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大型电机越来越普遍,这些电机的生产都离不开稀土。稀土企业为什么被约谈?专业染料

2022-09-06
大型电机越来越普遍,这些电机的生产都离不开稀土。稀土企业为什么被约谈?
3月3日,针对稀土产品市场价格持续上涨、居高不下的情况,工信部稀土办公室约谈了中国稀土集团、北方稀土集团、盛和资源公司等重点稀土企业。稀土企业因为涨价被约谈让舆论感到疑虑,在很多网民看来,中国的稀土就该

3月3日,针对稀土产品市场价格持续上涨、居高不下的情况,工信部稀土办公室约谈了中国稀土集团、北方稀土集团、盛和资源公司等重点稀土企业。稀土企业因为涨价被约谈让舆论感到疑虑,在很多网民看来,中国的稀土就该卖高价乃至于超高价。

当稀土价格好不容易涨上去,有关部门却开始“泼冷水”,这合理吗?还有人质疑,尽管稀土产品性质特殊,但毕竟不是粮食等事关民生的产品,一涨价就被约谈,企业的市场管理还如何存在?

其实,无论是过去的稀土贱卖,还是如今的持续上涨,这背后都是竞争尺度失衡造成的。工信部稀土办公室,之所以对稀土价格如此敏感,和今天稀土企业的现状是分不开的。

价格是怎么开始涨的?

任何一种商品的价格,都不可能摆脱供求关系的影响,稀土也不例外。科学家很早就发现,少量稀土金属单质或化合物添加到某些物质中能显著改变这些物质的性质,这也是稀土元素被称为“工业味精”的由来。稀土元素在工业上的应用十分广泛。

钪被用于航空航天部件用轻质铝-合金,金属卤化物灯和汞蒸气灯中的添加剂,炼油厂中的放射性示踪剂。

航空航天器用铝-钪合金

钇被用于激光器、电视红色荧光粉、高温超导体、微波滤波器,高效荧光灯、火花塞、气罩、钢添加剂和癌症治疗。

钐被用于稀土磁铁、激光发射、微波激射器、核反应堆的控制棒。

铕被用于激光器,汞蒸气灯,荧光灯,核磁共振。

钆、镝、铽都是制作磁致伸缩合金的重要构成,在计算机存储器和声纳中不可缺少。

生活中最常用到的稀土制品是钕、镨、镧,钕做成的强磁铁,其磁性是普通磁铁的数百倍,会用在新能源汽车的电动机中。镨和钕掺杂在玻璃中能制成电焊用的护目镜,这两种稀土元素能有效吸收电焊弧光中的有害波长并降低其亮度,使得站在电焊作业远处都强烈不适的普通人能近距离的操作电焊。镧添加在玻璃中能进一步增加玻璃的折射率,所以高级相机镜头中往往添加了镧。

2014年某家投影公司以稀土光学玻璃为卖点,其中添加了镧

尽管稀土的用途如此广泛,但在很长一段时间里,稀土主要是买方市场,新能源替代的浪潮改变了这一切。几乎所有新能源设施,都依赖高效电机或者高效储能装置。目前,这些产品想要廉价生产都必须要加入稀土。

根据爱尔兰研究与市场公司(这是一个商业咨询公司)的调查,每辆混合动力汽车需要大约10kg储氢合金,其中电池消耗约3kg稀土。此外混合动力电动汽车的驱动马达消耗约白乳胶1到3kg钕铁硼磁性材料。电池电动汽车的驱动马达消耗约5kg至10kg。

按这个比例,生产一辆新能源汽车至少要消耗6-11kg稀土。如今中国每年生产几百万辆新能源汽车,稀土的消耗是一个惊人的数字。

全球经济增长乏力的大背景下,中国新能源汽车却迎来强劲的增长。根据国家统计局的数据,中国新能源汽车的产量在2021年增长了145.6%,增产了200万辆以上,消耗了可观的稀土资源。

此外,风电的建设也要使用数量惊人的稀土。为了充分体现风力发电的优势,大型电机越来越普遍,这些电机的生产都离不开稀土。

工信部、市场监管总局的《电机能效提升计划(2021-2023年)》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。根据华金证券的数据,永磁直驱电机每MW耗用钕铁硼约0.65kg,半直驱电机每MW耗用钕铁硼约0烟度计.13kg。实现这一目标,将消耗大量的稀土资源。

过去稀土的客户主要集中在军民两用工业和光学工业中,应用稀土的绝对数量比较少,同时还要有很强的技术才能用好。新能源行业的蓬勃发展,拉低了稀土的使用门槛,也根本的改变了稀土的消费格局,稀土从此进入卖方市场。

约谈有什么道理?

由于供求关系发生深刻变化,2020年4月以后,稀土价格一飞冲天。根据中国稀土行业协会的数据,稀土价格指数从接近130上涨到400以上,上涨超过200%,考虑到该指数综合了较多的稀土门类,少数种类的稀土价格上涨将更加夸张。

可以说,在今年2月份之前,稀土行情主要是受供需关系影响。后来俄乌冲突升级,乃至于俄罗斯采取了军事行动,全球大宗商品价格产生了比较大的波动。俄罗斯和乌克兰都生产稀土,尤其是2021年俄罗斯多金属公司宣布在远东地区的托姆托尔矿有望成为世界三大稀土矿电流表之一,在一定程度上缓解了伴随着新能源增长带来的稀土焦虑。

托姆托尔矿

事实上,俄乌冲突对稀土生产的影响很小。尽管俄罗斯和乌克兰的稀土储量较大,但生产量少的可怜。不过在大宗商品已经高度期货化、金融化的当下,生产收紧的预期必然转化为踩踏和投机。除了稀土,俄乌参与供应的“锂钴镍”等资源也遭遇疯狂炒作,价格同样迅猛上涨。近期中国青山集团被国际游资逼仓就是最明显的证据。

俄罗斯和乌克兰稀土产量占比相加刚超过1%

在这样的情况下,为了避免稀土相关的国有企业参与金融投机,打乱市场秩序,工信部果断约谈了这些企业。工信部官网明确指出:稀土企业“要加强行业自律”,“不得参与市场炒作和囤积居奇”。3月7日,国家发展改革委副主任胡祖才在新闻发布会上表示:“面对今年复杂严峻的形势”,将“全力做好大宗商品保供稳价工作”。

工信部通知原文

从这个意义上讲,作为大宗商品总政策的一环,收紧稀土价格管控是必然的。然而还是有一个疑问,“锂钴镍”等矿产同样面临着炒作风险,为什么至今相关企业没有被大规模约谈?

鉴于历史上我们有盲目开发稀土资源的惨痛教训,从2009年开始,对稀土开发的监管明显收紧,在开采中实行准许经营制,并且有严格的开采和冶炼限制,稀土领域的恶性竞争得到控制。

中国是稀土生产和供应大国,具有举足轻重的地位,开采的资源又集中在少数企业手中。而企业,哪怕是政策性企业,也有很强的逐利动机。这样的情况下,监管部门对于稀土生产尤其警惕是必然的。如果因为创造了产值,就网开一面放任不管,必然导致这些企业承载的政策名存实亡。

年初央视播放了大型反腐专题片《零容忍》,江苏仪征基层粮站贪腐案和胡怀邦案都令人映像深刻。仪征市粮食局和粮食购销公司,因为当时实际上是一家,监管职能自然难以正确履行。而胡怀邦,因为贪腐和错误的政绩观,导致政策性银行国开行,拒绝给哪怕全额担保的制造业企业贷款,反倒是大举进入房地产,没有体现出一点社会责任来。

反对囤积,也要为技术进步留足空间

分析到这里,我们不难发现很多资源型政策企业,都存在这样的共性问题。各企业之间竞争不足,则容易出现垄断同盟,依靠政策不思进取。市场竞争激烈时,资源型企业业务单一内耗严重,往往爆发严重的价格战,放松环保要求,最终对环境造成无法挽回的破坏。

2010年前后,央视、人民日报和光明日报等中央媒体密集报道内蒙古稀土卖到泥土价的新闻。在那个疯狂的时间点,稀土金属产品甚至有时探底至十几元一公斤的低位,上演了一出亏本卖稀土的闹剧。 这场闹剧背后,是稀土开采地区植被被破坏、水环境中金属离子超标、黄沙漫天、沟壑纵横的惨痛景象。

内蒙古稀土无序开采最严重的白云鄂博地区2006年的卫星照片

因此,资源供给必须同时兼顾产业发展、当地经济发展和环境保护。如果无法兼顾,则资源型政策企业必须把人民的福祉防止第一位。对于石油、天然气等企业而言,就是要保供应而非利润第一。对于稀土这样,中国超越储量占比供应的资源,提高价格则是应有之意。

市场炒作和囤积居奇必须否定,但也不宜为了新能源产业发展,就一味地强调保证供应。美军用417kg稀土可以造一架顶尖的F-35战斗机,而同样的稀土,保守点算也只能生产不到100辆新能源汽车。新能源汽车确实具有较高的利润,但如此疯狂的消耗稀土是否合理也需要打个问号。

引入稀土金属单质或化合物的作用在于改变工程混合物的组成结构,这就是材料科学中反复强调的“结构在很大程度上影响着功能”。石墨和金刚石,组成的元素完全相同,但物理化学性质差异巨大。相反碳化硅晶体的结构与金刚石相似,因此也有很大的硬度和热导率。

金刚石、石墨与碳化硅的晶体结构

现代化学的发展,还不足以让人类随心所欲的改变材料的结构,但已经积累了丰富的经验。对于稀土这样储量并不丰富的资源,新能源产业与军民两用工业相比,关于节约使用的研究还很不够,我们不能持鼓励态度。

2021年,德国企业马勒电机公司研发了一款无磁电机。该电机不需要任何稀土磁铁,且效率高达95%。除了无磁电机,还有一些企业试图研发不需要稀土的热稳定高性能永磁体。

半超导节能电机结构定义

1.定子铁芯为纳晶合金,此合金类似氧化物内电阻无穷大所以没有涡流损耗、铁损和磁滞损耗忽略不计。

2.定子绕组为银铜合金线材或带材外镀13微米厚17种微量金属元素镀膜形成的高频半超导新材料,此定子绕组电流内阻非常非常小。

3.转子上加装了不怕震动且可耐2000℃瞬时高温的永不失磁强磁材料,不会随着此电机使用时间的推移转子磁场强度衰减导致的电机输出功率变小。

4.转子采用超导磁通强磁体,它耐高温、耐震动、抗电流冲击,不需要励磁电源给转子提供励磁电流,所以此电机转子1)没有电流损耗。2)没有二次磁场损耗;3)没有磁滞损耗;5.此电机转子为防止长期高负载运行专门做了热膨胀处理,这样能保证转子跟定子之间的最小间隙,这样大大减小了气隙损耗。

6.半超导节能电机配置了高绝缘性能的陶瓷高精度轴承,这样能保证定子跟转子及基座不会产生轴电流损耗。

7.由于半超导节能电机转子采用了磁场强度非常强的新材料,所以定子绕组通过非常小的运行电流,半超导节能电机动力输出轴就会产生非常大的扭矩,所以此电机更节能。

8.半超导节能电机体积小、重量轻仅是普通电机的1/3和1/5,基本杜绝了普通电机的热损、铁损、铜损、风磨损等综合损耗,故温升低、噪音小,效率比同功率电机大得多,效率值一直稳定在96%以上,75KW以上的可达99%以上的效率值,电机无励磁电流无滑差S,无功损耗非常小,功率因素近似为1。

实际上半超导节能电机就是将世界范围内现役电动机的各项损耗降到了可忽略的最低损耗。

9.还有就是现在世界范围内大规模使用的异步电动机效率曲线都是呈抛物线状,高效区很窄且受外部电压、电流、频率、温度、功率因数、负载率大小等影响高效区一直在波动,异步电动机在以上各项电力指标都在最佳状态其负载率达到80%-90%时效率最高,但是此电动机温度温升也在持续升高具有引起火灾的安全隐患所以设计院为安全起见,设计时直接配置功率大一点的异步电动机避开了此电机的高效区,让此电动机一直运行在低负载率的低效区等因素,所以现在世界范围内大规模使用的异步电动机的耗电量就很多。

半超导节能电机因为应用了以上所述的新材料新技术效率曲线近似为一条水平直线,也就是说半超导节能电机运行的负载率从1%-150%是此电机的效率曲线变化不明显几乎就是一条水平线直线如下图2所示:

10.电机效率高且恒定:在负荷0%~150%变化过程中,效率值都大于0.96,75kW以上电机效率值大于0.99;

11.电机长期运行温升低、噪音小,比传统电机温度低40℃、噪音至少低30分贝,维护简单可用20年。

同时半超导节能电机具有普适性,可以广泛应用在高耗能的工业企业中,且节能率都在30%-80%.此技术在工业节能领域的推广将彻底改变工业企业节能降耗效果不明显,大气环境污染压力逐年增加,工业电力能源消耗增长过快的问题。

在这样的情况下,如果过于平抑稀土价格,不仅有可能造成资源浪费,还将打击技术创新。反过来说,正是由于稀土涨价了,近两年新能源汽车中的稀土回收再利用产业已经得到了初步的发展。

目前来看,新能源产品不使用稀土还不现实,就是稀土供应少了,也会影响行业的发展。但绝不能需要多少,就生产多少,更不能不加限制的廉价供应。必须要利用好这一地底的宝藏,更要为集约化应用技术留出空间。

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