制造的單瓦成本可以隨單機(jī)功率提升而下降。同時可以提升風(fēng)電場容量、降低道路及集電線路投資成本，降低風(fēng)電場的建設(shè)成本和維成本，提高運(yùn)維效率。風(fēng)電行業(yè)的另一發(fā)展趨勢是海上風(fēng)電快速增長。海上風(fēng)電憑借其距離用電負(fù)荷近、發(fā)電穩(wěn)定、不占用陸地土地資源等優(yōu)勢，在中國發(fā)展迅速。2021年爆發(fā)海上風(fēng)電搶裝潮，海上風(fēng)電累計裝機(jī)2639萬千瓦，新增裝機(jī)1690萬千瓦。2021年中國海上風(fēng)電裝機(jī)總量超過英國，成為全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量最大的國家。海上風(fēng)電的快速發(fā)展加快風(fēng)機(jī)大型化趨勢，一方面，海上風(fēng)機(jī)較陸上風(fēng)機(jī)面臨環(huán)境更加惡劣，對技術(shù)要求更高，將進(jìn)一步推動大容量風(fēng)機(jī)的普及，另一方面，2021年是海上風(fēng)電中央補(bǔ)貼的最后一年，相比已經(jīng)很成熟的陸上風(fēng)電，海上風(fēng)電面臨著更大的平價挑戰(zhàn)。據(jù)中國海裝機(jī)械設(shè)計所所長李楊測算，海上風(fēng)電要實(shí)現(xiàn)平價上網(wǎng)，綜合開發(fā)成本需再下降40%左右。大容量海上風(fēng)機(jī)可以提高單機(jī)功率，減少機(jī)位點(diǎn)數(shù)，進(jìn)而降低基礎(chǔ)投資。未來海上風(fēng)電大型化趨勢更加凸顯。2、直驅(qū)與半直驅(qū)隨著風(fēng)機(jī)大型化滲透率提升國內(nèi)風(fēng)機(jī)采用的技術(shù)路線主要有雙饋式、永磁直驅(qū)及永磁半直驅(qū)式三種。直驅(qū)風(fēng)機(jī)與雙饋風(fēng)機(jī)各有優(yōu)勢。雙饋風(fēng)機(jī)中齒輪箱與風(fēng)輪機(jī)連接，風(fēng)輪帶動齒輪箱高速轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)發(fā)電，而直驅(qū)風(fēng)機(jī)指的是不通過齒輪箱傳遞動力。與雙饋風(fēng)機(jī)相比，在同等容量下體積相對較大，吊裝運(yùn)輸成本相對更高，但由于齒輪箱存在過載等損壞風(fēng)險，直驅(qū)風(fēng)機(jī)的運(yùn)維成本相對較低，在大兆瓦風(fēng)機(jī)趨勢下頗具優(yōu)勢。永磁半直驅(qū)風(fēng)機(jī)則結(jié)合了雙饋和直驅(qū)風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，逐步成為當(dāng)下海上風(fēng)機(jī)的主流機(jī)型，在2021年10月北京國際風(fēng)能展上，明陽智能、中國海裝、運(yùn)達(dá)股份、中車集團(tuán)等均推出半直驅(qū)電機(jī)，部分采取直驅(qū)式電機(jī)的風(fēng)機(jī)企業(yè)如金鳳科技、上海電氣等也推出半直驅(qū)產(chǎn)品。半直驅(qū)風(fēng)機(jī)在直驅(qū)的基礎(chǔ)上增加了齒輪箱提升轉(zhuǎn)速，能夠以較低的轉(zhuǎn)速降低運(yùn)行期間風(fēng)機(jī)內(nèi)齒輪箱的損耗程度，半直驅(qū)機(jī)組齒輪箱普遍采用兩級行星輪傳動，主流機(jī)型發(fā)電機(jī)與齒輪箱通過殼體的剛性聯(lián)接而無需對中，機(jī)組的可靠性強(qiáng)。同時，相對直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)用銅量高、成本高，采用半直驅(qū)技術(shù)路線的風(fēng)機(jī)，可以降低風(fēng)機(jī)重量和體積，當(dāng)單機(jī)容量達(dá)到15兆瓦時，半直驅(qū)機(jī)組與傳統(tǒng)機(jī)組的重量或相差100余噸，便于運(yùn)輸和吊裝，可節(jié)約成本。伴隨風(fēng)機(jī)大型化，直驅(qū)和半直驅(qū)型交流永磁同步電機(jī)的滲透率有望進(jìn)一步提升，預(yù)計全球風(fēng)電對釹鐵硼的需求量在2025年有望達(dá)到3萬噸以上。（三）電梯、空調(diào)仍有提升空間，機(jī)器人有望成為后期之秀1、節(jié)能電梯改造增加永磁同步曳引機(jī)滲透率電梯是高層建筑最大能耗設(shè)備之一，作為電梯驅(qū)動部件的曳引機(jī)，其能耗占到電梯耗電量的80%以上。據(jù)中國電梯協(xié)會測算估計，我國平均每部電梯每天耗電量約40kWh，約占整個建筑能耗的5%。應(yīng)用了稀土永磁釹鐵硼的電梯曳引機(jī)擁有了體積小、損耗低、效率高、運(yùn)行可靠、低噪音等優(yōu)點(diǎn)，安裝永磁同步曳引機(jī)技術(shù)的無機(jī)房電梯，相對于普通的異步電動機(jī)而言可節(jié)省25%的電能，已發(fā)展成為新型曳引機(jī)的主流機(jī)型。未來節(jié)能電梯的增量主要來自新增需求、舊電梯更換與節(jié)能改造和4層以上建筑必須加裝電梯等，其中舊電梯更換在未來幾年呈現(xiàn)遞增趨勢。根據(jù)市場監(jiān)管總局?jǐn)?shù)據(jù)，截止2020年底，我國電梯保有量786.55萬臺，電梯事故25期，死亡人數(shù)19人。由于我國電梯參照日本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，報廢年限為15年。截止2019底，國內(nèi)使用年限超過15年的電梯已超過10萬臺。自2000年開始我國電梯產(chǎn)銷量快速增加，未來運(yùn)行超過15年的電梯數(shù)量將快速上升。預(yù)計2021-2025年舊電梯更新需求從15萬臺逐年增加至30萬臺。我國電梯產(chǎn)量占全球的三分之二，新興曳引電梯以及節(jié)能電梯的替代應(yīng)用，對永磁材料需求有望保持穩(wěn)定增長。2、變頻空調(diào)能效標(biāo)準(zhǔn)提升加速變頻滲透率空調(diào)能效新標(biāo)準(zhǔn)-GB214552020自2021年年7月1日實(shí)施，這是我國空調(diào)能效標(biāo)準(zhǔn)單次提升幅度最大的一次。新能效標(biāo)準(zhǔn)由3個等級調(diào)整5個等級，不同等級能效均有不同程度的提升，其中定速產(chǎn)品的成本大幅增加將不再具有競爭優(yōu)勢，初步定為分兩步淘汰，2022年1月1日完全淘汰。參考?xì)v史表現(xiàn)，2013年變頻空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施后，空調(diào)的變頻占有率提升超過了6個百分點(diǎn)，本次空調(diào)新標(biāo)將進(jìn)一步加速產(chǎn)品的升級迭代，通過變頻與定頻空調(diào)市場結(jié)構(gòu)的調(diào)整，根據(jù)能效政策，預(yù)計2022年前后，中國空調(diào)市場整體的能效準(zhǔn)入門檻提高30%左右，變頻空調(diào)市場占有率提高20%。壓縮機(jī)是空調(diào)的核心，其轉(zhuǎn)速直接影響空調(diào)的使用效率，變頻器則可以將電機(jī)調(diào)節(jié)到合適的速度，可以明顯降低能耗。隨著變頻空調(diào)能耗標(biāo)準(zhǔn)提高，鐵氧體無法滿足能耗下降指標(biāo)要求，釹鐵硼變頻空調(diào)的市場占有率有望進(jìn)一步提升。3、機(jī)器人有望成為釹鐵硼需求的后起之秀智能機(jī)器人主要包括工業(yè)機(jī)器人，專業(yè)服務(wù)機(jī)器人和個人/家庭機(jī)器人，釹鐵硼主要用于智能機(jī)器人的傳感器和驅(qū)動電機(jī)中。機(jī)器人替代人工生產(chǎn)是未來制造業(yè)重要的發(fā)展趨勢，是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，也是未來實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化、數(shù)字化、智能化的保障，工業(yè)機(jī)器人將為智能制造中智能裝備的普及代表。機(jī)器人結(jié)合視覺和其他傳感系統(tǒng)，具備新技巧，配備了最新導(dǎo)航技術(shù)的移動機(jī)器人的智慧工廠比傳統(tǒng)生產(chǎn)線更加靈活，機(jī)器人憑借高效能實(shí)現(xiàn)更高的精度、降低廢品次品，提升投入產(chǎn)出比，符合低碳需求，新冠疫情影響下供應(yīng)鏈的安全問題也會加速機(jī)器人的應(yīng)用。2021年我國規(guī)模以上企業(yè)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量為36.30萬套，同比增長44.9%。在制造業(yè)人力成本不斷提高和疫情對供應(yīng)鏈的影響大背景下，全球機(jī)器換人的趨勢方興未艾。IFR（國際機(jī)器人聯(lián)合會）預(yù)計2021-2024年全球機(jī)器人年均增速為6%左右，全球產(chǎn)量在2024年達(dá)到518萬臺。稀土永磁電機(jī)是機(jī)器人核心零部件伺服電機(jī)的核心材料。伺服電機(jī)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)，它將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以驅(qū)動控制對象，可精準(zhǔn)控制速度和位置精度。驅(qū)動電機(jī)對功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、起動轉(zhuǎn)矩、慣量和調(diào)速范圍等性能要求較高，具有較高可靠性和穩(wěn)定性的高性能釹鐵硼永磁材料能夠使得核心部件實(shí)現(xiàn)體小量輕、快速反應(yīng)，并具備較強(qiáng)的短時過載能力。一套工業(yè)機(jī)器人的單個手臂需要配備一個減速器和伺服電機(jī)，整體需要配備4-6個減速器/伺服電機(jī)和1套控制系統(tǒng)。伺服電機(jī)成本占比約為20%，其中釹鐵硼材料成本占伺服電機(jī)成本15%左右。按照單臺工業(yè)機(jī)器人耗用釹鐵硼25公斤估算，預(yù)計到2025年全球工業(yè)機(jī)器人耗用釹鐵硼2.6萬噸左右。（四）工業(yè)電機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)提升打開永磁需求新空間1、電機(jī)應(yīng)用廣泛，是節(jié)能的主要領(lǐng)域2020年全年中國工業(yè)電機(jī)產(chǎn)量達(dá)32334.1萬千瓦，電機(jī)保有量約40億千瓦，總耗電量約4.8萬億千瓦時，占全社會總用電量的64%，約占工業(yè)用電的75%。提升工業(yè)電機(jī)的能效等級是節(jié)能減排的重點(diǎn)措施之一，沒有高效的電機(jī)系統(tǒng)就無法搭建先進(jìn)的自動化生產(chǎn)線。美國和歐洲分別從1997年和2011年強(qiáng)制推行高效電機(jī)。我國電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率比國外低10~20個百分點(diǎn)，工業(yè)領(lǐng)域電機(jī)能效提升2%，即相當(dāng)一個三峽年發(fā)電量。我國電機(jī)中，風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)三類合計占全部電機(jī)耗電量的55%左右，占電機(jī)CO2排放量64%，占SO2排放的78%，（NOx）的78%，電機(jī)節(jié)能減排意義重大且刻不容緩。從規(guī)模上看，中小型電動機(jī)耗電量占總發(fā)電量的50％，其中存量低效異步三相電動機(jī)約15億千瓦，是電力生產(chǎn)部門最大的用戶。從用電側(cè)角度，電機(jī)能耗對碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)具有決定性影響，國家及各地政府先后出臺了一系列政策，推動工業(yè)電機(jī)行業(yè)往綠色、高效節(jié)能方向發(fā)展。2021年10月26日，國務(wù)院印發(fā)《2030年碳達(dá)峰行動方案》，其中重點(diǎn)指出推進(jìn)重點(diǎn)用能設(shè)備節(jié)能增效，以電機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)、變壓器、換熱器、工業(yè)鍋爐等設(shè)備為重點(diǎn)，全面提升能效標(biāo)準(zhǔn)。2021年11月，工業(yè)和信息化部、市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合印發(fā)《電機(jī)能效提升計劃（2021-2023年）》。《計劃》提出，到2023年高效節(jié)能電機(jī)年產(chǎn)量達(dá)到1.7億千瓦，在役高效節(jié)能電機(jī)占比達(dá)到20%以上，實(shí)現(xiàn)年節(jié)電量490億千瓦時，相當(dāng)于年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1500萬噸，減排二氧化碳2800萬噸。推廣應(yīng)用一批關(guān)鍵核心材料、部件和工藝技術(shù)裝備，形成一批骨干優(yōu)勢制造企業(yè)，促進(jìn)電機(jī)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。采用新型電機(jī)設(shè)計、新工藝及新材料，降低電磁能、熱能、機(jī)械能的損耗來提高輸出效率，高效節(jié)能電機(jī)比傳統(tǒng)電機(jī)效率大約高3-5%。稀土永磁電機(jī)具有高效節(jié)能、輕便節(jié)材、體積小、調(diào)速性好、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，在電機(jī)節(jié)能技術(shù)解決方案中能效水平最高。2、工業(yè)電機(jī)能效提升為釹鐵硼需求帶來新動力稀土永磁在電機(jī)領(lǐng)域有獨(dú)特的優(yōu)勢：不需要額外提供電能、隔空作用，無機(jī)械磨損、結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能環(huán)保、穩(wěn)定可靠。大型電站、礦山、石油、化工等行業(yè)所用幾百千瓦和兆瓦級風(fēng)機(jī)、泵類用電機(jī)是耗能大戶，而目前所用電機(jī)的效率和功率因數(shù)較低，改用釹鐵硼永磁后可以提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)約能源，且為無刷結(jié)構(gòu)，提高了運(yùn)行的可靠性。采用變頻調(diào)速技術(shù)，鋼廠扎輥冷卻水泵節(jié)電45%，空調(diào)泵節(jié)電58%，風(fēng)機(jī)節(jié)電39%。在調(diào)速方案中，稀土永磁無刷電機(jī)與一般異步電機(jī)調(diào)速相比。在運(yùn)行中，稀土永磁電機(jī)的效率變化很小，但異步變頻調(diào)速電機(jī)的運(yùn)行效率變化很大，運(yùn)行效率波動區(qū)間在54%~93%，而稀土永磁無刷電機(jī)運(yùn)行效率始終保持在90%左右。因此，采用變頻調(diào)速傳動，用于水泵、風(fēng)機(jī)，異步電機(jī)變頻調(diào)速可節(jié)電30%左右，而稀土永磁無刷電機(jī)可節(jié)電35%以上，推廣1kw稀土永磁無刷電機(jī)，每年節(jié)電為661.3kw/h。按照1kW電機(jī)平均耗用高性能燒結(jié)釹鐵硼磁體0.5kg的假設(shè)估算，按照2023年高效能電機(jī)滲透率20%，其中一半采用稀土永磁電機(jī)，則新增釹鐵硼需求量為2.5萬噸。（五）結(jié)論：預(yù)計2025年前釹鐵硼年均增速在20%-25%之間綜合以上，結(jié)合各行業(yè)權(quán)威部門對2025年的產(chǎn)量預(yù)測，我們估算2021-2025年全球釹鐵硼年復(fù)合增速在20%-25%之間，其中增量貢獻(xiàn)主要來自新能源汽車、工業(yè)電機(jī)和工業(yè)機(jī)器人，其中新能源汽車貢獻(xiàn)近半；中國占全球消費(fèi)增量的60%左右。三、供給格局重回平衡狀態(tài)，中國具有核心競爭力（一）供給格局的嬗變1、從主導(dǎo)國到多元化再到主導(dǎo)國20世紀(jì)90年代末到2010年，中國是全球稀土金屬市場的主導(dǎo)者，并在2011年產(chǎn)量達(dá)到了全球97.74%的峰值。缺乏規(guī)劃和無序生產(chǎn)一方面造成了私挖亂采、資源浪費(fèi)和環(huán)境問題，另一方面價格低迷、出口附加值低。2004年國內(nèi)開始實(shí)施稀土行業(yè)聯(lián)合重組、專家審查、提高出口關(guān)稅、嚴(yán)格出口配額等政策。在上述政策影響下，2006年稀土價格開始上漲并至2011年達(dá)到新高。隨著中國稀土出口控制和價格回升，全球其他國家開始謀求多元化。澳大利亞于2009年投資2.3億美元開發(fā)國內(nèi)MtWeld稀土礦，并在馬來西亞建立冶煉廠MtWeld礦儲量平均品位8.6%，總儲量規(guī)模達(dá)169萬噸。該礦于2013年投產(chǎn)，目前產(chǎn)能約25000噸(REO)/年，占到全球輕稀土產(chǎn)量的10%左右，短期礦山端無繼續(xù)擴(kuò)產(chǎn)計劃，產(chǎn)能增量較為有限。煉分離產(chǎn)能布局于馬來西亞，規(guī)避了西澳當(dāng)?shù)匕嘿F的人力成本以及環(huán)保成本。美國曾經(jīng)是最重要的生產(chǎn)稀土的國家。MountainPass是全球優(yōu)質(zhì)稀土礦，最早開采于20世紀(jì)40年代，并在60年代和70年代成為主導(dǎo)稀土礦。但是，隨著中國礦山在20世紀(jì)80年代和90年代開發(fā)，MountainPass逐漸失去競爭力，于2015年申請破產(chǎn)，并被盛和資源參股的聯(lián)合財團(tuán)MPMO收購。在盛和資源資金及技術(shù)支持下，MountainPass稀土礦于2018年1月復(fù)產(chǎn)，產(chǎn)量迅速爬升，2018全年MountainPass出口到中國進(jìn)行冶煉分離的稀土精礦達(dá)1.5萬噸（REO），2020年公司共包銷美國礦約3.8萬噸。中國中重稀土產(chǎn)量約占全球的60%，近年來南方地區(qū)因環(huán)保等因素，中重稀土產(chǎn)量持續(xù)維持在較低水平，緬甸離子型稀土礦對中國的大量出口，已成為中國中重稀土的重要補(bǔ)充。緬甸本國不具備稀土冶煉分離能力，稀土礦需運(yùn)往中國進(jìn)行冶煉分離。由于盜采盜挖現(xiàn)象嚴(yán)重，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，2019年以來，緬甸政局動蕩、出口政策收緊，加大了稀土生產(chǎn)、出口的不確定性。2、未來3年供給彈性較小全球稀土規(guī)劃項目中，格陵蘭的GreenlandMinerals（計劃產(chǎn)能2.46萬噸）因與鈾礦共生，開采選礦會產(chǎn)生嚴(yán)重污染，于2021年11月10日被議會通過立法禁止開采；澳大利亞稀土勘探公司Arafura擬聯(lián)合歐洲汽車生產(chǎn)商開發(fā)諾蘭稀土項目，該項目預(yù)計能滿足全球稀土需求的10%；2021年10月26日，澳大利亞HastingsTechnologyMetals宣布旗下Yangibana稀土項目（1.5萬噸）的濕法冶金工廠建設(shè)計劃獲得聯(lián)邦農(nóng)業(yè)、水資源和環(huán)境部（DAWE）的批準(zhǔn)，預(yù)計2022年開工，2024年投產(chǎn)。綜上，從全球格局供應(yīng)格局來看，未來3年內(nèi)中國仍是全球稀土的供給增量來源和主導(dǎo)力量。中國在經(jīng)歷2014年組建六大稀土集團(tuán)，輔以打黑、環(huán)保、收儲等政策，黑稀土逐漸消失，配額管理得以嚴(yán)格實(shí)施，供給開始由無序轉(zhuǎn)為有序。從2016-2021年配額發(fā)放來看，礦產(chǎn)品年復(fù)合增長率9.86%，冶煉分類配額年復(fù)合增速為10.13%。國家當(dāng)前對于稀土戰(zhàn)略價值的重視程度進(jìn)一步提升，近年來發(fā)布了一系列政策文件對稀土產(chǎn)業(yè)進(jìn)行整頓和規(guī)范化管理。2021年1月，工信部發(fā)布《稀土管理條例（征求意見稿）》，進(jìn)一步明確稀土投資項目核準(zhǔn)制、總量指標(biāo)管理、明確違規(guī)處罰等。6月11日，國務(wù)院在立法工作計劃中將《稀土管理條例》列入2021年擬制定、修訂的行政法規(guī)；7月8日，工信部副部長在工業(yè)和信息化系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)政策與法規(guī)工作視頻會議中表示將推動《稀土管理條例》盡快出臺。預(yù)計未來稀土供給彈性可能會進(jìn)一步受限。3、新興需求成為稀土價格主要驅(qū)動因素按照驅(qū)動因素的變化，稀土價格走勢經(jīng)歷了三個階段。第一階段是2013年之前，這一階段稀土價格走勢主要跟隨經(jīng)濟(jì)周期、與大宗商品價格同向波動，走勢經(jīng)歷了包括2006年-2007年的上升階段、2008年-2009年的回落階段、2010-2011年的大幅回升和2012年大幅回落階段。第二階段是供給驅(qū)動階段，起點(diǎn)為2013年，隨著六大稀土集團(tuán)的整合、打黑效應(yīng)的累積增強(qiáng)和國家收儲常態(tài)化等供給側(cè)改革后，這一階段稀土價格較其他大宗商品波動幅度降低，受供給政策影響較大，價格下行空間受到成本的有力支撐。自2020年起，稀土價格進(jìn)入第三個階段：在國內(nèi)集中度提升、全球范圍內(nèi)短期產(chǎn)能釋放有限、主要依靠國內(nèi)配額釋放增量的供給背景下，新興需求成為驅(qū)動價格的主要變量。這一點(diǎn)可以從以下幾個方面得到部分印證：2020年年氧化鐠釹的表觀消費(fèi)量增速開始由負(fù)轉(zhuǎn)正，2020年、2021年表觀需求增幅分別為11.49%和19.44%，呈現(xiàn)加速態(tài)勢；同時，產(chǎn)能利用率回升，2021年氧化鐠釹的庫存水平較2020年初已大幅去化近80%，鐠釹氧化物價格也與其他大宗商品走勢出現(xiàn)背離。（二）中國稀土產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢難以撼動1、資源優(yōu)勢我國稀土開采條件優(yōu)越、可開采年限長，礦種齊全，資源稟賦極為優(yōu)異。我國稀土品位較高，成礦條件十分有利、分布面廣而又相對集中，更易于規(guī)?；_采。我國稀土分布呈現(xiàn)“北輕南重”趨勢，輕稀土主要分布于內(nèi)蒙古包頭的白云鄂博礦區(qū)和四川冕寧，其中白云鄂博礦區(qū)稀土儲量占全國稀土總儲量的83%，約占世界儲量的38%，為世界第一大稀土礦，為混合型稀土礦(氟炭鈰礦和獨(dú)居石，比例為3∶1)，是我國輕稀土的主要生產(chǎn)基地。南方為離子吸附型稀土礦，資源儲量分布于江西、廣東、廣西、福建、湖南南方七省區(qū)，總儲量占比3%，超過90%的重稀土資源都分布于此。山東微山稀土礦和四川冕寧稀土礦是以氟碳鈰礦為主，伴生有重晶石等，是組成相對簡單的一類易選的稀土礦。從資源總量來看，中國稀土儲、產(chǎn)均為全球第一位。根據(jù)USGS數(shù)據(jù)，2020年全球稀土礦儲量為1.2億噸，其中中國為4400萬噸，占全球比例為37%；2020年全球稀土礦產(chǎn)量24萬噸，中國為14萬噸，產(chǎn)量占全球比例為58%。海外稀土礦生產(chǎn)集中在美國、澳大利亞、緬甸，其中美國產(chǎn)量占比15.8%、澳大利亞占比7.1%。從元素配分來看，我國輕重稀土相對均衡。白云鄂博以鑭鈰鐠釹等輕稀土為主，其中鐠釹配分分別為16.63%、5.31%，離子型稀土中，江西龍南礦氧化鏑配分為7.48%，江西尋烏礦鐠釹配分分別為30.18%和7.14%。海外除馬來西亞外，美國的芒登帕斯礦為氟碳鈰礦，澳大利亞的威爾德礦為獨(dú)居石礦，主要以輕稀土為主。2、產(chǎn)業(yè)鏈配套優(yōu)勢除了稀土產(chǎn)量規(guī)模穩(wěn)居第一外，我國是全球唯一形成“稀土資源—冶煉分離—功能材料—應(yīng)用產(chǎn)品”產(chǎn)業(yè)鏈的國家。目前全球除中國以外僅有Lynas在馬來西亞的稀土分離工廠掌握了輕稀土分離技術(shù)，美國MountainPass稀土礦需全部運(yùn)往中國進(jìn)行分離，其他海外公司尚不具備重稀土分離技術(shù)。根據(jù)安泰科數(shù)據(jù)，2020年我國冶煉分離產(chǎn)能占到全球比重的88%。借助資源和冶煉分離優(yōu)勢，我國稀土產(chǎn)業(yè)鏈不斷延長，以稀土應(yīng)用最廣泛的釹鐵硼永磁材料為例，2020年我國釹鐵硼產(chǎn)量占全球的比重為90%，高端釹鐵硼產(chǎn)量已接近全球總量的77%，成為全球最大的釹鐵硼永磁材料生產(chǎn)國。從全球貿(mào)易市場來看，中國是全球最大的稀土和磁材出口國，也是最大的進(jìn)口國。2021年1-10月稀土累計出口量為39967.7噸，同比增長39.4%，日本、歐盟、美國是我國出口稀土最主要的3個國家，合計出口占比超過80%；我國也是全球最大的稀土永磁材料出口國，2020年凈出口3.4萬噸，占全球總產(chǎn)量的16%，截至2021年10月，釹鐵硼出口量已達(dá)3.59萬噸，已超過去年全年水平。稀土進(jìn)口主要以稀土礦及混合稀土進(jìn)口為主，占據(jù)了總進(jìn)口量的98%。貿(mào)易伙伴方面，自美國進(jìn)口量占據(jù)總量的84%，位居第一。此外，自緬甸、馬來西亞、越南進(jìn)口的稀土產(chǎn)品合占12%。一方面，受緬甸進(jìn)口渠道阻斷，從緬甸進(jìn)口的稀土產(chǎn)品數(shù)量較上一季度銳減86.9%；另一方面，這主要受進(jìn)口產(chǎn)品種類影響，從美國進(jìn)口的是稀土原礦，故進(jìn)口量較大。受環(huán)保法規(guī)的影響，江西省內(nèi)中重稀土礦自2016年以來就一直處于關(guān)停狀態(tài)。為了滿足下游需求，我國開始從緬甸進(jìn)口中重稀土礦。中國2018年從緬甸進(jìn)口稀土氧化物約為2.6萬噸，與中國中重稀土開采配額相當(dāng)。此后，從緬甸進(jìn)口稀土礦持續(xù)減少，2019年緬甸多次封關(guān)導(dǎo)致進(jìn)口減半，2020年疫情、傳統(tǒng)雨季、濫開濫采導(dǎo)致高品質(zhì)的優(yōu)質(zhì)資源銳減等因素導(dǎo)致緬甸混合碳酸稀土進(jìn)口量再減。2021年受緬甸政局動蕩影響，三季度未列名氧化稀土和未列名稀土金屬及其混合物的化合物進(jìn)口占比減小到9.6%，較二季度縮減79%。3、技術(shù)追趕至全球領(lǐng)先地位1909年美國首次申請釹鐵硼永磁材料專利，1983年日本住友特殊金屬株式會社左川真人研發(fā)團(tuán)隊用粉末冶金技術(shù)成功試制出了性能穩(wěn)定的以釹鐵硼（NdFeB）為基礎(chǔ)晶相系的高磁性永磁體，當(dāng)年申請65件專利，直至2008年間，在釹鐵硼永磁材料領(lǐng)域日本以每年申請92件至234件的專利量位居世界首位；2009年起，中國首次以全球227的專利申請量超過了日本214件的專利申請量，成為全球第一，并仍在加速，2011年到2018年專利數(shù)量增加250％。四、投資策略（一）上游，看好輕稀土龍頭1、輕稀土龍頭占據(jù)行業(yè)產(chǎn)量增量在資源約束和長期戰(zhàn)略的影響下，當(dāng)前及未來稀土的產(chǎn)量增量主要來自輕稀土。我國2016年-2021年輕稀土配額的復(fù)合增長率為10.5%，中重稀土配額的復(fù)合增長率為2%；2021年以來配額釋放加速，2021年和2022年第一批開采配額增速均為20%。北方稀土集團(tuán)擁有全球儲量最大的稀土礦——白云鄂博稀土礦獨(dú)家開采權(quán)，北方稀土擁有集團(tuán)優(yōu)質(zhì)原料供應(yīng)保障，是稀土產(chǎn)量增量的核心供應(yīng)方。公司占2021年輕稀土開采配額和冶煉分離配額占比均超過55%，2022年第一批配額分配中，公司分獲開采和分離配額的59.73%和55.33%，占年度采礦和分離新增量的比重均為95.7%。公司形成以稀土資源為基礎(chǔ)、冶煉分離為核心、新材料領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈，并將成為區(qū)域產(chǎn)業(yè)鏈的核心。根據(jù)內(nèi)蒙古規(guī)劃，到2025年稀土功能材料及應(yīng)用產(chǎn)品占稀土產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比重達(dá)到65%，就地轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%以上。2、重稀土集中度大幅提升2021