机械一周解一惑系列：低矿石品位+高勘探成本，磨机大型化趋势明显

本周关注：潍柴重机、中国船舶、北方华创 矿业市场有望维持高景气。中国：2023年全国自然资源工作会议提出要围绕加强重要能源矿产资源国内勘探开发和增储上产，全面启动新一轮战略性矿产国内找矿行动。从全国地质勘察投资来看，2023年全国地质勘查投入1105.0亿元，同比提升9.6%，已连续三年增长。此外，2024H1采矿业固定资产投资完成额约6725.5亿元，同比提升17.0%，增速较23年提升14.9pct。全球：世界经济逐步企稳，经历了2022年（3.5%）和2023年（3.0%）增速下滑后，IMF预计2024年世界经济增速2.9%。而根据美国工业信息资源公司对全球1.2万个矿业项目的统计，2023年总投资超过1.2万亿美元，较22年仍有所增长。但根据IEA发布的《全球关键矿产展望（2024）》，在世界各国实现国家气候目标情景下，已宣布的项目仅能满足2035年70%的铜需求和50%的锂需求，要支撑能源转型和帮助实现能源和气候目标，关键矿产开采和生产需要更多元化的投资，全球矿业市场有望维持高景气。 多因素促使矿企关注降本问题。探矿费用增加：随着矿产开发逐渐向深部转移，探测难度持续提升，矿山勘探成本呈现逐年上升趋势。从我国单位资金投入找矿成效来看 ，相同的资金投入新发现矿产地在数量上总体呈减少趋势。 2006~2010年，亿元勘查投入新发现矿产地数量为平均每年6.6处；2018～2022年，亿元勘查投入新发现矿产地数量减少至每年平均1.3处，仅为前一阶段的1/5。矿石品味下降：而随着易开采矿藏与高品位矿藏日益减少，矿业公司新投产的矿山品味逐渐下滑，而旧有矿山随着开采深度不断增加，原矿品位也在逐年下降，从而导致矿山品位整体重心下移。根据statista数据，全球铜、锌、镍的开采品味份别从2004年的0.64%、3.16%、1.25%下降到2009年的0.42%、0.65%、0.50%。随着矿山勘探成本的增长和矿山品位的下降，降低建设投资和生产费用是世界各矿山面临的一个重要问题。 磨机大型化有助于降低矿企生产成本。对于矿山而言，选矿是不容忽视的一环。以铁矿石为例，其离岸现金成本中采矿成本、选矿成本和陆路运输费用占总现金成本接近80％，其中选矿成本为第二大成本驱动要素占比约23%。而磨机是选矿厂的核心设备，其投资和运行成本占总成本的60%以上，矿产资源开发商为了取得规模效益，必然要求其大型化。以φ7.32 m×9.60 m球磨机为例，装机功率达10000 kW，相当于8台φ3.6 m×6.0 m球磨机的功率，然而其建筑面积仅为后者的40%，大大减少了厂房建筑面积，降低了厂房建筑投资。其次，随磨机配套的自动化设施投资也可节省50%，且由于磨机数量的减少，较容易实现自动化。据国外资料显示，φ6.7 m以上的大型球磨机与小规格磨机相比，单位处理能力电耗可降低22.7%，球耗降低14%，耐磨材料单耗降低33%。 国内产商份额稳步提升，美卓仍是全球绝对龙头。2022年全球前三大厂商是Metso、FLSmidth与中信重工，合计占有大约58.94%的收入市场份额。中信重工份额呈现稳步提升趋势，2005年，按全球矿用磨机总量统计，中信重工占0.4%。到2010年，中信重工矿用磨机占有率上升至5.8%，全球排名第6名。而到了2023年，Metso在全球累计销售了8000多台磨机设备，FLSmidth累计销售了3000多台磨机设备，中信重工累计交付了1700余台磨机设备。 风险提示：1）矿产价格波动风险；2）宏观经济波动风险；3）市场竞争加剧风险。 1矿业市场有望维持高景气 1.1政策刺激下，国内矿业市场持续景气 矿产资源是经济社会发展的重要物质基础，在百年未有之大变局下，越来越多的国家开始重视矿产资源安全问题。2023年，韩国、澳大利亚、欧盟等国家（地区）相继颁布关键矿产战略，对清洁能源转型至关重要的关键矿产名录和战略性矿产名录进行制定或者更新，进一步强化本国（地区）矿业发展规划。 表1：2023年发达国家发布的关键矿产及战略性矿产名录 我国面临得矿产供应安全形势较为严峻。从资源禀赋来看，除钨、钼、轻稀土等少数矿产外，我国石油、天然气、铁、铜、铝、镍等矿产资源禀赋较差，大部分矿产人均储量低于全球平均水平。截至2024年4月，即便是大家普遍认为具有优势的煤炭，人均储量也仅为全球平均水平的2/3，石油、天然气、铜、铝、镍、钾盐等矿产人均储量更是仅相当于全球平均水平的5%～45%。 以铜矿为例，根据美国地质调查局(USGS)统计，预计2022年度全球可采铜资源储量为8.9亿吨。分国家来看，全球铜储量最多的国家是智利、澳大利亚和秘鲁，分别占世界铜储量的21.35%、10.90%和9.10%，我国的铜储量仅占全球储量的3.03%，约0.27亿吨。 图1：22年全球可采铜资源储量（百万吨） 新一轮找矿行动开始，国内矿业勘探开发有望持续景气。2023年全国自然资源工作会议提出要围绕加强重要能源矿产资源国内勘探开发和增储上产，全面启动新一轮战略性矿产国内找矿行动。此外，矿产资源法修订草案已正式提交全国人大常委会进行二次审议，本次修订总体思路也重点保障了国家矿产资源安全目标，着力为加强矿产资源国内勘探开发和增储上产。 全国地质勘察投资持续景气，已连续三年增长。2023年全国地质勘查投入1105.0亿元，同比提升9.6%。其中，油气地勘投入904.3亿元（含中央财政5.9亿元、社会资金898.4亿元），同比增长9.8%；非油气地勘投入200.7亿元（含中央财政46.2亿元、地方财政85.0亿元、社会资金69.5亿元），同比增长7.7%。 同时，非油气勘查投资结构不断优化，投资者对矿业市场的信心提高，社会资金增长较快，约占非油气勘查投资的35.0%。 图2：全国地质勘查投入及同比 24H1采矿业固定资产投资完成额增速加快。国内采矿业固定资产投资完成额自2020年受到疫情影响下滑后已连续三年上升，2023年完成额绝对值已超过2019年。2024H1采矿业固定资产投资完成额约6725.5亿元，同比提升17.0%，增速较23年提升14.9pct。 图3：采矿业固定资产投资完成额及同比 1.2全球多数矿业或处于后半程，关键矿产供需需注意 世界经济逐步企稳。在2023年10月份发布的《世界经济展望》报告中，国际货币基金组织（IMF）预计2024年世界经济增速2.9%。总体上看，经历了2022年（3.5%）和2023年（3.0%）增速下滑后，2024年世界经济有望逐步企稳。 资本流动受限，全球有色金属勘查预算有所下降。2023年全球有色金属勘探总预算约为128亿美元，同比下降3%。主要原因包括：1）地缘政治紧张局势对勘探活动造成了影响；2）大多数金属价格已从2022年的高点大幅下跌；3）央行的货币紧缩抑制了新资本的流动。 图4：全球有色金属勘探预算及同比 全球多数矿业或将处于开发后半程。根据美国工业信息资源公司（Industrial Info Resources）对全球1.2万个矿业项目（建设、批复/设计、后期计划/许可、概略/可行性研究、勘探）的统计，2023年总投资超过1.2万亿美元，较22年仍有所增长。考虑到勘探预算同比有所下滑，但整体矿业投资仍有上涨，全球多数矿业或处于开发后半程。 图5：世界矿业开发项目投资预算 矿业指数仍处高位，投资者对矿业市场信心有所加强。2023年，S&P/TSX全球矿业指数年内均值为109.5，比2022年均值增长4.2%，反映出投资者对矿业市场的信心有所增强。2024H1，S&P/TSX全球矿业指数均值为112.9，较2023年均值进一步提升3.1%。 图6：S&P/TSX全球矿业指数 已宣布铜锂供应不能满足需求，长期需注意关键矿产供需问题。根据IEA发布的《全球关键矿产展望（2024）》，在世界各国实现国家气候目标情景下，已宣布的项目仅能满足2035年70%的铜需求和50%的锂需求，要支撑能源转型和帮助实现能源和气候目标，关键矿产开采和生产需要更多元化的投资。 但是在经历了两年的上涨之后，23年锂、钴、镍和石墨等矿物价格遭遇了重挫，这对消费者来说是个好消息，但却在一定程度上抑制了对这些关键矿物开采的投资。以锂为例，2023年锂价格下跌了75%以上，恢复到疫情前水平，核心供应商Core Lithium宣布暂停Finniss矿山生产，专注处理库存矿石，Talison宣布了一项减产计划，Albemarle则是宣布了2024年减少资本支出的计划。未来关键矿石的供需需要。 图7：现有和已宣布项目的预期供应量以及2035年按情景划分的重点矿物的主要供应要求 2“技改+大型化”助力磨机市场向好 2.1磨矿机械是选矿厂的核心设备 选矿是采矿后的一个处理过程，其对象是开采出来的矿石，目的是为提取有用矿物。选矿主要是一种物理、化学分离过程，将有用矿物与脉石矿物颗粒分离而产出含大部分有用矿物的富集产物-精矿，同时丢弃绝大部分脉石矿物即尾矿。选矿流程主要可分为四大部分：破碎筛分、磨矿分级、选别作业、脱水作业。 图8：选矿流程 磨矿装备是选矿厂的核心设备，其投资和运行成本占总成本的60%以上。 从选矿厂投资分布来看，磨矿装备投资最高，占选矿厂全部投资60%以上。而从选矿厂的运行能耗来看，磨矿装备也是耗能最高的，一般而言碎磨装备能耗占选矿厂65-70%，其中90%为磨矿装备能耗。 图9：2021年选矿厂投资占比 图10：2021年选矿厂运行能耗占比 磨机以一定转速施转时，产生离心力，使介质与筒体产生摩擦力，而同筒体一起施转，当到达一定高度，自身重力大力离心力时，就离筒体抛射下落，从而击碎矿石。同时，由于介质内部的滑动现象，对矿石也产生研磨作用。在介质的冲击力和研磨力的作用下，矿石也就得到了粉碎。根据磨机内介质的不同分为，可以分为球磨机、自磨机、半自磨机、棒磨机等，其中半自磨机是再磨机基础上加入容积2-8%的钢球形成的。 表2：磨机类型及其特点 2.2矿山品味持续下滑，磨机大型化可降低矿山成本 伴随科学技术的快速发展，地球物理勘探技术勘探能力大幅度提升，已广泛应用在工程地质勘探、能源勘探、考古探测、矿床合理开发和环境保护等领域．根据数据统计，近百年的开发利用使地层浅部资源日益减少，矿产开发逐渐向深部转移。 矿山勘探成本呈上升趋势。随着矿产开发逐渐向深部转移，探测难度持续提升，矿山勘探成本呈现逐年上升趋势。从我国单位资金投入找矿成效来看，相同的资金投入新发现矿产地在数量上总体呈减少趋势。2006~2010年，亿元勘查投入新发现矿产地数量为平均每年6.6处；2018～2022年，亿元勘查投入新发现矿产地数量减少至每年平均1.3处，仅为前一阶段的1/5。 矿山品味下降是必然趋势。随着易开采矿藏与高品位矿藏日益减少，矿业公司新投产的矿山品味逐渐下滑，而旧有矿山随着开采深度不断增加，原矿品位也在逐年下降，从而导致矿山品位整体重心下移。根据statista数据，全球铜、锌、镍的开采品味份别从2004年的0.64%、3.16%、1.25%下降到2009年的0.42%、0.65%、0.50%。 表3：04、09年矿山金属开采品味 选矿成本占比较高。随着矿山勘探成本的增长和矿山品位的下降，降低建设投资和生产费用是世界各矿山面临的一个重要问题。对于矿山而言，选矿是不容忽视的一环。以铁矿石为例，其离岸现金成本中采矿成本、选矿成本和陆路运输费用占总现金成本接近80％，其中选矿成本为第二大成本驱动要素占比约23%。而磨机是选矿厂的核心设备，其投资和运行成本占总成本的60%以上，矿产资源开发商为了取得规模效益，必然要求其大型化。 图11：2019年全球铁矿石平均离岸现金成本构成 磨机大型化可降低选矿环节成本，有望成为未来趋势。以φ7.32 m×9.60 m球磨机为例，装机功率达10000 kW，相当于8台φ3.6 m×6.0 m球磨机的功率，然而其建筑面积仅为后者的40%，大大减少了厂房建筑面积