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    戰略性新興產業將從四個方面拉動金屬需求
    河南有色金屬網站 www.joedichiara.com 時間:2022-05-06 15:42 來源:

    國家“十四五”規劃及2035年遠景目標綱要提出:著眼于搶占未來產業發展先機,培育先導性和支柱性產業,推動戰略性新興產業融合化、集群化、生態化發展。一是聚焦新一代信息技術、生物技術、新能源、新材料、高端裝備、新能源汽車、綠色環保以及航空航天、海洋裝備等九大戰略性新興產業,培育新的支柱性產業;二是在類腦智能、量子信息、基因技術、未來網絡、深??仗扉_發、氫能與儲能等前沿科技和產業變革領域,組織實施未來產業孵化與加速計劃,謀劃布局一批未來產業。

    戰略性新興產業的培育和快速發展,將對相關金屬礦產品的需求帶來重大影響。結合國家戰略性新興產業發展規劃,從以下十個方面進行梳理:

    1. 新一代信息技術

    新一代信息技術包括下一代信息網絡產業、信息技術服務、電子核心產業、網絡信息安全產品和服務、人工智能等。其中,網絡設備、集成電路等細分領域加快發展,帶動相關稀有金屬礦種需求快速增長。

    網絡設備:我國5G規?;逃?,5G光纖需求量預計是4G的2~3倍,光纖用四氯化鍺需求量有望井噴;大量運用射頻元件,帶動砷化鎵需求增加。

    集成電路:5G時代刺激通信PCB需求,帶動銅箔需求明顯增加;半導體和集成電路是信息化時代的核心,第一代半導體材料主要是硅、鍺等單質半導體材料,第二代半導體材料主要是二元/三元化合物半導體材料,如砷化鎵、銻化銦等,第三代半導體材料主要包括碳化硅、氮化鎵、氧化鋅、金剛石、氮化鋁等。此外,集成電路普遍含有銅、錫、鎳、鋅、鋁、鉻、鉛,也存在部分銀、鉑系元素貴金屬。集成電路鉭電容器主要涉及鉭金屬。

    量子計算:銣、銫有可能成為量子計算的主要存貯材料。

    2. 生物技術

    生物產業包括:生物醫藥產業、生物醫學工程產業、生物農業產業、生物制造產業、生物質能產業。用作生物材料的金屬材料,主要有不銹鋼、鈦及鈦合金、鈷基合金、鎳鈦形狀記憶合金、貴金屬等。

    3. 新能源

    新能源產業包括:核電、風能、太陽能、智能電網、其他新能源等產業。能源結構轉換,尤其是風電和太陽能的快速發展,將帶動相關金屬礦種需求快速增長。

    核能:核燃料金屬包括鈾、釷、钚、氘。核電常用的關鍵材料主要包括碳(錳)鋼、低合金鋼、不銹鋼、鋯合金、鈦鋁合金和鎳基合金等,涉及的關鍵金屬品種包括:鈹、鋰、鋯等。

    風能:風電重點金屬包括鋁、銅、鉬、鎳、鋅,風機中原料增量較快的金屬資源包括稀土鏑鋱、稀土鐠釹、鋅、鉬、鎳、銅、鉻。

    太陽能:光伏電池及組件包括晶體硅、柔性砷化鎵、硅基薄膜、碲化鎘、銅銦鎵硒、鈣鈦礦等。光伏重點金屬包括銅、鋁、銀、硅、鋼鐵,增幅較快的金屬品種包括銦、鎵、銀、硅、銅、鋁。

    4. 新材料

    新材料產業是其他戰略性新興產業的基礎性和先導性產業,與各大戰略新興產業相對應的新材料不再重復論述。此外,還涉及前沿新材料,如石墨烯材料、3D打印材料、超導材料等。這些領域短期用量大幅增長的機會不大,未來有很大的發展潛力,但也有很大不確定性。

    石墨烯材料被認為是一種未來革命性的材料,在能源、生物醫學、材料學等方面有很大的應用潛力,主要礦產為石墨,但目前仍未找到可能大規模放量的市場。

    3D打印未來具備規?;l展的潛力,但主流觀點認為,未來3D打印仍將是傳統制造工藝的補充。金屬3D打印主要用在航空航天設備制造、醫療定制、模具等領域,涉及的金屬粉末材料主要有純鈦及鈦合金、鋁合金、鎳基合金、鈷鉻合金、銅基合金等。

    超導材料未來在磁體、電力電纜、高科技等領域有很大的應用潛力,但大規模應用也有待技術的持續進步。該領域涉及金屬品種達28中,最優的金屬有鈮、鉛、鋰、鉭、鋅、鋁等。

    5. 新能源汽車

    新能源汽車對傳統燃油車的替代,正帶來全球最為重大的技術和產業變革,并拉動相關金屬品質實現數十倍的增長。

    新能源汽車的核心是動力電池、電機及電控系統。動力電池以三元鋰電池及磷酸鐵鋰電池為主,其正負極材料主要涉及的核心資源品種有鋰、鈷、鎳、石墨等,這些品種受益最為顯著;同時,錳、鋁、銅、螢石等消費也受到顯著拉動。

    電機以永磁同步電機為主,釹鐵硼磁體涉及的核心金屬品種是稀土等。

    同時,新能源汽車朝著智能化方向快速發展,將拉動傳感器、芯片的大規模應用,主要涉及鎵、銦、鍺、硅等品種。

    6. 氫能和儲能

    氫能和儲能未來擁有巨大的應用潛力,但目前市場仍有待培育。其中,儲能的需求隨著新能源的快速發展正迎來快速增長,氫能的市場仍有待逐步培育。

    氫燃料電池車未來在長途客運貨運及特種車等領域有很大應用潛力,但當前受制于成本因素,市場推廣存在較大難度。涉及的核心金屬品種是鉑族元素(鉑、鈀、釕等)。氫能存儲中,金屬儲氫是重要的可選方案,其單位體積儲氫量可達到甚至超過液態氫的水平。涉及的核心金屬材料有鈦合金、鎂合金、稀土等。

    鋰電池在儲能領域最具優勢的是低成本的磷酸鐵鋰電池,其大規模應用將主要拉動鋰的消費,同時受益的還有磷、錳等。

    鈉電池在儲能及低端動力領域有較大應用潛力,其主流正極材料為普魯士白,并朝著高錳普魯士白的方向發展,利好錳的消費;負極主要采用硬碳。

    釩液流電池也是工業儲能的備選技術方案,如能大規模推廣,將顯著利好釩的消費。

    7. 綠色環保

    綠色環保領域涉及的金屬需求相對較少,比較突出的兩個領域是LED節能燈和汽車尾氣凈化器。

    LED節能燈等高效照明產品是照明燈具發展的大趨勢,其中的關鍵材料是化合物半導體微結構材料,即“MO源”,涉及的主要金屬品種為鎵、銦等。

    全球汽車排放標準不斷提升,利好尾氣凈化催化劑的應用,涉及的核心金屬品種是鉑和鈀,但未來零排放的純電動車的大規模推廣應用,會對其市場應用形成一定壓制。

    8. 高端裝備

    智能制造裝備將采用大量的力敏、熱敏、光敏、磁敏、射線敏等傳感器,其中,半導體傳感器最為常見,主要涉及銦、鍺、鎵等稀有金屬。因此,這些品種將顯著受益于智能制造的大規模推廣。機加工硬質合金的市場增長總體相對平穩,主要涉及的金屬是鎢,其次有鈷、鉬等。

    軌道交通裝備主要涉及軌道和軸承特種鋼、永磁電機相關材料。在未來全球高鐵建設提速的背景下,有望顯著拉動相關資源需求,涉及的重點金屬品種有鉻、鎳、鉬、稀土等。

    9. 航空航天

    航空領域飛機制造是國內快速增長的新興產業。飛機用料中,鋁合金材料占50%~70%(包括鋁鋰合金),鎂合金占5%~10%左右;同時,鈦合金的比重也在不斷加大,尤其是用在需要耐高溫的超音速噴氣式飛機上。在飛機發動機領域,主要采用耐高溫的錸、鎳鎢鉬等合金材料。此外,還有添加多種稀有元素的高強鋼??傮w而言,隨著國內飛機制造業的發展,鋁、鎂、鈦等受益最顯著,其次是鎳、鎢、鉬、鈮、鋰、稀土等。

    我國航天事業不斷蓬勃發展。更能耐高溫、抗輻射的鈦合金,成為火箭、導彈及宇宙飛船等的結構、容器等方面的主要制造材料。高精度要求的零部件和結構件對金屬鈹和鈹鋁合金的需求也會增加。衛星相關的結構材料,主要涉及鈦、錸、鎢、鉬等。宇宙飛船的離子推進發動機主要采用銫、銣。

    10. 海洋裝備

    建設海洋強國,是中國特色社會主義事業的重要組成部分。海洋裝備則是海洋強國戰略的重要支點。

    就海洋裝備而言,鈦金屬質輕、高強、耐蝕,特別對鹽水或海水和海洋大氣環境的侵蝕有免疫能力,是優質輕型結構材料,被稱為“海洋金屬”。

    此外,大型艦艇尤其是航空母艦對合金耐沖鋼材的需求巨大。在該類材料中,高密度的鎢元素是最主要的也是最難突破的技術之一,航母甲板合金鋼板的鎢元素含量超過30%。

    綜合上述分析,戰略性新興產業領域對有關金屬需求造成重大影響的可大致歸為四個方面:

    一,新能源汽車動力電池及儲能電池領域的增量空間巨大,有望導致鋰、鈷、鎳、石墨、錳、稀土、磷等需求的劇增,同時拉動鋁、銅、螢石等品種的增長,還可能刺激釩的消費;未來隨著氫能產業的不斷培育,有望拉動鉑族元素(鉑\鈀等)、鈦、鎂、稀土等需求的增長。

    二,新能源在能源中的占比不斷提升,使得核能用鋯、鈹、鋰,太陽能用硅、鎵、銦、碲、銀等,風能用稀土、鉬等的需求有望迎來快速增長。

    三,芯片和半導體領域的高端發展,帶動鎵、銦、鍺、錫、硅、鉭等稀有金屬需求的大幅增長,量子計算、離子推進發動機等尖端科學領域有望帶動銣、銫需求的大幅增長。

    四,航空航天、海洋裝備、醫療器械及其他高端裝備領域對結構材料提出了更高要求,從而利好鈦、錸、鈹、鋁、鎂、鎢、鉬、鈮等金屬及合金材料的需求。


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