1 稀土发光材料主要应用
稀土发光材料的应用会给光源带来环保节能、色彩显色性能好及长寿命的作用,有利于推动照明显示领域产品的更新换代。因此,稀土发光材料一经发明,就被迅速应用于彩色电视机显像管( CRT )和荧光灯生产之中,我国稀土发光材料行业的产业应用同样肇始于上述两个领域。目前,我国稀土发光材料行业紧跟国际稀土发光材料研发和应用的发展潮流,与下游产业之间建立了良好的市场互动机制,成为节能照明和电子信息产业发展过程中不可或缺的基础材料。 除上述领域外,稀土发光材料还被广泛应用于促进植物生长、紫外消毒、医疗保健、夜光显示和模拟自然光的全光谱光源等特种光源和器材的生产, 应用领域不断得到拓展。
从下游产业的稀土发光材料消费结构来看,节能照明为稀土发光材料的主要应用领域。 2009 年,我国节能荧光灯(以下简称“节能灯”)用稀土发光材料销量 6,160 吨,占稀土发光材料行业总销量的 74.13% ;在显示器领域,随着 LCD 、 PDP 等平板显示屏的推广普及,近年来传统 CRT 市场萎缩, CRT 用稀土发光材料市场需求占行业总需求的比例相应减少,平板显示用稀土发光材料的市场需求逐年上升,显示器用稀土发光材料在平板显示应用领域的市场前景非常广阔。 2 我国稀土发光材料市场需求分析 2.1 节能灯照明领域的市场需求变动状况 2.1.1 节能灯取代白炽灯、卤粉灯趋势明显
鉴于节能灯在光效、寿命等方面的卓越性能,在全球应对气候变化和能源紧缺的背景下,近年来全球多个国家或地区先后推出了禁止使用白炽灯、推广使用节能灯计划。从全球范围看,节能灯取代白炽灯的发展趋势不可逆转。 国家或 地区 美国 的白炽灯。 加拿大 白炽灯淘汰计划 2007 年 12 月 1 8 日通过美国能源法案,从 2012 年 1 月至 2014 年 1 月逐步禁止销售低效率2007 年 4 月 2 5 日加拿大自然资源部宣布,计划到 2012 年在全国禁止销售白炽灯。 2007 年 3 月 9 日欧盟多国达成协议,将在两年内逐步用节能灯取代高能耗白炽灯泡;英国政府欧盟 宣布计划在 2011 年彻底废除传统型钨丝灯泡;意大利和法国宣布 2010 年、荷兰宣布 2011 年禁止白炽灯。 2007 年 2 月 2 0 日,澳大利亚政府宣布到 2010 年将在全国范围内逐步淘汰低效率白炽灯,转而澳大利亚 使用节能灯。 新西兰 2008 年 4 月 1 7 日,新西兰能源部表示,新西兰考虑从 2009 年开始禁止使用白炽灯泡。 台湾地区 2008 年 4 月 7 日,台湾地区宣布将用 5 年时间全面淘汰白炽灯泡 2008 年 4 月 5 日,日本政府宣布到 2012 年停止制造并销售高能耗白炽灯泡,而用节能灯来代日本 替 韩国 阿根廷 2013 年底前禁止使用白炽灯 从 2007 年 12 月开始在全国范围内全面推广节能灯, 2011 年前逐渐取消白炽灯使用 2007 年 12 月开始实施高效照明产品推广财政补贴制度, 2009 年 7 月与联合国开发计划署和全中国 球环境基金共同发起启动“中国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯项目”,项目执行期为 2009-2012 年。 图 1 2006 年 -2013 年我国白炽灯产量变动情况
资料来源:中国照明电器协会
与卤粉荧光灯相比,应用了稀土发光材料的节能灯(稀土荧光灯)的光效更高、显色性更好、使用寿命也更长,节能灯能够在卤粉荧光灯的基础上节能 30%-50% ,显色指数提高 15%-40% ,使用寿命增加 3 倍以上。由于卤粉荧光灯发光效率不高、稳定性差、光衰较大、光通维持率低,无法适用于代表未来市场发展主流的具有高光效、低成本性能的细管径紧凑型荧光灯。 2008 年 6 月 1 日起,国家发改委、国家质检总局和国家认监委组织制定的《中华人民共和国实行能源效率标识的产品目录(第三批)》开始实施,其中,荧光灯达到 3 级能效以上才可以销售,达到 2 级能效才能获得节能认证并获得国家产业政策支持;国外市场上,欧盟已于 2009 年 9 月 1 日开始执行 EuP 指令,按照现有卤粉荧光灯的性能,将很难达到 2 级能效标准。从荧光灯的未来发展趋势看,卤粉荧光灯将逐步退出照明市场,转由节能灯和其他高效照明工具取代。 发类别 产品例举 产品类别 光功率 产品性能特点 价格 (元 发光原理 光效 平均寿命材(w) /k 流(Lm/W) ( h ) 料 明) 白炽 -- 灯丝 电流通过灯丝时产生热量,<500 热辐射产生可见光。 T9-T12 直管型荧光卤粉 <500 电子轰击汞原子所产生的紫60-80 2,000-3,000 15 6-12 < 1,000 5 灯 荧光灯 卤粉荧光灯 灯;部分 T8 直管型荧光荧光灯和环形荧光灯 粉 稀土荧光灯(节能T4 、 T5 直管型荧光外线激发荧光 稀土灯) 灯、紧凑型荧光灯;粉发光。 发光<500 部分 T8 直管型荧光材料 灯和环形荧光灯 80-120 > 10,000 20 2.1.2 节能灯用稀土发光材料市场需求变动情况
目前全球白炽灯、卤粉荧光灯和节能灯的应用比例目前约为 4:3:1 ,我国约为 8:9:1 。节能灯是目前应用技术最成熟的环保节能照明产品,是当前照明领域实施节能减排、加快淘汰白炽灯、实现节能照明的主要应用和推广对象。目前,我国是世界照明产品生产第一大国, 2009 年,我国白炽灯产量 27.3 亿只,荧光灯产量 35 亿只,其中,节能灯产量约 30 亿只,占荧光灯总产量的 85% 以上。因此,面对巨大的存量市场和增量市场,全球范围内淘汰白炽灯、推广节能灯举措的实施和卤粉荧光灯的加速替代,将带动我国节能灯生产行业的快速发展。预计到 2013 年,我国白炽灯产量将下降至 14.2 亿只,节能灯在荧光灯中的占比将上升至 92% 以上,产量将近 70 亿只,是当前节能灯产量的 2.25 倍。稀土发光材料作为节能灯生产必须的基础原材料,其市场需求也将出现爆发式增长。根据全国稀土荧光粉、灯协作网预测, 2013 年我国节能灯用稀土发光材料市场规模将超过 12,000 吨,较 2009 年市场需求量增长 97.34% ,复合年增长率达到 18.52% 。
图 2 2006 年~2013 年荧光灯市场容量预测
图 3 2006 年~2013 年我国荧光灯产品结构变化情况
注:紧凑型荧光灯和 T4 、 T5 荧光灯应用稀土发光材料;环形荧光灯和 T8 荧光灯应用卤粉或稀土发光材料,随着人们对照明品质的提高,卤粉已逐步被稀土发光材料取代; T9-T12 荧光灯应用卤粉。
资料来源:中国照明电器协会
图 4 2006 年~2013 年节能灯用稀土发光材料市场容量预测
资料来源: 全国稀土荧光粉、灯协作网
2.2 显示器领域的市场需求变动状况 2.2.1 显示器行业市场发展态势 A 、平板电视逐渐取代传统 CRT 电视
在消费电子行业中,技术创新是驱动行业成长的关键因素,平板显示和数字高清等的快速发展、家电与互联网融合等新应用的出现,极大地推动了彩电行业的发展, LCD 、 PDP 等平板电视正快速取代 CRT 电视,将成为未来彩电市场中的主流, 2009 年我国彩电产量 9,965.5 万台,其中平板电视的比例超过了 70% 。从总体上看,目前我国平板电视的普及尚处于初级阶段,按照家庭口径计算 2009 年底我国城市平板电视普及率仅为 28% ,农村则刚刚起步,全国平板电视普及率仅为 13% ,考虑到基数庞大的 CRT 保有数量和国家“以旧换新”、“家电下乡”等政策的实施推广,我国平板电视未来市场空间巨大。此外,随着全球经济的回暖,我国彩电出口形势也逐渐好转。 2009 年我国彩电出口量达到 5,401 万台,同比增长
11.96% 。在全球经济持续向好的情况下,我国平板电视的出口增长可期。根据预测,我国平板电视的普及率将在 10 年之内达到 90% 以上,未来将是我国平板电视行业快速发展期, 2013 年平板电视产量将达到 13,875 万台。
图 5 2006 年~2013 年彩电市场容量预测
资料来源: 中经网 & 全国稀土荧光粉、灯协作网
B 、笔记本电脑及 LCD 显示器稳定增长
近年来,我国电脑及其配套 LCD 显示器产量均保持稳定增长,未受金融危机的影响,特别是笔记本电脑, 2009 年共生产 1.46 亿台,较 2008 年增长 35.2% ,是 2006 年产量的 2.56 倍。由于笔记本电脑便捷轻巧,随着预计 2013 年我国笔记本电脑的产量将接近 3 亿只,年均增长率可达 19 % 。
图 6 2006 年~2013 年电脑及显示器市场容量预测
资料来源:国家统计局 & 全国稀土荧光粉、灯协作网
C 、手机产业随着 3G 时代的来临持续增长
手机屏幕是 LED 背光源应用比较成熟的领域之一。随着人们生活水平的提高和个人电子资讯的普及和发展,我国手机产量由 2001 年的 0.8 亿只快速增长到 2007 年的 5.5 亿只,年均增速达到 37.9% 。受金融危机影响,我国手机产业在 2008 年增速明显放缓,同比增速仅为 2% 。 2009 年以来,我国手机产销量逐月回升, 12 月份单月产量同比增长高达 102.43% ,全年共生产 6.19 亿只,较上年增长将近 10
个百分点。随着我国 3G 牌照的发放,手机将进入 3G 大屏幕时代,其需求也将从 2G 手机的更新转变到 3G 手机的换代,预计 2013 年我国手机产量将达到 8.8 亿只。
图 7 2006 年~2013 年手机市场容量预测
资料来源:国家统计局 & 全国稀土荧光粉、灯协作网
2.2.2 显示器用稀土发光材料市场需求变动情况
由于 CRT 电视将被平板电视迅速取代,未来 CRT 用荧光粉(其中约 1/3 为稀土发光材料)的市场需求将出现大幅下降,长期需求趋向于一个数额较低的常数。
目前,平板显示器主要可分为 PDP 和 LCD 两种。对于 PDP 来说,稀土发光材料直接用于其屏幕的生产,所需稀土发光材料的数量较多;对于 LCD 来说,其屏幕本身不发光,必须通过背光源来达到显示效果, LCD 背光源主要分为冷阴极荧光管( CCFL )或发光二极管( LED )两种,生产过程中均需使用数量不等的稀土发光材料。其中 CCFL 作为 LCD 背光源的应用技术最为成熟且已被大规模产业化,由于 LED 背光源在环保节能、色彩表现等方面的优势,近年来其取代 CCFL 的发展趋势非常明显,但凭借成本低廉、技术成熟的优势, CCFL 仍将在未来 3 年内保持 LCD 背光源的主流市场地位。根据 DisplaySearch 预测, 2009 年 LED 背光源在 LCD 显示器的渗透率为 0.5% ,到 2013 年这一数字将达到 40% ,笔记本电脑则会在 2011 年全部使用 LED 背光源。 平板显示产品对稀土发光材料的单位需求量 项 目 单位产品耗用稀土发光材料数量(克) 液晶电视 等离子电视 液晶显示器 笔记本电脑 手机
4.5~6 100~125 1.5~2.5 0.05~0.6 0.006 注:液晶电视和等离子电视因尺寸不同而用量不同,预计单位用量呈递增趋势;液晶显示器和笔记本电脑因 LED 背光源逐渐取代 CCFL 背光源,预计单位用量呈递减趋势。
图 8 2006 年~2013 年平板显示用稀土发光材料市场容量预测
资料来源: 全国稀土荧光粉、灯协作网
2.3 特种光源领域的市场需求变动状况
特种光源是指用于特殊照明的电光源,包括无极灯、全光谱灯、紫外线灯、植物生长灯和防灾残光灯等。现代光源与照明技术给人类带来了“光文化”,特种光源在满足了人们多领域、多用途照明需求方面起到了重要作用。模拟自然光的全光谱染印刷等对光源显色指数要求较高的场所和领域;紫外线灯则利用不同波长的紫外线照射,可应用于人体保健、诱虫杀菌、鉴定防伪等领域;促进植物生长灯在农业生产领域内应用广泛;在特种光源用稀土发光材料中占比最大的稀土长余辉发光材料产品则因在交通指示等应用领域中被 LED 所广泛取代,市场需求量出现一定下降。 2006 年 ~2013 年,我国特种光源用稀土发光材料市场需求变动情况如下:
图 9 2006 年~2013 年特种光源用稀土发光材料市场需求变动情况
资料来源:国家发改委 & 全国稀土荧光粉、灯协作网
随着人类科技的进步和对稀土元素研究的深入,稀土发光材料还将应用于光转换农膜、生物发光标记等更多领域,但由于特种光源用途的特殊性,其所占稀土发光材料的需求总量份额相对较少,增长也较为稳定,预计未来几年特种光源用稀土发光材料的增速在 8-10% 之间(不包括稀土长余辉发光材料)。 3 我国稀土发光材料市场供给分析
近年来我国稀土发光材料年产量增长较快,其最大增长点在于节能灯用稀土荧光粉,原因主要有两方面:一是近年来发展低碳经济成为全球热点,节能灯的使用能够在很大程度上降低碳排放,各电光源厂商纷纷加大了节能灯的生产力度;二是由于我国近年加强了对稀土原材料出口的控制,国外厂家生产成本提高,逐渐退出了低利润的节能灯用稀土发光材料市场。 未来几年随着各国白炽灯淘汰政策的执行和下游平板显示屏市场需求的增加,稀土发光材料市场发展前景良好,增长潜力还是很大的。但由于技术的提高和新型稀土荧光粉的研发需要一段时间,稀土发光材料高端市场的供需缺口在未来一定时期内仍将持续存在。未来几年稀土发光材料市场的供需比较如下:
图 10 2006-2013 年我国稀土发光材料供需对比
资料来源:全国稀土荧光粉、灯协作网
4 结束语
伴随着节能照明和消费电子产业的崛起,稀土发光材料行业内新技术新产品层出不穷,稀土发光材料的产业应用出现爆发式增长,稀土发光材料已经成为节能照明、显示器和特种光源生产中不可或缺的基础材料。随着应用领域的不断拓展,稀土发光材料行业的未来发展潜力巨大。
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