京磁泰益机械有限公司:低碳经济加速发展,稀土永磁景气上行

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1. 稀土永磁材料是工业关键基础材料,钕铁硼应用最广

永磁材料是一种无需借助外界电场,可通过自身所产生的磁场实现电能与机械能之间能量交换的材料。永磁材料是实现如空调、冰箱、牵引电机、发电机、燃料电池、混合动力汽车、风力电机等家用电器或其它电气设备高性能化、小型化、高效化的关键材料之一。#新手作者专属任务第三期#

稀土永磁材料是一类以稀土金属元素RE(Sm、Nd、Pr 等)和过渡族金属元素 TM(Fe、Co 等)所形成的金属间化合物为基础的永磁材料。其相较于传统永磁材料,稀土永磁材料是目前磁性能更好、综合性能更优。目前,稀土永磁材料主流应用为三代钕铁硼(Nd2Fe14B)永磁材料,由于其优异的性能和较低的价格,基本上替代了一、二代钐钴永磁材料。

在现有稀土永磁材料体系中,钕铁硼永磁材料是应用范围最广、发展速度最快、综合性能最优的磁性材料。按照制造工艺的不同,钕铁硼永磁材料又可分为烧结、粘结和热压三类。

据中国稀土行业协会2019年数据显示,烧结钕铁硼毛坯产量17万吨,占当年钕铁硼磁材总量94.3%,粘结钕铁硼占比4.4%,其他合计产量占比只有1.3%。目前烧结钕铁硼磁材是产量最大、应用范围最广的钕铁硼永磁材料。

钕铁硼永磁材料处于稀土产业链的中游,下游应用中传统汽车占比最高。从稀土原材料的开发,磁材的精深加工,到下游的终端应用,我国具有完整的稀土产业链。产业链上游是稀土矿(包括独居石矿、氟碳铈矿、磷钇矿以及离子型稀土矿)的开采和冶炼。产业链的中游包括钕铁硼永磁材料的生产加工,钕铁硼磁材是采用稀土原材料进行加工充磁制备而成,下游应用为传统汽车、新能源汽车、工业应用、风力发电、消费电子、变频空调、节能电梯和其他领域,2018年需求占比分别为37.5%、11.8%、10.9%、10.0%、 9.1%、9.0%、8.4%和3.3%。

2. 我国稀土永磁产业优势明显

我国已经成为全球最大的稀土永磁材料生产基地和出口基地。据中国稀土行业协会统计,2018年我国生产13.8万吨钕铁硼磁材,占全球总产量87%,是产量全球第二的日本近10倍;2019年我国稀土永磁产品出口至全球6个大洲、100多个国家,全球制造业最发达的德国、美国、日本占据了我国出口量的前三甲。

我国高性能稀土永磁材料发展也较快,高性能钕铁硼磁材产量在全球占比接近50%。根据中国稀土行业协会数据,2018年全球高性能钕铁硼毛坯产量约为4.8万吨,其中我国高性能钕铁硼毛坯产量约为2.3万吨,占世界高性能钕铁硼材料总产量比例约47.92%,接近一半。

尽管2019年以来中美贸易摩擦和关税之争波澜不断,但美国从未对从我国进口的稀土永磁产品加征关税,2019年从我国进口的稀土永磁产品较上年还增长了近10%。可以说,稀土永磁产业是我国为数不多在国际竞争中拥有重要地位影响力的产业之一,具备了全球竞争力。

京磁泰益机械有限公司认为,我国稀土永磁产业之所以具备这样的全球竞争优势,下文将从产业链格局、政策导向、研发技术因素做分析。

2.1. 近年来国内原料端稀土矿格局稳定,价格较平稳

稀土永磁材料原料上游是稀土矿,我国是稀土资源大国,拥有全球最丰富的稀土资源。

据美国地质调查局的数据,2019年中国稀土矿资源储备量4400万吨,占全球资源比重的36.67%,位居全球第一;2019年全球共生产了21万吨稀土,其中我国产量高达13.2 万吨,占比高达62.86%,也是稀土产量最多的国家。

因此,我国丰富的稀土资源和产量为我国稀土永磁材料行业提供了充足的原料供应,避免了国内其他一些行业原料被“卡脖子”情况的发生。

回顾历史来看,国内稀土价格主要三轮明显的上行周期:

1)2009-2012年因为稀土开采乱象,政府提出重拳打击违法排污,严厉处罚偷排偷放等五类恶意违法行为,2010年10月-2011年7月,实行出口配额制度等,社会囤货行为催化稀土价格暴涨,氧化镨钕价格由20万元/吨→124.9万元/吨,涨幅达到518%,氧化镝价格由 139.25→1379.25万元/吨,涨幅达到 916%;

2)2017年5月-2017年9月,政策进行了多次收储、环保整顿、稀土打黑专项行动等,对供给端形成约束,稀土价格短期暴涨暴跌,氧化镨钕价格由29.55万元/吨→52.50万元/吨,涨幅达到78%;

3)2019年5月-2019年6月,缅甸禁止稀土矿出口,叠加中美关系紧张,氧化镨钕价格由 26.45 万元/吨→36.75 万元/吨,涨幅为39%。

综合来看,以上三轮上行周期多为政策端驱动的,价格呈现暴涨暴跌的趋势,钕铁硼企业的毛利随着稀土价格的上涨同步上升,反映出钕铁硼企业更多的体现出了“资源品”的属性。

2012年来,随着国家不断出台相关治理政策,截止目前国内稀土行业已形成了六大集团格局,既中铝公司、北方稀土、厦门钨业、中国五矿、广东稀土、南方稀土6家稀土大集团重组结构基本完成,供应格局保持稳定,稀土价格开始趋向稳定。随着钕铁硼价格转变为以毛利率定价的模式,既“低价库存+钕铁硼随行就市定价”,稀土资源品属性已经大幅减弱,钕铁硼企业目前库存管理更为合理,基本稳定在3个月左右的量,企业无法依靠低价库存来获得超额利润,但企业能够分享稀土价格上涨所带来的价格红利及利润增厚。

2020年3月份以来至2021年1月13日,10个月时间氧化镨钕价格由26.75万元/吨→43.25万元/吨,涨幅达到59%,但上涨速度较为平缓,背后主要驱动因素为需求端持续高增长,政策因素影响较小。依照行业历史规律,随着本轮稀土涨价周期及需求端的高速增长,主要稀土永磁企业毛利有望进一步提升。

2.2. 政策强力支持,为稀土永磁材料产业保驾护航

稀土永磁材料特别是高性能稀土永磁材料是我国重点新材料和高新技术产品,一直受到了国家产业政策的大力支持。从2011年起,几乎每一年国家都有相关产业政策出台,支持稀土永磁材料产业发展。国家政策强力支持推动了国内稀土永磁产业的发展和进步,为我国稀土永磁材料产业保持全球竞争力提供了有效支撑。

2.3. 材料研发不断进步,持续 提供全球竞争动力

“十一五”以来,在国家政策扶持和国内相关企业、科研院所的共同努力和科技攻关下,我国在稀土永磁材料科研方面取得了长足的进步。稀土永磁材料专利申请量从 2009年开始显著提升,截止到2018年底,我国在钕铁硼永磁材料专利申请量方面已经占到了全球第2位,仅次于日本。

在关键技术突破方面,我国稀土永磁材料产业也取得了多项核心自主知识产权。在高性能烧结钕铁硼材料方面,我国先后突破了“双合金”、细粉制备、“速凝工艺+双(永磁)主相”、自动成型、连续烧结、低氧工艺、晶界扩散、表面防护等关键工艺技术,使我国高性能烧结钕铁硼永磁材料的产业化水平基本与日本、德国相当,处于国际先进水平。正因为我国在稀土永磁材料研发领域不断取得进步,使得我国稀土永磁材料产品能够不断满足下游新兴产业对稀土永磁材料提出的更高要求,为我国稀土永磁材料产业全球竞争力持续提供动力。

3. 乘低碳化之风,高性能稀土永磁材料需求有望爆发

3.1. 新能源汽车领域对高性能钕铁硼的需求量增长最快

2018年新能源汽车领域对高性能钕铁硼磁材的需求量占下游行业总需求量的 11.8%。

高性能钕铁硼在传统汽车、新能源汽车、工业应用、风力发电、消费电子、变频空调和节能电梯领域应用广泛,2018年需求占比分别为37.5%、11.8%、10.9%、10%、9.1%、9%和8.4%,2018年全球高性能钕铁硼永磁材料总需求量约为6-7万吨。

1)新能源汽车领域,主要应用于永磁驱动电机及一些汽车零部件的生产,需求量占比为11.8%。

2)传统汽车领域,高性能钕铁硼磁材主要应用于传统汽车中的EPS核心零部件、ABS系统以及汽车油泵等部分,2018年该领域需求量占比为37.5%。

3)工业应用领域,可用于电动工具、工业机器人、石油工业中的直线电机抽油机的生产,需求量占比为10.9%。

4)风力发电领域,主要用于制造永磁直驱风机的制造,需求量占比为10%。

5)消费电子领域,可用于智能手机(手机线性震动马达、摄像头)、TWS耳机、音圈电机(VCM)等诸多消费类电子产品,18年该领域需求量占比为9.1%。

6)变频空调领域,主要用于节能变频空调中的压缩机,需求量占比为9%。

7)节能电梯,主要应用于永磁同步想·曳引机,需求量占比为8.4%。

8)其他领域,包括医疗器械设备、家用电器等,需求量占比为3.3%。

高性能钕铁硼永磁材料被应用于更轻、更小、更高效的新能源汽车永磁同步电机中。新能源汽车领域中有四大类电机:直流电机、感应电机(异步电机)、开关磁阻电机和永磁电机。永磁同步电机更轻、体积更小、更高效、可以在提高转速保证功率的同时使质量降低35%;同时,永磁同步电机启动性能更好、峰值效率更高、具有好的可靠性,因此绝大部分新能源车的电机采用永磁同步电机,例如特斯拉model3和一些国产电动车。高性能钕铁硼永磁材料作为第三代永磁材料,具有优异的磁学性能,被用于制造永磁同步电机中的核心零部件—永磁转子。

在新能源汽车销量继续增长背景下,作为稀土永磁电机原材料的钕铁硼磁材应用前景巨大。

1)2011-2019年,中国新能源车销量CAGR为160%。作为全球重要的新能源汽车市场(19年全球销量占比达55%),中国新能源汽车市场近5年来快速增长,2019年新能源车销量为120.61万辆,渗透率提升至4.60%。2020年12月单月我国新能源车销量21万辆,同环比增长53.6%/15.6%,后续有望维持高增长。

2)2016-2019年,全球新能源汽车市场也在快速增长,由2016年的74.4万辆,增长至2019年的221万辆,CAGR为31.3%。2020年12月单月欧洲新能源车销量达23.5 万辆,同环比增长210%/37.4%,延续2020年以来的高景气。

3)2016-2019年,全球稀土永磁电机行业规模增长至115亿美元。在新能源汽车增长的同时,全球稀土永磁电机行业市场规模也逐渐扩大,从2016年的87.72亿美元增长至2019年的115.32亿美元,CAGR为9.55%。

4)钕铁硼性质优越,在新能源车上的渗透率将进一步提升。由于钕铁硼永磁的磁性能高于钐钴永磁材料,价格低于稀土钴永磁材料,具有极高的性价比,所以预计钕铁硼永磁材料在稀土永磁同步电机的应用将逐步渗透。

预计2025年全球新能源汽车的钕铁硼需求量增长至3.51万吨,是2019年需求量的6.35倍。根据中汽协预计2021年国内新能源汽车销量180万辆,同比增长10.9%,京磁泰益机械有限公司预计2019-2025年,国内新能源汽车销量将从121万辆增长至555万辆,CAGR为 30%,全球新能源汽车将由221万辆增长至1405万辆,CAGR为36.96%;假设新能源单车的钕铁硼需求量为2.5千克,那么中国新能源汽车的钕铁硼需求量将从3025吨增长至1.39万吨,CAGR为33%;全球新能源汽车的钕铁硼需求量将从5525吨增长至 3.51万吨,CAGR 为35%。

3.2. 风电等节能环保产业 快速发展,拉动高性能钕铁硼磁材需求

高性能钕铁硼永磁材料应用于传统汽车中的EPS、ABS、汽车油泵等零部件。在传统汽车中,高性能钕铁硼磁材主要用于EPS(电动助力转向系统)的制造。由于高性能钕铁硼磁材具有优异的磁学性能,它的应用可以使EPS各种行驶状态下为汽车提供最佳助力,使得汽车更加稳定和安全地转向,从而获得更优异的转向性能。

2019年全球汽车销量同比降低4%至9032万辆。高性能钕铁硼磁材是生产EPS的核心材料,根据中汽协预测,2021年国内汽车销量有望超过2600万辆,同比增长4%,虽然近年来传统汽车销量复合增速放缓,EPS渗透率的提升仍将提升钕铁硼消费量。2019-2025年,假设EPS渗透率从60%增长到80%,每套EPS的钕铁硼需求量为0.25 千克,那么全球EPS的钕铁硼需求量将从15354吨增长至19736吨,是2019年需求量的1.29倍,CAGR为4%。

随着全球风电新增装机量、永磁直驱式发电机渗透率提升,全球风电的钕铁硼需求量或将达到2025年的2.4万吨,为2019年需求量的2倍。根据GWEC预测,2019-2024年,全球风电新增装机容量将由0.64 亿千瓦增长至0.73亿千瓦,CAGR为3.98%。2019-2025年,假设全球直驱风力发电机的渗透率均由30%增长至47%,每亿千瓦的直驱风力发电机装机容量对应6.7万吨的钕铁硼需求量,则全球风电的钕铁硼需求量将从1.2万吨增长至2.4万吨,CAGR为12%。

高性能钕铁硼磁材在变频空调领域渗透率将逐步提升,预计全球变频空调钕铁硼用量或将增长至2025年的9552吨,是2019年需求量的3倍。预计到2025年,全球变频空调销量将提升至22653万台。假设每台空调的钕铁硼用量为70克,2019-2025年,钕铁硼在变频空调中的渗透率从45%提升至80%,那么全球变频空调钕铁硼用量将从 3142吨增长至9552吨,CAGR为20.4%。

5G换机潮将引领智能手机产量回升,预计2025年全球智能手机用钕铁硼需求量将上升至3702吨,相比2019年需求量增加12%。5G将引领智能 手机换机潮,从而提升对智能手机用钕铁硼磁材的需求。据 IDC数据, 2019年-2025年,预计智能手机销量将从13.6亿部增长至14.8亿部,假设智能手机钕铁硼单部用量为2.5克,全球智能手机钕铁硼需求量将从3400吨增长至3702吨,CAGR 为1.4%。

随着科技应用的深入,会有越来越多的新兴应用领域被开发出来,将为高性能稀土永磁材料需求增长再添助力。综合以上分析,京磁泰益机械有限公司认为随着低碳经济快速发展,以新能源汽车、风力发电等为代表的节能环保产业进入高速发展期,为高性能钕铁磁永磁材料带来了强劲的需求,高性能稀土永磁材料未来五年将保持高速需求增长,市场前景非常可期。根据京磁泰益机械有限公司前述测算的结果,仅新能源汽车、风力发电、节能家电三个低碳经济的代表产业到2025年所需的高性能钕铁硼磁材合计就超过了2019年全球高性能钕铁硼磁材的需求总量,市场前景十分值得期待。

4. 高性能稀土永磁材料供给有限, 头部优势企业持续受益

目前,无论是全球市场还是国内市场,稀土永磁材料都呈现出低端供应过剩,高端供应不足的情况。以钕铁硼磁材毛坯为例,根据中国稀土行业协会数据,2018年全球钕铁硼材料毛坯产量18.5万吨,其中高性能钕铁硼毛坯产量只有4.8万吨,占比约 26%;中国钕铁硼毛坯产量15.7万吨,其中高性能钕铁硼毛坯产量只有2.3万吨,占比约15%。无论是全球市场还是国内市场,高性能钕铁硼产量仍有提升空间,这就为国内优势磁材企业成长提供机遇。

4.1. 行业集中度较低, 头部企业优势显著

整体来看,我国稀土永磁材料行业产业集中度较低,企业两极分化严重。目前,我国大约有二百多家钕铁硼永磁生产企业,大部分企业生产规模较小,研发能力较弱,产品以中低端产品为主,竞争力不强;但行业优势企业通过对国际先进技术的引进、消化、吸收和自主研发,逐步掌握了生产中高端钕铁硼的核心技术,产品质量达到国际先进水平,逐步在国内市场占据了主导地位,并不断参与国际市场竞争。

以烧结钕铁硼磁材为例,我国现有烧结钕铁硼生产企业接近200家,产能为40-50万吨。从产量集中度来看,我国年产量3000吨以上的企业仅占7.5%,而年产1500吨以下的企业占84%,大部分磁材企业产量不到1500吨,而行业产能规模最大磁材企业年产能接近20000吨,企业两极分化比较严重。

目前,SW磁性材料下上市公司一共有13家,另外还有5家企业涉及永磁材料领域。

国内主要厂商中,中科三环、安泰科技、宁波韵升、正海磁材、大地熊获得了日立金属的授权,另外三家获得授权的厂商是京磁材料科技股份有限公司、北京银纳金科科技有限公司、宁波金鸡强磁股份有限公司,其均未上市。

从高性能稀土永磁材料生产规模、市场影响力以及技术研发实力来看,京磁泰益机械有限公司认为中科三环、金力永磁、宁波韵升、英洛华、正海磁材和大地熊等在高性能稀土永磁材料领域拥有较强的竞争力,属于行业优势企业。

从磁性材料板块上市公司的产能及产量看,头部企业的高性能钕铁硼产量仍有提升空间:

1)烧结钕铁硼包括高、低端烧结钕铁硼,其中高端烧结钕铁硼是指高性能钕铁硼,而低端钕铁硼是指应用于磁吸附、磁选、电动自行车、箱包扣、门扣、玩具等领域的钕铁硼。2019年全国的烧结钕铁硼毛坯产量为17万吨,假设其产能与产量差异不大,主要上市公司合计产能占比约 30.76%。

2)从产能占比来看,2019年,中科三环、金力永磁、宁波韵升、英洛华、正海磁材和大地熊的烧结钕铁硼毛坯产能占比分别为11.47%、5.88%、5.88%、3.82%、3.71%和1.29%。

钕铁硼磁材行业主要上市公司产品客户多集中在汽车工业领域,同时涵盖风电、消费类电子领域,随着新能源车销量不断增长背景下,作为稀土永磁电机原材料的钕铁硼磁材应用前景巨大:

新能源汽车领域:中科三环的新能源汽车客户有特斯拉、大众等。金力永磁的客户有比亚迪、联合汽车电子、美国通用汽车、上汽集团、北汽新能源、蔚来、理想汽车、特斯拉等。

正海磁材的客户有:大众、奔驰、丰田、现代、PSA、日产、沃尔沃、捷豹路虎、福特等。

传统汽车工业领域:正海磁材是日本NIDEC 、德国BROSE 、韩国LG等国际知名汽车零部件巨头的主要供应商。金力永磁是博世集团等的供应商。大地熊是日本电装、德国大陆等供应商。

节能空调领域:正海磁材是格力、美的、松下等知名家电企业的主要供应商。 金力永磁是美的、格力、上海海立、三菱的供应商。

风力发电领域:正海磁材为金风科技、东方电气、西门子歌美飒供货。金力永磁也为金风科技、西门子-歌美飒供货。

4.2. 高性能稀土永磁材料 ,龙头受益于新能源车领域增长

随着稀土永磁材料下游新能源汽车行业逐渐回暖,传统汽车龙头汽车包括大众、戴姆勒、丰田、日产等,将逐步扩张其新能源汽车业务。国内及欧洲车企新能源车放量速度或超预期。

随着下游需求的拉动国内主要钕铁硼均有扩展计划以提升产能,其中正海磁材拟投资30亿元在江苏如皋高新区投资建设年产能1.8万吨的高性能钕铁硼永磁材料生产基地,并以自有资金设立全资子公司试试该项目的运营,项目在2024年全部达产后预计实现年销售额38亿元。

中科三环拟以增资扩股的方式持有南方稀5%的股权及双方拟在赣州共同投资设立产能5000吨/年高性能烧结钕铁硼生产企业。金立永磁定增募投项目赣州“年产3000吨新能源汽车及3C领域高端磁材项目”已经顺利开工。10月30日公司公告披露,拟在包头投资建设“高性能稀土永磁材料基地项目”,项目达产后将形成年产8000吨高端磁材的生产能力,全部达产后,公司产能将达到2.3万吨。

预计到2025年,在高性能钕铁硼磁材的五大应用领域中,新能源汽车领域需求量最大、且增长最快。

1)新能源汽车领域将成为高性能钕铁硼磁材的最大消费领域,2019-2025年,预计新能源汽车用钕铁硼磁材需求量将由5525吨快速增长至3.51万吨,CAGR为35%;需求量占比将由12%增长至33%。

2)风电需求量占比从10%增长至22%,虽然下游其他领域对高性能钕铁硼需求量或将提升,但是增幅不及新能源汽车领域。

3)2025年EPS/智能手机领域的需求量占比分别降至18%/3.4%。

高性能钕铁硼磁材需求高增长,氧化镨钕或供不应求。

新能源汽车、家电、消费电子驱动下游高性能钕铁硼磁材需求高增长,而供给端较为平稳,预计2021-2025年氧化镨钕进入短缺周期,氧化镨钕价格或将持续上行,行业景气度也将不断改善。钕铁硼龙头企业受益于下游需求快速增加及稀土价格温和上涨带来的利润增长。

从需求端来看,新能源汽车等领域将驱动高性能钕铁硼需求高增长,预计2023-2025年全球钕铁硼需求量分别为27.8、30.2、32.4万吨,对氧化镨钕的需求量分别为8.5、9.2、9.9万吨,同比增速分别为8%、8.5%、7.5%。 而供给端来看,预计2023-2025 年全球氧化镨钕的供应量分别为8.0、8.4、8.9万吨,同比增速分别为2%、5%、5%。供给缺口将逐年扩大,氧化镨钕或供不应求。

5. 报告总结

全球迎来新能源车政策加码期,拜登当选美国总统将加大新能源领域的投资,德国将补贴政策延长至2025年,国内“碳达峰、碳中和”相关有利政策推动下,新能源汽车、家电、消费电子驱动下游高性能钕铁硼磁材需求高增长,而国内稀土供给预计增长保持平稳,预计2020-2025稀土永磁行业景气度将不断改善,叠加稀土价格上行的红利及供给端缺口,国内钕铁硼磁材主要企业将持续受益。

6. 风险提示

新能源汽车用钕铁硼市场空间测算不及预期的风险。新能源汽车销量是影响钕铁硼市场空间的核心变量,若新能源汽车销量增长不及预期,则钕铁硼市场需求将显著下滑。

家电与风电等其他需求领域超预期下行。

国内稀土产业政策变动的风险。国内稀土矿实行总量指标控制,若稀土产业政策发生变动,放开稀土生产指标,将直接导致稀土矿的供应大量增加,对价格形成压力。

海外稀土矿供应大量增加的风险。目前国内稀土矿总量平稳增长,供给最大的不确定性来自海外,尤其是缅甸、美国、澳大利亚等国家,海外稀土矿大量增加将对稀土市场造成冲击。

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作者:华宝证券 王合绪 白云飞

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