2017年中国钕铁硼行业需求状况及未来发展趋势分析【图】

    一、新兴领域助力钕铁硼行业迎来需求拐点，5年需求速复合增速15%

    钕铁硼永磁材料是以金属间化合物Re 2 14 B为基础的永磁材料。主要成分为稀土元素钕 (Nd）29%-32.5%、铁（Fe）63.9%-68.7%、非金属元素硼（B）1.1%-1.2%。为获得不同性能部分钕可用镝（Dy）、镨（Pr）等其他稀土金属替代，铁也部分可用钴（Co）、铝（Al）等其他金属替代。硼含量较小，但对形成四方晶体结构金属间化合物起着重要作用，使得化合物具有高饱和磁化强度、高的单轴各向异性和高的居里温度。

    至今，稀土永磁体已经发展至第三代产品。第一代为稀土永磁 1:5 型的 SmCo5，第二代为稀土永磁 2：17 型的 SmCo17，它们是以金属钴为基体的永磁合金。第三代为钕铁硼合金（RE-Fe-B 系永磁），其磁体性能大幅提升，磁性是一般永磁材料的 4 倍以上。钕铁硼永磁凭借极高的磁能积和矫顽力在工业生产小型化、轻薄化背景下得到广泛运用。目前，钕铁硼永磁材料主要运用于家电、汽车电动助力转向系统（EPS）、风电发动机等领域。随着新能源汽车、工业机器人、永磁牵引地铁、高铁的兴起，钕铁硼磁材消费市场空间进一步扩张，行业将迎来又一次快速发展机遇。

永磁材料历史沿革

数据来源：公开资料整理

钕铁硼磁材上下游产业链

数据来源：公开资料整理

    1、传统领域高性能钕铁硼市场稳步提升

    钕铁硼永磁材料在家庭消费和工业生产方面均有广泛运用，在工业升级、消费升级和绿色经济的大背景下，钕铁硼磁材高效率、小型化、轻量化的特征优势日益显现。对当前钕铁硼下游主要细分市场的需求现状和发展分析发现，汽车 EPS、节能节电等传统领域市场保持稳定增长的同时，高铁轨交、机器人等新兴领域市场快速拓展，新能源汽车电机驱动市场将迎来全面爆发。整体上，钕铁硼下游市场空间不断拓展，伴随消费转型升级，行业需求结构得到持续改善。未来几年高性能钕铁硼市场年均消费增速超过 10%，部分细分领域市场年均增速有望超过 30%-50%。

    （1）节能家电 ：变频空调渗透率不断提高，节能电梯稳中有升

    变频空调是钕铁硼磁材下游消费的一个重要运用领域。目前，空调主要分为定频空调和变频空调两种，与定频空调只能依靠反复启停压缩机来调节室温相比，变频空调则是利用微控制使压缩机运行的工作频率能够在一定范围内变化，通过改变输入电压的频率来控制电机的转速，从而引起压缩机的输气量变化来改变制冷剂的循环流量，使空调器的制冷量或供热量发生变化达到调价温度的目的。其以节能高效且环保的特性成为欧美空调市场的主流。目前国内市场，随着用户消费能力的不断提高，消费者亦对产品节能化提出更高要求。尤其在政策的引导下，近年来变频节能空调市场渗透率持续提高。中怡康数据显示，变频空调市场占有率从 2009 年的 16%攀升至 2016 年的 64%，中性假设下，预计到 2020年变频空调市场占有率将达到 75%。

国内变频空调产量和渗透率

数据来源：公开资料整理

    这几年变频空调生产中大量使用高性能钕铁硼永磁材料替代铁氧体永磁材料，钕铁硼的使用比例快速上升。因此，变频空调生产对钕铁硼需求拉动作用不断增强。保守估计，到 2020 年钕铁硼磁体使用率占变频空调市场的 50%。2017 年，空调市场在高温天气 O2O模式快速增长、消费升级等多重利好因素影响下，预计 2017 年全年空调产量增速约 20%，2018-2020 年空调产量我们按照年均增速恢复 2-3%速度增长，每台空调消耗 120g 钕铁硼计算，那么到 2020 年中国和全球空调市场对钕铁硼年需求将分别达到 6087 吨和 8316吨。

空调市场对钕铁硼需求的拉动

数据来源：公开资料整理

    节能电梯对钕铁硼需求的拉动稳定增长。随着城镇化进程和基础设施建设的推进，城镇高层建筑数量不断增加，电梯作为高层建筑必需的机械化设备其需求量随之上升。传统电梯是变频调速电气拖动系统，一般使用交流异步电机。其缺点在于需要使用齿轮设备减速，结构复杂、耗能较大。据中国电梯协会估计，我国平均每部电梯每天耗电量约 40kWh，约占整个建筑能耗的 5%。永磁同步曳引机的出现不仅耗电更省，并且可以将拽引机，和控制柜置于井道中，省去独立机房，节约建筑成本。其以体积小、损耗低、效率高等优点，发展成为新型曳引机的主流机型占据市场主流地位。随着节能减排政策的不断落实，我国节能电梯产量占电梯总产量的比例不断增大。到2016年，节能电梯市场占有率已达到90%。接下来，考虑到新增需求、旧电梯的更换以及节能改造，预计节能电梯仍将会以每年 20%速度继续增长，对钕铁硼永磁体形成稳定需求。

    根据数据，2016 年电梯总产量 77.6 万台，按照每年电梯增速 5%，节能电梯市场占有率每年增加 1%计算，节能电梯市场对钕铁硼永磁体的需求量将保持 5-6%左右稳定增长，到 2020 年钕铁硼需求量达到 5200 吨。全球产量增速按 4%-5%计算，2020年全球节能电梯产量对钕铁硼需求量达到 6649 吨。

中国节能电梯数量和市场占比

数据来源：公开资料整理

中国节能电梯对钕铁硼需求的拉动

数据来源：公开资料整理

    2、汽车电动助力转向系统（EPS）：市场渗透率稳定提高

    汽车电动助力转向系统是钕铁硼磁材下游需求的一个重要传统领域。在汽车发展历程中，方向助力系统经历了 4 个阶段：机械专项系统、液压助力转向系统、电控液压助力转向系统、电动助力转向系统。传统的机械转向系统已经被淘汰，而液压助理转向系统是发动机带动向油泵，不管转向与否都要消耗发动机部分动力。相反，电动助力转向系统只需在转向时提供助力，较液压转向系统电动转向系统不转向时可以降低油耗 2.5%，转向时可降低油耗 5%以上。EPS 拥有环保、节能、安全等优势，在乘用汽车市场正逐步取代液压转向系统。据报告，EPS 装置的渗透率在欧盟地区从 2010 年的 70%提升到2015 年的81%。中国EPS 起步较晚，渗透率从2010 年的不足10%提升至2016年约40%。

    随着 EPS 渗透率的不断提升，EPS 用钕铁硼永磁市场空间日益广阔。考虑到新能源汽车对传统汽车的替代，我们假设全球传统汽车销量 2017-2018 年以 3%的速度增长，2019-2020年产量同比以 2%速度增长。并且，2016 年全球 EPS 装置渗透率按照 50%估计，并每年以2%的速度增长，每套 EPS 钕铁硼用量为 0.25kg ，那么到 2020 年中国 EPS 对钕铁硼需求量为 4300 吨，全球 EPS 对钕铁硼需求量约为 1.5 万吨。

    3、直驱永磁风电电机：国内弃风现象好转，全球风机稳定增长，

    随着全球能源资源和环境问题的日益突出，传统石化能源向清洁能源迈进步伐加速，风力发电越来越受到各国政府重视。各国家出台多种政策，补贴支持风力发电行业发展。全球风能理事会风电行业报告数据显示，2016 年全球风电新增装机容量超过 54GW，累计容量达到 486.8GW，装机容量同比增长 12.6%。其中中国风电累计、新增装机容量均居全球第一。2017 年上半年，全球清洁能源投资增速增长 21%，全球风能设备新增投资262.2 亿美元。无论是欧洲北美还是亚洲，风电装机都在不断增长。部分发达国家风电渗透率高达 20-40%（丹麦、乌拉圭、葡萄牙和爱尔兰），中国、美国和加拿大几个大型电力市场风电渗透率分别达到 4%、5.5%和 6%。随着风力发电成本下降，风电装机市场增长潜力巨大。全球风能理事会市场预测 2017 年全球风电年新增装机将达到 60GW，到 2021年新增装机容量有望增至75GW，累计容量超过 800GW。在中国，按照国务院“十三五”控制温室气体排放工作方案通知，到 2020 年力争风电装机达到 200GW。

    但是近年来我国风电领域遇到一些问题，装机增速有所放缓。一方面，由于电网接纳能力不足、风电场建设工期不匹配和风电不稳定等自身特点，导致部分风电场风机暂停的弃风现象。为缓解弃风现象，各地政府通过政策加持，力促电力市场化交易等方式，不断提高风电消纳比例。近年 1-8 月，风电设备利用小时数同比增加，内蒙古、黑龙江、新疆等地弃风率有不同程度下降。但整体上，随着陆上风电标杆电价不断下调 1 ，未来补贴逐年大幅退坡已成为明确政策导向，新增风电装机增速呈现趋势性下滑。今年受到环保趋严、安全防范措施等多因素叠加，上半年全国新增风电装机仅 7GW。下半年装机增速有所加速，1-9 月风电新增装机达到 9.7GW，9 月单月新增装机同比增长 34%。我们预计 2017 年全年风电新增装机增加 16GW。未来几年，随着弃风现象逐步缓解，风电价格趋于稳定，预计新增风电装机设备将呈现稳定小幅增长，到 2020 年全国累计装机设备 270GW，新增装机容量恢复到 2015 年的 30GW。

全球风电装置装机容量（万千瓦）

数据来源：公开资料整理

中国风电装置装机容量（万千瓦）

数据来源：公开资料整理

    目前，市场主流风机技术路线分为双馈式和直驱式永磁两种。两者的最大区别在于不同的传动和发电结构。直驱式永磁风力发电机取消了传统的交流励磁双馈式异步风力发电机所需要的增速齿轮箱，避免了运行中齿轮箱的故障和维护。同时，永磁风力发电机采取了永磁励磁、无励磁绕组，转子上也没有集电环和电刷，结构简单，运行可靠，发电效率平均提高 5 至 10%，维护成本能降低 20%。我们认为，虽然未来全球风电装机容量增速会有所放缓，但是随着直驱永磁风力发电机的渗透率的上升，其年均复合增长率可望达到 20%，从而带动钕铁硼永磁材料的需求也将保持较高速度增长。按照直趋永磁风力发电机渗透率由 2014 年的 15%逐步增长 2020 年的 30%，一台 1.5MW 直驱永磁风力发电机总共需求钕铁硼永磁材料 1.2 吨的量来计算，到 2020 年全球新增风电装置将带来钕铁硼 1.59 万吨的需求，其中我国新增风电装置对钕铁硼的需求达到 0.47 万吨。

风电装置对钕铁硼需求的拉动

数据来源：公开资料整理

    4、消费类电子：手机市场持续增长，VCM 小幅收缩

    随着近年来互联网技术的不断发展，数字化、网络化的消费电子类产品市场的深度和广度不断提升，个人消费类电子产品总体上继续保持稳定增长态势。钕铁硼永磁由于其高磁能积、高压实密度等优越特点，符合消费电子产品实现小型化、轻量化、轻薄化的发展趋势，因此被广泛应用于音圈电机（VCM）、主轴驱动电机、手机线性震动马达、摄像头、收音器、扬声器、耳机、数码伸缩镜头电机等诸多器件。

    在手机领域，高性能钕铁硼是手机制造的原料之一，主要应用于手机的自动变焦马达上。中国是世界上最大的手机生产国，许多品牌在中国均有工厂或代工工厂。根据工信部资料显示，2010 年来手机生产平均增速保持在 15%左右。随着智能手机在农村的进一步普及，以及技术进步带来手机不断的更新换代。保守估计未来几年手机产量增速维持在 5%左右，按照每部手机需要使用 0.0025KG 钕铁硼材料计算，2017 年中国手机生产对钕铁硼的需求为 5550 吨。到 2020 年中国手机生产对钕铁硼需求将达到 6281 吨，全球需求约为6464 吨。

全球手机产量（亿部）

数据来源：公开资料整理

手机对钕铁硼的需求

数据来源：公开资料整理

    计算机硬盘配套的音圈电机（VCM）是钕铁硼应用的另一重要领域，其技术门槛较高，长期由日本等发达国家垄断。掌握此项技术的主要有 Neomax（日立－住友）、TDK、信越化工等企业，占全球一半以上的市场份额。近年来随着国内厂商通过长期努力，中科三环、宁波韵升等企业也同样掌握了用于 VCM 的技术。2014 年我国 VCM 市场对高性能钕铁硼永磁材料的需求量为 2270 吨。市场普遍认为 VCM 市场的增长可能会因为 SSD 固态硬盘的替代，出现放缓的迹象，但是因为成本跟存储容量等问题的存在，大面积的替代现象不会快速出现，且去年 10 月储存新应用，捷西、西部数据等开始做库存管理，需求向好。预计到 2020 年全球 VCM 市场对高性能钕铁硼永磁材料的需求约在 1250 吨左右。此外，扬声器、耳机等传统消费电子领域，随着向小型化发展的趋势，钕铁硼永磁材料的使用也将会逐步增长，甚至全部为钕铁硼永磁材料替代，从而提高钕铁硼的需求市场。

全球 VCM 对钕铁硼需求的拉动

数据来源：公开资料整理

    二、新兴领域市场空间持续拓展

    1、工业机器人：新型工业化道路推进人工智能实体经济深度融合

    受人力成本上升和人口老龄化影响，近年来 “机器换人”现象普遍，全球特别是亚洲地区工业机器人产业快速发展，五年来工业机器人销量始终保持两位数增长。自 2013 年成为全球最大的机器人消费国以来，我国工业机器人需求连续 3 年稳居世界第一。在扩大机器人消费的同时，我国亦着力加快本土机器人产业研发生产。2015 年我国发布了《中国制造2025》战略规划，将机器人产业的发展提升到战略层面，全面展开在机器人产业领域的建设与布局。近日党的十九大报告中再次指出，加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，在中高端消费、创新引领、绿色低碳、共享经济、现代供应链、人力资本服务等领域培育新增长点、形成新动能。国产工业机器人产量也呈现出爆发式增长的趋势，2016 年国产工业机器人产量达 7.24 万台，而 2013年产量仅为 3.67 万台，增长近一倍。据预测，到 2020 年全球将有 170 万个新工业机器人投入到世界各地的工厂中。

    工业机器人产业扩张给钕铁硼产业带来发展机遇。一台工业机器人主要包括减速器、伺服电机、控制器、机械加工本体等几部分。其中伺服电机是一种补助马达间接变速装置，可使控制速度，精度非常准确，可以将电压信号为转矩和转速以驱动控制对象，相当于工业机器人的“神经系统”。而高性能钕铁硼永磁材料则是永磁同步伺服电机的基础材料。目前一台165kg焊接机器人售价约为16万元至25万元，其中伺服电机成本占比约为20%，即 3.2 万至 5 万元之间，永磁同步伺服电机中钕铁硼材料成本约为 15%，以此计算，钕铁硼材料成本约为 4800 元至 7500 元。按高端钕铁硼售价约为 200 元/公斤算，一台工业机器人约消耗钕铁硼 24 公斤至 37 公斤。考虑到国内机器人采用的进口伺服电机成本中包含较高毛利，因此我们认为制造一台 165kg 焊接机器人约消耗 25 公斤高性能钕铁硼。

工业机器人销量增速

数据来源：公开资料整理

工业机器人成本构成

数据来源：公开资料整理

    在政策的大力支持下，我国科研机构和产业资本投资加快投入，目前全国各地机器人产业园有 50 余家，国内机器人在整机、软件、智能化方面技术进步迅速，与国外的差距逐步缩小。我们预计，未来 3-5 年机器人产量将保持两位数增长。按照 2017 年中国工业机器人产量 9.8 万台，全球工业机器人产量 28.5 万台，2018 年-2020 年全球工业机器人增速15%-20%，每台机器人消耗钕铁硼 25 千克计算，到 2020 年中国工业机器人对钕铁硼的需求为 4128 吨，全球工业机器人对钕铁硼需求 1.15 万吨。

工业机器人对钕铁硼需求的拉动

数据来源：公开资料整理

    2、轨交高铁：城市交通步入“永磁牵引时代”

    永磁牵引技术在高铁、轨交领域的运用是钕铁硼磁材需求增长的另一个巨大潜在市场。2016 年 5 月，永磁电机应用再获突破性进展，中国中车首次采用永磁牵引，自主研制了永磁列车。永磁同步牵引系、统电机将电机损耗降低至原来的三分之一，显著降低高铁牵引能耗，实现高铁运行 10%以的节能。不仅如此，永磁跨座式单轨列车具有“爬坡能力强，转弯半径小，载客量大、噪音低”等诸多优点。高铁电机由“感应异步传统”朝“永磁同步传动”符合节能减排、绿色环保目标，是高铁电机的发展方向。与此同时，2016 年 8 月，中国首列具备载客运营资质的自主化“永磁地铁”正式投入运营，并于 2017 年 1 月通过专家评审，认定为永磁牵引可靠稳定，已完全具备后续持续投入载客运营的能力。这意味着中国城市轨道交通将进入绿色、节能的“永磁牵引时代”，正式成为继德、法、日之后研发运用永磁轨道交通的国家。这场“永磁革命”中，我国有着得天独厚的优势。我国高铁里程数居世界之最，每年大量的高铁订单加快永磁技术的商业化运营，如果城铁、地铁、高铁逐步实现永磁同步传动电机的运用，轨道交通永磁市场潜力广阔。目前，一辆永磁电机高铁消耗钕铁硼约 10 吨，如果未来中国每年生产永磁电机高铁列数 50 辆，对应钕铁硼磁材年消费量将达到 500 吨。加上地铁轨道交通列车永磁同步传动电机的运用，到 2020年，全球该领域钕铁硼需求有望达到 1000 吨。

    三、新能源汽车成为 未来需求增长爆发点

    新能源汽车是未来对高性能钕铁硼磁钢需求量增长最快的领域，未来三年消费增速保持年均 40%以上。由于电动汽车对驱动系统要求转矩密度高、运行可靠性高、转矩控制力高，从而要求所用材料拥有高磁能积、高矫顽力和工作温度。出于成本和功效考虑，目前绝大多数乘用电动车基本都采用永磁同步电机。永磁同步电机在新能源汽车电机市场的占有率高达 80-90%，仅有特斯拉的 Model S 和 ModelX 以及 Roadster 系列仍使用交流异步机。目前特斯拉 Model3 也宣布将采用永磁同步电机替代原来 Model S 的三相异步电机，进一步提高永磁电机的市占率。因此，一般而言每辆新能源汽车要比普通汽车多用钕铁硼 3 公斤左右。新能源汽车的推广运用将带动钕铁硼材料需求快速上升。

各类型驱动电机性能比较

数据来源：公开资料整理

    在全球倡导绿色低碳发展的背景下，发展新能源汽车产业是大势所趋，各国政府出台相应政策支持新能源汽车产业发展。在中国，大量汽油、柴油消耗产生的机动车尾气严重污染空气环境，基于能源结构安全和环保压力，发展节能环保的新能源汽车已成为国家重要战略。2010 年 10 月国务院正式发布《关于加快培育发展战略性新兴产业的决定》，把新能源汽车产业作为战略性新兴产业之一重点培育发展，将着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术，推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。2012 年 4 月，新能源汽车被列入国家七大战略新兴产业之一。 2012 年 10 月国务院出台《关于印发节能与新能源汽车产业发展规划（2012―2020 年）的通知》，确定了我国新能源汽车产业发展将以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向，提出到 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。

    一方面，国家对政策持续加码，产能规划布局、宏观政策推动、多层次补贴形式等方面不断形成和完善产业倒逼与引导机制，另一方面，这些扶持政策吸引各类产业资本进入新能源汽车市场，产业投资快速扩张。尽管当前新能源汽车市场占比还并不高，但在“积分制”、大城市限牌竞价等政策陆续落地以及各大厂商对新能源汽车开发销售的投入持续加大的双重驱动下，我们认为未来三到五年新能源汽车生产成本将逐渐降低，基础设施不断完善，续航能力等核心技术逐步提高，新能源汽车推广进程将得到加速。我们预计 2017年国内新能源汽车产量达到 68 万辆，2018-2010 年混动车销量年均增长 40-50%，纯电动车销量年均增长 50-60%，混动车单辆消耗 2kg 钕铁硼、纯电动车单辆消耗 5kg 钕铁硼计算，到 2020 年预计钕铁硼年消耗约 9000 吨。全球范围，预计 2017 年新能源汽车产量达到 320 万辆，2018-2020 年纯电动车年均增长 30-40%，混动车年均增长 20-30%，到2020 年全球全球新能源汽车对钕铁硼需求约 1.8 万吨。诚然，我们也应该认识到短期内由于新能源汽车总产量较低，其钕铁硼用量占钕铁硼总需求比例不高，尽管消耗量增速非常迅速，但短期之内尚无法对钕铁硼生产企业业绩拉动形成巨大贡献。随着新能源汽车量产的推进，新能源汽车对钕铁硼需求将续释放。

中国新能源汽车对钕铁硼需求的拉动

数据来源：公开资料整理

全球新能源汽车对钕铁硼需求的拉动

数据来源：公开资料整理

    整体上，我们认为 2018 年以后随着新能源汽车、轨交、工业自动化（伺服电机）领域需求的再增长，钕铁硼行业的需求增速将再次加速上升；截止到 2020 年，钕铁硼行业需求5 年复合增速预计将达到 15%，显著快于 2016、2017 年 10%左右的需求增速，行业需求拐点近在眼前！

中国高性能钕铁硼需求 （吨）

数据来源：公开资料整理

    相关报告：智研咨询发布的《2017-2023年中国钕铁硼行业市场运营态势及发展前景预测报告》