钕铁硼磁性材料是80年代新发展起来的体积小、重量轻和磁能积高的永磁材料,是迄今为止性能价格比最佳的商品化磁性材料。利用钕铁硼磁性材料生产的钕铁硼磁体,是当前稀土永磁材料行业的主导元件产品,该产品涉及的产业是朝阳产业,其新的应用增长点不断涌现:除在计算机、家用电器、打印机、移动电话、医疗器械等传统领域的广泛应用外,汽车中的发动机、电动机和音响系统的新应用已经开始;特别是以信息产业为代表的知识经济的发展,将极大地带动钕铁硼磁体产业的发展。
图表1:钕铁硼磁性能指标

钕铁硼优异的性能使得钕铁硼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,在“节能、环保”的大背景下,钕铁硼永磁材料应用前景非常广阔,未来需求增量主要来源于新能源汽车、风电、空调变频电机等。
EPS(汽车电动助力转向系统):在汽车发展的历史过程中,方向助力系统经历了4个阶段:机械转向系统;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被淘汰。
而液压助力转向系统则是发动机带动转向油泵,不管转向或者不转向都要消耗发动机部分动力。相比之下,电动助力转向系统只是在转向时才由电机提供助力,不转向时不消耗能量。据试验证明,较液压转向系统而言,电子助力转向系统在不转向时,电动助力转向可以降低燃油消耗2.5%;在转向时,可以降低5.5%。因此,使用电动转向系统的燃油消耗要比传统的转向系统低。
由于EPS具有很多优点,国内外厂商纷纷致力于该技术的研发,EPS技术已逐步趋于成熟,很多汽车开始配备EPS系统。目前为止,EPS应用在排量为1.3L-1.6L的各类轻型轿车上居多,并逐步向微型车、中型车发展。在全球汽车行业中,EPS系统的市场占有率为10%,并每年以9%-10%的速度快速发展,年增长量达到150万套以上。
在我国,EPS市场已初具规模。根据中国磁性材料与器件行业协会预计,到2014年,我国EPS在汽车上的使用率将达到75%,约为1,149万套。由于高性能钕铁硼永磁材料是生产EPS的核心零部件。且估算每个电子助力转向系统所需0.25公斤钕铁硼,仅我国EPS市场在2014年对钕铁硼的需求就将达到2,873吨左右。未来EPS代替传统液压助力转向系统是一种趋势,因此永磁材料在EPS市场上的需求将会逐年增加。
目前市场上的空调分为两种,一种是定频空调,另一种是变频空调。定频空调的缺点在于由于供电频率不能改变导致压缩机转速基本不变,只能依靠反复启停压缩机的来调整室内温度,在此情况下容易消耗较多的电能;变频空调则是利用微控制器使压缩机运行的工作频率能够在一定的范围内变化,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后以达到调节环境温度的目的。因此相较于定频空调,变频空调具有高效、节能、环保的优点,在欧美市场上的已成为主流。
图表2:变频空调和定频空调比较

目前,变频空调在日本市场上的占有率已达到90%,在欧洲、美国等西方发达国家或地区的市场占有率也达到75%以上。在我国,近几年的销量快速上升。根据中国制冷协会的数据显示,2008年至2013年,国内变频空调的普及率将从7%提升到50%,变频空调的销量从209万台增长到2530万台,复合增长率49%。
由于钕铁硼的磁性优于铁氧体,其节能环保效果更佳,更适合被使用于变频空调的压缩机,因此钕铁硼永磁材料在变频空调的市场前景将十分乐观。
目前风电机组主要有双馈式和直驱永磁式两种。其中双馈式机型技术成熟,是目前风电技术的主流机型。直驱永磁式风电机组是近几年刚刚发展起来的技术,由于具有效率高,寿命长、稳定性高、结构简单等一系列有点,已经成为今后风电技术的发展方向。目前我国生产直驱永磁风力发电机厂家主要有金风科技、湘电风能有限公司、江西麦德风能股份有限公司、上海万德风力发电股份、哈尔滨电气集团公司等。直驱式永磁风电机组使用钕铁硼永磁材料0.67吨/兆瓦左右。
风力发电领域,稀土永磁的直驱式风电机组具有效率高、寿命长、结构简单等一系列优点,已经成为今后风电技术的发展方向。2010年我国永磁直驱风力发电机装机约3000台,装机容量达500万kW,约占新增装机容量的26%。
我国从2011年起开始出现已有装机不间断的风电脱网事故,对能源造成了极大的损失,而接二连三的事故大部份都是由于同样原因造成,即低电压穿越能力不足。当时国内暂停了所有风电新装机项目,由此,我国风电产业进入了一个停滞期。
2012年全球风电新装机44.5GW,同比增长5%,增速下降7.5%个百分点,整体放缓。中国新增安装风电机组7872台,装机容量12.96GW,同比下降26.5%,新增装机自2011年以来出现第二次负增长。
我国海上风电发展迅速,截止2012年底,中国已建成的海上风电项目共计389.6MW,是除英国、丹麦以外海上风电装机最多的国家。
今年上半年国内风电行业出现见底回暖趋势,2013年国内目标装机18GW,目标装机量比12年高出39%,预计今年风电将恢复正常装机水平,风电用钕铁硼有望回暖。
新能源汽车包括:混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等等。混合动力汽车是指同时装备两种动力来源——热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(电池与电动机)的汽车。
国际混合动力汽车市场上,日本、美国、欧洲等市场比较成功,日本丰田、本田,美国通用、福特等大型车企积极投身混合动力汽车的研发及生产。日本在混合动力领域处于领先地位,美国则混合动力与燃料电池技术并重,欧洲则偏重于采取清洁柴油技术及柴油混合动力技术。
目前混合动力车型是新能源汽车的主流。近年来混合动力车型得到了越来越多消费者的认可。在这股产业化浪潮中,国内汽车企业也正在向国际接轨。从最初合资企业一汽丰田引进普锐斯混合动力轿车到如今包括一汽、上汽、东风、长安、奇瑞、比亚迪的群雄逐鹿,混合动力汽车在我国已进入科研转向产业化的关键时期。
据不完全统计,2009年全球混合动力汽车销量近80万辆。其中,日本混合动力车销量超过45万辆,占其新车总销量的比例高达14.1%。这也是日本新车销售中混合动力车所占比例首次超过10%。美国2009年混合动力汽车的销量为29.03万辆,占美国全年乘用车销量的2.8%。2011年,丰田汽车在全球范围内的混合动力车产量达到100万辆左右,与2009年相比,提高约2倍。除了增产主力车型“普锐斯”外,2~3年内还将投产约10款新车型。预计日本国内生产总量在2010年达到约80万辆,2011年约达90万辆,2012年有望达110万辆。
混合动力车的发电机采用稀土永磁同步电机,每台电机需使用烧结钕铁硼磁体1~3千克。该稀土永磁同步电机是混合动力车的心脏。若按年增长率20%粗略估算,在2011~2015年期间,累计新增混合动力车将超过800万辆。假设每辆车使用1.5~3.0kg钕铁硼磁体,则“十二五”期间,全球混合动力汽车对高性能钕铁硼磁体的需求量约为1.2~2.4万吨。


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