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全球稀土产业现状与趋势:供需失衡下的产业变革

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@小白创作中心

全球稀土产业现状与趋势:供需失衡下的产业变革

引用
1
来源
1.
https://www.moea.gov.tw/MNS/doit/industrytech/IndustryTech.aspx?menu_id=13545&it_id=570

稀土作为重要的战略资源,在全球能源转型和高科技产业发展中扮演着关键角色。本文从供应、需求、价格、政策等多个维度,深入分析了全球稀土产业的现状与未来趋势,揭示了这一关键资源在国际竞争格局中的重要地位。

2024年稀土产业协会(Rare Earth Industry Association, REIA)年会于6月19、20日在日本东京都内的独立行政法人能源与金属矿物资源机构(JOGMEC)总部召开。会上讨论了稀土的供应、需求、价格变化、供应链、政府的角色、各国法规与政策、循环回收以及稀土的重要性等议题。以下针对全球稀土产业现状与趋势进行评析。

稀土供应充足吗?稀土价格将何去何从?

全球永磁类稀土氧化物价格,自2022年2月,因中国风机与电动车补贴陆续到期,攀上史上次高价位后,一路下跌到2024年7月为近期最低点,氧化钕跌幅高达68%,而氧化镝跌幅则达44%,如图1所示。


资料来源:中国稀土行业协会(2024/07)
图1 永磁类稀土氧化物月均价(人民币)变化图

统计自2017~2023年间,全球稀土开采约以年复合成长率(CAGR)17.8%成长,中国开采的年复合成长率约为14.7%,其中2023年开采24万吨稀土氧化物占全球67.9%产量,如图2所示。而非中国家如美国、缅甸、澳大利亚等开采更加积极,力图降低对中国依赖,其年复合成长率更高达27.2%。


资料来源:USGS, Mineral Commodity Summaries 2024
图2 全球稀土氧化物开采年产量变化图


资料来源:国际能源署, IEA (2024/04), 世界汽车工业国际协会, OICA (2024/04)
图3 全球车市与电动车市售比

2023年预估中国提炼生产的稀土类永磁接近30万吨,足够生产约1亿辆电动车(每辆约需3公斤稀土永磁评估),超出全球汽车市场总量(全球车市约7~9千万辆/年)。而2023年实际上全球只挂牌了1,438.5万台的电动车(BEV+PHEV+FCEV),约只占全球车市的15.5%。对比2020年的市售比4.0%、2021年的8.2%、2022年的12.8%,电动车在车市的市售比虽提升,但成长趋势已经大幅下滑,如图3所示。2023年电动车的年成长率约为21%,预估未来几年的年复合成长率(CAGR)恐逐年下滑,不会高於15%。另一方面,使用稀土永磁量较多的风力发电机组市场,预估2023到2028年,年复合成长率(CAGR)约只有9.4%,如图4所示。所以未来几年内,若各国开采稀土的产量持续增长并维持年成长率大于15%,则稀土市场将呈现供过于求的格局。


资料来源:GWEC, GLOBAL WIND REPORT 2024
图4 GWEC推估全球风机新增容量变化图

图5中显示,西方国家的矿场,像美国的MP Materials和澳大利亚的Lynas在2023Q4开始赔钱(营运现金流为负值),而中国厂商,像是中国北方稀土集团和中国稀土集团撑到2024年Q1也开始赔钱了,若各国还是持续增产稀土,供过于求,长久下来西方的稀土矿场因缺少政府长期资助,可能面临倒闭风险,不利供应链多样性。从图6可以看出目前稀土产业的格局,中国生产了全球89%稀土永磁,但只使用了60%的稀土永磁在中国制造产品,而中国消费市场只买了40%产品,意即中国生产的磁铁(全球89%)是中国消费者使用(全球40%)的两倍以上,其余的磁铁和产品以低廉的价格战倾销掠夺他国市场。


资料来源:ILUKA (2024/06)
图5 稀土镝钕金属价格与西方/中国稀土矿场的营运赤字产生


资料来源:ILUKA (2024/06)
图6 中国稀土产业掠夺式的垂直整合体系

政府在创造强大的稀土产业方面发挥什么作用?

为了降低中国过度生产倾销而伤害全球稀土行业,各国政府开始了一系列对策。首先是日本,长期以来关心关键矿物议题,日本的“独立行政法人能源与金属矿物资源机构(JOGMEC)”是全球各国中最为特殊的一个组织。该组织是日本经产省下,主要作为石油、天然气与金属矿产的财务支援,从寻找矿源、探勘、财务支持组公司开采到最后的供应链储备等一条龙服务的日本国营独立行政法人,其功能如图7所示。

在开采营运阶段,会与日本公司合组一个特别公司(Special company, SPC),JOGMEC的持股上限是75%。再以SPC的名义与当地其他投资者,一起投资该矿厂,如图8所示。目前其金属类全球投资的范围如图9所示,其中的稀土类已经进入量产的案例是澳大利亚的Lynas公司,日本的合资公司是JOGMEC与Sojitz(双日)组成,主要生产轻稀土。还在开发中的矿场是非洲的纳米比亚Lofdal计划,有优质的重稀土。

日本在2022年通过的经济安全保障推进法,直到2023年底为止,稀土永磁类的生产、技术补助已经超过250亿日元、非稀土类的矿场开采、矿物提炼等也超过了1千亿日元。


资料来源:JOGMEC (2024/06)
图7 日本JOGMEC公司对矿业的财务参与架构图


资料来源:JOGMEC (2024/06)
图8 日本JOGMEC公司投资矿场架构

资料来源:JOGMEC (2024/06)
图9 日本JOGMEC全球投资范围,包含在澳大利亚投资轻稀土与非洲纳米比亚投资重稀土矿

美国的稀土关键矿物的相关政府支援,显得较为分散。主要分为三种层次:国际贸易政策、商务政策与科技政策三个层面。在国际贸易政策上,美国对中国祭出301条款,课税:电动车100%、锂电池25%、半导体50%、太阳能板50%、关键矿产(不含稀土)25%、(稀土)永磁25%等。商务政策上,包括降低通膨法(Inflation Reduction Act, IRA)中先进能源投资、先进制造生产与购买电动车等提供部分的税金抵扣(Tax Credit)、另外能源部的贷款计划办公室(Loan Programs Office)也延伸到矿产类,包括天然石墨处理、锂与钴的处理以及锂电池循环等产业的贷款担保。国务院则对外推动矿物质安全伙伴关系(Minerals Security Partnership, MSP),目前有14国(澳、加、爱沙尼亚、芬兰、法、德、印度、意、日、挪威、韩、瑞典、英、美)与欧盟,与安哥拉、博茨瓦纳、巴西、刚果、印尼、哈萨克、蒙古、南非、坦桑尼亚、乌干达与新巴威等国讨论。还有国防部对美国稀土产业链(分离、金属化、合金磁铁)的投资。美国进出口银行(Export–Import Bank of the United States)对澳大利亚与巴西的稀土矿签署投资意向书(Letter of Intent)。科技政策上,国防部的Defense Advanced Research Projects Agency(DARPA)与Air Force Research Lab (AFRL)都有相关的稀土、磁铁科技发展计划。能源部依据两党基础设施法(Bipartisan Infrastructure Law)提供超过80亿美元在关键材料研发计划与设施上。内政部的地质调查局(U.S. Geological Survey)也启动了相关的Earth Mapping Resources Initiative (Earth MRI),勘探相关的矿产资源等。

欧盟在2024年通过关键源物料法案(Critical Raw Material Act, CRMA),定义34种关键原物料(矿物),其中17种提升为战略原物料(矿物),并订定2030年需要在欧盟境内开采欧盟用量的10%,提炼处理40%,回收25%,并且依赖单一第三国不超过65%。欧盟底下欧洲创新技术研究所(European Institute of Innovation and Technology, EIT)的EIT RawMaterials在第六届年度原物料高峰会上宣布为欧洲原物料产业的高影响力项目提供1亿欧元的新资金。这笔资金将是对2023-2025年期间已经进行的超过2亿欧元投资的补充,意即德国、法国、意大利三个国家各出1亿欧元资助开设新矿、脱碳和开发未来技术,在当今的地缘政治气候下,降低原物料单一来源的风险。

目前和未来哪些法规和指令将对稀土供应链产生影响?

首先是国际贸易政策,例如美国对中国提出的301条款,对(稀土)永磁课征25%关税。其次是产业补助的部分,像是前面提到的美国的商务政策和科技研发政策都会影响。最后是类似惩罚的条款,目前还不明确,不过像欧盟的2030战略原物料目标(在欧盟境内开采欧盟用量的10%,提炼处理40%,回收25%,并且依赖单一第三国不超过65%),就很有可能转变成没有达到目标的产品,就无法在欧盟销售等的严苛规定。

回收和循环经济策略如何有助于打造有弹性的供应链?

目前的稀土永磁回收,比较多的是回收稀土永磁在加工成特殊形状时切削的下脚料,约可达原来的30%,多数国家因不生产磁铁,所以不会有下脚料。而全球只有非常少数的工厂可以处理从马达拆解的磁铁进行分类与回收。主要的原因在于没有稳定的废弃马达量可以被收集处理,循环经济中的废品回收的通路与足够的数量,将是非常重要的一环,不过目前全球废弃马达被回收的磁铁可能不到1%。

日本公司Suzuki Shokai(铃木商会)在泰国与齐合环保集团、日高洋行一起成立废弃马达回收的日高-齐合金属回收(泰国)有限公司,Hidaka- Chiho Metal Recycling (Thailand) Co., Ltd., (HCMR)。根据其调查稀土永磁的来源种类很多,不论来源是磁碟机、马达或风机、电动车,其磁铁的理论含量一般2~4%的重量比例,不过实际上由全球各地所收集到的磁铁含量大约只有0.54%,其余的材料主要是铁、铜和铝等成分,可能是蒐集到的废弃马达的品项较为集中于重量比例少的机型。回收的马达先利用影像AI辨识该马达是否含有稀土永磁,或是不含稀土的铁氧体永磁,进行初步分类。将含有稀土永磁的大型马达先进行消磁后解体拆解粉碎,中小型的机器则先解体粉碎后再消磁。所收集的稀土永磁再处理成稀土混合物、铁氧体与硼等再循环制作成磁铁。目前每个月从全球蒐集有3,500吨的废弃马达送到泰国处理。由于回收后卖出的价格,必须高于废料入场的成本,但低于从原矿提炼的价格,所以回收业通常有很高的损益平衡点与狭窄的生存价格带,除了考虑运输成本之外,还要考虑电力成本和人工成本,所以目前比较有竞争力的设厂位置,多在东南亚和中国。回收虽有助于供应链的韧性,且对环境友善,但能够稳定营运的操作空间有限,不容易在各国自行完成循环厂的建置。

稀土的重要性在不久的将来会改变吗?

稀土中最高价值的应用为稀土永久磁铁,用在电动车马达、风机等。由于应用场景需要较高的温度150oC,而一般钕铁硼稀土永磁并不耐温,大约只到80oC,所以通常会以晶界扩散的方式,掺杂重稀土的镝与铽。尤其是电动车的磁铁耐温性一般需要140150 oC,但是近来多数马达制造商设计渐渐往低温进行,朝向110~120 oC,甚至只要100 oC的磁铁,这会使得重稀土的需求大幅的降低。另外钕铁硼(Nd2Fe14B)永磁的发明人,佐川真人(Masato Sagawa),目前在大东钢铁担任顾问,正在研发耐温但不含重稀土的钕铁硼(Nd31Dy0Fe68B1)制程。可能未来地壳含量少、开采污染高的重稀土的用量会逐渐减少。而地壳含量高的轻稀土钕、镝,若没有其他新的磁铁技术出现,则应该还是维持一样的需求。

结论

稀土目前价格处于低点,若全球的稀土开采持续维持>15%以上的成长率,而电动车和风机持续维持<15%成长率的预估来看,稀土价格恐怕还未触底。稀土开采提炼厂商已经开始赔钱了,若没有适当的政府力量介入,可能掀起一波破产潮,届时留下来的恐怕又是中国厂商,供应链的分散性疑虑再度浮现。

磁铁下脚料的回收较为常见,但局限於生产磁铁的国家,例如中国与日本,其他国家几乎沒有。从报废马达中取得稀土,则依赖稳定的报废料源、便宜的运输、人力和电力成本来取得不易达到的损益平衡,预估全球只有<1%的马达磁铁被回收。

重稀土未来的需求,因对高温应用的降低以及技术的进展,有可能会越来越少;而轻稀土的镝钕则依旧是在永磁应用中重要的元素。

国家层级的支持至关紧要,从关税保护、商务上的贷款担保、税金抵扣、新工厂或技术开发的财务补助都是对抗中国垄断的方法。最後,可能还必须考虑处罚的方法,例如料源从特定国家进口占比过高者,禁止销售进入市场等措施,才能有助于摆脱对特定国家的依赖。

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