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稀土永磁工业电机交流纪要

 老三的休闲书屋 2022-01-03

主要观点

工信部和商业部的电机能效提升计划发布于2021年6月,是电力传输行业针对电力变压器的能效等级,是3060计划最重要的工作,实现节电量490亿千瓦时,减排二氧化碳达到了2800万吨。这个计划对整个3060任务的达成有很好的促进作用。

上个标准发布于2012年,从原来能效二级变成现在能效三级,原来能效一级变成现在二级。原来能效二级平均的效率是91.5%,能效三级是90%,现在的能效二级平均效率是93%,所有能效三级换成二级的话,整个电机效率将提升3%。用电最大比例是电机耗电,其中工业用电占75%,电机耗电占终端耗电60%,电机效率提升是一个很大的支撑作用。这是指有效电能提高3%,是对3060的实施的一个具体应落地。对稀土永磁、电工钢会带来一个很大的利好机会。

电机可分为三大类,永磁同步电机、异步电机,开关磁阻电机。大规模应用的主要是永磁同步电机和异步电机,永磁同步电机要用到磁性材料电工钢和永磁体。能效二级以上基本上都用永磁同步电机,用永磁体代替铜可以提升效率。所以新标准发布以后,要提升效率,大部分就要用永磁同步电机。

永磁材料分为硬磁和软磁:电工钢是软磁,永磁体是硬磁,硬磁分稀土永磁(上市的有宁波韵升、正海磁材、中科三环)和铁氧体(横店东磁、北矿磁材),稀土永磁是更高端的硬磁体。要做效率能效等级更高的就用稀土永磁,新能源汽车电机就用的稀土永磁,其效率要求高,高的达到96%、97%。而工业电机和家电如压缩机这些电器,为了成本考虑,铁氧体也能达到效率要求,也有一部分家高端的工业电机和压缩机用稀土永磁。

软磁材料分为电工钢和软磁铁氧体。还就是一些其他的像金属磁粉芯、纳米晶合金等。软磁中95%是电工钢,国内软磁市场规模大概在1000万吨多一点点,电工钢约1000万吨。去年软磁铁氧体约20-30万吨(横店东磁、天通股份)。金属磁粉芯、纳米晶合金等用于电子元件上,用的很少。

软磁铁氧体用于电子元器件,像5g,基站,笔记本电脑的电源转换充电里面的电量强化起信号放大作用。用量不大但用途广,一年大概30万吨左右。软磁铁氧体比硬磁铁氧体更高端,上市公司里面最典型的是横店东磁。

硬磁铁氧体大概60万吨左右,稀土钕铁硼永磁体大概20万吨,在整个磁性材料里面,规模最大用途最广泛是电工钢,在1000万吨左右,其他的磁性材料整体只在100万吨出头。电机计划实施了以后,带来磁性材料发展方向变化。主要落脚稀土永磁体和电工钢。如果将所有电机换成一级能效标准,二氧化碳排放能降低0.8%,接近一亿吨二氧化碳排放量。

电机成功孵化的主要是有几个领域:

(1) 要求最高的是新能源汽车。能规模化生产全系列牌号高端牌号电工钢的也就首钢跟宝钢。能够生产高端稀土永磁的也很少,主要是中科三环、宁波韵升等。

(2) 第二是家电压缩机,特别是空调压缩机,现在整个全球压缩机90%是在我们国内生产的,也就是前五大家基本上占85%到90%。市场占有率第一是美的,年产9000万台,第二次格力,3000到4000万台,第三次是海立,第四是瑞智,第五个是松下。根据标准要求,到明年就不能生产定频的压缩机了,只能出口到非洲、南美等等。变频压缩机的替代需求跟新能源汽车逻辑是一样的。但是变频空调要求没有新能源汽车的高,新能源汽车用到的厚度是0.2-0.25的,压缩机主要用的是0.3和0.35的,有一部分高端的是用0.25的。它的永磁材料大部分使用铁氧体永磁,而不是稀土永磁,一部分高端的是稀土永磁。

(3)第三个就是工业电机,他的要求又比压缩机差一点,其原来很多用异步电机,用铜而非磁性材料,在新政策发布后,基本上都要用永磁同步电机,大部分为铁氧体永磁同步电机,高端的用稀土永磁同步电机。因此工业电机对电工钢的需求没有新能源汽车那么高,是0.35的和0.5的为主,但还是高牌号,主要用350,440,360这些牌号。铁氧体用相对高端的牌号,以满足工业电机的能效升级,变化还是蛮大的。因为国内工业电机的竞争格局比较分散,国外有西门子、ABB、万高等等龙头,国内像卧龙、皖南、江淮、大中、佳木斯等等,没有龙头企业。它的用材很杂很散,这个标准对高牌号铁氧体带来需求增加,相对低端一些的是中小微电机,可能还是用的异步电机、硅钢。比如空调的风扇电机,这些电机没有强制性的要求,还是成本驱动,用的还是中低端的。

综上,新能源汽车驱动电机、空调压缩机、工业电机今后基本上都要用永磁同步电机,里边的磁材就是稀土永磁、铁氧体永磁。在3060减碳的大趋势带动了上游核心材料结构的变化。这种节能减碳的趋势,硬磁向稀土永磁发展,软磁向电工钢的高牌号方向发展。

最近还有一个标准,电力变压传输标准。变压器行业比较特殊,最大的客户就是国家电网。国网的方向就是风向,目前国网明年的招标都要求一级能效标准。取向硅钢里面高端的产品,就是0.23以下的,0.2和0.18的产品,最近在市面上很难买到货。

大的趋势,后续还需要包括软磁和硬磁的高端产品,向高牌号发展,成为一个增量。市场都很看好相关的方向。不管是生产稀土永磁的,横店或者中科三环,像软磁的宝钢股份,首钢股份也好,软磁的增量是很真实的,复合增长可能达到20%甚至更多。短时间内能够供应下游的产能还比较有限。

因为整个流程的工艺生产、投资、产能上线,仅仅建设周期在两到三年,如果想要最后生产出通过认证并且满足用户需求的产品,周期相当长,达到5-10年。同时这其中有很高的技术壁垒,比如横店东磁生产铁氧体最大的企业,最初的原料是氧化铁红,由于铁氧体的需求,这个材料的价格从原本两三千元一吨,到今年最高接近两万元一吨,并且对于品质要求非常高,包括其中各种金属元素钠、钾的含量的要求都非常严格。只有质量最高的铁红才能生产出高端的符合用户需求的软磁材料,用在比如华为的5G项目上,或者高端电源。那么这个产能上线的流程就非常长。

这个供应链上每一家企业都做到最好,才能满足终端需求。包括新能源汽车用的电工钢也是一样的流程,从铁矿石就开始筛选,用非常高的品质要求,同样的铁水在不同的钢厂出产的质量也不同。如果要从头开始升级,那么成本是非常高的。比如对于钢水纯净度的要求,可能对一些元素含量的要求可能高到百万分之几,比矿泉水的国标要求还要高,这个不是一套先进的设备引入就能够生产的,需要长期的积累。

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问答环节:

Q:现在低牌号的硅钢转产高牌号的硅钢是否容易呢,这其中的周期大概是多久呢?

A:低牌号转产,第一工艺路线有很大区别。比如大家在新闻看到的钢厂改造,从低牌号转高牌号,是需要很多支撑的,比如炼钢、热轧工艺的要求,技术的要求,如果具备这个技术实力的话,是没有问题的。还有工艺路线里面,高牌号和中低牌号需要一个产线,叫做强化酸洗,这条产线如果没有,只有后面的淬火产线升高牌号,也不会有增加的产能。酸洗产线的周期很长,并不容易改。

Q:一个企业想要改产线,周期需要多久呢?

A:如果说很快的话,用一些国产的设备,应该也要二十个月以上。

Q:如果已经有技术实力,新建硅钢产线,扩产周期要多久?

A:扩充产能的话,基本周期是两年,24个月左右。

Q:电极里面的电工钢有没有其他软磁材料替代呢?

A:应该说是可以有替代的,比如用金属磁粉芯、铁氧体等等其他材料也可以去做,但有一个很大问题,电工钢是最经济的,加工最容易,性价比最高的,用其他软磁材料替代电工钢,从经济角度是不现实的。

Q:这次的公布和市场总局发的能效标准,从您了解来说,这个标准是强制还是推荐标准,关系到落实的可能性有多大?

A:这个标准是强制标准,但是新计划里面有很大区别,建议推荐能效二级以上的有一定比例。相当于一级、二级、三级都是符合标准的。新的标准里面没有规定二级标准需要多少,而是把二级能效以上的占比作为指标,比如高效率的电机占比20%以上,是有一个明确的行动方案,对满足标准的结构有了具体的落实。

Q:三年计划提高能效比例到20%,这个年限和比例是考虑到可行性还是什么因素设置的呢?

A:有一个市场环境的问题,像新能源汽车驱动电机,这是自发的,因为需要驱动车辆,那就必须要把电机的效率做高,这是一种市场需要。但是像家电的话,比较集中,头部企业的社会责任,如果格力和美的去做,那么业界都会跟随。但是工业电机由于有一个很大的问题,市场很分散,即使考虑CR10,占比也并不大。考虑到标准在执行中可能会有偏差,比如为了省成本,许多电机厂就按照三级的标准去生产。最近的一些检查,可能市场监管总局也在查标准有没有落实。为什么提出这个目标,就是因为市场太分散很难全面覆盖到,那么提出一个比例就更方便市场监管总局和工信部去落实这个事情。另外从执行的角度来看,可能也会有一些不确定性,所以设定三年的一个周期,会更加适宜。工业电机应用很广泛,但是现役的很多电机,很多中小企业是不愿意去更换的,比如一台电机,一个周期省的电可能需要十年才能收回成本,那这个高效电机的价格可能五六万元,原有标准的电机三四万元,省电的效果不足以忽略这种价格的差异。所以需要用国家的政策,这种法律而不是市场的手段去强制落地具体的要求。

Q:从目前的供需上看,无论是高牌号电工钢还是永磁体,目前国内的供给能不能满足需求增量?

A:现在来看,高端板块有一部分缺口,已经显现出来了。但是硬磁铁氧体,对上游的材料,要求二级氧化铁就够了。但是做高端软磁氧体,全球能够供应的企业也非常少,那么最后这个最尖端的材料,一吨、一公斤都难求的局面,但是普通的需求会增长,还是能供应上的,市场已经显示这种迹象了。

Q:前期市场都很关心高牌号无取向硅钢的事情,这部分的瓶颈大不大,会不会有供需缺口?

A:目前来看,工业电机的高牌号需求是最大的增量,从上游的供应,要求没有新能源驱动电机、压缩电机这么高,所以能够供应的厂家还是很多的,但是从比较长的周期来看,因为用量会越来越多,所以如果没有新的增产,高牌号的需求会处在一个供不应求的局面。现在的新能源汽车,增长太快了,所以确实有明显的短缺,市场上都比较难找到货。但工业电机会有供需矛盾,但是没有那么紧张,主要还是在最高端的品种。

Q:目前监管的行动计划提到了要达到二级标准,可能材料里面的高牌号的电工钢、铁氧体、永磁体能够达到要求,如果下一步测评标准进一步提升,材料端供需是否还会有变化?

A:会有变化,变化会很大,短期内会供不应求。那么就会逼迫下游采用一些增加成本的方式来适用低端的产品,来满足能耗标准。就是一个成本和能效标准的取舍的问题。

Q:目前计划的3060达峰中和,各地区对于能耗,各地区的要求比较高,原来调研发现个别地区要求用永磁电机替代传统电机来节电,如果用永磁电机能比传统电机节省多少?

A:平均效率,按照原标准三级和现在的二级去比的话,效率差3%,那么耗100度电,可以节省3度电,可能因为工业电机比较大,基本上是长期稳定运行,在很多企业,这种电机基本上不会停,那如果用永磁电机,省电很客观,监管提了一个目标,在三年计划结束后能省490亿度电,相当于新建半个三峡。非常可观。

Q:现有工业电机的比例构成大概是什么情况?硅钢、铁氧体、稀土。

A:新标准实施之前,工业电机用永磁的比例不到20%,但是新标准实施以后,可能只有不到20%不使用永磁。使用永磁的电机中,大部分材料可能是铁氧体,稀土只占20%,因为工业电机用处很广,这个数字并不一定精准。并且文件里将节能电机和永磁电机两个概念对等起来,所以可以认为异步电机都不是节能电机。

Q:新标准不一定是强制的,但是如果完全让企业从成本角度考虑,用户是否愿意自愿切换呢?

A:文件中三级以上是强制的,二级以上只是一个目标,后续还会有一些政策,在地方实施时可能会更加严格。

Q:比较普遍用的工业电机在同样功率下,价格大体上会是一个什么量级?

A:100千瓦功率的电机,价差可能在2万元左右,例如最贵的稀土永磁和一般的异步电机比会差2万元。

Q:今年以来,铁氧体这些高端磁材有点供不应求,主要的原因是因为新能源汽车的发展吗?

A:应该是新能源汽车的发展,带动了整个产业结构的变化。新能源汽车是纯增量,技术要求比较高,供应商就会更多地保这一块,可能导致供应短缺。

Q:铁氧体的铁红价格都翻了好几倍,相关企业盈利会受影响吗?会不会因为价格上涨传导成本端压力?

A:肯定会受影响,但是影响应该只会持续五六个月。例如10月份这种拉闸限电造成一定压力。总体而言阶段性会有一些问题,从未来一到两年来看是相对一个平稳的过程。但是不排除新方案实施以后,中国三网对稀土的需求,横店东磁对铁红的需求会增长了,同时带来价格立即的拉升。

Q:怎么看待最近有预期表示硅钢很紧缺?是什么原因导致?未来会持续短缺吗?价格会是什么走向?

A:今年6月份颁布了电力变压器能效,限定能效等级的标准。按国网的要求,新装的配电变压器要求一级能效,最低也是二级能效,等于要求变压器提升能效等级。从成本来看铜的价格6万元一吨,用硅钢相对划算。实际上比用这种低牌号电工钢价格还低。同时也存在着炒作的性质。现在国网要求变压器企业满足相应要求,可能导致企业更多用铜,会带来成本端压力

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