非晶产业最新消息 (非晶行业经济环境)

非晶材料有前途吗,非晶行业经济环境

一、 非晶合金

非晶态合金指内部原子排列不存在长程有序的金属和合金。传统金属或合金都具有规律的晶态结构,而非晶合金则打破了原有规律的晶态结构,在急速冷却状态下,呈现出长程无序结构,在结构上与我们常见的液体非常相似。铁基非晶合金被广泛应用于变压器,其铁损率是传统硅钢材料的五分之一,其代替传统硅钢做配电变压器可节能60—70%,是当之无愧的节能材料,在工艺流程方面,非晶工艺的制备流程也比硅钢制备工艺流程缩短很多,大大降低了制备的成本。

非晶合金带材可分为铁基、铁镍基和钴基非晶。铁基非晶合金主要要元素是铁、硅、硼、碳、磷等;铁镍基非晶合金主要由铁、镍、硅、硼、磷等组成钴基非晶合金:由钴和硅、硼等组成。非晶合金带材主要用于替代变压器铁芯材料(硅钢、铁氧体),应用领域包括大功率中、高频变压器、逆变电源变压器、大功率开关电源变压器。

铁基非晶合金是由80%Fe及20%Si,B类金属元素所构成,它具有高饱和磁感应强度(1.54T),磁导率、激磁电流和铁损等各方面都优于硅钢片的特点,特别是铁损低(为取向硅钢片的1/3-1/5),代替硅钢做配电变压器可节能60-70%。铁基非晶合金的带材厚度为0.03mm左右,广泛应用于配电变压器、大功率开关电源、脉冲变压器、磁放大器、中频变压器及逆变器铁芯, 适合于10kHz 以下频率使用

钴基非晶合金的磁通密度和磁导率高,热稳定性好,同时还具有较高的耐磨性和耐蚀性,是一种性能优良的磁头材料。由于其没有晶界 ,所以用其制成的磁头可避免尖部脱落,磁头与磁带的摩擦噪音也比一般磁头小,音响效果好,且使用寿命长。

上世纪八十年*开代**始,我国将非晶带材的研发工作列为重点,钢铁研究总院的研究人员经过多年的攻关,填补了技术空白、实现了从无到有的突破。进入新世纪后,非晶的发展步伐加快,百吨级千吨级万吨级生产线逐步落成,涌现出了一批优秀的非晶制造企业。为满足我国电力系统发展和节能减排对非晶合金材料及制品的需求,国家成立了非晶节能材料产业技术创新战略联盟。

二、 非晶合金全球发展现状

美国霍尼韦尔公司的非晶技术曾占据世界领先地位。为了研发、生产出高饱和磁感、低损耗的铁基非晶态合金材料,用以替代硅钢制造配电变压器的材料,该公司先后投入大量的人力、物力和财力,以研发能实现工业化大生产的熔体快淬工艺技术(平板流)及合金材料。此外,霍尼韦尔公司在2001年至2013年之间提交了一些相关专利申请。从专利申请量来看,该公司近几年在非晶方面开展的研究并非该领域研发热点,而是把更多的精力投入到了非晶的变压器应用方面。

日本的日立金属公司于2003年以5000万美元收购了美国霍尼韦尔公司的非晶事业部,此后,该公司继续研发配电变压器铁芯用的非晶态合金材料。目前,日立公司正计划再投资4200万美元,把非晶态合金材料的生产能力在2006年就达到了6万吨, 2010 年其非晶带材年产能已达到10万吨。据了解,日本日立公司已成为非晶态合金材料和纳米晶软磁合金材料研发、生产和应用的世界知名公司。从日立公司在2001年至2013年之间的专利申请量可以看出,该公司在非晶方面的研究一直非常活跃,同时,也积极投入到非晶变压器的应用研究。日立金属公司在非晶合金领域目前是处于绝对垄断的地位。在下游应用方面,日本目前只有日立产机1家生产非晶变压器。日本国家有规定,对独家经营会限制采购量,因此日本每年投放市场的非晶变压器量占配电总数的10%。

日本的NEC公司作为一家跨国信息技术公司,是非晶领域的后起之秀。NEC公司不仅积极开发新型的非晶材料,还不断地在变压器领域进行研发,这从NEC公司在2001年至2013年之间的专利申请量可以看出来。

韩国POSCO公司作为有一定历史的钢铁企业,除了进行传统的钢铁相关技术研究之外,还积极开发新的合金材料。从POSCO公司在2001年至2013年之间的专利申请量可以看出,该公司正努力开展非晶方面的研究,尤其是在非晶合金的组分方面已经展开专利布局。

三、 我国非晶合金行业发展概况

2005年之前,整个中国市场的非晶材料、非晶铁心以及非晶变压器还完全依赖进口。因为从非晶合金诞生后的半个世纪里,生产非晶合金的核心技术一直被其他国家掌握,我们还没完全掌握这一项核心技术。现如今,中国非晶产业取得了非凡成果——我国首条万吨级非晶带材生产线,也是全世界第二条万吨级带材生产线,完全靠我们国家自主研发。

非晶合金主要应用领域:非晶合金的最大应用还是在软磁材料上,由于铁基非晶合金软磁性能非常好,所以在变压器、电机上应用得比较成熟。钴基非晶目前在军事方面可以用非晶做穿甲弹。民用方面,非晶合金较多用于手机电子产品的外壳,看上去非常有金属光泽、时尚。在航空、汽车零件上也能见到非晶合金的身影。中国目前非晶合金年产能超过30万吨,至少有6家企业能够生产出配电用非晶带材。

【非晶带材市场】:根据非晶中国的统计数据,2018 年,国内非晶带材产量再次突破了10万吨,目前在国内的8家非晶宽带带材(100mm以上)生产企业中,青岛云路、安泰科技、中岳非晶、兆晶科技为产量超过万吨的生产厂家。

非晶合金变压器是配电网节能降耗的关键设备。变压器损耗约占配电网损耗30%-60%,其中空载损耗约占变压器总损耗的50%-80%。非晶合金变压器比传统硅钢变压空载损耗下降约80%;配电网*特中**别是农网中很多变压器的负载率低于20%,因此使用非晶合金变压器节能效果显着,是配电网节能降耗的首选设备。

从非晶合金的市场规模来看,2017年非晶变压器市场规模约17亿元,预计未来10年非晶合金变压器市场容量约1600亿元,每年大约在100亿元以上。目前每年新增配电变压器中非晶变压器约占5%。预计未来十年新增配电变压器约26.3亿kVA,如果其中30%采用非晶变压器,则容量达到7.9亿KVA;此外加上风电、光伏用非晶变压器,预计未来十年非晶变压器市场规模约1600亿元。

虽然最近几年非晶带材国产化量产取得成功,电网企业节能减排加速推进,非晶变压器行业或呈爆发式增长。此前国网没有大力推广非晶合金变压器,也是考虑到上游原材料供给不足问题,以及行业垄断利润被外资企业获取。目前安泰科技、青岛云路非晶带材量产取得成功,这两家行业排名前两位的企业产能合计预计在5万吨以上,打破日立金属的垄断地位。 随着产能的释放,预计非晶变压器成本将进一步下降。此外电网企业节能减排压力大,电网企业积极推行节能变压器和替换高能耗变压器,预计非晶变压器行业增长趋势会持续。非晶产品的节能优势得到了用户的广泛认同,由此带动了大量闲置资金的盲目追捧, 非晶带材、铁心、变压器项目 大量涌现,市场竞争越演越烈,直接大幅影响了从事非晶相关行业的销量和利润,并同时造成行业内企业的应收账款额度和坏账风险的双重增加。比如行业内从事非晶合金变压器铁芯的企业——中机非晶,根据其2019年上半年年报披露:该企业根据业绩和近年持续的市场跟踪,经过严谨和慎重的分析,认为非晶变压器铁心市场的供应过剩和需求减少情况已经出现,将在今后的几年内持续萎缩,市场需求和产品价格会不断下滑。另外中机非晶所处非晶带材、铁心、变压器的产业链中,上游带材厂家和部分下游变压器(下游非晶变压器厂家预计在300家以上)厂家计划或正在实施铁心自行制造,这对中游铁心厂家造成的挤压又是极大的关键不利因素。

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四、 非晶合金材料产业链情况

在非晶材料产业链中,主要包括四个环节:首先是上游的非晶合金带材,其主要原材料包括铁、硼、硅等;然后是非晶合金铁芯,是由非晶带材通过剪切、叠装、固定成型及磁场热处理等几个环节制成;然后是产业链的核心即非晶合金变压器,其制造涉及到五大关键技术:变压器内核受力结构的设计、设计合理匹配的绝缘系统、抗短路能力、噪声控制技术及产品装配技术;最后是终端用户,包括电网用户及工业用户。

(一) 非晶带材

在非晶带材领域中,从技术难度、工艺复杂性等方面来看,非晶合金带材>非晶合金铁芯>非晶合金变压器。非晶带材由于具备极高的技术门槛,在全球范围内只有日本的日立、国内的安泰科技、青岛云路、浙江兆晶、中岳非晶等少数几家公司。

(二) 非晶合金变压器

非晶合金变压器主要分为铁芯、电磁线、变压器油和钢材。其中,铁芯占成本大约 50%左右,变压器油占5%,电磁线占35%,钢材占5%,但其仍具备较高的技术门槛。目前,非晶合金铁芯及非晶合金变压器的制造技术和能力已经日趋成熟;终端用户中尤其是电网用户出于节能等经济效益和社会效应的考虑,推广非晶合金变压器的动力较强,需求已经不成问题。非晶变压器领域主要的企业包括:上海执行电气、北京科锐、中兆培基等。

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五、 行业内主要企业

铁基非晶合金带材,主要应用于输配电、电力电子、新能源、交通、航空航天、医疗、消费电子和工业电源等领域。目前国内主要企业包括中国钢研科技集团有限公司下属的上市公司安泰科技(非晶合金业务主要由安泰南瑞承担)、浙江兆晶电气科技有限公司北、河南中岳非晶新型材料股份有限公司、京中机联供非晶科技股份有限公司、青岛云路先进材料技术有限公司、中兆培基(北京)电气有限公司、北京科锐配电自动化股份有限公司、上海置信电气股份有限公司等(还有一家位于佛山的企业—中研非晶,该企业2016年60%收入来自于电力用的非晶铁心,30%收入来自于电子用的非晶铁心;2017年40%收入来自于电力用的非晶铁心,近60%收入来自于电子用的非晶铁心,说明电力用非晶铁心业务也受到了来自上游非晶带材厂商和下游非晶变压器厂商的双重挤压,生产空间进一步被压榨,基本上今后的发展要转向电子用非晶铁心, 其所用非晶带材基本上都是从青岛云路和浙江兆晶采购 )。

(一) 安泰南瑞

2014年,安泰南瑞非晶科技有限责任公司(简称“安泰南瑞”)与上海置信电气股份有限公司合资成立天津置信安瑞电气有限公司。2016年安泰南瑞非晶科技有限责任公司非晶带材产能达到6万吨。根据公开资料, 安泰南瑞2018年营业收入2.45亿元,净利润-2.9亿元。

(二) 青岛云路

截止2017年年底,青岛云路已累计申请专利147项,用8年时间达到了国际同等水平,打破了国外非晶带材垄断市场的局面,非晶带材累计年产已达5万吨,国内年平均市场份额达40%,2017年,先进材料产值大约在6亿元。

(三) 兆晶科技

成立于2018年3月,位于浙江宁波慈溪市高新区,公司占地面积110亩,建筑面积66000余平方米,总投资近4亿元,目前,公司员工总人数500余人,已相继建成6条万吨级生产线, 非晶纳米晶合金带材年生产能力达5万余吨 ,产品规格已做到行业内非晶纳米晶宽带全覆盖。致力于铁基非晶纳米晶合金带材及非晶变压器铁芯、C型铁芯、非晶电机铁芯和磁粉芯的研发、生产与销售。

(四) 中岳非晶

从事非晶及纳米晶带材、铁芯生产销售的企业。公司收入来源主要为销售非晶带材、非晶合金铁芯及纳米晶带材、铁芯、器件等产品。目前主要客户为特变电工、许继电气、森源电气、平高电气等变压器生产企业,2018年年报中披露:中岳非晶未来的客户群体将会产生以下变化:一是以非晶带材为主的配电领域客户,主要以“许继电气、平高电气、森源电气、特变电工等变压 器生产企业为主,产业链主要服务于国家电网、南方电网等企业;二是以纳米晶带材为主,主要与国际知名手机开发商的直接供应商合作,在 3C 电子产品的无线充电领域向手机开发商提供无线充电用软磁材料及制品、设计方案。

该企业2017年和2018年收入分别为18707万元(非晶带材占比30%,非晶铁心占比51%)、18711万元(非晶带材占比44%,非晶铁心占比46%),毛利率分别为20.9%和22.25%,净利润分别为1263万元和1437万元,经营性现金流分别为1499万元和-3745万元。

(五) 中机联供非晶

主要业务是非晶变压器铁芯,由于最近几年非晶铁芯行业竞争加剧,再加上受制于上游非晶带材和下游非晶变压器行业的两头挤压,基本上已经没有生存空间,据其2018年年报披露,2018 年 8 月, 中机非晶调整经营发展战略,决定逐渐减少非晶合金变压器铁心生产和销售业务,在继续提供非晶产业相关技术支持与咨询服务的同时,寻找适合公司经营发展的项目进行研发与开展,公司及子公司妥善安置了涉及的原非晶铁心生产业务关联人员、相关生产设备按照参照净值进行了处置

(六) 中兆培基

国内专业从事非晶合金变压器研发、生产和销售企业,公司位于北京市顺义区马坡镇北京非晶科技产业园,注册资本5000万元人民币,生产基地面积26000平方米,年生产非晶合晶变压器500万KVA,生产能力居国内前三名。根据公开资料来看,中兆培基应该没有生产非晶带材,主要的产品还是在非晶变压器领域。

(七) 北京科锐(002350)

1988 年创建于中国电力科学研究院,从事配电设备研发与制造、电力物业服务、分布式光伏、能源综合利用及配售电业务。北京科锐是国家火炬计划重点高新技术企业、北京市高新技术企业、海淀区优秀新技术企业、中关村科技园区海淀园百强企业。据其2018年年报显示:北京科锐作为主要完成单位的“国产非晶带材在电力系统中的应用开发及工程化”项目,荣获2018年度国家科学技术进步奖二等奖,该项目基于完全自主知识产权建成了我国首条、世界上第二家万吨级铁基非晶带材生产线,彻底打破国外的技术*锁封**和市场垄断,并基于国产非晶带材形成了国际先进、国内领先的非晶配电变压器和非晶电机产业化技术。 (注:“国产非晶带材在电力系统中的应用开发及工程化”项目是 安泰科技联合北京中机联供非晶科技股份有限公司、中兆培基(北京)电气有限公司、沈阳变压器研究院股份有限公司、北京科锐配电自动化股份有限公司、吴江变压器有限公司、明珠电气股份有限公司 ,围绕国产非晶带材在电力系统中的应用开发。经过两年的工作开展,项目组已建成了生产能力为 4万吨/年 的国产非晶配电变压器铁芯生产线和 6万台/年 的国产非晶配电变压器生产线并投入生产,生产出质量达到国际先进水平的非晶配电变压器铁芯和配电变压器;完成了17类不同型号(10-2000KVA)非晶配电变压器铁芯和非晶配电变压器产品的开发,变压器空载损耗和噪声等性能指标优于国家相关行业标准。项目生产制造并累积实现挂网运行的非晶配电变压器超过5万台,产品进入了国际市场,经济效益和社会效益突出)

从北京科锐的年报来看,科锐在非晶带材领域基本上没有布局,只是参与了非晶变压器的国产化,非晶变压器每年的销量无法获得相关数据,年报中也没有披露。

(八) 置信电气

主要从事电气及新材料设备、电力运维业务、低碳节能与工程服务相关的研发、生产、销售和技术服务。电气及新材料设备包括 35kV 及以下非晶变及硅钢变产品线、非晶铁心、消弧线圈、线路复合绝缘子、复合绝缘杆塔、复合绝缘套管等。 置信电气是国内最大的专业化非晶变生产商 ,是国内电网雷电监测与防护领域的行业龙头,是沪深两市第一家涉足碳资产管理业务并且业务链完整的上市公司。从2018年配电网招标数据来看,置信电气的非晶变压器在整个国家电网招标中占比为20.79% 。 置信电气主要产品是非晶变压器和非晶铁心,没有介入非晶带材领域。

六、 初步结论

从以上分析以及网络上的公开材料来看,在非晶带材领域,我国非晶、超微晶合金生产技术发展很快,带材宽度在50mm以下带材生产技术已经成熟,国内有几十家厂家可以生产,产能严重过剩;但宽度在50mm以上到100mm的领域,国内具备量产能力的预计生产厂家不会超过3家,而应用于非晶合金变压器铁芯的,宽度在142mm- 170mm-213mm。在非晶变压器所用的非晶带材领域,除了从日立金属、美国等企业进口外,国内供应商基本上就三家:安泰南瑞、青岛云路、兆晶科技(三家的非晶带材产能预计在20万吨左右)。

非晶这个领域,主要应用市场还是在变压器领域,在非晶变压器所需带材领域的主要供应商是安泰南瑞、青岛云路、兆晶科技三家,而且这三家的产能都在5万吨以上,基本上垄断了国内市场,新进入的企业,除了需要上亿元的投入(甚者5亿元以上的投入,才能有规模效应),还要有人才和技术方面的积累(产能万吨以上对于产品的良品率要求极高,良品率地肯定是无法获得市场认可的,只是在小批量的百吨上的良品率不代表在万吨产能上也可以达到高的良品率),另外还要在市场开拓方面投入较多的精力。综合以上分析,我们认为如果没有很深的行业经验和资金实力,不建议盲目在这个领域做大规模投入