涡轮机配齿轮减速机(稀土行业研究：电机驱动，需求倍增)

Posted 2023-06-01

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涡轮机配齿轮减速机(稀土行业研究：电机驱动，需求倍增)

（报告出品方/作者：华金证券，杨立宏、胡博）

一、稀土成为低碳、智能时代的驱动材料

1、稀土在低碳和智能工业领域应用广泛

低碳化和工业智能化是当今驱动中国乃至全球经济两大最重要的力量，而稀土则是这两大驱动力量的核心材料。

相较于钴和锂的新兴应用领域相对集中于电池领域，稀土在低碳经济中的应用范围更加广泛。稀土在光、磁、电领域能够产生特殊的能量转换、传输、存储功能，通过加工可形成一批新型功能材料，满足更快、更小和更轻产品的节能需求，是无污染、高性能的“绿色材料”。在低碳能源系统方面，稀土可用于石油化工和天然气工业催化剂，用于风力涡轮机；在低碳产业体系方面，稀土可以用于电子、激光与感应设备、高端医疗设备、民用照明光学材料、特殊陶瓷、工业合金、磁性材料与风电设备、新能源汽车与电池中；在低碳技术方面，稀土通过其在汽车尾气催化转化、混合动力汽车、电机中的独特应用，在减少温室气体排放方面发挥着关键作用。

除了低碳发展外，智能化工业是主导全球经济的另一驱动，智能化所需要的核心能力包括自动化、信息化、互联化、智能化四个阶段。中国做出了相应的规划，在“中国制造 2025”中提出以信息化和工业深度融合，发展五大工程、十大领域，其中十大领域包括新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械，稀土在上述领域中均为举足轻重的基础材料。

2、稀土元素的特点铸就独特功能

稀土是化学元素周期表中镧系（镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥）15 个元素和 21 号元素钪、39 号元素钇（共 17 个元素）的总称。据其物理化学性质的差异性和相似性，可分成三个组：轻稀土组（镧～钷）、中稀土组（钐～镝）、重稀土组（钬～镥加上钪和钇）。

稀土能够成为低碳、智能新时代的关键核心材料，是由其特殊的原子结构决定的。稀土元素的共性在于原子结构相似、离子半径相近、在自然界密切共生，同时，由于各元素原子结构中 K、 L、M 层能级不同，核内质子数及排列不同，4f 层中电子数不同，因而存在特殊，具有丰硕的能级跃迁、大的原子磁矩、很强的自旋轨道耦合等特性。与其它元素形成稀土配合物时, 配位数可在 3~12 间转变, 使稀土化合物晶体结构多样化。这些特性给予了稀土元素及其化合物独特的电、光、磁、热等性能。

稀土下游需求主要为稀土磁性材料、稀土催化材料、稀土储氢材料、稀土抛光材料、稀土发光材料、稀土合金材料等稀土功能材料。

3、节能效果使稀土永磁成为增速最快的应用领域

稀土应用广泛，新兴需求不断开发应用，其中稀土永磁成为最大的应用领域。2015 年 2021 年间，稀土各功能材料按照增速来看发光材料、抛光材料、永磁材料、储氢材料等新兴应用增速较快，而用于裂解、催化等领域需求萎缩。按照绝对量看来，永磁材料是稀土应用材料的主要来源，约占 6 年间稀土应用材料增量比重的为 55%。

稀土永磁技术路线分为三种：铁氧体、钐钴永磁和钕铁硼，其中钕铁硼（NdFeB）是第三代稀土永磁材料，主要成分为稀土（Re）、铁（Fe）、硼(B），其中稀土 Nd 为了获得不同性能可用部分镨（Pr）、镝（Dy）等其他稀土金属替代，铁也可以被钴（Co）、铝（Al）等其他金属部分替代。钕铁硼具有高剩磁密度、高矫顽力和高磁能级的优点，是迄今为止磁性最强的永磁材料。

钕铁硼具有“小型化”和“高磁能”两大特点，使其具有节能环保的功能，成为低碳时代必然的选择。与铁氧体相比，钕铁硼具备高能量、高密度的优点，相同磁力的钕铁硼体积是铁氧体的 1/10，体积是其 1/6，能够满足小型化、轻量化、薄型化的需求；同时，钕铁硼具有极高的磁能积和矫顽力，是目前永磁材料中磁性能最高的一种，因此广泛应用于电机、电动工具、风力发电、节能电梯、电动自行车、新能源汽车、EPS 等。钕铁硼设备的初置成本虽然较高，但长期节能价值更为突出。

从各稀土元素在地壳中的丰度来看，最高为铈（La）和镧(Ce)，分别为 43 ppm 和 39 ppm，钕(Nd)、镨（Pr）分别为 26 ppm 和 5.7 ppm，镝（Dy）为 6ppm，铽（Tb）为 1.4ppm。因此，不同稀土元素之间价格分化较大，体现了其地壳丰度与应用领域之间的差异度。

4、需求换挡，高性能钕铁硼市场规模快速扩大

所谓高性能钕铁硼永磁材料是指以速凝甩带法制成，内禀矫顽力 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电机、传感器、磁共振仪、高级音像设备等的烧结钕铁硼永磁材料，属于重点鼓励和支持发展的高新技术产品。从实际应用来看，低端钕铁硼主要应用于磁吸附、磁选、电动自行车、箱包扣、门扣、玩具等领域，而高性能钕铁硼主要是指应用于高技术壁垒领域中各种型号的电机、扬声器之中的磁钢，包括节能电机、汽车电机、风力发电、高级音像设备、电梯电机等。

按照生产工艺，钕铁硼可以分为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼和热压钕铁硼，粘结钕铁硼主要用于硬盘光驱主轴电机以及功率较小的微特电机等领域，而烧结钕铁硼更多用于功率较大的驱动电机等领域。据 SMM，2020 年中国烧结钕铁硼毛坯产量约为 19 万吨，较 2019 年的 17 万吨增长 11.8%。其中，高性能烧结钕铁硼毛坯产量为 5.13 万吨，占钕铁硼毛坯总量的 27.6%。2015 年-2020 年高性能钕铁硼年复合增长率 13.69%，较钕铁硼同期 9.6%的 CAGR 高 4 个百分点，占比由 21.3% 提升至 27.6%。

随着低碳理念在经济领域的贯彻执行，高性能钕铁硼的下游需求已经发生了质变与量变。 2009 年高性能钕铁硼下游消费占比最大的三大行业为风电、消费电子和 VCM，其中消费电子和 VCM 合计占高端钕铁硼的消费比重为 46%，2015 年，即新能源革命所带来相关行业的爆发式增长前夕，这一格局从结构上并未发生根本变化，消费电子和 VCM 合计占高端钕铁硼的消费比重为 44%。但从 2020 年来看，新能源汽车、传统汽车、变频空调、工业机器人已成为高端钕铁硼的主要消费行业，风电占比变化不大，但绝对量出现倍数级增长。我们认为，从需求驱动的角度看，高端钕铁硼进入一个新时代，体现在两个方面：驱动行业的多元化和需求量级上的跃升。

二、全球低碳化开启钕铁硼电机新时代

电能是现代工业的主要能源和动力，电机是各种设备的动力驱动系统。电机广泛应用于冶金、电力、石化、煤炭、矿山、建材、造纸、市政、水利、造船、港口装卸等领域，凡需要将电能转化为机械能或将机械能转化为电能的地方都必须用到电机，电机行业整体上具有巨大的市场容量。

稀土永磁电机无源（不需要额外提供电能）、无接触（隔空作用，无机械磨损），具有三高三小一好的特点：效率高、功能密度高、力矩高、体积小、噪音小、温升小、稳定性可靠性好，结构简单、节能环保，是现代科学技术与工业制造不可缺少的基础功能材料。在稀土永磁的应用中，电机占比超过 60%。

除了作为新能源汽车、风电、机器人等新兴领域的电机首选外，电力消耗最大的传统工业电机能效提升改造也为钕铁硼提供巨大的市场空间。

（一）汽车行业成为永磁需求主要驱动

1、传统汽车微电机与 EPS 拉动永磁需求

传统汽车对稀土永磁的应用主要来自微电机和 EPS 的拉动。随着汽车驾乘享受、舒适度和安全措施的提升，传统汽车所用永磁电机的数量由原来的近 40 个提升至 70 个，并向小型化、轻量化、高效率化方向发展，稀土永磁取代部分传统铁氧体永磁电机，用于起动电机、发动机、自动刹车、油泵电机、空调电机等。

在传统汽车中，作为自动驾驶基本要素之一的 EPS（电动助力转向系统）则是其中最重要的执行机构之一。EPS 利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向，可以增强汽车操纵稳定性、舒适性、行驶安全性和潜在的自动驾驶适配能力。国内汽车行业的 EPS 系统在历史上的普及略晚于欧美日国家，近年来乘用车 EPS 渗透率迅速提升，但商用车汽车转向系统依旧以 HPS （机械液压助力转向系统）和 EHPS（电子液压助力转向系统）为主，2020 年 EHPS 占比 40.1%。液压系统效率为 60-70%，EPS 则高达 90%以上，且结构简单能耗少。随着环保趋严，HPS、 EHPS 的市场份额未来将逐步被 EPS 所取代，EPS 渗透率提升有望带动镨钕需求持续扩张。

2、新能源汽车成为钕铁硼需求的主要增长动力

在能源与环境压力下，发展新能源汽车（油、电混合动力汽车和纯电动汽车等）已形成全球共识。新能源汽车主要包括纯电动汽车（BEV）、插电式混合动力汽车（HEV）和燃料电池汽车（FCEV）。全球新能源汽车自 2019 年以来加速增长，2021 年新能源汽车产销量呈现出爆发式增长。 2021 年全球新能源汽车销量达到 611 万辆，同比增长 110%，渗透率为 8%，较 2020 年提升 4 个百分点。

2021 年我国新能源乘用车产量为 354.5 万辆，同比增长 159.5%，大幅超过年初预期。其中纯电动车 276.1 万辆，同比增长 178.8%，插电混动车型零售 59.8 万辆，同比增长 133.5%。渗透率呈现逐月提升态势，全年达到 16%，欧洲受到芯片短缺的影响，但全年产销保持平稳，2021 年新能源汽车销量为 195 万辆，德国、法国、英国销售分别增长 73%、63%和 74%，渗透率较上年提升 5-9 个百分点；2021 年是美国新能源汽车政策的拐点年，新能源汽车销量 65 万辆，同比增长 102%，渗透率较 2020 年翻番至 7 个百分点左右。

新能源汽车驱动电机是新能源汽车的三大核心部件之一，是纯电动车和燃料电池汽车上唯一驱动部件，是油电混合动力汽车实现各种工作模式的关键，直接影响混合动力汽车的油耗指标、排放指标、动力性、经济性和稳定性。

适合新能源汽车驱动电机的主要有永磁同步、交流异步和开关磁阻三类。稀土永磁驱动电机因其具有尽可能宽广的弱磁调速范围、高功率密度比、高效率、高可靠性等优势而被用作新能源汽车驱动电机，有效地降低新能源汽车的重量和提高其效率。高性能烧结钕铁硼永磁材料是用于稀土永磁驱动电机的核心关键材料，对电机的性能起着重要作用。2019 年以来我国新能源车 90% 以上配置永磁同步电机，北汽新能源、比亚迪、小鹏、哪吒、威马等大多数自主品牌汽车都采用永磁同步电机。部分新能源汽车采用双电机模式，双电机模式既可在一般行驶状态下使用永磁同步电机，从而获得较长的续驶里程，也能在高速行驶时使用双电机，由转速更快的交流异步电机输出更高的速度，还减少了整车成本。部分客车也装载两台驱动电机(双驱动)，集中分布在比亚迪牌、长江牌、申沃牌等纯电动客车车型。

据第一电动数据，2021 年 10 月国内新能源汽车 97.6%搭载了永磁电机。单台永磁电机耗用钕铁硼1-10kg，在驱动电机中的成本占比约为30%。我们以单台永磁电机平均耗用钕铁硼5kg、 90%的永磁同步电机渗透率计算，预计 2025 年国内新能源汽车磁体用量 4.8 万吨，是 2020 年的 8 倍。（报告来源：未来智库）

（二）风力发电机中流砥柱作用不减

1、风机大型化趋势改变电机需求

国内风电装机显现出大型化趋势，2017 年我国新增风机平均功率首次突破 2MW，2018 年和 2019 年则分别达到 2.2MW 和 2.5MW。而 2021 年风电项目的招标情况来看，陆上机组单机容量基本都在 3MW 以上，低风速区域也有 4.65MW-182、5.0MW-191 级别的大容量风电机组参与，中高风速区投标中也出现 5.0MW、5.2MW 机型，北方大基地风电项目招标单机容量已达 6MW 以上，风机大型化显著提速。

在风力发电机单机功率提升的过程中，零部件的材料使用量并不随功率增长而线性放大，整机制造的单瓦成本可以随单机功率提升而下降。同时可以提升风电场容量、降低道路及集电线路投资成本，降低风电场的建设成本和维成本，提高运维效率。

风电行业的另一发展趋势是海上风电快速增长。海上风电凭借其距离用电负荷近、发电稳定、不占用陆地土地资源等优势，在中国发展迅速。2021 年爆发海上风电抢装潮，海上风电累计装机 2639 万千瓦，新增装机 1690 万千瓦。2021 年中国海上风电装机总量超过英国，成为全球海上风电装机容量最大的国家。海上风电的快速发展加快风机大型化趋势，一方面，海上风机较陆上风机面临环境更加恶劣，对技术要求更高，将进一步推动大容量风机的普及，另一方面，2021 年是海上风电中央补贴的最后一年，相比已经很成熟的陆上风电，海上风电面临着更大的平价挑战。据中国海装机械设计所所长李杨测算，海上风电要实现平价上网，综合开发成本需再下降 40%左右。大容量海上风机可以提高单机功率，减少机位点数，进而降低基础投资。未来海上风电大型化趋势更加凸显。

2、直驱与半直驱随着风机大型化渗透率提升

国内风机采用的技术路线主要有双馈式、永磁直驱及永磁半直驱式三种。直驱风机与双馈风机各有优势。双馈风机中齿轮箱与风轮机连接，风轮带动齿轮箱高速转动实现发电，而直驱风机指的是不通过齿轮箱传递动力。与双馈风机相比，在同等容量下体积相对较大，吊装运输成本相对更高，但由于齿轮箱存在过载等损坏风险，直驱风机的运维成本相对较低，在大兆瓦风机趋势下颇具优势。

永磁半直驱风机则结合了双馈和直驱风机的优点，逐步成为当下海上风机的主流机型，在 2021 年 10 月北京国际风能展上，明阳智能、中国海装、运达股份、中车集团等均推出半直驱电机，部分采取直驱式电机的风机企业如金凤科技、上海电气等也推出半直驱产品。

半直驱风机在直驱的基础上增加了齿轮箱提升转速，能够以较低的转速降低运行期间风机内齿轮箱的损耗程度，半直驱机组齿轮箱普遍采用两级行星轮传动，主流机型发电机与齿轮箱通过壳体的刚性联接而无需对中，机组的可靠性强。同时，相对直驱永磁发电机用铜量高、成本高，采用半直驱技术路线的风机，可以降低风机重量和体积，当单机容量达到 15 兆瓦时，半直驱机组与传统机组的重量或相差 100 余吨，便于运输和吊装，可节约成本。伴随风机大型化，直驱和半直驱型交流永磁同步电机的渗透率有望进一步提升，预计全球风电对钕铁硼的需求量在 2025 年有望达到 3 万吨以上。

（三）电梯、空调仍有提升空间，机器人有望成为后期之秀

1、节能电梯改造增加永磁同步曳引机渗透率

电梯是高层建筑最大能耗设备之一，作为电梯驱动部件的曳引机，其能耗占到电梯耗电量的 80%以上。据中国电梯协会测算估计，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%。应用了稀土永磁钕铁硼的电梯曳引机拥有了体积小、损耗低、效率高、运行可靠、低噪音等优点，安装永磁同步曳引机技术的无机房电梯，相对于普通的异步电动机而言可节省 25% 的电能，已发展成为新型曳引机的主流机型。

未来节能电梯的增量主要来自新增需求、旧电梯更换与节能改造和 4 层以上建筑必须加装电梯等，其中旧电梯更换在未来几年呈现递增趋势。根据市场监管总局数据，截止 2020 年底，我国电梯保有量 786.55 万台，电梯事故 25 期，死亡人数 19 人。由于我国电梯参照日本标准设定，报废年限为 15 年。截止 2019 底，国内使用年限超过 15 年的电梯已超过 10 万台。自 2000 年开始我国电梯产销量快速增加，未来运行超过 15 年的电梯数量将快速上升。预计 2021-2025 年旧电梯更新需求从 15 万台逐年增加至 30 万台。我国电梯产量占全球的三分之二，新兴曳引电梯以及节能电梯的替代应用，对永磁材料需求有望保持稳定增长。

2、变频空调能效标准提升加速变频渗透率

空调能效新标准-GB214552020 自 2021 年年 7 月 1 日实施，这是我国空调能效标准单次提升幅度最大的一次。新能效标准由 3 个等级调整 5 个等级，不同等级能效均有不同程度的提升，其中定速产品的成本大幅增加将不再具有竞争优势，初步定为分两步淘汰， 2022 年 1 月 1 日完全淘汰。参考历史表现，2013 年变频空调标准颁布实施后，空调的变频占有率提升超过了 6 个百分点，本次空调新标将进一步加速产品的升级迭代，通过变频与定频空调市场结构的调整，根据能效政策，预计 2022 年前后，中国空调市场整体的能效准入门槛提高 30%左右，变频空调市场占有率提高 20%。

压缩机是空调的核心，其转速直接影响空调的使用效率，变频器则可以将电机调节到合适的速度，可以明显降低能耗。随着变频空调能耗标准提高，铁氧体无法满足能耗下降指标要求，钕铁硼变频空调的市场占有率有望进一步提升。

3、机器人有望成为钕铁硼需求的后起之秀

智能机器人主要包括工业机器人，专业服务机器人和个人/家庭机器人，钕铁硼主要用于智能机器人的传感器和驱动电机中。机器人替代人工生产是未来制造业重要的发展趋势，是实现智能制造的基础，也是未来实现工业自动化、数字化、智能化的保障，工业机器人将为智能制造中智能装备的普及代表。机器人结合视觉和其他传感系统，具备新技巧，配备了最新导航技术的移动机器人的智慧工厂比传统生产线更加灵活，机器人凭借高效能实现更高的精度、降低废品次品，提升投入产出比，符合低碳需求，新冠疫情影响下供应链的安全问题也会加速机器人的应用。

2021 年我国规模以上企业工业机器人产量为 36.30 万套，同比增长 44.9%。在制造业人力成本不断提高和疫情对供应链的影响大背景下，全球机器换人的趋势方兴未艾。IFR（国际机器人联合会）预计 2021-2024 年全球机器人年均增速为 6%左右，全球产量在 2024 年达到 518 万台。

稀土永磁电机是机器人核心零部件伺服电机的核心材料。伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，它将电压信号转化为转矩和转速，以驱动控制对象，可精准控制速度和位置精度。驱动电机对功率质量比和扭矩惯量比、起动转矩、惯量和调速范围等性能要求较高，具有较高可靠性和稳定性的高性能钕铁硼永磁材料能够使得核心部件实现体小量轻、快速反应，并具备较强的短时过载能力。一套工业机器人的单个手臂需要配备一个减速器和伺服电机，整体需要配备 4-6 个减速器/伺服电机和 1 套控制系统。伺服电机成本占比约为 20%，其中钕铁硼材料成本占伺服电机成本 15%左右。按照单台工业机器人耗用钕铁硼 25 公斤估算，预计到 2025 年全球工业机器人耗用钕铁硼 2.6 万吨左右。

（四）工业电机能效标准提升打开永磁需求新空间

1、电机应用广泛，是节能的主要领域

2020 年全年中国工业电机产量达 32334.1 万千瓦，电机保有量约 40 亿千瓦，总耗电量约 4.8 万亿千瓦时，占全社会总用电量的 64%，约占工业用电的 75%。提升工业电机的能效等级是节能减排的重点措施之一，没有高效的电机系统就无法搭建先进的自动化生产线。美国和欧洲分别从1997年和2011年强制推行高效电机。我国电机系统运行效率比国外低10~20个百分点，工业领域电机能效提升 2%，即相当一个三峡年发电量。我国电机中，风机、泵类、压缩机三类合计占全部电机耗电量的 55%左右，占电机 CO2 排放量 64%，占 SO2 排放的 78%，（NOx）的 78%，电机节能减排意义重大且刻不容缓。从规模上看，中小型电动机耗电量占总发电量的 50％，其中存量低效异步三相电动机约 15 亿千瓦，是电力生产部门最大的用户。

从用电侧角度，电机能耗对碳达峰和碳中和的目标具有决定性影响，国家及各地政府先后出台了一系列政策，推动工业电机行业往绿色、高效节能方向发展。2021 年 10 月 26 日，国务院印发《2030 年碳达峰行动方案》，其中重点指出推进重点用能设备节能增效，以电机、风机、泵、压缩机、变压器、换热器、工业锅炉等设备为重点，全面提升能效标准。2021 年 11 月，工业和信息化部、市场监督管理总局联合印发《电机能效提升计划（2021-2023 年）》。《计划》提出，到 2023 年高效节能电机年产量达到 1.7 亿千瓦，在役高效节能电机占比达到 20%以上，实现年节电量 490 亿千瓦时，相当于年节约标准煤 1500 万吨，减排二氧化碳 2800 万吨。推广应用一批关键核心材料、部件和工艺技术装备，形成一批骨干优势制造企业，促进电机产业高质量发展。

采用新型电机设计、新工艺及新材料，降低电磁能、热能、机械能的损耗来提高输出效率，高效节能电机比传统电机效率大约高 3-5%。稀土永磁电机具有高效节能、轻便节材、体积小、调速性好、可靠性强等特点，在电机节能技术解决方案中能效水平最高。

2、工业电机能效提升为钕铁硼需求带来新动力

稀土永磁在电机领域有独特的优势：不需要额外提供电能、隔空作用，无机械磨损、结构简单、节能环保、稳定可靠。大型电站、矿山、石油、化工等行业所用几百千瓦和兆瓦级风机、泵类用电机是耗能大户，而目前所用电机的效率和功率因数较低，改用钕铁硼永磁后可以提高了效率和功率因数，节约能源，且为无刷结构，提高了运行的可靠性。采用变频调速技术，钢厂扎辊冷却水泵节电 45%，空调泵节电 58%，风机节电 39%。在调速方案中，稀土永磁无刷电机与一般异步电机调速相比。在运行中，稀土永磁电机的效率变化很小，但异步变频调速电机的运行效率变化很大，运行效率波动区间在 54%~93%，而稀土永磁无刷电机运行效率始终保持在 90%左右。因此，采用变频调速传动，用于水泵、风机，异步电机变频调速可节电 30%左右，而稀土永磁无刷电机可节电 35%以上，推广 1kw 稀土永磁无刷电机，每年节电为 661.3kw/h。按照 1 kW 电机平均耗用高性能烧结钕铁硼磁体 0.5kg 的假设估算，按照 2023 年高效能电机渗透率 20%，其中一半采用稀土永磁电机，则新增钕铁硼需求量为 2.5 万吨。

（五）结论：预计 2025 年前钕铁硼年均增速在 20%-25%之间

综合以上，结合各行业权威部门对 2025 年的产量预测，我们估算 2021-2025 年全球钕铁硼年复合增速在 20%-25%之间，其中增量贡献主要来自新能源汽车、工业电机和工业机器人，其中新能源汽车贡献近半；中国占全球消费增量的 60%左右。

三、供给格局重回平衡状态，中国具有核心竞争力

（一）供给格局的嬗变

1、从主导国到多元化再到主导国

20 世纪 90 年代末到 2010 年，中国是全球稀土金属市场的主导者，并在 2011 年产量达到了全球 97.74%的峰值。缺乏规划和无序生产一方面造成了私挖乱采、资源浪费和环境问题，另一方面价格低迷、出口附加值低。2004 年国内开始实施稀土行业联合重组、专家审查、提高出口关税、严格出口配额等政策。在上述政策影响下，2006 年稀土价格开始上涨并至 2011 年达到新高。

随着中国稀土出口控制和价格回升，全球其他国家开始谋求多元化。澳大利亚于 2009 年投资 2.3 亿美元开发国内 MtWeld 稀土矿，并在马来西亚建立冶炼厂 MtWeld矿储量平均品位 8.6%，总储量规模达 169 万吨。该矿于 2013 年投产，目前产能约 25000 吨(REO)/年，占到全球轻稀土产量的 10%左右，短期矿山端无继续扩产计划，产能增量较为有限。炼分离产能布局于马来西亚，规避了西澳当地昂贵的人力成本以及环保成本。

美国曾经是最重要的生产稀土的国家。MountainPass 是全球优质稀土矿，最早开采于 20 世纪 40 年代，并在 60 年代和 70 年代成为主导稀土矿。但是，随着中国矿山在 20 世纪 80 年代和 90 年代开发，MountainPass 逐渐失去竞争力，于 2015 年申请破产，并被盛和资源参股的联合财团 MPMO 收购。

在盛和资源资金及技术支持下，MountainPass 稀土矿于 2018 年 1 月复产，产量迅速爬升， 2018 全年 MountainPass 出口到中国进行冶炼分离的稀土精矿达 1.5 万吨（REO）， 2020 年公司共包销美国矿约 3.8 万吨。中国中重稀土产量约占全球的 60%，近年来南方地区因环保等因素，中重稀土产量持续维持在较低水平，缅甸离子型稀土矿对中国的大量出口，已成为中国中重稀土的重要补充。

缅甸本国不具备稀土冶炼分离能力，稀土矿需运往中国进行冶炼分离。由于盗采盗挖现象严重，对当地生态环境造成严重破坏，2019 年以来，缅甸政局动荡、出口政策收紧，加大了稀土生产、出口的不确定性。

2、未来 3 年供给弹性较小

全球稀土规划项目中，格陵兰的 Greenland Minerals（计划产能 2.46 万吨）因与铀矿共生，开采选矿会产生严重污染，于 2021 年 11 月 10 日被议会通过立法禁止开采；澳大利亚稀土勘探公司 Arafura 拟联合欧洲汽车生产商开发诺兰稀土项目，该项目预计能满足全球稀土需求的 10%；2021 年 10 月 26 日，澳大利亚 Hastings Technology Metals 宣布旗下 Yangibana 稀土项目（1.5 万吨）的湿法冶金工厂建设计划获得联邦农业、水资源和环境部（DAWE）的批准，预计 2022 年开工，2024 年投产。

综上，从全球格局供应格局来看，未来 3 年内中国仍是全球稀土的供给增量来源和主导力量。中国在经历 2014 年组建六大稀土集团，辅以打黑、环保、收储等政策，黑稀土逐渐消失，配额管理得以严格实施，供给开始由无序转为有序。从 2016-2021 年配额发放来看，矿产品年复合增长率 9.86%，冶炼分类配额年复合增速为 10.13%。

国家当前对于稀土战略价值的重视程度进一步提升，近年来发布了一系列政策文件对稀土产业进行整顿和规范化管理。2021 年 1 月，工信部发布《稀土管理条例（征求意见稿）》，进一步明确稀土投资项目核准制、总量指标管理、明确违规处罚等。6 月 11 日，国务院在立法工作计划中将《稀土管理条例》列入 2021 年拟制定、修订的行政法规；7 月 8 日，工信部副部长在工业和信息化系统产业政策与法规工作视频会议中表示将推动《稀土管理条例》尽快出台。预计未来稀土供给弹性可能会进一步受限。

3、新兴需求成为稀土价格主要驱动因素

按照驱动因素的变化，稀土价格走势经历了三个阶段。第一阶段是 2013 年之前，这一阶段稀土价格走势主要跟随经济周期、与大宗商品价格同向波动，走势经历了包括 2006 年-2007 年的上升阶段、2008 年-2009 年的回落阶段、2010-2011 年的大幅回升和 2012 年大幅回落阶段。第二阶段是供给驱动阶段，起点为 2013 年，随着六大稀土集团的整合、打黑效应的累积增强和国家收储常态化等供给侧改革后，这一阶段稀土价格较其他大宗商品波动幅度降低，受供给政策影响较大，价格下行空间受到成本的有力支撑。自 2020 年起，稀土价格进入第三个阶段：在国内集中度提升、全球范围内短期产能释放有限、主要依靠国内配额释放增量的供给背景下，新兴需求成为驱动价格的主要变量。这一点可以从以下几个方面得到部分印证：2020 年年氧化镨钕的表观消费量增速开始由负转正，2020 年、2021 年表观需求增幅分别为 11.49%和 19.44%，呈现加速态势；同时，产能利用率回升，2021 年氧化镨钕的库存水平较 2020 年初已大幅去化近 80%，镨钕氧化物价格也与其他大宗商品走势出现背离。

（二）中国稀土产业优势难以撼动

1、资源优势

我国稀土开采条件优越、可开采年限长，矿种齐全，资源禀赋极为优异。我国稀土品位较高，成矿条件十分有利、分布面广而又相对集中，更易于规模化开采。我国稀土分布呈现“北轻南重”趋势，轻稀土主要分布于内蒙古包头的白云鄂博矿区和四川冕宁，其中白云鄂博矿区稀土储量占全国稀土总储量的 83%，约占世界储量的 38%，为世界第一大稀土矿，为混合型稀土矿(氟炭铈矿和独居石，比例为 3∶1)，是我国轻稀土的主要生产基地。南方为离子吸附型稀土矿，资源储量分布于江西、广东、广西、福建、湖南南方七省区，总储量占比 3%，超过 90%的重稀土资源都分布于此。山东微山稀土矿和四川冕宁稀土矿是以氟碳铈矿为主，伴生有重晶石等，是组成相对简单的一类易选的稀土矿。

从资源总量来看，中国稀土储、产均为全球第一位。根据 USGS 数据， 2020 年全球稀土矿储量为 1.2 亿吨，其中中国为 4400 万吨，占全球比例为 37%；2020 年全球稀土矿产量 24 万吨，中国为 14 万吨，产量占全球比例为 58%。海外稀土矿生产集中在美国、澳大利亚、缅甸，其中美国产量占比 15.8%、澳大利亚占比 7.1%。

从元素配分来看，我国轻重稀土相对均衡。白云鄂博以镧铈镨钕等轻稀土为主，其中镨钕配分分别为 16.63%、5.31%，离子型稀土中，江西龙南矿氧化镝配分为 7.48%，江西寻乌矿镨钕配分分别为 30.18%和 7.14%。海外除马来西亚外，美国的芒登帕斯矿为氟碳铈矿，澳大利亚的威尔德矿为独居石矿，主要以轻稀土为主。

2、产业链配套优势

除了稀土产量规模稳居第一外，我国是全球唯一形成“稀土资源—冶炼分离—功能材料— 应用产品”产业链的国家。目前全球除中国以外仅有 Lynas 在马来西亚的稀土分离工厂掌握了轻稀土分离技术，美国 MountainPass 稀土矿需全部运往中国进行分离，其他海外公司尚不具备重稀土分离技术。根据安泰科数据，2020 年我国冶炼分离产能占到全球比重的 88%。借助资源和冶炼分离优势，我国稀土产业链不断延长，以稀土应用最广泛的钕铁硼永磁材料为例，2020 年我国钕铁硼产量占全球的比重为 90%，高端钕铁硼产量已接近全球总量的 77%，成为全球最大的钕铁硼永磁材料生产国。

从全球贸易市场来看，中国是全球最大的稀土和磁材出口国，也是最大的进口国。2021 年 1-10 月稀土累计出口量为 39967.7 吨，同比增长 39.4%，日本、欧盟、美国是我国出口稀土最主要的 3 个国家，合计出口占比超过 80%；我国也是全球最大的稀土永磁材料出口国，2020 年净出口 3.4 万吨，占全球总产量的 16%，截至 2021 年 10 月，钕铁硼出口量已达 3.59 万吨，已超过去年全年水平。

稀土进口主要以稀土矿及混合稀土进口为主，占据了总进口量的 98%。贸易伙伴方面，自美国进口量占据总量的 84%，位居第一。此外，自缅甸、马来西亚、越南进口的稀土产品合占 12%。一方面，受缅甸进口渠道阻断，从缅甸进口的稀土产品数量较上一季度锐减 86.9%；另一方面，这主要受进口产品种类影响，从美国进口的是稀土原矿，故进口量较大。

受环保法规的影响，江西省内中重稀土矿自 2016 年以来就一直处于关停状态。为了满足下游需求，我国开始从缅甸进口中重稀土矿。中国 2018 年从缅甸进口稀土氧化物约为 2.6 万吨，与中国中重稀土开采配额相当。此后，从缅甸进口稀土矿持续减少，2019 年缅甸多次封关导致进口减半，2020 年疫情、传统雨季、滥开滥采导致高品质的优质资源锐减等因素导致缅甸混合碳酸稀土进口量再减。2021 年受缅甸政局动荡影响，三季度未列名氧化稀土和未列名稀土金属及其混合物的化合物进口占比减小到 9.6%，较二季度缩减 79%。

3、技术追赶至全球领先地位

1909 年美国首次申请钕铁硼永磁材料专利，1983 年日本住友特殊金属株式会社左川真人研发团队用粉末冶金技术成功试制出了性能稳定的以钕铁硼（NdFeB）为基础晶相系的高磁性永磁体，当年申请 65 件专利，直至 2008 年间，在钕铁硼永磁材料领域日本以每年申请 92 件至 234 件的专利量位居世界首位；2009 年起，中国首次以全球 227 的专利申请量超过了日本 214 件的专利申请量，成为全球第一，并仍在加速，2011 年到 2018 年专利数量增加 250％。

经过多年技术积累，我国形成了多个技术和产业中心。国内申请钕铁硼永磁材料方面专利的前十强城市分别是：浙江、北京、江苏、安徽、江西、山东、天津、广东、辽宁、山西，其中宁波市申请了 612 件专利，北京市申请了 487 件专利，宁波市的 612 件专利中的前三强为在宁波韵升( 集团) 股份有限公司、宁波招宝磁业有限公司、宁波松科磁材有限公司这三家企业；北京市的 487 件专利中的钱三强为京磁材料科技股份有限公司、北京中科三环高技术股份有限公司、北京科技大学。（报告来源：未来智库）

四、投资策略

（一）上游，看好轻稀土龙头

1、轻稀土龙头占据行业产量增量

在资源约束和长期战略的影响下，当前及未来稀土的产量增量主要来自轻稀土。我国 2016 年-2021 年轻稀土配额的复合增长率为 10.5%，中重稀土配额的复合增长率为 2%；2021 年以来配额释放加速，2021 年和 2022 年第一批开采配额增速均为 20%。

北方稀土集团拥有全球储量最大的稀土矿——白云鄂博稀土矿独家开采权，北方稀土拥有集团优质原料供应保障，是稀土产量增量的核心供应方。公司占 2021 年轻稀土开采配额和冶炼分离配额占比均超过 55%，2022 年第一批配额分配中，公司分获开采和分离配额的 59.73%和 55.33%，占年度采矿和分离新增量的比重均为 95.7%。

公司形成以稀土资源为基础、冶炼分离为核心、新材料领域产业链，并将成为区域产业链的核心。根据内蒙古规划，到 2025 年稀土功能材料及应用产品占稀土产业产值的比重达到 65%，就地转化率达到 80%以上。

2、重稀土集中度大幅提升

2021 年 12 月 23 日中国稀土集团在江西赣州挂牌成立，股权结构为：国务院国资委持有 31.21%，中铝集团、五矿集团和赣州稀土集团分别持有 20.33%，钢研集团、有研集团分别持有 3.90%。中国稀土集团获得 2022 年第一批开采和分离配额为 36906 吨和 34680 吨，占全部相应配额的比重为 36.61%和 35.68%，其中岩矿型、离子型与上年同期相比分别增长 2.54%和 0.00%，公司占比相应配额的比重分别为32.58%和67.93%；冶炼分离配额34680万吨，同比增长2.03%，占全部分离配的比重为 35.68%。中国稀土集团在 A 股的稀土上市公司为五矿稀土，集团共持有五矿稀土 40.08%的股份。

（二）高性能钕铁硼龙头市场地位有望强化

1、技术附加值高，原料成本冲击度较小

高性能钕铁硼属于技术密集型行业，产品为非标准化产品，需要根据不同下游行业和客户的具体需求，如矫顽力、力学、导热、膨胀、磁体寿命、耐潮湿、耐盐雾、电导率、耐冲击性等进行差异化开发与制造，确定成分配比的配方，优化合金成分设计，生产过程中的速凝片铸技术、烧结技术对产品的晶粒尺寸、方形度、均匀性及一致性等影响较大，因此在生产成本中技术附加值较高。从钕铁硼材料上市公司成本结构来看，原材料成本占生产成本的比重在 50%-70%。从历史的平均毛利率走势来看，也未呈现与原材料的反向相关关系，且平均毛利率水平高于上游，在需求驱动的行业景气回升期，稀土上游和中游有望实现共赢。

2、磁材上市公司具有高壁垒

专利及技术壁垒。高性能钕铁硼属技术密集型行业，制造工艺复杂，具有较高的技术门槛，技术专利的开发和持有决定了企业的产品制造和长期发展。专利具有排他性和地域性，其他企业使用专利须获得专利权人的许可，并缴纳实施费；专利的地域性是指在专利法规定的期限内具有法律约束力；如果产品或服务需进入一个国家的市场，须先向该国家的专利行政机关请求授权保护而向该国提交相关专利申请。近 5 年钕铁硼永磁材料领域在华创新主体申请专利进入前五强分别是：北京中科三环高技术股份有限公司 188 件，京磁材料科技股份有限公司 141 件，安徽大地熊新材料股份有限公司 83 件，沈阳中北通磁科技股份有限公司 81 件，宁波韵升股份有限公司 66 件。

客户壁垒。高性能钕铁硼的下游客户对产业性能、一致性和稳定性的要求较高，因此对供应商在产品质量、技术水平、售后服务等多方面进行考察，并需要较长时间的认证期，同时通过认证后也具有较强的粘性。

3、优势企业扩张产能提升集中度

国内目前有 160 多家钕铁硼永磁材料生产厂家，其中中、低端应用领域的钕铁硼企业竞争激烈，产量最高、新的高端应用领域不断出现高端钕铁硼领域市场集中度较高，2020 年产能达到万吨以上的磁材上市公司分别为中科三环、宁波韵升、金力永磁、正海磁材，英洛华，合计占国内钕铁硼产量的 40%左右。在下游应用领域和体量不断扩张的背景下，上述公司都加快产能扩张速度，未来市场集中度有望进一步向优势企业集中。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站