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高端铝材行业研究:承新能源东风,需求进入爆

来源:未知 | 2021-10-05 09:09:31

一、铝材:交通用铝快速增长,将超过建筑成为铝材一大应用领域

(一) 分类:以铝型材和板带箔为主,建筑地产、交通运输应用占比近半

铝材位于铝产业链中游加工环节,上游为电解铝和再生铝生产,再生铝或电解铝添加合金元素后, 通过挤压、延压等形式加工成铝型材、板带箔等,广泛应用于地产、汽车、包装、电力等领域。

根据其加工制品种类、合金系列和应用领域等不同,铝加工有多种分类方式:

(1)根据加工制品分,中国有色金属加工工业协会将铝材分为铝板带材、铝挤压材、铝箔材、 铝线材、铝粉、铝锻件及其他六大类。铝板带材为横断面呈矩形,厚度均匀并大于0.20mm的轧 制品。铝挤压材成形分为正挤压、反挤压、复合挤压和径向挤压,可加工成型材、管、棒、线材。铝粉为铝箔加入润滑剂,经捣击压碎为鳞状粉末后抛 光而成。铝锻件则一般为铝合金通过锤锻造、液压机或锻环机加工而成。

(2)根据合金系列分:可分为1系-8系铝合金,根据合金成分提升不同性能。铝合金通过四位数字编号系统分类,一个数字代表合金组,其他数字代表合金中存在的其他金属。回火标记由前缀表示,以表明其经过何种类型的处理以及达到的程度。字母分别是F,O,H,W和T,分别代 表制造、退火、应变硬化、固溶热处理和热处理。

 

(3)根据应用领域分:铝加工产品主要应用于建筑地产、交通运输、电子电力、包装容器、机 械设备及耐用品消费等领域。2020年全球铝材消费量6250万吨,交通运 输和建筑地产占比分别为23%和25%,合计占比48%。其中,交通运输领域包含汽车、航空航天、 轨交、船舶四大领域,为高端用铝的典型代表。


(二)行业现状:产量位居全球第1,但市场集中度低,高端铝 材年进口数十万吨

行业规模:19 年我国铝材产量占全球总量的 54%,达 3580 万吨。2020 年包括铝板带材、挤 压材、箔材、线材、铝粉、煅件等在内的“铝加工材综合产量”为 4210 万吨,其中板带材中包含 铝箔毛料约 443 万吨,剔除该部分与铝箔的重复统计后,“铝加工材产量”为 3738 万吨,与上一 年同期相比增长 5.2%。

产品结构:以铝挤压材为主,其次是铝压延材。从铝加工材分类别产量占比来看,2020 年我国铝加工材以铝挤压材和铝延压材为主。其中,铝挤压材产量占比 57%。铝压延材主要为铝板带箔材, 产量占比近 31%,铝挤压材和铝压延材合计占比约 90%。

市场格局:产能分布集中,但行业集中度低。我国铝加工行业区域性特征明显,产能主要分布于山 东、河南和广东等省份。 2019 年,国内铝材总产能约 6000 万吨,占全 球产能的 60%。企业方面,我国铝加工企业众多,2018 年我国规模以上铝加工企业约 2000 家,相当于单家平均产量不足 2 万吨。从个体企业来看,我国铝型材规模很大、世界排名第 二的辽宁忠旺集团有限公司的铝挤压材销量约为 77 万吨,占全国铝挤压材产量比例约 4%,而世界很大的铝挤压企业萨帕铝业的产量约为 140 万吨。

进出口:出口市场快速增长,高端铝材每年仍有约 30-40 万吨依赖进口。我国铝材产量领先全球, 然而在高端用铝领域产能不足。铝材产量和出口量逐年增长的同时,每年仍有 30-40 万吨高端铝材依赖进口。2019 年我国进口铝材 35.46 万吨,进口金额 164.75 亿元,吨 售价 4.65 万元;出口铝材 515 万吨,出口金额 912.77 亿元,吨售价 1.77 万元,进口铝材价格为 出口铝材价格 2.63 倍。

 

(三)应用趋势:交通运输用铝正快速增长,20 年同比增速达 29%

铝行业下游应用领域中,交通运输用铝增速很快,2020 年同比增速达 29%。我国建筑用铝始终保 持消费量很高,消费占比保持在 30%左右,但 2020 年交通运输用铝和建筑用铝消费占比已持平。 从 2020 年下游领域增长率来看,交通运输消费增速领先于其他应用领域,20 年同比增速高达 29%, 机械设备和包装品增速 25%,而建筑地产、耐用消费用铝消费同比则出现明显下降。

二、汽车用铝:未来5年增速或达8.6%,其中新能源用铝增速达49%

(一)需求:轻量化和新能源有望带动汽车铝化率提升,结构上 轧材用量将明显提升

(1) 铝材在汽车的应用

铝合金比强度和性价比较高,为汽车轻量化优选材料。铝的密度约为钢的 1/3,铝合金的比强度高 于高强度钢约 50%,每 1 千克铝可取代 2 千克钢材,并节约 3.1 加仑石油。性价比方面,铝合金价格尽管高于钢约 150%,但远低于碳纤维复合材料。镁合金价格 尽管和铝合金相近,但不如铝合金耐腐蚀,难以在汽车行业大规模应用,因此铝合金是现阶段很佳 的轻量化材料。

铝合金在汽车可应用范围较广,轻量化浪潮下铝用量强度逐渐增加。铝合金可应用与车身、发动机、 车轮等结构件和零部件,在节能环保的诉求和铝合金技术进步的背景下,铝合金在汽车的用量强度 逐年提升。

目前汽车用铝合以压铸铝合金为主,轧制板材随着车身用铝的增加占比快速提升。铸造铝合金是目前大部分汽车上用量很大的铝合金种类,广泛用于车轮、发动机部件、底架、减震器支架以及空 间框架等结构件,这些部件铝化率较高。相较于铸造铝合金,变形铝合金主要在车身起到轻量化作用,但因铝化率较低,在汽车上的平均应用份额还较少。
 

新能源汽车相对于内燃机汽车,用铝强度和变形铝合金占比均更高。纯电动汽车(简称“BEV”)一般比内燃机汽车额外用铝 101 千克,BEV 省去了内燃机汽车(简称 “ICE”)动力总成中汽缸体、缸盖、活塞等用铝部件,传动系统和变速器中阀体、离合器外壳,分动器、驱动轴等用铝部件,该部分单车铝用量约 62 千克,并且几乎全部为铸造材。而 BEV 的电池外 壳、电力牵引系统、车身和开闭件等需要额外用铝 163 千克,该部分铸造材占比不到 1/3,以铝型 材为主。

2020 年新能源客车、混动乘用车、纯电动乘用车、传统乘用车和商用车,单车用铝量分别为 232.2kg、 198.1kg、157.9kg、138.6kg 和 122.6kg。中国汽车分车型用铝量进行分析预测主要分为乘用车、商用车、特种车和二/三轮车,乘用车包括内燃机乘用车、纯电动乘用车和混动乘用车,商用车包含客车和货车、 二/三轮车包含二/三轮摩托车和二/三轮电动自行车。从趋势看,新能源客车用铝量始终高于其他车型;分车型看,2020 年新能源客车、混动乘用车、纯电动乘用车、内燃机乘用车和内燃机商用车 单车用铝量分别为 232.2kg、198.1kg、157.9kg、136.4kg 和 70.3kg。

(2)汽车产量预测

21 年上半年全球车市较去年明显回暖,预计到 23 年汽车销量或恢复至疫情前水平。受疫情影响,20 年全球汽车产量大幅下降 15.2%至 7800 万辆,销量同比下降 16.9% 至 7700 万辆。今年上半年我国汽车和全球轻型乘用车销量均同比提升逾 20%,分别为 1289、4194 万辆,较去年明显回暖。 预计全球轻型汽车销量或在 23 年恢复至疫情前水平,在 25 年恢复至峰值,中国 21- 25 年轻型汽车销量年复合增速或在 3%。

2025 年我国新能源汽车产量或达 748 万辆,20-25 年年复合增长率为 40.5%。预测 2020-2025 年我国新能源汽车产能年复合增长率将达 40.5%,2025 年新能源汽车产量将为 748 万辆。
 

预计 2025 年汽车总产量将达 3151 万辆。假设未来五年我国汽车产量结构保持不变,则 2020 和 2025 年我国汽车产量分别为 2523 万辆和 3538 万辆,对应年复合增长率为 7%。

预计 2025 年全球汽车产量将达 9792 万辆,2020-2025 年年复合增速为 2.9%。20 年全球中型和重型车产量为 317 万辆,相当于全球汽车产量的 4%,假设该比例保持不 变,则 2021 年和 2025 年全球汽车产量分别为 8646 万辆和 9792 万辆,对应年复合增速为 3.2%。

预计 2025 年全球新能源汽车产量将达 2000 万辆,20-25 年年复合增长率为 45%。预测 2020-2025 年全球新能源汽车产能年复合增长率将达 45%, 2025 年新能源汽车产量将为 2000 万辆。

(3)汽车用铝需求测算

预计 2025 年中国新能源汽车用铝需求将达 176 万吨,20-25 年年复合增长率为 50%。假设未来 5 年新能源汽车内部结构比例保持不变,结合产量和单车用铝量预计 2025 年中国新能源汽车用铝量将达 176 万吨,2020-2025 年年复合增长率为 50%。

预计 2025 年中国传统汽车用铝需求将达 446 万吨,20-25 年年均复合增长率为 8.6%。假设未来 5 年乘用车占比保持不变,结合产量和单车用铝量预计 2025 年中国汽车总用铝量 将达 446 万吨,2020-2025 年年复合增长率为 8.6%。

预计 2020、2025 年其他国家汽车用铝需求量分别为 934 万吨和 1262 万吨,20-25 年年复合增速 为 6%。预计 20、25 年其他国家新能源车产 量分别为 176、1252 万辆,内燃机车产量分别为 5102、5002 万辆,其中 20 年欧美日韩四个地区 的汽车产量占除中国以外其他地区产量的 82%,该四个地区单车用铝量均明显高于我国,预计 20、25 年其他国家新能源车用铝需求量分别为 56 和 402 万吨,内燃机车用铝需求分别为 877 和 860 万吨,合计 20、25 年其他国家汽车用铝需求分别为 934、1262 万吨,20-25 年年复合增 速为 6%。

(二)供给:国内高端铝加工企业南山铝业、常铝股份位列大 众、特斯拉供应商名单

2020 年大众集团汽车销量全球领先,占据 11.6%的市场份额。受疫情影响,2020 年全球汽车制造商销量均有下滑,但销售量排名无明显变化。

电动汽车领域特斯拉销量稳居榜首,占据 29%的市场份额。2020 年首季度全球电动汽车制造商按销量排名前五名分别是特斯拉、雷诺、大众、现代起亚和比亚迪,季 度特斯拉销量高于雷诺和大众销量总和,行业集中度较高。

大众集团和特斯拉铝材供应商以本土企业为主,中国的常铝股份和南山铝业也位列其中。常铝股份作为特斯拉的二级供应商提供散热系统用铝材给一级供应商,产品应用于 特斯拉民用新能源电池散热系统;南山铝业也已成为特斯拉供应商并稳定供货,主要提供铝制汽车 板和电池托盘用铝板。

(1)常铝股份:公司供应的汽车用铝主要围绕汽车热交换系统,包括动力电池壳 体等,主要客户是法雷奥、马勒贝洱等知名品牌,法雷奥和马勒贝洱的客户包括奔驰、宝马、大众等厂商。

(2)南山铝业:公司现有汽车板年产能 10 万吨,正进行的生产线技术改造项目 将新增年产能 10 万吨,预计年内投产。今年 7 月公司公告拟投资 20 亿建设 20 万吨/年的汽车轻 量化铝板生产线,未来汽车板产能将达 40 万吨。

(3)明泰铝业:除此之外,明泰铝业也与国内多家汽车生产商签订了长期合作协议,可供应大巴车车门、发动机板、汽车蒙皮、储气筒、轮毂、电池电芯铝箔等车用铝材。目前仅剩气垫式连续热处理机尚未投资建设,公司将根据市场需求情况推进投资。

国内企业吨毛利水平较全球龙头企业尚有差距。大众集团和特斯拉铝材供应商(未上市、负盈利公司除外)按吨毛利高低进行排序,国内企业和国际水平仍有较大 差距。Novelis 以 0.43 万元的吨毛利居于首位,铝材年产量 327 万吨,产品包含包装、汽车、航空 航天和特殊项目用铝材。其次是 Kaiser,吨毛利 0.37 万元,但产量仅 41.2 万吨,公司产品为航空 航天、国防、汽车、通用工程材料、耐用消费、电子电器和机械设备用铝材。我国的常铝股份,吨 毛利 0.27 万元,产量仅 21.6 万吨,南山铝业从板材来看吨毛利 0.21 万元,与国际龙头铝加工企 业 Novelis、Alcoa、Kaiser 等尚有差距,发展空间较大。

(三)行业壁垒:产能扩张受建设周期长、技术壁垒高、认证标准严三大壁垒限制

(1)建设周期壁垒

完全新建先进汽车用铝材生产线单位投资在 1.19 亿元/万吨左右,项目周期平均 45 个月。完全新建产线的单位投资为 1.19 亿元/万吨,建设周期平均 45 个月, 而在现有基础上进行改造项目因其高性能特种铝合金的原因,投资在 1.56 亿元/万吨,项目周期 24 个月(南山铝业)。

(2)技术设备壁垒

铝合金气垫式连续热处理炉是对车身铝板加工的核心设备,造价高昂,建设周期长。气垫炉是目前满足 ABS 板表面质量及热处理工艺要求的比较好热处理装备,具有表面 质量好、性能均一性高、稳定性强和生产效率高等优点。高性能铝合金板型 材热处理生产设计的工艺参数多、工序复杂、开发难度大,相关核心装备长期受制于人,尚未实现 关键技术自主可控。目前,气垫炉主要由艾伯纳、容克等极少数国外大公司供货,但价格昂贵,每 条气垫炉生产线需 3 亿元左右,每套设备建设周期约 3 年,并在核心控制工艺上进行严密的技术封锁。
 

(3)认证壁垒

IATF16949:2016 质量管理体系认证已取代 ISO/TS16949 对汽车零部件供应商提出更高要求。 IATF16949 认证标准对产品过程开发、可追溯性、标准化管理、企业责任、过程审核等各方面提出 严苛要求,且受审核方需具备至少 12 个月的生产和质量管理记录。一些汽车厂商也会在该质量管 理体系基础上对零部件供应商进一步提出要求。进入汽车零部件供应商 的白名单同样需要资格认证,对产品质量、流程、管理等各方面均有严格要求,且审定时间长达半 年以上,在供应商通过认证后,双方才可达成长期稳定合作关系。

三、航空用铝:需求短期仍受疫情影响,长期年均需 求或达44万吨

(一)需求:预计全球客机用铝 20-24、25-39 年均需求分别为 17.8、44.2 万吨

(1)铝材在航空的应用

铝材在航空器中应用广泛,主要作为飞机结构件。铝合金、由于其比强度高、成形和加工性能好的 特点,是飞机的主要结构材料,如蒙皮、框架、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱等。不同机型铝 化率占比可以相差较大,如波音 737 铝合金材料占比较大可达 81%,而波音 787 由于使用了大量 复合材料,铝合金材料占比为 20%。

航空用铝主要以变形铝材为主,铸造材占比较低。航空器消耗铝中,平均而言平轧材约占 60%,挤压材 (管、棒、型、线)约占 28%,锻件约占 7%,铸件约占 5%。

按合金成分分类,航空用铝以 2 系和 7 系为主。当今世界各国大飞机结构用铝合金主要是高强度的 2 系(2024、2224、2324、2424、2524 等)和超高强度的 7系(7075、 7475、7050、7150、7055、7085 等),在民用客机铝材占比分别达约 38%、45%。

一代飞机,一代材料,航空用铝已发展到以铝锂合金为代表的第三代铝合金材料。航空用铝发展有三个阶段:第1个阶段是 1930s-1960s,2 系铝 合金使全金属飞机成为主流,而以早期 7075 为代表的 7 系铝合金则使客机在平流层飞行成为可 能,代表机型是 DC-3,B-29 与 70;第二个阶段是 1960s-1990s,7050 和 7055 等一系列新型 7 系列铝合金被开发出来,在兼顾疲劳特性的同时提高了比强度,代表机型是 A300 系列、777;第 三个阶段是 2000 年至今,在复合材料的竞争下,以铝锂合金为代表的第三代铝合金被越来越多的 新机型采用,包括 A220,我国的 C919 等,代表牌号是肯联的 2050、2196,以及美铝的 2099、 2397。除了铝锂合金外,铝基复合材料和超塑性成形铝合金也是当前航空用铝重点研究方向。

(2)航空市场分析

 

2010-2018 年以来全球航空业快速发展,但受 19 年波音 737max 坠机事件和 20 年疫情的影响, 近两年民机交付量显著下滑。全球飞机制造商主要为波音、空客、庞巴迪 和巴航,产量合计占比 99%,其中波音和空客即占比约 90%。2010-2018 年全球民机交付数量呈 上升趋势,2019 年波音主推机型 Boeing737max 因坠机事件被监管机构停飞,导致 2019 年波音 公司产量降低至 308 架,同比大幅下降 61.79%,全球新增数量出现大幅下滑。20 年受疫情影响, 民机交付数量进一步下降 40%。

 

 


 


 


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