电工钢供不应求 制造新能源汽车的电机核心材料是什么？

电工钢，俗称硅钢，是制造新能源汽车电机的核心材料。随着中国、欧洲等地区的新能源汽车销量不断攀升，电动钢市场也开始快速增长。如同近期动力电池、芯片等新能源汽车的重要零部件持续短缺一样，业内近来也开始担心，未来是否有足够的电工钢用于生产新能源汽车电机。IHS Markit咨询公司近期发布报告指出，虽然主要钢铁生产商正在投资数百万美元提高电工钢产能，但新能源汽车市场的快速增长可能导致电工钢供不应求。

制造电机的核心材料

首先要搞清楚，到底电工钢是什么?据了解，电工钢是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁芯。

电工钢可分为取向和无取向两大类。取向电工钢技术门槛最高，其次是高牌号(高硅片)无取向，最后是中低牌号(低硅片)无取向。应用方面，取向电工钢用于变压器行业，产品附加值高但需求总量小。无取向电工钢用于电机行业，量大面广，涉及大型机电(风、水、火、核电机组)、家用电器(冰箱、空调、洗衣机等)、中小型机电、新能源汽车等多个领域。其中，新能源汽车驱动电机使用的是高牌号无取向电工钢，而充电设施则使用取向电工钢。

电工钢在汽车行业究竟有多重要?众所周知，新能源汽车有三大核心部件，驱动电机就是其中之一。电工钢直接用于制造混合动力车和电动汽车的驱动电机，以及许多低功率电机，例如用于电动助力转向、燃油泵的高负载电机，以及用于调整座椅和天窗的短时负载电机。一般而言，平均每辆车大约配备35～45台低功率电机，其中B级车大约配备20台，E级车大约80台。还有一些特殊情况，例如梅赛德斯-奔驰S级轿车配备的电机超过100台。

新能源汽车使用的驱动电机主要有两种，即以特斯拉为代表的交流异步电机和以比亚迪等中国自主品牌为代表的永磁同步电机。其中，永磁同步电机具有高效率、高转矩密度、尺寸小、重量轻等优点。虽然永磁同步电机需要用到稀土资源中的钕铁硼作为永磁材料，成本相对较高，但中国是全球稀土储量最为丰富的国家，因此中国生产的新能源汽车大多数使用永磁同步电机。除了稀土外，电工钢也是永磁同步电机中不可或缺的材料，甚至会占到电机成本的四成左右。

助力汽车产业节能减排

据IHS Markit估算，2020年全球20亿吨钢铁市场中，电工钢仅占1%，但它在汽车和能源行业转型中的重要性与日俱增。

当前，在汽车、能源、工业机电等领域，电工钢的发展正在迎来历史性机遇。一方面，汽车行业的电动化浪潮正在迅猛推进，新能源汽车销量呈现飞速增长趋势，尤其是在中国和欧洲。以中国为例，去年新能源汽车销量达到352万辆，同比增长167%，且中国汽车工业协会预测今年可能进一步增至500万辆。可以预见，新能源汽车领域对于电工钢的需求将快速提升。

另一方面，包括中国在内，很多国家和地区在积极推进“碳达峰”、“碳中和”以及能源绿色转型，鼓励家电、工业电机能效等级提升，未来这些领域对于电工钢的需求同样也在不断增长，甚至可能会与汽车领域争夺电工钢的供应。IHS Markit预计，全球混合动力及电动汽车的驱动电机对于高牌号无取向电工钢的需求量，将从2020年的32万吨增长到2027年的250万吨，到2033年将超过400万吨。

具体到中国市场，“十三五”期间，中国电工钢产能连续5年突破千万吨，其中2020年超过1200万吨。当前，中国是全球最大的电工钢消费大国和生产大国。不过，中国生产的无取向电工钢还是以中低牌号为主，2020年中低牌号无取向电工钢产量约760.2万吨，高牌号无取向电工钢约146.7万吨。

产业集中度及门槛较高

既然需求有望大幅增长，那么电工钢市场规模是否也会迅速扩大?答案可能是否定的，未来电工钢市场的发展与其说是受限于需求，不如说是受限于产能，如同半导体芯片。统计数据显示，2020年全球无取向电工钢产量为1100多万吨，其中，对于汽车行业最重要的高牌号无取向电工钢仅占45.6万吨。

电工钢生产工艺复杂，制造技术严格，企业的生产技术也以专利形式加以保护，有着较高的门槛。目前，在全球范围内，能够供应电工钢，尤其是高级别电工钢产品的企业并不多。根据IHS Markit的统计，目前全球只有10余家企业能够生产高牌号无取向电工钢。该机构指出，目前全球近九成电工钢生产集中在中国、日本、韩国等亚洲地区，并以钢卷的形式出口到其他地区，而全球只有5家厂商真正覆盖了电工钢所有的产品系列，其中4家位于亚洲。

由于技术门槛极高，电工钢长期被全球工业强国垄断，中国近10年也实现了自主研发和产业化突破。电工钢核心技术，特别是高牌号无取向电工钢生产技术掌握在中国的宝钢、首钢，以及日本制铁、日本JFE钢铁、韩国浦项钢铁等少数厂商手中。可以说，对于电工钢而言，车企可以选择的余地并不大。

2021年的一起诉讼让电工钢进一步走进大众的视野。去年10月，日本制铁公开发表声明，称该公司持有的电工钢相关专利遭到侵权，已向东京地方法院提起诉讼，向丰田汽车和中国宝钢索赔。据了解，以丰田为代表的车企长期向日本制铁等日本国内钢铁巨头采购电工钢产品。由于技术门槛高，新能源汽车所需的高牌号无取向电工钢的售价远高于一般钢材产品，钢铁厂商由此获得的利润也更高。自2020年起，丰田在日本国内销售的混合动力车和电动汽车开始部分采用中国宝钢的高牌号无取向电工钢产品，这显然威胁到了日本钢企在国际市场上的地位，由此引发了此次诉讼。

供需矛盾一触即发

随着新能源汽车产业发展，高牌号无取向电工钢市场需求大幅释放，急需扩产。不过，由于大部分企业不具备全流程生产工艺，高端无取向电工钢供给增量十分有限，主要还是依赖现有的几家有实力的厂商。电工钢供给不足的问题在逐渐显现，相关厂商也开始增加产能。

近日，首钢股份披露的投资者关系活动记录表公告称，目前公司新能源汽车用高牌号无取向电工钢、薄规格取向电工钢产量均无法满足市场需求。预计今年6月首钢新能源汽车用无取向电工钢项目投产，将新增新能源汽车用高牌号无取向电工钢产能35万吨。

据了解，丰田在几年前确定了新能源汽车战略布局后，首先找到了日本制铁，希望其增加电工钢产能，但当时在巨亏中挣扎的日本制铁没有接受丰田的增产要求，而后丰田将订单给了宝钢、首钢和浦项钢铁。直到2020年底，缓过气的日本制铁宣布追加100亿日元投资，上线一条新的电工钢生产线，并在2021年投产。

从丰田手中拿下电工钢大单的宝钢近年来也在不断增产。2020年12月，宝钢投资27.2亿元新建的无取向电工钢项目开工建设，这是一条完全面向新能源汽车行业的高等级无取向电工钢专业生产线，计划在2023年初投产。届时，宝钢高牌号无取向电工钢的产能将从40万吨提升至100万吨。

根据金属技术咨询公司的产能统计数据，全球电工钢产能短缺问题将在2023年凸显;如果不加码投资，到2025年，钢铁企业几乎不可能满足市场需求。如果想要在2025年增加产能，钢铁厂商现在必须立刻做出决定，毕竟新建一家工厂通常需要3年左右的时间。IHS Markit指出，未来几年，由于电动汽车将呈现指数级增长，2023年至2025年期间，电工钢将有供不应求的风险，尽管预计产能会增加，但2026年可能仍会出现6.1万吨的结构性短缺。如果没有进一步的重大投资，缺口可能会在2027年急剧上升到35.7万吨，2030年达到92.7万吨。对于那些计划大幅提升新能源汽车销量占比的车企来说，这种短缺将给他们带来较大影响。尤其是捷豹、MINI、沃尔沃、雷克萨斯等计划向纯电动转型的汽车品牌。

不过，对于钢铁厂商来说，汽车行业是一个战略性增长领域。特别是对于特种合金钢来说，汽车领域通常是钢铁企业的一个主要收入来源，这与芯片短缺的情况截然不同。也就是说，如果电工钢供给出现短缺，钢铁厂商可能会优先考虑满足汽车行业的需求。(记者 张冬梅)