非晶合金又称液态金属、金属玻璃非晶合金薄带的主要制造工艺是采用快速冷却技术,每秒106分钟使用合金熔液℃快速冷却速度,形成厚度约0.03mm非晶合金薄带的物理状态是金属原子的无序非晶体排列。由于上述极端生产工艺形成的特殊原子结构,非晶合金具有矫韧性低、磁导率高、电阻率高、耐高温腐蚀、韧性高等优点。非晶合金材料主要用于配电变压器领域。
非晶合金产业链
资料来源:智研咨询整理:
主要原材料成本较高,超过70%,因此原材料价格波动对行业盈利能力影响较大。据国家统计局统计,2021年中国铁矿石产量为9.81亿吨,同比增长13%。
2015-2021年中国铁矿石及铁生产
数据来源:国家统计局、智能研究咨询
非晶合金主要包括铁基、铁镍基、钴基非晶合金和铁基纳米晶合金。其中,铁基非晶合金广泛应用于节能配电变压器;铁镍基非晶合金在能耗和机械强度方面更为优越,用于漏电开关、磁屏蔽等,钴基非晶合金磁导率最高,耐磨性和耐腐蚀性优异,可替代坡莫合金、铁氧体等。;纳米晶合金是目前综合性能最好的软磁性材料,广泛应用于大功率电源开关、逆变电源、高频变压器、共模电感等领域,可替代铁氧体。
非晶合金分类
资料来源:公开资料整理:
20世纪60年代,非晶合金薄带首次在美国和日本实现工业化,国内工业化始于20世纪80年代。配电变压器是非晶合金薄带的主要应用领域。与传统硅钢材料相比,非晶合金的低矫顽力、高磁导率、高电阻率等特点使材料更容易磁化和退磁,可显著降低电磁转换损失。它是中低频领域电能传输的首选材料。非晶合金材料自实验室问世以来只有60年的历史。除了优异的电磁性能外,它还具有优异的机械性能、化学性能和催化性能,在相关领域具有很大的应用潜力。
早期非晶随着非晶带材制造工艺的不断成熟,国内企业逐渐打破日立金属在中国非晶带材市场的垄断地位。随着国产化率的逐步提高,市场供应逐渐增加。2021年,中国非晶带材产量约为10.3万吨,同比增长6%。
2015-2021年中国非晶带材产量
资料来源:智研咨询整理:
非晶合金产品主要为非晶带,经加工制成铁芯。非晶铁芯是生产非晶合金变压器的核心部件,主要用于电力领域。自2015年以来,非晶合金在中国配电网领域发展迅速,2021年中国非晶带市场规模达到14.5亿元左右。
2015-2021年中国非晶带材市场规模
资料来源:智研咨询整理:
配电变压器按铁芯材料类型分为非晶体变压器和硅钢变压器;与硅钢材料相比,非晶体合金材料具有突出的节能环保特点,是制造节能、使用节能、回收节能的全生命周期可循环绿色材料。但目前,硅钢变压器仍主要用于全球电网配电变压器,2021年中国配电变压器市场规模已超过100亿元。
2019-2021年中国配电变压器市场规模
资料来源:智研咨询整理:
中国电力行业主要有两家公司:南方电网和国家电网。变压器的采购主要是通过招标进行的。从变压器招标数量来看,2020年国家电网非晶合金变压器招标比例为15%.南方电网国家电网非晶合金变压器招标占49%.82%,比例略有下降。
近年来,为了应对气候变化的挑战,减少碳排放,实现碳中和的总体目标,以绿色低碳发展理念为驱动,节能减排优势明显的非晶合金材料将迎来良好的发展机遇,随着未来非晶合金材料应用的进一步推广,取代硅钢材料具有广阔的市场空间。
非晶合金变压器占2020年国家电网和南方电网配电变压器招标项目的比例
资料来源:智研咨询整理: