2017/9/20 14:51:37来源:中国产业发展研究网【字体：】【收藏本页】【打印】【关闭】

  钕铁硼永磁号称“磁王”，是当前工业化生产中综合性能较优的磁性材料之一，是产量最高、应用也最为广泛的稀土永磁材料。钕铁硼永磁工艺技术和应用领域近些年得到了迅猛发展，逐渐发展成为市场主流磁性材料品种之一，并在推动下游产品升级换代、节能减排、可持续发展等方面发挥着重要作用。

  钕铁硼永磁机械性能较好，单位体积内的包含的能量高，有利于磁性组件的轻型化、薄型化、小型或超小型化。钕铁硼永磁的出现不仅使电声电机、仪器仪表、磁选磁化、医疗器械等设备向小型化、高频化、高性能、低损耗、低噪声方向发展，而且凭借节能环保的特点使其应用从传统领域拓展到新能源汽车、风力发电、节能家电和航空航天等新兴领域。

  钕铁硼永磁材料按其制造工艺不同可分为烧结、粘结和热压三类。烧结钕铁硼永磁采用的是粉末冶金工艺，熔炼后的合金制成粉末并在磁场中压制成压坯，压坯在惰性气体或真空中烧结达到致密化，而为了更好的提高磁体的矫顽力，常常要进行时效热处理。粘结钕铁硼永磁是用可塑性物质粘结剂与钕铁硼永磁粉末相混合制成磁性可塑性粒料，再通过种种可塑性材料的成型工艺而制成。相对于烧结钕铁硼，粘结钕铁硼的磁性能及机械强度较弱，用量较小，所占市场占有率不到10%，大多数都用在办公室自动化设备、电装机械、视听设备、仪器仪表、小型马达等。热压钕铁硼具有致密度高、耐蚀性好、矫顽力高和近终成型等优点，但机械性能较差，且由于专利垄断、加工成本比较高，所占市场占有率较小。衡量永磁材料性能的主要有矫顽力、最大磁能积、剩磁以及最高工作时候的温度等参数，其它的重要参数还包括机械性能、抗腐蚀和抗老化性能等。

  前三个指标主要衡量材料磁性能，越高越好，工作时候的温度衡量磁体抗温性的特征。各参数定义及计量单位情况如下：

  凭借较高的性价比和产品质量，近几年来我国钕铁硼产品出口数量及金额总体保持稳步增长态势，2005-2016 年产品出口数量从8,941.65 吨上涨到26,899.42吨，出口金额也从24,249.24 万美元上升至130,282.03 万美元。2009 年受全球金融危机影响，总体出口规模有所回落，产品出口量和出口额都有所下滑。2010年我国稀土永磁产品出口情况有所好转，出口量、出口额与2009 年相比分别增长了61.79%、71.08%。目前，我国钕铁硼永磁体主要出口至美国、德国、韩国、泰国、意大利、丹麦、荷兰等地。相对于出口而言，我国稀土永磁产品的进口额则远低于出口额，但是部分高端产品仍依赖进口。

  伴随着消费电子产业的持续不断的发展，人民生活中电子信息化应用的一直在升级，消费类电子科技类产品市场的需求将逐步扩大，更新换代的频率也不断加速，给钕铁硼永磁材料产业的发展带来较为广阔的市场空间。以手机为例，2010 年-2017 年全地球手机钕铁硼需求量测算情况如下表所示：

  EPS 作为环保、节能、安全、舒适的新一代汽车智能转向助力系统，在乘用汽车市场正逐步取代HPS。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2015 年约38%。随着EPS 渗透率的不断的提高，EPS 用钕铁硼永磁市场空间广阔。假设全世界汽车销量以3%的速度增长，2015 年全球EPS 装置渗透率按照45%估计，并每年以1%的速度增长，每套EPS 钕铁硼用量为0.25kg 12，则2020 年EPS 全球钕铁硼需求量约为13,205 吨。

  新能源汽车作为国家战略性新兴起的产业之一，在国家政策支持、技术不停地改进革新、配套产业逐渐完备的驱动下，我们国家新能源汽车产业已进入加快速度进行发展期。我们国家新能源汽车产量2006 年仅4000 余辆，2015 年已超越51 万辆，复合增长率高达62.42%。到2020 年，新能源汽车（纯电动汽车和插电式混合动力汽车）生产能力达200 万辆，累计保有量超过500 万辆。

  驱动系统是节能及新能源汽车的三大核心系统之一，由于新能源汽车对驱动系统的要求是转矩密度高、运行可靠性高、转矩控制能力良好，从而要求磁体具有高磁能积、高矫顽力和高工作时候的温度的特点。钕铁硼永磁自新能源汽车问世以来就基本占据了永磁同步驱动电机市场。

  驱动电机对钕铁硼永磁的需求量根据车型和电机功率差异而不一样，一般混合动力汽车驱动电机耗用钕铁硼1-2 千克/辆，纯电动车则耗用5-10 千克/辆。

  日本野村综合研究所以日本、美国、欧洲和中国等为对象，考虑到各国政府出台的规定和扶持政策、消费者价值观以及各大汽车厂商的计划和战略，预计到2020 年，全球混合动力车和电动汽车的市场规模将达1,300 万辆，钕铁硼永磁需求量将达3 万吨以上，新能源汽车未来将成为钕铁硼永磁下游产业的重要市场。

  在汽车各个部位分布着多种微电机，天窗电机、座位调整电机、安全带电机、电动天线电机等汽车部件，均需用到微电机。根据汽车行业估算，每辆汽车中已有40～70 处用到永磁材料，大多数用于电机、执行器和传感器。以汽车电机为例，中低档轿车要用到20 多台，高级轿车使用60 多台，豪华轿车使用约100台。采用永磁电机可帮汽车实现电子功能控制、刹车控制、驾驶操作等功能。

  从发展趋势来看，未来微电机在汽车制造上的应用也会更广泛，如信息系统、导航系统、汽车音响、电视娱乐系统等。

  随着汽车行业对电能转化效率、磁体重量等要求的提高，轻薄小巧、磁性能优异的钕铁硼永磁有望在汽车微电机领域实现广泛渗透。

  电机行业属于国民经济的基础工业，运用范围极其广泛，电机行业整体上具有巨大的市场容量。随着我们国家国民经济的快速发展，我国电机制造业的销售产值持续快速增长。2007 年我国电机制造业的产品销售收入约为1,968.45 亿元，2014 年产品销售收入达到7,948.08 亿元，年复合增长率约为22.06%。

  按照2012 年9 月1 日起施行的电机能效国家标准（GB18613-2012），我国现在生产的电机产品绝大多数都不是高效的。因此，为加快推动工业节能降耗，促进工业发展方式转变，必须大力提升电机能效。

  钕铁硼永磁优异的性能使得钕铁硼永磁电机效率比普通电机提高8％-50％，电耗降低10％以上，重量减少50％左右。尽管高效电机目前的推广效果低于政策预期，但是大力推广高效电机是节能减排政策的必然选择，我国将从政策面持续的、大力的推广高效电机，直至这一领域的节能潜力被充分挖掘。钕铁硼永磁电机作为高效电机，由于节能效果显著，未来的发展前景巨大。

  全球的风力发电产业正在高速增长，全球风电累计装机容量从2006 年底的7,405.20 万千瓦增至2016 年底的48,679 万千瓦，年复合增长率达20.72%。随着全球发展可再生能源的共识不断增强，风电在未来能源电力系统中将发挥更加重要作用。世界风能协会（WWEA）预计到

  我国幅员辽阔，海岸线 年中国已发展成为全球风力发电规模最大、增长最快的国家，累计装机容量从253.71 万千瓦增长至16,873.20 万千瓦，年复合增长率为52.00%；风力发电量占全国总发电量比例由2010 年的1.17%稳步增长至2016 年的4.08%。根据国家发改委公布的《中国风电发展路线GW，2030-2050 年年均新增装机将达30GW。到2020 年、2030 年和2050 年，我国风电累计装机容量将分别达到200GW、400GW 和1,000GW。

  在风力发电设备中，风电变流器主要有全功率式和双馈式两种类型，分别对应直驱永磁式风电机组和双馈式风电机组，主要区别在于传动、发电结构的不同。直驱永磁式风电机组在传动链中省略了齿轮箱，将风轮与低速同步发电机直接连接，降低了机械故障率和定期维护成本，同时作为同步电机能够更加平稳地发电，提高了风电转换效率和运行可靠性，尤其在大功率领域表现更好，价格也相对较高。双馈式风电机组采用了多级齿轮箱驱动异步发电机，齿轮箱的运行维护成本较高且存在一定的机械损耗，且后续维护成本较高，每年需进行多次保养及巡检，双馈电机中滑环和电刷之间容易产生碳粉，若长期不清理，易引起电机绝缘或短路。

  目前双馈式风电机组是风电电机主流，约占80%市场份额。直驱电机的驱动域值低，可更好地利用低速风能，不需要励磁发电，效率较高。中国低风速的三类风区的风能资源约占全部风能资源的50%，永磁直驱风机更适合在低风速区域中使用。中国新增装机容量中永磁直驱风机占比快速提高，2015 年已提升至约40%。未来在中国风电加快速度进行发展的带动下，全球风场永磁直驱风机占比将稳步提升，推动钕铁硼永磁需求不断增加。

  假设全球风电累计装机容量按照2013 年-2016 年全球风电装机容量的平均增长率15.17%测算，则2020 年全球装机容量将达到85,649 万千瓦，新增装机容量约为36,970 万千瓦，假设直驱永磁机组占比保持20%水平不变，按每1.5MW新装机容量需消耗1 吨钕铁硼计算，预计2017 年-2020 年全球风电行业对钕铁硼的市场需求量平均约为1.23 万吨/年。

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