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稀土产业深度报告:碳中和重塑稀土需求,工业维生素成为必需品

时间:2022-11-24 01:12:14 | 浏览:1691

(报告出品方/作者:华安证券,王洪岩)1 稀土:现代工业维生素,永磁体是最重要应用1.1 稀土在新材料等下游领域应用广泛稀土是 17 种化学元素的总称,号称“现代工业的维生素”。化学元素周期表中 镧系元素以及与镧系密切相关的钪和钇共 17

(报告出品方/作者:华安证券,王洪岩)

1 稀土:现代工业维生素,永磁体是最重要应用

1.1 稀土在新材料等下游领域应用广泛

稀土是 17 种化学元素的总称,号称“现代工业的维生素”。化学元素周期表中 镧系元素以及与镧系密切相关的钪和钇共 17 种元素合称为稀土元素,简称稀土。

稀土可分为轻稀土和重稀土两类。根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性 质,以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征,十七种 稀土元素通常分为两组,轻稀土(又称铈组)包括:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、 钆;重稀土(又称钇组)包括:铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。称铈组或钇 组,是因为矿物经分离得到的稀土混合物中,常以铈或钇占优势而得名。

稀土产业链主要由上游的稀土资源开采,中游的稀土材料制备,和下游的应用 领域构成。上游一般是在独居石、磷钇矿、氟碳铈矿、离子吸附型稀土矿等矿产中提 取稀土元素,形成稀土氧化物、稀土金属等;中游为稀土材料制备,上游开采的矿石 经过冶炼、提纯成各类稀土材料,如稀土催化材料、稀土永磁材料、稀土储氢材料、 稀土发光材料等。下游主要用在军事、石油化工、玻璃陶瓷、新材料、精密电子元器 件等行业。


稀土元素主要提取自独居石、氟碳铈矿、淋积型矿等稀土矿,其中氟碳铈矿、 独居石矿为岩矿型稀土矿,轻稀土含量高;风化壳淋积型矿为离子型稀土矿,重稀 土含量相对较高。白云鄂博、四川冕宁、山东微山的稀土矿是典型的岩矿型稀土矿, 而南方八省的稀土矿则主要为离子型稀土矿。

稀土广泛应用于冶金、军事、石油化工、玻璃陶瓷、农业、新材料等领域。稀 土具有无法取代的优异磁、光、电性能,对改善产品性能、改进产品结构、提高科技含量、促进行业技术进步起到重要作用。

1.2 稀土磁材是产业链下游最重要的细分赛道

稀土永磁材料在我国稀土消费量中占比42%,是稀土产业链下游最重要的赛道。 根据稀土在线统计,全球稀土消费结构中,稀土永磁占比 25%,而我国稀土消费结 构中稀土永磁占比 42%,稀土永磁已成为稀土产业链下游最重要的细分赛道。


稀土永磁是目前综合性能最高的永磁体。永磁体是由被磁化并产生自身持久磁 场材料制成的物体,可以分为金属永磁、铁氧体永磁和稀土永磁。其中,稀土永磁材 料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属(如钴、铁等)组成的合金,用粉末冶金方法 压型烧结,经磁场充磁后制得的磁性材料。稀土永磁性能优于铁氧体永磁和铝镍钴 永磁。

钕铁硼永磁材料是应用最广泛的稀土永磁材料。钕铁硼磁材使用钕、铁、硼合 金制成 Nd2Fe14B 四方晶体结构,按照工艺不同可分为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼和 热压钕铁硼,烧结钕铁硼永磁材料可进一步分为高性能钕铁硼永磁材料和普通钕铁 硼永磁材料。高性能钕铁硼永磁材料主要应用于风力发电机、新能源汽车等节能环 保产品,而其他钕铁硼永磁材料主要应用于磁选机、电声应用等。除钕铁硼永磁材 料外,另一种形式的稀土永磁材料是钐钴磁性材料,仅占全部稀土永磁材料约 1%, 主要用于军事应用。

钕铁硼永磁材料拥有磁性强、抗磁损、温度稳定性等性能优势。钕铁硼永磁材 料比其他稀土永磁材料更强大,因此较小规模使用便可产生相同的磁场;钕铁硼永 磁具有较强的抗磁损性能,而较弱的稀土永磁材料有时会在部分条件下退磁;适中 的温度稳定性使钕铁硼永磁能够满足绝大多数应用场景的工作温度要求。钕铁硼磁 电机以其高效低能耗、控制性能好、稳定性强,以及体积小、重量轻、结构多样化等 优点,广泛应用于风力发电机、新能源汽车制造等各行业。

对于磁材性能要求较高的产品来说,钕铁硼永磁性价比最高:

稀土永磁按照开发时间划分,可分为钐钴永磁、钕铁硼永磁、稀土铁碳和稀 土铁氮。其中,第一代和第二代稀土永磁为钐钴永磁,这类永磁体含铁量低,稀 土元素含量高,成本相对较高,但在高温中不易氧化,可以在 250 摄氏度以上的 环境中工作,目前主要应用在航天、航空、军事等对成本敏感度较低的高科技行 业;第三代为目前应用最广泛、性能最优异的钕铁硼永磁,工作温度通常在 150 摄氏度以下,可以满足绝大部分下游应用环境的温度要求;第四代稀土永磁为稀 土铁碳和稀土铁氮,根据专家学者的说法,这一类稀土永磁能够成功实现量产并 大规模利用至少也需要数十年时间。

铁氧体永磁在磁性材料中也占据一定市场空间,铁氧体原材料易获取、耐高 温、成本低,主要应用在家电(空调、洗衣机、冰箱、音响、微波炉等)和汽车 电机(雨刮、座椅、摇窗、油泵、ABS 等)方面,与稀土永磁在变频空调等领域 会有部分市场重叠,但在中低端市场上,铁氧体可以满足性能需求,性价比更高, 未来的市场需求也会有所增长,但铁氧体永磁的需求增长空间少于稀土永磁。


烧结钕铁硼是应用最广泛的钕铁硼永磁。在钕铁硼产量占比方面,烧结钕铁硼 产量占比约 94%,性能较好;粘结钕铁硼是由粘结剂与永磁材料混合通过压制或注 射成型制成的磁体,粘结磁体的尺寸精度高,可以做成形状相对复杂的磁性元器件, 且具有一次成型、多极取向等特点,但性能较弱;热压钕铁硼在实现高性能的同时, 不需要添加镝、铽等重稀土元素,致密性、耐腐蚀性也较好,但是成本相对较高,还 存在专利垄断。

2 中国储量最为丰富,短期国内外供给增量较少

2.1 中国坐拥全球最丰富的稀土资源

中国是全球稀土资源最丰富的国家,稀土储量 4400 万吨 REO,占全球储量的 37%。根据 USGS 统计,2020 年全球稀土储量达 1.2 亿吨 REO,其中,中国储量 4400 万吨,占比 37%;越南储量 2200 万吨,占比 18%;巴西储量 2100 万吨,占 比 18%。


白云鄂博稀土矿储量高达 3500 万吨,是全球最大的稀土矿。白云鄂博位于我国 内蒙古地区,储量达 3500 万吨,品位约为 3%-5%,年产能 10 万吨,储量占我国稀 土矿总储量的 83%。美国 MP Materials 控制的芒廷帕斯矿(Mount Pass)、澳大利 亚莱纳斯控制的威尔德矿(Mount Weld)、四川冕宁的牦牛坪矿等稀土矿储量也较为 丰富,但主要稀土矿山多为轻稀土矿,重稀土元素含量较低。

我国稀土资源储量丰富,种类齐全,呈现“北轻南重”格局。全球稀土资源中, 轻稀土占绝大部分,例如白云鄂博矿即为轻稀土矿,占我国稀土储量的 83%,此外, 山东微山湖、四川冕宁牦牛坪以及德昌等地的矿山均为轻稀土矿。重稀土所占比例 较小,但具有重要的战略价值,除了在新材料制备时少量掺入可以大幅提高性能之 外,重稀土在军事方面有着重要应用,江西、广东、福建等南方地区的稀土资源为典 型的重稀土,虽然储量虽仅占国内总储量的 3%,但提供了我国重稀土供给的 90% 以上。

2020 年全球稀土精矿产量达 24 万吨,中国产量为 14 万吨,占比高达 58%, 是稀土精矿最主要的供应国家。根据 USGS 统计,中国、美国、缅甸、澳大利亚是 主要的稀土精矿生产国家,2020 年分别生产稀土精矿 14 万吨、3.8 万吨、3 万吨以 及 1.7 万吨,合计占比高达 94%。近三年,全球稀土精矿的供应稳定增长,2018- 2020 年,全球稀土精矿产量分别为 19 万吨、22 万 吨和 24 万吨,2020 年产量同 比增速为 9%,最近 5 年的年均复合增速为 13%。


2.2 短期国内外均难以提供较多的稀土供应增量

2.2.1 国内:政策端“指标控制+行业整合”规范稀土生产, 增量主要来自指标上调

中国实施稀土开采总量指标管控,国内稀土产量受总量指标控制。我国拥有丰 富的稀土资源,但早年稀土开采较为盲目,众多稀土加工企业的无序竞争使得稀土 出口价格十分低廉,稀土只能卖出“土”的价格,中国珍贵的稀土资源被大量消耗。 为保护稀土资源、规范稀土市场,2006 年,我国实施稀土开采总量指标管控;2007 年,稀土生产被纳入计划性管理,指标范围外的生产单位不得开采冶炼稀土。

稀土行业整合,六大稀土集团掌握国内稀土资源并进行生产。2014 年,工信部 牵头的整合方案得到国务院批复;2016 年,六大稀土集团组建完成,目前我国稀土 资源及开发冶炼均集中于六大稀土集团,六大稀土集团分别为北方稀土、南方稀土、 广东稀土、五矿稀土、中国铝业以及厦门钨业。各稀土集团中,轻稀土主要集中于开 采白云鄂博矿的北方稀土,南方稀土和五矿稀土的中重稀土资源较多。

稀土总量控制指标分为开采指标和冶炼分离指标。指标由工信部和自然资源部 联合发布,每年发布两次,上半年发布第一批指标,下半年发布全年指标(包含当年 第一批指标的量)。2021 年第一批开采指标 8.4 万吨,与 2020 年第一批 6.6 万吨的 指标相比增加了 1.8 万吨,同比增长 27%。

总量指标调整和市场供需面有关,需求增长可能会驱动总量指标出现一定增长。 2017 年以前,低成本(不交税、不做环保处置)、高利润的黑稀土在市场上的供给量 较大,并且供给弹性大,稀土价格上升时黑稀土的供给会大量增加,而打黑力度和 持续时间都比较差。稀土指标的变化主要是根据市场供需情况而定,大量指标外供 给的存在压缩了指标增长的空间,近年来总量指标增长幅度较小,部分年份甚至出 现负增长。随着市场整顿力度的加大,黑稀土逐渐退出市场,指标外供给大幅减少, 供给弹性减弱。而新能源汽车、风电、节能电器等下游需求快速提升,总量指标也随 着供需格局的变动而出现小幅增长,2018-2020 年的增幅分别为 14%、10%以及 6%。


立法层面,《稀土管理条例》加速出台进一步规范供给管理秩序。2021 年 1 月, 工信部发布了《稀土管理条例(征求意见稿)》,明确要求加强稀土行业全产业链管 理,征求意见稿与以往政策不同之处在于首次以立法形式明确行业管理规则,更加 具有权威性、持续性、系统性。

行业整顿层面,打黑卓有成效。黑稀土不交税、环保费用低、折旧费用抵,利润 率远高于正规稀土公司,黑稀土产量较大,严重扰乱市场供给秩序。国家多次进行 稀土打黑行动,但 2016 年之前,打击黑稀土一般为持续数月的专项行动,打黑效果 一般。 2017 年以来,随着组建整顿稀土行业秩序专家组等一系列打黑政策制度的 实施,打击黑稀土常态化、制度化,指标外稀土供应规模非常小,减少了黑稀土对稀 土供给市场的扰动,降低了稀土供给的弹性。

2.2.2 国外:产能增量面临瓶颈,在建项目投产尚早

国外稀土矿山 2020 年稀土产量占比 42%,主要产能集中于美国芒特帕斯、澳 大利亚莱纳斯以及缅甸稀土矿:

(1)芒廷帕斯矿产能 4 万吨/年,产能利用率基本达到上限,预计增量不多: Mountain Pass 矿是美国主要在产的稀土矿山,储量 132 万吨 REO,品位 7.1%。 由于曾控制芒廷帕斯矿的 Molycrop 公司破产,因而芒廷帕斯矿在 2015-2017 年停 产,2017 年底,盛和资源参股的 MP Materials 成功收购矿山并实现复产,矿山设计 产能为 4 万吨/年,2020 年产量为 3.85 万吨,在连续几年放量后基本达到满产,短 期内难以提供增量。


(2)莱纳斯产能 2.5 万吨/年,产能利用率约为 75%,亦难以提供增量:澳大 利亚的 Lynas 公司控制着 Mt Weld 稀土矿,储量 188 万吨 REO,品位 7.9%,莱纳 斯开采 Mt Weld 的稀土之后,将稀土氧化物运至公司位于马来西亚关丹的高级材料 工厂进一步处理,这也是中国以外主要的冶炼分离产能。矿山设计产能 2.5 万吨/年, 2020 年产量 1.46 万吨,公司计划产能利用率不会超过 75%,实际产能利用率处于 高位,公司稀土氧化物年产量从未超过 2 万吨,即便满产也难以提供增量。

(3)缅甸稀土矿是国内重稀土重要来源,2020 年进口量约 2 万吨,高品质矿 山锐减叠加政治因素,产能周期见顶:缅甸拥有丰富的中重稀土资源,但自身技术 实力有限,需要从中国进口硫酸铵等化工原材料进行稀土开采,再将稀土产品出口 至中国进行冶炼分离。由于无序开采,缅甸高品质矿山资源锐减,后续难以持续提 供增量。同时,封关、疫情、政局不稳等因素加剧了缅甸稀土供应的风险。


国外的新项目远期或将放量,但项目多处于前期,短期难以提供增量。国外的 稀土项目也在积极推进,包括格陵兰的 Greenland Minerals(计划产能 2.46 万吨)、 澳大利亚的 Arafura(计划产能 1.34 万吨)以及 Hastings(中重稀土项目)等重要 项目的进展均处于前期,近几年内无法放量。

3 低碳经济充分打开下游磁材市场空间,稀土需求格局重塑

3.1 高性能钕铁硼消耗量提升打开稀土永磁行业增长空间

稀土永磁是稀土下游最重要应用,中国稀土永磁产量在全球占比 90%。在报告 第一节中我们已经指出,稀土永磁材料在我国稀土消费量中占比 42%,稀土永磁材 料不仅是整个稀土领域发展最快、产业规模最大最完整的发展方向,是国防工业领 域不可替代和不可或缺的关键原材料,也是稀土消耗量最大的应用领域,是稀土下 游领域中最重要的应用方向。根据弗若斯特沙利文的数据,2020 年,全球稀土永磁 产量达 21.74 万吨,中国稀土永磁产量达 19.62 万吨,占比为 90.25%;2025 年, 全球稀土永磁产量预计将达到 31.02 万吨,中国稀土永磁产量预计将达到 28.42 万 吨。


高性能钕铁硼是未来打开稀土永磁市场空间的主要产品。稀土永磁的需求结构 中,钕铁硼占比超 99%,按照工艺可分为烧结、粘结、热压,产量占比超 94%的烧 结钕铁硼可进一步分为高性能钕铁硼以及普通性能钕铁硼。高性能钕铁硼 2020 年 全球产量 6.6 万吨,占稀土永磁总产量的 30.5%。

高性能钕铁硼增长潜力大,渗透率快速提升。高性能钕铁硼主要用于风力发电、 节能空调、节能电梯、新能源汽车等领域,根据弗若斯特沙利文的预测,预计 2025 年,全球高性能钕铁硼消耗量将达到 13 万吨,未来 5 年的 CAGR 为 14.4%,渗透 率由 31.0%提升至 42.3%,成为驱动稀土永磁市场空间增长的主要推动力。

双碳经济充分打开市场空间,新能源汽车、风电、变频空调三类需求占高性能 钕铁硼消耗量的 48.8%,有望在 2025 年占比达到 59.6%。高性能钕铁硼凭借其性 能优势,在许多新能源、节能环保领域的应用无法被替代,新能源汽车、风力发电 机、节能变频空调、节能电梯等下游应用的电机对高性能钕铁硼需求较多。根据弗 若斯特沙利文的分析,2020 年新能源汽车、风电、变频空调三类需求占高性能钕铁 硼消耗量的 48.8%,相比 2015 年的 37.6%有大幅提升,并且在双碳背景下,下游 应用的刺激有望使得这一占比在 2025 年达到 59.6%。


稀土磁材的竞争格局方面,国内厂商占据生产规模和原材料优势。2020 年中国 稀土磁材产量占全球的90%,高性能钕铁硼产量占比70%,产量方面占据绝对优势。 烧结钕铁硼实现量产之初,日本与欧美掌控主要产能,日本和美国还掌控着领先的 高性能钕铁硼磁材生产技术。近年来,凭借稀土资源优势和成本优势,产业格局有 所变动,海外较大的烧结钕铁硼企业仅存德国 VAC、日本的日立金属、TDK 以及信 越化学等几家,日本企业主要供应本国的需求,而日本以外的国际市场主要是中国 企业之间在竞争;国内大约 200 家钕铁硼生产商中,大多规模较小、技术水平不先 进、存在未获得专利授权的出口风险,并且大多数厂商只能生产普通性能钕铁硼永磁,目前市场上能够稳定生产高性能钕铁硼磁材的厂商主要有中科三环、宁波韵升、 金力永磁、正海磁材、英洛华以及大地熊,上市公司中生产磁材的主流厂商还有银 河磁体和横店东磁,但两者主要产品均非烧结钕铁硼,银河磁体的主营产品是粘结 钕铁硼,而横店东磁的主营产品是铁氧体永磁。目前全球的钕铁硼永磁材料产业集 中分布在中国与日本,中国钕铁硼永磁材料在全球产业链中的地位与中国在上游稀 土冶炼分离环节的技术优势密不可分。

钕铁硼主要产能转移至国内先后经历了普通钕铁硼和高性能钕铁硼产能转移两 个阶段:

第一阶段,2000 年前后,中低端钕铁硼产能逐渐向中国转移。中低端钕铁硼技 术含量较低,并且专利壁垒不高,随着中国加入 WTO,中国的低成本稀土资源以及 廉价劳动力优势较大,国外主要厂商开始向中国转移中低端产能,在本土依旧专注 于技术壁垒和利润率相对更高的高性能钕铁硼。

第二阶段,2010 年以后,高性能钕铁硼产能也开始向中国转移:

一方面,海外原材料供应收紧,国内稀土整合力度加大,行业发展步入正轨。价 格上,稀土出口价差变大;数量上,出口配额限制了海外钕铁硼厂商的原材料供应, 海外厂商生产钕铁硼犹如无米之炊。


另一方面,国内厂商在专利和技术方面有所进展。国内 8 家龙头厂商获得日立 金属等国外企业的专利授权,叠加稳定、价格合理的稀土原材料供应,国内厂商生 产的高性能钕铁硼在海外市场上极具竞争力。国内厂商还积极进行自主研发,金力 永磁等厂商在晶界渗透等技术上都有了较大突破。

目前,国内的高性能钕铁硼产能主要集中于龙头厂商,并且强者恒强,由于高 性能钕铁硼属于非标产品,接到比较确定的订单之后,厂商才会扩产,产能的扩张 也可以侧面验证下游需求的旺盛。

市场需求、原材料供应、政策法规等因素影响下,中国的稀土永磁行业市场空 间有望充分打开:

市场需求方面,国内的碳中和、碳达峰目标大大提升了下游市场对稀土永磁的 需求。十四五规划中明确提出,中国要在 2030 年前实现碳达峰目标,在 2060 年之 前实现碳中和目标,欧美国家和地区也陆续提出了节能减碳方案。而新能源汽车、 风力发电机、节能空调等家用电器、节能电梯都在逐渐普及,钕铁硼永磁电机效率 提升 10%-15%,节能减排产品对高性能钕铁硼永磁的需求较高,产品渗透率的逐渐 提升也将为稀土永磁需求创造增量。

原材料供应方面,中国丰富的稀土资源能够为稀土永磁厂商提供稳定、价格相 对合理的原料供给。稀土永磁的原料成本主要在于氧化镨钕等稀土氧化物,镨钕在钕铁硼永磁材料中质量占比 30%,而成本占比约为 60%-75%。中国丰富的稀土资源 一方面为国内稀土永磁厂商提供了稳定的供给,另外区位运输优势、规模化生产优 势等都降低了稀土永磁厂商的生产成本。

政策法规推动稀土永磁行业规范发展。2017 年的《新材料产业发展指南》强调, 高性能稀土永磁材料作为重点战略材料,应在高铁永磁电机、稀土永磁节能电机及 伺服电机等领域推广应用。2020 年,江西省印发的《关于促进稀土产业高质量发展 的实施意见》也提出要培育一批稀土深加工企业,加快稀土产业转型升级,促进稀 土永磁产业、永磁电机产业和节能装备产业融合发展。

3.2 低碳需求全面打开,造就新的行业增长曲线

3.2.1 新能源汽车:需求释放的最大驱动力

新能源汽车市场空间广阔,2020 年全球销量达 312 万辆,中国销量达 137 万 辆。根据中汽协的数据,2021 年 1-7 月中国新能源汽车销量达到 147.8 万辆,已超 过2020年全年销量136.7万辆,并且7月单月销量27.1万辆,同比增长超过160%, 创造单月销量记录;同时,1-7 月的新能源汽车渗透率首次突破 10%,新能源汽车 产销量的增长以及不断加速的渗透率都为未来的增长空间创造了良好的基础。


新能源汽车已成为世界各国产业发展战略的重点领域:

(1)中国:根据国务院印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035 年)》, 到 2025 年,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的 20%左右;中国汽车 工程学会编制的《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》则明确,到 2025、2030、2035 年,新能源汽车销量占比分别达到 20%、40%、50%。而根据中汽协的数据,2021 年上半年的新能源汽车销量的渗透率仅为 10%,未来几年新能源汽车的替代空间很 大。

(2)欧洲:供给和补贴的增加推动新能源汽车销售放量。一方面,欧洲各国普 遍提高了新能源汽车的政府补贴额度,以德国为例,补贴逐渐从 2019 年的最高金额 2,000 欧元提高到 9,000 欧元。另一方面,欧洲主要国家相继宣布燃油车禁售时间 表,其中最早的为 2025 年,最晚的也将在 2040 年全面禁售。

(3)美国:2021 年 8 月 5 日,拜登签署行政命令,声明将采取措施推动美国 在清洁汽车和卡车方面的领导地位,目标是新能源汽车在新车和小型卡车中的比例 到 2030 年提高到 50%。

造车新势力加速发展,传统车企纷纷切入新能源汽车赛道。目前的新能源汽车 市场格局方面,特斯拉一骑绝尘,市占率排名第一,根据 EV Sales 的数据,特斯拉 的全球新能源汽车市占率为 16.64%,蔚来、理想、小鹏等中国新能源汽车厂商也占 据一定市场份额。由于各国的限售或禁售燃油车的政策推动,传统车企的生存空间 受到挤压,面对新能源汽车这片蓝海市场,传统车企也纷纷切入新能源汽车赛道。

新能源汽车大多使用永磁同步电机,单车钕铁硼用量增加叠加新能源汽车产业 迅速发展,新能源汽车将成为未来钕铁硼的主要需求方向。作为新能源汽车的三大 核心部件(电池、电控、电机)之一,驱动电机性能直接决定了爬坡、加速、最高速 度等指标,电机主要分为交流异步和永磁同步两种,永磁电机体积小、响应速度快、 高效节能,提升转速保证功率的同时降低 35%的质量,根据工信部数据,97%的新 能源汽车都安装永磁电机。具体到不同的品类,纯电动车的单车钕铁硼用量高于混 动车用量,并且纯电动车将占据越来越高的比例,大体来看,新能源汽车的单车钕 铁硼用量约为 3kg/辆。

新能源汽车将贡献钕铁硼未来主要需求增量。按照每辆新能源汽车钕铁硼用量 3kg/辆,假设未来 5 年中国及全球的新能源汽车的 CAGR 约为 50%左右,预计 2021- 2025 年,中国新能源汽车钕铁硼消耗量分别为
7218/11548/17900/26850/37590 吨, 全球新能源汽车钕铁硼消耗量分别为
15123/23643/36042/53700/76791 吨。

3.2.2 风力发电:碳中和驱动下,需求保持稳定

受碳中和政策推动及补贴退坡带来的风电抢装影响,2020 年国内新增风电并网 装机量增至 71.7GW,同比增长 179%。从新增装机量的变化趋势来看,前些年的新 增量变动与政策关联度较大,政策之所以会收紧,主要是解决弃风和补贴问题,主 要手段是红色预警机制和补贴退坡。长期预警机制下,弃风问题得以遏制,2021 年 H1 的弃风率下降至 3.6%,弃风率稳定下降并且未出现反弹。另一方面,2021 年开 始陆上风电平价上网,补贴退坡驱动着风电抢装,从而实现了 2020 年的新增装机量 高增速,预计 2021 年补贴退坡后,风电新增装机量会有所减少,但仍将保持稳定。


后续的风电装机增量主要是受碳中和背景下的能源结构调整和风电平价上网带 来的经济性推动。政策端方面,碳中和驱动我国能源结构调整,根据《风能北京宣 言》,“十四五”规划期间,要保证年均新增装机 50GW 以上,2025 年后,中国风电 年均新增装机容量应不低于 60GW。经济性方面,补贴退坡后,风电平价上网,以 往靠补贴拉动装机量增长不再可行,风电大规模利用和技术更新降低发电成本,叠 加碳交易经济性成为装机量增长的推动力。

风电机组用到的发电机主要分为永磁直驱电机和双馈电机。风力机转速较低, 普通的双馈发电机必须通过齿轮箱增速才能以额定转速旋转,齿轮箱会降低风力机 效率,易损且保养维护都较困难。永磁直驱电机是专为风力发电设计的低速发电机,磁极对数多达 50-100 对,由于额定转速与磁极对数成反比,因此直驱电机只需要叶 片直接带动的低转速即可实现发电,无需齿轮箱,具备低风速时高效率、低噪音、高 寿命、减小机组体积、降低运行维护成本等诸多优点。

风电对钕铁硼需求的提升,除了来自风电装机量的增加,还与直驱电机对双馈 电机的替代有关。目前直驱电机在风电装机中的渗透率仅为 30%,未来有望逐渐提 升,这也将提升风电对钕铁硼的需求。


风电的钕铁硼新增需求量保持稳定。直驱风机的单机钕铁硼用量为 0.67 吨/MW, 2020 年国内抢装驱动装机量大增,2021 年 H1 新增装机量约 30GW,预计全年新 增装机量约 50GW,后续的新增装机量保持稳定。未来风电对钕铁硼需求增长的动 力可能会来自于直驱风机的渗透率提升,假设渗透率逐渐由 31%上升至 34%,预计 2021-2025 年,中国风电钕铁硼需求量分别为
11525/11986/12538/12985/13314 吨, 全球风电钕铁硼需求量分别为
18344/19078/19957/20670/21193 吨。

3.2.3 变频空调与节能电梯:渗透率提升带来需求放量

能效新国标驱动变频节能空调渗透率大幅提升。2020 年 7 月 1 日开始实施的 《房间空气调节器能效限定值及能效等级》(GB 21455-2019)将变频与定频能效标 准合并,原有的三级定频以及部分能效较差的三级变频和二级单冷定频空调都面临淘汰。根据国家统计局以及产业在线的数据,2020 年国内空调总产量 2.1 亿台,变 频空调产量 0.8 亿台,变频空调渗透率由 2019 年的 32%大幅上升至 40%。


变频空调压缩机大多使用钕铁硼磁钢,变频空调的渗透率大幅上升将驱动对钕 铁硼的需求增长。压缩机是空调的心脏,转速直接影响空调效率,变频空调在常规 空调的结构上增加变频器,控制和调整压缩机转速,使压缩机始终处于最佳转速状 态,提高能效比。变频空调压缩机使用材料分为钕铁硼和铁氧体两种,由于价格相 对低廉,在前几年稀土涨价时期,铁氧体在变频空调中应用更多,但铁氧体压缩机 无法满足新国标的高能效要求。因此,变频空调和钕铁硼永磁变频压缩机渗透率的 提升拉动空调对钕铁硼的需求。

变频空调的单机钕铁硼用量约为 100g/台, 2020 年中国和全球的变频空调产量分别为 8336/9930 万台,假设未来 5 年产量的 年均复合增速分别为 13%和 15%,预计 2021-2025 年中国变频空调钕铁硼需求量 分别为
9836/11312/12669/13936/15051 吨,2021-2025 年全球变频空调钕铁硼需 求量分别为
11966/14179/16448/18668/20909 吨。

应用钕铁硼永磁同步曳引机的节能电梯在新增电梯产量中占比超 80%。节能电 梯技术更新主要有两点,一是电梯拖动系统采用变频技术,二是驱动系统为钕铁硼 永磁同步无齿轮曳引技术。电梯变频技术相对于普通的异步电动机而言可节省 25% 的电能。据中国电梯协会测算,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%。应用钕铁硼的曳引机拥有体积小、损耗低、效率高、低噪音等优点, 已占据市场主流地位,在新增电梯产量中占比超 80%。安装钕铁硼永磁同步曳引机 技术的无机房电梯,电梯在整个建筑能耗将有望控制在 3%左右,平均每台电梯每年 节约 3000-5000 元电费。

新增节能电梯以及存量电梯替换均对钕铁硼有较大需求。根据国家统计局和国 家质检总局的数据,2020 年中国电梯产量 128.8 万台,电梯保有量 786.6 万台。一 方面,电梯用电量较大,节能电梯受益双碳政策已成为目前新增电梯的主流,2020 年政府工作报告提出改造 3.9 万个老旧小区加装电梯创造了一定的增量空间。另一 方面,电梯大约 10 年便需要更换或更新部件,存量电梯存在着较大的替代空间。


节能电梯的单台电梯钕铁硼用量约为 6kg,假设未来 5 年电梯产量的 CAGR 约 为 10%,根据电梯协会测算的节能电梯渗透率约为 85%,假设未来几年内渗透率逐 渐 提 升 , 预 计 2021-2025 年 中 国 节 能 电 梯 钕 铁 硼 需 求 量 分 别 为
7563/8520/9427/10335/10763 吨,2021-2025 年全球节能电梯钕铁硼需求量分别为
10838/12609/14029/15182/16120 吨。

3.2.4 节能之外的需求:传统汽车、工业机器人、消费电子

以新能源汽车、风力发电、节能空调和节能电梯等为代表的节能型产业驱动钕 铁硼需求放量,同时,在节能环保以外,传统汽车、工业机器人、消费电子、机械硬 盘、伺服电机等行业也对钕铁硼有一定的需求。

传统汽车:微特电机和 EPS 的钕铁硼需求仍有增长空间。高性能钕铁硼体积小、 重量轻、转矩高,电动助力转向系统(EPS)、防抱死制动系统(ABS)、汽车油泵、 点火线圈、雷达传感器等汽车重要部件均会使用。EPS 结构精简,比液压转向系统 (HPS)节省 80%燃油消耗、行驶安全性高,在欧美地区 EPS 占比超过 80%,国 内 EPS 目前主要用于中高端车型,目前渗透率不足 50%,未来有较大的提升空间。 此外,升降天线、雨刮、座位调整等部件使用微特电机能增加乘车舒适性,未来的使 用量也将有所提升。


受限于汽车保有量趋于饱和以及各国加速禁售占据产量主流的燃油车,假设未 来 5 年,国内和全球的汽车产量的年均复合增速分别为 1%、2%。由于消费者对汽 车的舒适性和稳定性要求的提升,微特电机和 EPS 的渗透率将有所增加,假设每辆 汽车的微特电机钕铁硼用量为 350g,EPS 的钕铁硼用量为 250g。根据以上设定, 预计 2021-2025 年中国汽车钕铁硼需求量分别为 6160/6687/7091/7436/7720 吨, 2021-2025 年全球汽车钕铁硼需求量分别为
21795/23445/24731/25401/26082 吨。

工业机器人:人工成本上升叠加产业政策和产业升级驱动钕铁硼需求。工业机 器人是实现智能制造的关键设备,主要依靠驱动电机来实现关节活动,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,因此,具有较高可靠 性和稳定性的高性能钕铁硼永磁材料是构建工业机器人的理想材料,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。在我国人工成本上升、 产业政策支持以及产业升级需求旺盛的经济环境下,自动化控制的普及应用也将提 升对钕铁硼永磁材料的需求。

2020 年,中国工业机器人产量为 21 万台,全球产量为 55 万台,假设未来几年 的装机量将以约 20%的速度增长。按照单台钕铁硼用量 20kg 测算,预计 2021-2025 年中国工业机器人钕铁硼需求量分别为
6159/7391/8869/10643/12772 吨,2021- 2025 年全球工业机器人钕铁硼需求量分别为
16314/19250/22715/26804/31628 吨。

消费电子:5G 换机潮带来主要需求增量。钕铁硼永磁材料由于其高磁能积、高 压实密度等优点,符合消费电子产品小型化、轻量化、轻薄化的发展趋势,被广泛应 用于音圈电机(VCM)、手机线性震动马达、摄像头、耳机等诸多消费类电子产品元器件。近年来,以智能手机为代表的消费电子产品发展迅猛,成为行业主要增长点。 随着 5G 换机潮的到来,未来几年智能手机产量会有较大的增长,同时消费者对手 机的轻便性、功能性等要求也会提升高端手机的渗透率,钕铁硼的需求量也会有所 提升。


根据 IDC 的数据,2020 年中国智能手机出货量为 3.37 亿部,全球出货量为 12.63 亿部;假设未来 5 年,中国和全球智能手机出货量的年均复合增速分别为 8%、 5%,单台手机钕铁硼用量设定为 2.5g,预计 2021-2025 年中国智能手机钕铁硼需 求量分别为 951/1046/1124/1186/1222 吨,2021-2025 年全球智能手机钕铁硼需求 量分别为 3401/3605/3767/3918/4074 吨。

3.3 钕铁硼磁材供不应求,稀土需求格局重塑

预计 2025 年全球高性能钕铁硼需求为 19.68 万吨,未来 5 年的 CAGR 为 18.57%。根据上一节对钕铁硼下游需求的分析和测算,预计 2025 年,国内和全球 的高性能钕铁硼需求量分别达到9.84万吨、19.68万吨,5年CAGR分别为16.81%、 18.57%。

氧化镨钕需求测算:如上文所述,碳中和大势下,新能源以及节能环保等相关 产业是驱动未来几年高性能钕铁硼需求增长的主要动力。高性能钕铁硼以外,中低 性能钕铁硼也占据一定的钕铁硼需求,但由于缺乏推动需求增长的动力,这里假定 中低端钕铁硼需求量增速约为 1%。钕铁硼永磁中的元素构成方面,镨和钕占比约 25%-35%,硼铁占比 65%-75%,高性能钕铁硼还会添加 1%或者更少的镝、铽等重 稀土元素,假定氧化镨钕在钕铁硼总质量中占比 32%。根据以上设定,可以估算出 2021-2025 年全球氧化镨钕的需求量分别为 7.20/7.81/8.56/9.45/10.53 万吨。


氧化镨钕供给测算: 首先,当前的稀土供给结构中,44%为国内供应,28%为海外供应,28%为回收 利用,回收利用主要是稀土永磁成品制成过程中的切削回收,比例相对固定,假设 镨钕含量为 27%。其次,根据第二章的分析,国内轻稀土矿会根据供需状况适当增 加指标,假设未来 5 年的 CAGR=7%,假设镨钕含量为 22%。国外稀土矿中,芒廷 帕斯设计产能 4 万吨,基本满产,假设镨钕含量为 18%;莱纳斯涉及产能 2.5 万吨, 目前产能处于高位,假设 2023 年能够实现满产,假设镨钕含量为 22%;缅甸增量 具有不确定性,假设未来 5 年的 CAGR=8%,假设镨钕含量为 15%。根据以上设定, 预计 2021-2025 年,全球氧化镨钕供给分别为
6.66/7.16/7.70/8.24/8.72/9.24 万吨。

新能源需求全面爆发,氧化镨钕供给缺口逐年拉大。根据上文的分析,2020 年 氧化镨钕的供给为 6.66 万吨,需求为 6.72 万吨,供给缺口为 542 吨。预计 2021- 2025 年,供给缺口逐渐拉大,分别为 379/1195/3227/7335/12936 吨。

4 供需重构,本轮行情有望持续更长时间

4.1 复盘历次稀土行情,短期政策扰动供给为主

复盘稀土价格的历史走势,稀土行业近十年走出了四波行情:

第一波行情(2010.10-2011.7):2010 年,中国经济复苏,逆周期调节政策带来 物价普涨,稀土价格上行。这一时期,中国开始下达出口配额,限制稀土出口美日, 国外市场稀土供给开始下降。2011 年 5 月,稀土“国 22 条”出台,提出建立稀土 战略储备制度,设置稀土资源税,稀土供给减少。本轮行情中,氧化镨钕价格由 20.45 万元/吨升至 127.50 万元/吨,上涨幅度高达 523.47%。随着美国芒廷帕斯复产,以 及收储结束、黑稀土死灰复燃等因素共同影响下,稀土供给有所增加,本轮行情结 束。

第二波行情(2013.6-2013.8):本轮行情中,政府开展了为期三个月的稀土打黑 专项行动,打黑减少了稀土供给,氧化镨钕价格由 24.00 万元/吨升至 36.90 万元/ 吨,上涨幅度达 53.75%。打黑专项行动结束之后黑稀土重出江湖,行情结束。

第三波行情(2017.5-2017.9):中国实施两次收储,再次开展打黑专项行动,供 给减少,氧化镨钕价格由 28.80 万元/吨升至 51.00 万元/吨,上涨幅度达 77.08%。 涨价逻辑依然是供给推动,后续缺乏持续的需求拉动,稀土价格大幅下跌。

第四波行情(2019-5-2019.6):缅甸两次禁止出口稀土矿,国内稀土供给下降, 氧化镨钕价格由 26.25 万元/吨升至 37.75 万元/吨,上涨幅度达 43.81%。


总结起来,这四波行情波动幅度较大,但持续时间均较短,最长的一波行情也 不足一年,并且行情基本都是由供给驱动的。首先是政策端出现利好消息,稀土供 给有所下降,市场情绪的带动下,稀土价格快速拉升;但政策的持续性往往较差,例 如国内的打黑整治,基本是短期持续 3 个月左右,治标不治本,专项行动结束后, 黑稀土死灰复燃,黑稀土的价格弹性较大,高企的市场价格使得黑稀土供给快速提 升,并且无序竞争给了购买方压价的机会,稀土价格应声下跌。

自 2020 年 5 月开始,稀土又走出了新的一波行情,与历次行情不同的是,本次 行情持续时间长,行情持续至今已超过一年,行情并非脉冲式短期冲高,而是相对 温和地在小幅波动中逐渐冲高,氧化镨钕价格由 2020 年 5 月最低点的 26.30 万元/ 吨上涨至 2021 年 8 月最高点的 63.25 万元/吨,上涨幅度达 140.49%;2021 年初 至 8 月底,氧化镨、氧化钕、氧化镝、氧化铽价格分别上涨 82.64%、21.08%、33.85%、 8.90%。


4.2 供需格局重塑,需求成为主导稀土市场的关键因素

根据本文第二章、第三章对稀土产业上下游供给和需求的分析,目前稀土行业 的主导力量已经发生根本转变,过往供给主导的局面得以扭转,新能源等需求的大 幅提升成为主要逻辑。

供给端政策多方面发力,供给秩序得以整顿,供给弹性下降。根据前文的分析, 中国是稀土供应的主要地区,海外主要的芒廷帕斯、莱纳斯、缅甸三大主要矿区难 有增量;国内的稀土供给首先受到指标配额的限制,每年分配给六大稀土集团的稀 土开采与冶炼指标比较稳定,政府部门根据稀土的供需情况进行适当的调整,不会出现指标的猛增,供给相对刚性;黑稀土供给富有弹性,但国内的黑稀土供给经过 持续且常态化的打黑行动已经基本消失。

需求端新能源和节能减碳需求激增,稀土开始由需求主导。根据前文的分析, 新能源汽车是未来稀土下游需求中最大的增量,新能源汽车、风电、节能家电等双 碳概念带来了稀土需求的激增,工业机器人、传统汽车、消费电子领域的需求也有 稳定的需求增长。未来几年会出现越来越大的供需缺口,需求成为稀土市场的主导 力量。稀土永磁是稀土应用中最重要的领域,而稀土需求的增长也主要在高性能钕 铁硼稀土永磁,作为一种非标材料,稀土永磁厂商需要根据客户的订单来规划自己 的产能,因此,除了直接测算未来稀土磁材需求增长之外,通过稀土永磁厂商的产 能规划也可以间接验证稀土下游需求的增长情况,而国内主流的稀土永磁厂商在未 来 5 年内均有较大的扩产计划,例如金力永磁的产能规划中,2025 年产能增至 4 万 吨,与当前的 1.5 万吨相比增长 167%。


4.3 稀土产业投资全景图

A 股稀土板块主要的上市公司分为两类:

一类是直接受益稀土价格上涨的稀土资源厂商,这类标的受益稀土价格上涨以 及指标配额增加带来的产量提升,在行业供给整合以及秩序规范进展顺利的背景下, 供给格局对稀土资源厂商较为有利,并且这些厂商一般都拥有稳定的稀土资源供应。

另一类是面向产业链下游需求的稀土永磁材料生厂商,国内稀土永磁厂商拥有 稳定而成本合理的稀土原材料供应,下游客户订单量大,高端磁材厂商基本都已上 市,因此相关标的均受益高性能稀土永磁未来需求的增长。稀土永磁本质上可以看 做加工商,在稀土涨价的背景下,龙头厂商凭借强劲的成本加成能力,一方面能够 抢占更多市场份额,另一方面也能实现营收和利润体量的提升。

5 投资分析

稀土行业供需格局重塑带来行业景气度上升,A 股稀土板块主要上市公司分为两类: 一类是直接受益稀土价格上涨的稀土资源厂商,这类标的受益稀土价格上涨以及指 标配额增加带来的产量提升,在行业供给整合以及秩序规范进展顺利的背景下,供给格 局对稀土资源厂商较为有利,并且这些厂商一般都拥有稳定的稀土资源供应。

另一类是面向产业链下游需求的稀土永磁材料生厂商,国内稀土永磁厂商一方面拥 有稳定而成本合理的稀土原材料供应,一方面也在国内拥有众多下游客户订单,国内的 稀土永磁厂商非常多,但大多数为中低端磁材厂商,高端磁材厂商基本都已上市,因此 相关标的均受益高性能稀土永磁未来需求的增长。稀土永磁本质上可以看做加工商,在 稀土涨价的背景下,龙头厂商凭借强劲的成本加成能力,一方面能够抢占更多市场份额, 另一方面也能实现营收和利润体量的提升。

6 风险提示

稀土磁材下游需求增长不及预期风险;

国内稀土政策波动风险;

海外稀土矿供应大量增 加风险;

国内稀土配额指标大幅增加风险。

(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:【未来智库官网】。

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