電工鋼行業(yè)研究：“芯”材料助力節(jié)能低碳、能效升級

電工鋼行業(yè)研究：“芯”材料助力節(jié)能低碳、能效升級一、電工鋼：鋼鐵工業(yè)皇冠上的明珠鐵的磁導(dǎo)率比空氣的磁導(dǎo)率高幾千到幾萬倍，鐵中加入硅后可以進(jìn)一步提高鐵的最大磁導(dǎo)率，在磁化時產(chǎn)生更強(qiáng)的磁場，同時降低損耗，提高電能的生成、傳輸與使用效率，因此以硅和鐵為主要組成元素生產(chǎn)的電工鋼主要作為鐵芯材料被廣泛應(yīng)用于電力、電子、航空航天、軍事工業(yè)等行業(yè)。1900年電工鋼的良好性能首次被發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)歷熱軋、冷軋的生產(chǎn)階段，不斷向高磁感、低鐵損等更高性能的方向發(fā)展，近年來，隨著世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、節(jié)能減排進(jìn)程的不斷加速，電工鋼已成為國家高質(zhì)量發(fā)展和人類低碳綠色生活不可或缺的原材料產(chǎn)品之一。1、電工鋼的定義和分類：以取向度、鐵損、磁性劃分電工鋼是指含硅量在0.5%～6.5%的超低碳硅鐵合金，屬于軟磁材料。電工鋼按生產(chǎn)工藝不同可以分為熱軋和冷軋兩種，隨著技術(shù)的發(fā)展，熱軋電工鋼已基本被冷軋電工鋼取代。冷軋電工鋼按晶粒排列方向性可分為無取向電工鋼和取向電工鋼。通過控制軋制方向和采用再結(jié)晶工藝生產(chǎn)的具有高斯織構(gòu)的電工鋼稱取向電工鋼；晶粒取向程度小、在鋼板面上磁各向異性小的電工鋼稱無取向電工鋼。取向電工鋼按照{(diào)110}[001]取向度1和磁性的不同可以劃分為一般取向電工鋼（CGO）和高磁感取向電工鋼（HiB）；

無取向電工鋼分：中低牌號無取向電工鋼、高牌號無取向電工鋼和高效（高磁感）無取向電工鋼。電工鋼牌號高低以鐵損值2區(qū)別，鐵損越低，牌號越高，鐵損值低于4.00W/Kg時為高牌號無取向電工鋼。隨著家電領(lǐng)域能效升級，新增高效（高磁感）無取向電工鋼種類，鐵損值與普通冷軋無取向電工鋼相當(dāng)，磁感3較其高0.05T以上。新能源汽車行業(yè)發(fā)展迅速，新增新能源汽車用無取向電工鋼牌號，可以視為更高性能的高牌號無取向電工鋼。近年來隨著電工鋼技術(shù)工藝的發(fā)展，高頻極薄取向和無取向電工鋼(公稱厚度0.1mm以下)逐步成為開發(fā)的重點(diǎn)材料。電工鋼牌號的命名通常會包含四個指標(biāo)：厚度、類型、鐵損、涂層。厚度：使用公稱厚度（mm）的100倍數(shù)值標(biāo)記，如50代表的是0.5mm厚度；類型：電工鋼的類型，比如無取向（W）、取向（Q）、高磁感取向（QG）等等；

鐵損：使用鐵損保證值的100倍數(shù)值標(biāo)記，如600、800等數(shù)值；涂層：代表電工鋼表面絕緣涂層的類型，如半有機(jī)薄涂層、自粘接涂層等；除此之外，有的鋼廠會在牌號的不同位置加上鋼廠代碼，如寶鋼的B、馬鋼的M、武鋼的W等。極薄電工鋼帶材目前國內(nèi)還沒有相關(guān)的牌號信息，牌號為日本牌號的表示方法。2、生產(chǎn)工藝：“明珠”入掌需技術(shù)突破冷軋電工鋼的生產(chǎn)包括一次冷軋法和二次冷軋法，通常包括鐵水脫硫、冶煉、真空處理、連續(xù)澆鑄（電磁攪拌）、熱軋、常化酸洗、冷軋、退火圖層等流程，具體不同種類的電工鋼生產(chǎn)工藝會有所差異。一般取向電工鋼與高磁感取向電工鋼生產(chǎn)的區(qū)別主要是一般取向電工鋼不需要低溫軋制，需要二次冷軋，不滲氮。低牌號無取向電工鋼與中、高牌號（高效、高磁感）無取向電工鋼的生產(chǎn)工藝區(qū)別主要是低牌號只需一次冷軋，高牌號過去需要兩次冷軋，但目前技術(shù)進(jìn)步高牌號無取向電工鋼的二次冷軋法逐步被一次冷軋法取代。電工鋼的質(zhì)量控制要求主要包括以下幾個方面：鐵芯損耗低、磁感應(yīng)強(qiáng)度高、對磁各向異性的要求、沖片性良好、鋼板表面光滑、平整和厚度均勻、絕緣薄膜性能好，磁時效現(xiàn)象小。電工鋼的磁感應(yīng)強(qiáng)度和鐵芯損耗是取向電工鋼中高磁感和一般取向電工鋼、無取向電工鋼中低牌號和高牌號的劃分標(biāo)準(zhǔn)，因此生產(chǎn)高性能電工鋼4產(chǎn)品需要提高磁感應(yīng)強(qiáng)度，降低鐵損。鐵損和磁感屬于組織敏感磁性，化學(xué)成分、晶粒尺寸、夾雜物、晶體織構(gòu)等因素都對磁性能有顯著的作用。在生產(chǎn)工藝中，冷軋前鋼質(zhì)純凈度控制、熱軋溫度控制、常化酸洗，冷軋后滲氮處理、表面涂層、激光刻痕細(xì)化磁疇等工藝能夠?qū)Υ判阅芎丸F損產(chǎn)生影響，目前存在技術(shù)難點(diǎn)。在生產(chǎn)流程縮短和成本節(jié)約方面，國內(nèi)引進(jìn)了薄板坯連鑄連軋工藝，是一種效率更高的短流程生產(chǎn)技術(shù)，但目前也存在技術(shù)難點(diǎn)需要突破，包括：鑄坯澆注質(zhì)量的控制，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量不佳，帶鋼表面氧化鐵皮較重難以去除；存在瓦楞狀缺陷，損害電工鋼的外觀和磁性能；夾雜物尺寸略小，難以對總量進(jìn)行控制等。電工鋼具有生產(chǎn)流程長、技術(shù)工藝復(fù)雜、難點(diǎn)多，窗口窄、精度高等特點(diǎn)，生產(chǎn)和管理涉及材料學(xué)，處理技術(shù)和機(jī)械、電加工工藝技術(shù)等各個方面，被稱為鋼鐵產(chǎn)品中的“藝術(shù)品”，其中取向硅鋼是所有鋼鐵產(chǎn)品中制造難度最大的品種，成分控制十分嚴(yán)格，雜質(zhì)含量要求極低，被譽(yù)為現(xiàn)代鋼鐵業(yè)“皇冠上的明珠”。生產(chǎn)企業(yè)只有具備超高的制造技術(shù)與工藝裝備能力，才能摘得明珠，可以說電工鋼的制造技術(shù)和質(zhì)量是衡量一個國家鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)和科技水平的重要標(biāo)志。3、產(chǎn)量穩(wěn)中有升，“高”中求進(jìn)（1）國際：電工鋼產(chǎn)量波動增長，增速放緩電工鋼的發(fā)展歷史經(jīng)歷了三個階段。在熱軋硅鋼發(fā)展階段（1882~1955年），英國哈德菲爾特首先發(fā)表了Si-Fe合金的磁性結(jié)果，1903年美國和德國開始生產(chǎn)熱軋硅鋼板，并在很短時間內(nèi)全部代替原有的普通低碳鋼板成為制造電機(jī)和變壓器的材料；在冷軋電工鋼發(fā)展階段（1930~1967年），1930年美國戈斯開始研究冷軋工藝并于1933年利用兩次冷軋和退火方法制成3%Si鋼，隨后冷軋和退火等后續(xù)工藝日臻完善；在高性能硅鋼發(fā)展階段（1961~2021年），日本新日鐵公司首先試制更高磁感的取向硅鋼并命名為Hi-B，日本冷軋電工鋼技術(shù)崛起，在無取向電工鋼方面，圍繞高效電機(jī)用鋼，無取向電工鋼磁感更高，鐵損更小，用量日益增多。從產(chǎn)量來看，2008年以前全球電工鋼產(chǎn)量持續(xù)上升，之后處于波動增長的趨勢，近年來增速放緩，2020年全球電工鋼產(chǎn)量為1484萬噸，同比減少5.97%。中國電工鋼產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的比重不斷提高，由2002年的14%左右增長至2020年的70%以上，與近年來中國市場新能源汽車等領(lǐng)域電工鋼需求的增加有密不可分的關(guān)系。（2）國內(nèi)：電工鋼技術(shù)引進(jìn)消化，發(fā)展升級我國電工鋼的發(fā)展大致經(jīng)歷了四個時期：一是引進(jìn)消化期（1974~1986年）。武鋼于1974年從新日鐵公司引進(jìn)冷軋電工鋼生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備并于1978年建成投產(chǎn)；二是引進(jìn)吸收期（1987~1997年），這一時期對引進(jìn)技術(shù)在消化吸收的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，電工鋼的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平，高磁感取向電工鋼實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)。三是快速開發(fā)期（1998年~2016年），我國電工鋼生產(chǎn)技術(shù)得到了快速發(fā)展，從2002年開始，電工鋼產(chǎn)量居世界第一。四是技術(shù)升級期（2017年~2021年），2017年我國從電工鋼凈進(jìn)口國成為凈出口國，打破了長期依賴進(jìn)口的格局。這一時期，極薄取向電工鋼、高端取向硅鋼產(chǎn)品、新能源汽車用無取向硅鋼產(chǎn)品等生產(chǎn)技術(shù)不斷取得新突破，產(chǎn)品達(dá)到國外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，技術(shù)水平全球領(lǐng)先。在這四個時期，我國電工鋼產(chǎn)量呈現(xiàn)上升趨勢，從生產(chǎn)幾噸，幾十噸、幾千噸一直至2021年能夠生產(chǎn)1318.28萬噸，截至目前，我國電工鋼已具備低端、中端、高端產(chǎn)品全覆蓋生產(chǎn)能力，產(chǎn)品的表面質(zhì)量、板形尺寸精度、產(chǎn)品包裝等均可與國外同類產(chǎn)品媲美。具體來看，我國取向電工鋼產(chǎn)量一直保持相對穩(wěn)定的增長，2015年至2017年受到非晶合金5在非晶合金變壓器鐵芯應(yīng)用的影響，取向電工鋼產(chǎn)量出現(xiàn)一定的下滑，2017年產(chǎn)量為110.35萬噸，同比降低1.83%；隨著非晶寬帶材在變壓器中的問題顯現(xiàn)，以及取向電工鋼技術(shù)不斷升級，2017年后產(chǎn)量回升，2021年取向電工鋼產(chǎn)量達(dá)到180.09萬噸，同比增長14.26%，近十年的復(fù)合增速為11.27%。2010年以來，由于下游產(chǎn)品能效不斷升級，生產(chǎn)企業(yè)隨之調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，因此高磁感取向電工鋼占比相對較高，產(chǎn)量整體呈現(xiàn)上升的趨勢。2010年高磁感取向電工鋼產(chǎn)量僅為21萬噸，2021年已達(dá)到118.92萬噸，同比增長28.55%。一般取向電工鋼的產(chǎn)量在2010-2016年間處于相對平穩(wěn)的狀態(tài)，具體數(shù)量在35萬噸左右上下波動；2017年以后，一般取向電工鋼產(chǎn)量快速提升，但2021年產(chǎn)量為61.17萬噸，同比下降6.05%，出現(xiàn)下降趨勢。我國無取向電工鋼產(chǎn)量整體呈現(xiàn)上升趨勢，近年來我國無取向電工鋼增速放緩，主要原因是中低牌號無取向電工鋼面臨產(chǎn)能過剩的問題凸顯。但在2021年，我國無取向硅鋼產(chǎn)量達(dá)到1138.19萬噸，同比增長18.50%。無取向電工鋼的生產(chǎn)以中低牌號為主，近十年中低牌號無取向電工鋼的產(chǎn)量整體為增長趨勢，在2017年以后，產(chǎn)量和增速趨于平穩(wěn)，四年間產(chǎn)量均在700萬噸以上，出現(xiàn)產(chǎn)量過剩情況，2020年中低牌號無取向電工鋼產(chǎn)量為760.2萬噸，增長率為0.03%，占無取向電工鋼總體產(chǎn)量的比重由2010年的91.34%降低至2020年的79.15%。3、價格大幅提高，不同種類存在明顯價差取向電工鋼中，高磁感取向電工鋼的市場價格變化情況以B23R085、B23P090、B23P100三個牌號為例，一般取向電工鋼以B30G120、B30G130為例。2021年12月份取向電工鋼的價格出現(xiàn)了較高的漲幅，其中B23R085、B23P090兩個牌號漲幅較大，目前的價格相較于2019年2月份分別增長了74.77%和66.26%。2022年2月28日，高磁感取向電工鋼平均價格24383元，一般取向電工鋼的平均價格17000元，兩者相差近7400元。除了生產(chǎn)工藝難度與技術(shù)要求原因，新能效標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施導(dǎo)致市場1、2級能效變壓器用高磁感取向電工鋼資源（B23R075、B23R075等）十分緊張，高磁感取向電工鋼價格因此遠(yuǎn)高于一般取向電工鋼價格。2022年2月28日，取向電工鋼平均價格高于無取向電工鋼平均價格11229元，主要原因是取向電工鋼相較于無取向電工鋼生產(chǎn)工藝流程更長，技術(shù)水平更高，生產(chǎn)企業(yè)也較少，且產(chǎn)能較低。同時兩者用途也存在差異，取向電工鋼主要用于變壓器行業(yè)，無取向電工鋼則主要用于發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的鐵芯中，高磁感取向電工鋼在變壓器市場上需求的增加拉大了取向電工鋼與無取向電工鋼的價差。無取向電工鋼中，高牌號無取向電工鋼的市場價格變化情況以B50A250、B50A290、B35A300、B50A310、B50A350、B50A400牌號的產(chǎn)品為例。高牌號無取向電工鋼在2020年12月份出現(xiàn)了較高的漲幅，2021年7月份達(dá)到峰值，11月份出現(xiàn)一定幅度下降，但整體價格呈現(xiàn)上漲態(tài)勢，其中B50A310和B35A300漲幅最高，分別為66.93%和64.40%。2022年2月28日，高牌號無取向電工鋼平均價格為12763元。中低牌號以B50A470-A、B50A600、B50A800、50WW1000、B50A1300牌號的產(chǎn)品為例。2020年11月份開始，受原材料或疫情等影響，中低牌號無取向電工鋼價格出現(xiàn)了大幅上漲，2021年7月份出現(xiàn)了下滑趨勢，但整體價格有所上漲，其中50A600漲幅較高，達(dá)到40.56%。2022年2月28日，中低牌號無取向電工鋼平均價格為7126元，較高牌號無取向電工鋼平均價格低近5600元。價格差異主要原因是中低牌號無取向電工鋼需求下降，產(chǎn)能過剩；而高牌號無取向電工鋼受下游市場能效升級和新能源汽車等新領(lǐng)域需求增加，供小于求。根據(jù)相關(guān)資料，無取向電工鋼的成本可以按照熱軋板卷價格加上硅鋼基料，再加工藝成本計算。熱軋板卷按照5000元/噸的價格，加上200元左右到硅鋼基料和1100左右的工藝成本，中低牌號無取向電工鋼的成本價格大約為6300元/噸，噸鋼利潤在800元/噸左右，高牌號工藝成本更高，噸鋼利潤則在2000元/噸以上，遠(yuǎn)高于螺紋鋼每噸300元左右的噸鋼利潤。電工鋼與螺紋鋼和一些板材產(chǎn)品相比，有更長的生產(chǎn)流程，比如退火、涂層等流程，對生產(chǎn)技術(shù)水平要求更高，再加上需求的增加，讓電工鋼噸鋼利潤處于較高的水平。二、下游市場能效升級，電工鋼“高”字當(dāng)頭下游市場需求增加和能效升級為高性能電工鋼發(fā)展帶來機(jī)遇?！斗块g空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能效等級》（2020年實(shí)施）、《電動機(jī)能效限定值及能效等級》（2021年實(shí)施）、《電力變壓器能效限定值及能效等級》（2021年實(shí)施）進(jìn)一步提高家用電器、變壓器、大型電機(jī)、中小型電機(jī)的能效水平，新能源汽車驅(qū)動電機(jī)對電工鋼薄規(guī)格、高導(dǎo)磁、低損耗、高強(qiáng)度提出更高要求，各細(xì)分市場未來對電工鋼的具體牌號需求不斷提高，高性能電工鋼將成為市場的核心產(chǎn)品。1、家用電器：高效節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)拉動高牌號薄規(guī)格無取向電工鋼需求我國家用電器主要包括房間空氣調(diào)節(jié)器、電冰箱、洗衣機(jī)和一些小家電等電器，需求占無取向電工鋼總需求量的40%左右。房間空氣調(diào)節(jié)器、電冰箱每年對電工鋼的消耗量達(dá)到整個家電行業(yè)消耗量的70~80%。從近年來我國房間空氣調(diào)節(jié)器和家用電冰箱產(chǎn)量來看，2016年至2019年房間空氣調(diào)節(jié)器產(chǎn)量保持高速增長，2020年出現(xiàn)下滑趨勢，2021年產(chǎn)量略有回升；家用電冰箱產(chǎn)量在2016年至2019年連續(xù)下滑，2020年產(chǎn)量大幅上漲，增長率達(dá)到14.05%，2021年略有下降。家電市場波動上升的趨勢表明未來仍是剛性需求，根據(jù)沙鋼集團(tuán)岳重祥等人的的研究，未來我國家電行業(yè)總產(chǎn)量年增長3%~5%，由此預(yù)測2025年我國房間空氣調(diào)節(jié)器和電冰箱的產(chǎn)量將分別達(dá)到25000萬臺和10000萬臺左右?！斗块g空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能效等級》（GB21455-2019）于2020年7月1日實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)將定速空調(diào)、變頻空調(diào)能效合并，限定標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，能效等級中能效限定值大幅提升，反映出我國的空調(diào)器不斷向高效、低碳、節(jié)能的方向發(fā)展。而要實(shí)現(xiàn)能效升級，一是減少功率消耗，提升用電設(shè)備效率，增強(qiáng)產(chǎn)品性能；二是減少電能消耗，選用高效率馬達(dá)、高EER（能效比）空調(diào)機(jī)來提高效能。低鐵損高磁感的電工鋼不僅可以節(jié)省大量電能，延長工作運(yùn)轉(zhuǎn)時間，當(dāng)功率不變時，也可以使鐵芯體積減小和重量減輕，從而實(shí)現(xiàn)空調(diào)的能效升級。目前，家用電器使用的無取向硅鋼牌號包括50W1300、50W1000、50W800、50W600、50W470、50W350、35W270、35W230、35W210等，中低牌號占比約80%。隨著能效升級的不斷推進(jìn)，使用的無取向電工鋼厚度將不斷減薄，由0.50毫米降低至0.35毫米、0.30毫米或更薄，將向50W350、35W300、35W230、35W210等高牌號、薄規(guī)格無取向電工鋼的方向發(fā)展。為應(yīng)對冰箱能效升級，主流冰箱企業(yè)選擇采用變頻技術(shù)，而直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)多用高牌號無取向電工鋼，將進(jìn)一步加速電工鋼向高牌號方向發(fā)展。2、大型發(fā)電機(jī)：能源轉(zhuǎn)型帶動產(chǎn)業(yè)低能耗發(fā)展發(fā)電行業(yè)包括了水力發(fā)電、火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、核電等方向，由于大型發(fā)電設(shè)備對機(jī)組效率要求很高（通常要達(dá)到98%以上），因此對硅鋼的各項性能指標(biāo)及磁化特性要求嚴(yán)格，所以均需使用高牌號無取向電工鋼，主要使用牌號包括50W270、50W250、50W310等，預(yù)計未來大型發(fā)電機(jī)對30-50WW290、30-35WW290以上高牌號無取向電工鋼會進(jìn)一步增加。同時，大型電機(jī)用電工鋼要求涂層電阻高，涂層厚，電工鋼片的預(yù)涂層及二次涂層環(huán)?；蔀楸厝话l(fā)展趨勢。2016年以來，全國發(fā)電裝機(jī)容量一直保持增長趨勢，2021年，我國發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量達(dá)到23.8億千瓦，同比增長8.18%。根據(jù)中電聯(lián)電力行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃研究，預(yù)期至2025年，全國發(fā)電裝機(jī)容量28.5億千瓦，常規(guī)水電裝機(jī)3.7億千瓦，風(fēng)電裝機(jī)4億千瓦，太陽能發(fā)電裝機(jī)5億千瓦，生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)6500萬千瓦，核電裝機(jī)0.7億千瓦，氣電裝機(jī)（天然氣發(fā)電）1.5億千瓦，煤電裝機(jī)規(guī)模力爭控制在12.3億千瓦以內(nèi)，總體的年均增長率在4.6%左右。從全國電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)來看，火電裝機(jī)占比呈現(xiàn)下滑趨勢，清潔能源比如水電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機(jī)所占比重不斷提高，占比由2011年的27%左右增長至2025年的57%左右，發(fā)電裝機(jī)容量的增長，特別是清潔能源裝機(jī)容量的快速增長，將進(jìn)一步拉動高牌號無取向電工鋼需求。另外，在國際市場中，印度將投資加快電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，2022年預(yù)計將進(jìn)一步增加燃煤發(fā)電和核電設(shè)施，可再生能源以及水電設(shè)施；同時，泰國、印尼、越南、馬來西亞、緬甸、菲律賓、土耳其、印度等對電工鋼的需求也會大幅增加。3、中小電機(jī)：IE3能效電機(jī)將成為主流產(chǎn)品，低損耗無取向電工鋼材料需開發(fā)中小電機(jī)主要應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)、破碎機(jī)、紡織機(jī)、軋鋼機(jī)、空調(diào)機(jī)、城市交通、人民生活等需要電動機(jī)作為動力源的裝置中，覆蓋工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、公用設(shè)施、家電、新能源汽車等領(lǐng)域，其中工業(yè)領(lǐng)域中小電機(jī)對無取向電工鋼需求量占總需求量的20%。從行業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值來看，2016年以來，中小電機(jī)行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值一直處于穩(wěn)步增長的狀態(tài)，年均增長率為4%左右。中小電機(jī)中，IE2能效電機(jī)主要使用50W1300、50W800和50W600等中低牌號無取向電工鋼，IE3能效電機(jī)主要使用50W600、50W470和50W350等中高牌號無取向電工鋼，目前高牌號無取向電工鋼占比在20%左右?！峨妱訖C(jī)能效限定值及能效等級》（GB18613-2020）于2021年6月1日實(shí)施，為中小型電機(jī)行業(yè)一項重要的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，電動機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)的變遷以三相異步電動機(jī)為例，各版本的能效等級相對應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)中的能效等級不斷提升。新版本的電動機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，中小電機(jī)行業(yè)將迎來新一輪的能效升級。電機(jī)的效率與電機(jī)損耗呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，電機(jī)效率越高，損耗越低，反之損耗越高則效率越低。對于功率較小的電機(jī)，定子銅耗所占總損耗的比例較大，大約為34%左右，采用導(dǎo)磁性能好的電工鋼制作的定子鐵芯能夠大幅降低空載電流，明顯的改善鐵耗和定子銅耗。從電機(jī)高效率看：YE2系列電機(jī)將逐步淘汰，YE3、YE4系列電機(jī)產(chǎn)量將進(jìn)一步擴(kuò)大，IE5超Ⅰ級電動機(jī)已經(jīng)開始立項并研發(fā)，對鐵芯效率提升提出新要求；從電機(jī)輕量化看：目前正在研究開發(fā)大功率超高速電動機(jī)產(chǎn)品、高功率密度等小型輕量化電機(jī)等，包括在壓縮機(jī)等領(lǐng)域中開始應(yīng)用，對電工鋼的減薄、降低損耗和提高磁感，提出了新的要求。未來，50W470、50W350、50W250、50W270、50W310等高牌號薄規(guī)格的無取向電工鋼需求量會逐漸增加，更低損耗的無取向電工鋼材料需要進(jìn)一步開發(fā)。目前一些企業(yè)也與高校合作，開展新型磁性材料的應(yīng)用并采用硅鋼片邊角料、瓜子片等廢料為原材料，加工成粉末冶金，再通過造型、燒結(jié)等制成電機(jī)鐵心，其損耗可低于2.10W/kg、磁感大于1.7T。4、新能源汽車：高增速推動需求，強(qiáng)度、薄度、損耗度并重新能源汽車與燃油汽車的動力系統(tǒng)不同，傳統(tǒng)汽車的動力系統(tǒng)基本由發(fā)動機(jī)和變速箱構(gòu)成，汽油或柴油在發(fā)動機(jī)內(nèi)產(chǎn)生壓縮做功，然后釋放能量使汽車運(yùn)動；而新能源汽車的動力系統(tǒng)由電池、電機(jī)以及其他電控部件組成。驅(qū)動電機(jī)是新能源汽車汽車驅(qū)動系統(tǒng)的核心部件，可以電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，是一臺新能源汽車無取向電工鋼的主要的使用部件。一般情況下，一臺高級電動乘用車所需電機(jī)馬達(dá)約300個，其中牽引電機(jī)（發(fā)動機(jī)）所用定、轉(zhuǎn)子消耗電工鋼約50kg~100kg，商用車所用定、轉(zhuǎn)子消耗電工鋼約100kg~200kg，新能源汽車領(lǐng)域?qū)﹄姽や摰男枨笳急饶壳霸?%左右。我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2021年新能源汽車產(chǎn)量達(dá)到354.5萬輛，同比增長159.52%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模全球領(lǐng)先，電動汽車核心部件方面的技術(shù)也處于世界領(lǐng)先水平。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會預(yù)測，2022年汽車總銷量預(yù)計為2750萬輛，其中新能源汽車銷量將達(dá)到500萬輛。我們預(yù)計，未來汽車銷量將按照4%左右的增長率持續(xù)增加，到2025年，汽車銷量達(dá)到3000萬輛左右，2035年達(dá)到4500萬輛左右。相關(guān)報告指出：新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的20%左右。在溫和情景發(fā)展目標(biāo)下中國2035年新能源汽車銷量占比將達(dá)到60%，激進(jìn)情景發(fā)展目標(biāo)下將達(dá)到70%以上。因此，2025年新能源汽車的產(chǎn)量預(yù)計達(dá)到600萬輛左右，2035年達(dá)到3000萬輛左右。目前日系歐美合資新能源驅(qū)動電機(jī)主要使用0.25mm厚度規(guī)格的無取向電工鋼，牌號有25WV1300。國產(chǎn)新能源驅(qū)動電機(jī)主要使用0.35mm和0.30mm厚度規(guī)格的無取向電工鋼，牌號有35WV1900、30WV1700、30WV1500、35AHV21006等。除此之外，也會使用35A300、35A350等牌號。新能源汽車的發(fā)展為驅(qū)動電機(jī)提出更高要求，驅(qū)動電機(jī)用電工鋼應(yīng)具有更高的磁感應(yīng)強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，同時在厚度減薄的情況下，電工鋼的高頻鐵損有較大的降低，所以薄規(guī)格、高導(dǎo)磁、低損耗、高強(qiáng)度的無取向電工鋼將成為新能源汽車驅(qū)動電機(jī)實(shí)現(xiàn)更高性能的核心材料。5、無取向電工鋼新領(lǐng)域：智能制造帶來新需求智能制造、機(jī)器人、無人機(jī)智能家具等是未來電工鋼新的需求領(lǐng)域中的一部分，比如機(jī)器人的驅(qū)動關(guān)節(jié)電機(jī)，無人機(jī)（飛行器）的高速起動電機(jī)，各種智能家具的微電機(jī)，各種智能家電，如空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等所需的壓縮機(jī)、電機(jī)或微電機(jī)定、轉(zhuǎn)子鐵心都需要的各種牌號、規(guī)格的電工鋼?？梢灶A(yù)測到，未來高頻、高效、高牌號、高磁感、薄規(guī)格的電工鋼需求將會顯著增加。除此之外，極薄電工鋼（厚度0.1mm以下）是我國重要領(lǐng)域的軟磁材料，也是電子、電力工業(yè)等的重要材料之一。從技術(shù)上講，具有飽和磁密高、可加工性好、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢；廣泛應(yīng)用于特高壓換流閥陽極飽和電抗器、大功率逆變電源、氫燃料電池汽車用氫循環(huán)高頻高速電機(jī)、智能硬件、儀器儀表、脈沖導(dǎo)航、航空航天、高鐵動車、電子材料、醫(yī)療器械、家用電器、軍事工業(yè)等高端行業(yè)，預(yù)測未來需求將會大幅度增加。6、變壓器：高磁感、低鐵損取向電工鋼鐵芯材料是降耗關(guān)鍵變壓器行業(yè)每年消耗取向電工鋼是取向電工鋼的主要下游市場，需求占取向電工鋼比例大約為90%。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快，用電量持續(xù)增加，一些新的電能需求不斷催生，電能在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比逐漸增加。用電量的上升帶來變壓器需求量的增長，2020年，我國變壓器產(chǎn)量達(dá)到17.36億千伏安。未來隨著我國各地特高壓項目的落地，預(yù)計電力變壓器市場將呈現(xiàn)出階段性的增長趨勢，產(chǎn)量將保持2.5%的增長，2025年達(dá)到19.93億千伏安，2026年變壓器產(chǎn)量規(guī)模將突破20億千伏安。變壓器主要使用0.18~30mm規(guī)格的一般取向電工鋼和高磁感取向電工鋼。新版《電力變壓器能效限定值及能效等級》（GB20052-2020）于2021年6月1日正式實(shí)施，以800kVA標(biāo)準(zhǔn)型三相油浸電力變壓器為例，建國以來，變壓器節(jié)能指標(biāo)取得了長足的發(fā)展，變壓器空載損耗降低了80%以上，總損耗降低了50%以上。變壓器的空載損耗和負(fù)載損耗都和鐵芯損耗相關(guān)，尤其是空載損耗主要是由鐵芯損耗而產(chǎn)生，鐵心損耗的降低將帶來像B18R060、B20R070、B23R070等牌號的高磁感、低鐵損取向電工鋼需求的增加?！蹲儔浩髂苄嵘媱潱?021-2023年）》中明確：到2023年，高效節(jié)能變壓器在網(wǎng)運(yùn)行比例提高10%，當(dāng)年新增高效節(jié)能變壓器占比達(dá)到75%以上。《計劃》的實(shí)施將加快變壓器淘汰升級進(jìn)程，推動中高端取向電工鋼產(chǎn)能的發(fā)展。變壓器容量及電壓等級越高，對牌號的要求越高，高磁感取向電工鋼更多應(yīng)用于大型電力變壓器、特高壓直流換流變壓器等高端變壓器領(lǐng)域，而一般取向電工鋼則應(yīng)用于配電變壓器和一些對成本要求較高的工程上。目前，能夠?qū)崿F(xiàn)高磁感取向電工鋼量產(chǎn)的企業(yè)只有寶鋼、首鋼兩家，產(chǎn)品質(zhì)量能夠滿足特高壓項目建設(shè)和智能交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需要，其他民營企業(yè)大多生產(chǎn)一般取向電工鋼，技術(shù)還需不斷進(jìn)步，以推動行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。三、需求量預(yù)測：市場擴(kuò)大，高性能電工鋼占比提升我們依據(jù)無取向電工鋼和取向電工鋼目前的需求量、下游市場需求占比以及未來下游市場的增長情況，對電工鋼未來的需求量進(jìn)行了預(yù)測。預(yù)測結(jié)果顯示，無取向電工鋼總需求量將按照5%左右的增長率持續(xù)增加，其中高牌號無取向電工鋼需求量的年均增長率為10.61%左右；取向電工鋼總需求量按照每年20萬噸的增量持續(xù)增加，其中高磁感取向電工鋼需求量的年均增長率為12.06%。高性能電工鋼需求占比不斷提升，下游產(chǎn)品中使用的電工鋼單位價值量有望進(jìn)一步提高。1、電工鋼需求市場和價值用量：無取向硅鋼市場分散，取向硅鋼用途專一根據(jù)中國金屬學(xué)會數(shù)據(jù)，2020年我國無取向電工鋼需求量為971.5萬噸，家用電器無取向電工鋼需求量占總需求量的40%，工業(yè)領(lǐng)域中小電機(jī)占比20%，大型電機(jī)占比13%，新能源汽車占比8%，其他領(lǐng)域占比20%。按照占比計算，2020年家用電器無取向電工鋼需求量為388萬噸左右，工業(yè)領(lǐng)域中小電機(jī)需求量為194萬噸左右，大型電機(jī)需求量126萬噸左右，新能源汽車需求量78萬噸左右，其他領(lǐng)域需求量為194萬噸左右。我國變壓器行業(yè)每年消耗取向電工鋼110~120萬噸左右，2020年取向電工鋼的需求量137萬噸，變壓器對取向電工鋼需求量占比在88%左右，幾乎是取向電工鋼唯一的下游企業(yè)。根據(jù)相關(guān)資料，電冰箱電工鋼使用定額在5kg/臺左右，如果按照高牌號無取向電工鋼計算，單位價值量為60.92元/臺；空調(diào)電工鋼使用定額在11kg/臺左右，單位價值量為134.01元/臺，新能源汽車電工鋼使用定額在50~200kg/輛左右，單位價值量為609.15-2436.6元/輛；中小電機(jī)電工鋼使用定額分別在8kg/kw左右，單位價值量為97.46元/kw；發(fā)電機(jī)電工鋼使用定額在1.4kg/kw左右，單位價值量為17.06元/kw；變壓器電工鋼使用定額在1.5kg/kw左右，單位價值量為36.57元/kw。隨著更高牌號電工鋼的使用，各產(chǎn)品使用電工鋼的單位價值