上海铝工业展|浅谈我国铝合金供需现状及展望
在环保、低碳需求下，铝合金供应结构持续发生变化，原生铝合金产量增长逐渐停滞，而再生铝合金产量和供应占比均持续攀升，伴随着我国铝制品逐步进入大量报废时期，废铝供应较好保障再生铝合金供应，再生铝供应占比将进一步提升。接下来上海铝工业展小编就来聊一聊我国铝合金供需现状及展望。
我国铝合金产量近年来保持增长态势，且近两年来产量增长有所加速，这主要得益于下游光伏、新能源汽车行业快速发展的增量需求。铝合金终端需求的结构出现明显变化，新能源汽车和光伏产业发展为铝合金需求增量贡献显著，未来这两大行业占铝合金终端需求的比例将越来越高；摩托车、交通运输和建筑行业未来所用的铝合金量预计将持续走低，尤其是建筑行业，虽然仍将是最重要的需求终端之一，但其逐步萎缩的趋势难以避免；家电行业所用铝合金量预计将稳定小幅增长，但占需求终端的比重将持续下降。此外，从铝合金进出口的发展态势来看，我国逐步从主要出口铝合金原材料发展至主要出口铝合金制品阶段，随着我国经济发展的进一步深化，我国出口的铝合金相关产品或越来越向终端消费延伸。
一、上海铝工业展浅谈铝合金
铝合金以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一。有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性，在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用。
从期货品种来看，铝合金既是氧化铝-电解铝产业链下游，又由于铝合金中普遍含硅，因此也是工业硅的三大下游之一，因此铝合金在硅铝产业链中均占据重要地位。
1.1铝合金分类
铝合金通常分为变形铝合金和铸造铝合金两大类，两者在加工方式和组成结构等方面均存在差异。变形铝合金是指采用铸锭冶金法熔铸成铸锭后，通过锻造、轧制、挤压等塑性变形工艺方法生产的铝合金。铸造铝合金是采用铸造工艺成型的一类铝合金。根据能否热处理，可将变形铝合金和铸造铝合金分为可热处理型铝合金和非热处理型铝合金，此外根据不同铝合金的合金元素含量区别可将其进一步划分为不同牌号，不同牌号的铝合金合金元素和使用用途差距较大。
变形铝合金中的主流牌号为四系和六系的4032、4043、6061和6063，四系铝合金是Al-Si系，其硅含量相对于六系而言较高，而六系铝合金是Al-Mg-Si系，其硅含量相对而言最低。四系铝合金的熔点低且流动性好，通常用于作为焊条、焊丝和焊板等；六系铝合金的抗拉强度和力学性能较好，尤其是主流牌号的6061和6063，其中6061的强度略高，耐腐蚀性更好，而6063的挤压性和表面光洁度更好。变形铝合金通常适用于制成铝合金门窗、各种铝合金结构支架、电子电器内材、汽车车身外板和铁路机车车身等，因此需求终端主要体现在建筑、光伏、家电、汽车和轨道交通等领域。
铸造铝合金中的主流牌号为ADC12、A356、A380、ZL102和ZL04，而最为常见的是ADC12，属于Al-Si-Cu系铝合金，大量应用于汽车的气缸盖罩盖和缸体类零件等。铸造铝合金通常用于铸造大型、复杂和有气密性要求零件等，需求终端主要体现在摩托车、汽车和轨道交通等领域中。
1.2硅铝合金牌号及用途
铝合金按照生产方式可分为原生铝合金和再生铝合金。原生铝合金，即由开采铝矿得到的铝矿石铝矾土，通过电解槽提炼出的纯铝进行合金化生产所得，且仅有部分用于合金化。因其成分单一，所以原生铝合金主要通过对原铝添加各种元素生产所得。再生铝合金则是由废铝和少量原铝所生产的，其中主要原料是废铝，废弃铝料的回收成分较为复杂，包括废铝锻件（Al-Mg-Mn等）、废铝铸件（Al-Si等）和部分非铝合金废件（如混有塑料、橡胶和其他金属等），因此需要多重净化以清除相关杂质和氧化物，但仍无法完全恢复成纯铝再进行加工，因此一般都是经过调质后直接加工成铝合金，且以铸造铝合金为主，广泛应用于压铸汽车结构件等领域。
二、上海铝工业展浅谈铝合金供应情况
随着我国新能源、基建和航空等事业的快速发展，铝合金的需求与日俱增，从而推动铝合金供应的持续增长。根据国家统计局数据，铝合金的年产量从2013年的592.9万吨增长到2022年的1061.6万吨，复合增长率6.69%。但近两年来，铝合金产量增长明显提速，尤其是2023年上半年我国铝合金累积产量685.8万吨，同比增长23.4%。分地区来看，原生铝合金的产区主要集中在云南和山东，而再生铝合金的主产区为重庆、江西、江苏和浙江四省。
对于原生铝合金，主要由原铝通过合金化制成。不过由于近年来环保低碳需求持续增加，原铝系铝合金产量趋于下滑。并且在双碳目标约束下，未来五年原铝系铝合金产量或将继续保持下滑趋势，并由再生铝合金填补其产量空缺。
对于再生铝合金，主要由废铝和部分原铝制成，根据SMM的数据显示，约80%的废铝流入再生铸造铝合金行业，15%的废铝流入铝棒行业，剩余5%废铝流向以板带箔为主的其他行业，因此再生铝合金产量增长的源头在于废铝供应上，即废铝进口量和国内回收量两个部分。废铝进口量主要受限于进口政策的影响，由我国废铝进口政策时间线的结构图可知，自2014年起我国政府便开始严格限制废铝进口，尤其是在2017和2020年相关政策出台后，废铝的进口量明显下降，但近两年由于再生铝合金的快速发展和原料缺口，废铝进口量稍有恢复。废铝回收量则是跟铝产品使用周期相关，根据有色金属工业协会的测算，铝产品预期使用寿命在15-18年，考虑到我国铝合金使用在2003后逐步扩大，因此2005年前消费的铝已经开始进入报废期，预计2025年将迎来爆发期。
随着“双碳”产业政策的推行和全球节能减排的趋势，再生铝的发展将持续走强，在此背景下预计2023-2025年我国废铝进口量将持续增加，主要是因为废铝回收量难以完全满足铝合金的高速增长需求，而2025-2027年我国废铝进口量将呈现下降趋势，届时废铝回收量已能够满足铝合金产业的需求。预计到2027年废铝整体供应量约为1400万吨左右。
整体来看，原生铝合金和再生铝合金产量之间的差距将会持续扩大。仅从铝合金锭角度来看，根据统计数据，2018-2022年，原铝系铝合金锭产量从185.98万吨降至95.99万吨，同期再生铝合金锭产量从449.47万吨增至492.16万吨，再生铝合金锭产量占比从70.7%增至83.7%。产能方面，2018-2022年，原铝系铝合金锭产能基本维持在340万吨左右，但再生铝合金锭产能从774万吨增长至1144万吨，铝合金产能的增长仅体现在再生铝合金上。综上所述，未来铝合金的发展侧重点将集中在再生铝合金上，原生铝合金供应增长受资源、环境等因素限制，铝合金供应仍将持续增长，预计2027年铝合金总产量可达1800万吨左右。
三、上海铝工业展浅谈铝合金需求情况
铝合金主要分为铸造铝合金和变形铝合金两种类型，汽车和摩托车构成铸造铝合金下游消费的70%左右，建筑和结构构成变形铝合金下游消费的40%左右，其中结构主要为各类铝合金支架结构，体现为如光伏等产业。因此我们选取摩托车、汽车、交通运输、家电、建筑和光伏几个重要方面进行分析。
3.1、汽车
汽车铝合金使用件主要集中在变形铝合金和铸造铝合金两部分，变形铝合金包括发动机罩、翼子板、顶盖和后备箱盖等汽车用铝部件集中在车轮(铝合金轮毂)、发动机缸体缸盖，铸造铝合金则主要包括汽车发动机、轮毂和变速器等。而铸造铝合金在汽车用铝合金中占据主导地位，占汽车用铝量的 80%左右。细分来看，目前汽车用铝合金材料中 55.1%的使用高压压铸生产，25.7%的为普通铸造，8.9%的为轧制，8.6%为挤压，1.7%为锻造。
随着汽车轻量化的进行，预计车辆的用铝量将继续提升。从燃油车角度来看，汽车的平均油耗与整车质量呈正相关，据“布勒中国”数据，汽车重量每减轻10%，最多可实现节油5-10%。根据美国铝业协会测算，相同电量下电动车行驶里程的增加量与重量的减少量大致呈相同比例。而铝合金是目前最理想的汽车轻量化材料，因此从减少能耗和提升续航的角度出发，汽车轻量化的推进势必增加铝合金的使用比例。2019年我国乘用车单车用铝量达到180kg，和欧洲持平，并且正在逐步缩小与美国的差距。同时工信部《节能与新能源技术路线图》提出我国2025和2030 年单车用铝量目标为 250kg/辆和 350kg/辆，2030年单车铝合金用量相较于2021年有望翻倍增长。
此外，电动车催生铝合金压铸新赛道。相较于传统燃油车，电动车的电池包、电驱动和电控系统取代了燃油发动机，并导致整车重量额外增加200-300kg，因此三电壳体的轻量化和车身的一体化压铸成为减重首选。例如，特斯拉采用一体压铸生产车身后底板总成，替换掉原来的370个零件，最终可以实现汽车总重量降低10%，续航里程增加14%。
根据国际铝协《中国汽车工业用铝量评估报告（2016-2030）》对各车型2023年用铝量的测算，由中国汽车协会所提供的汽车产量测算出各车型生产所用铝合金量的具体情况。我们预计，燃油车所用铝合金量呈稳步递减态势。新能源汽车所用铝合金量持续增加，且增速波动幅度较大，在新能源汽车快速发展的2021年和2022年里甚至达到100%以上，一方面是国家政策补贴和行业前景示好带来新能源汽车年产量的持续上升，另一方面是新能源汽车的轻量一体化趋势背景推动单车铝合金含量递增。而新能源汽车中的混合动力汽车虽然发展较快，但其总产量远低于纯电动汽车和燃油车，所以即使混合动力车单车用铝量最高，其所用铝合金总量相对却最低。因此总体来看，未来铝合金发展主力体现在新能源汽车尤其是纯电动汽车的发展上。
汽车所用铝合金量和铝合金年产量呈现同频变动的趋势，且两者增速重合度较高，主要归结于汽车是铝合金主要下游终端，对其拉动效果较为明显。2018-2022年汽车所用铝合金量约在300-400万吨之间，占铝合金总产量的比重基本维持在35%-36%之间，较为稳定。基于新能源汽车和压铸一体化的发展，我们预计2023-2027年间，汽车行业所用铝合金量将增加至450-600万吨。其中燃油车受新能源汽车替代的影响，其产量或逐步下滑，规模或呈加速萎缩态势，其产量增速或运行至-5%以下，所用铝合金量逐渐降至150万吨左右。而新能源汽车得益于政策支持和行业发展，预计在2023年其增速将达到30%，随后逐步放缓至2027年的15%左右，所用的铝合金量将从116万吨增长至380万吨左右，并于2025年正式超过燃油车成为汽车业最重要的铝合金需求端。
3.2、建筑
目前铝合金广泛用于建筑工程结构和建筑装饰，如幕墙、门窗框、阳台和楼梯扶手、建筑五金以及施工用的模板等。由于其需求消费结构较为繁多，因此选取两大主要终端即商品住房门窗和幕墙进行测算。
商品住房门窗：根据《建筑采光设计标准》的数据，住宅的窗地面积约在20.5%左右。此外，门窗的材料主要分铝合金、铝包木和塑钢三种，不同型材含量浮动较大，整体来看，铝合金门窗所含的铝合金重量约为9.3kg/m2，铝包木门窗约为6kg/ m2，所用的铝合金主要是6系铝合金。
幕墙：幕墙面积主要取决于办公楼和商业营业用房的竣工面积，但两者并无直接线性关系，主要由建筑层高和幕墙使用比例所决定。通常而言，幕墙主要分为玻璃、金属和层间幕墙等，其中玻璃幕墙使用比例最高，而幕墙中使用铝合金的部分主要是玻璃幕墙的支承结构和金属幕墙的铝面板。玻璃幕墙按支撑结构可分为框支承、点支承和全玻璃幕墙三类，但点支撑和全玻璃幕墙因结构问题需采用钢材料制作以满足性能要求，因此仅框支承玻璃幕墙需要用铝，其单位用铝合金量约为14kg/ m2，由于市场上并无相关支撑结构的市场占有率数据，但相对而言，框支承玻璃幕墙使用比例远高于点支承和全玻璃幕墙，我们假定其市场占有率为75%。金属幕墙的铝面板通常使用3系和5系铝合金，其单位用铝合金量约为8kg/ m2。
按各项比例测算可得，2018-2022年商品住房所用铝合金约在85-100万吨之间，幕墙为125-165万吨，考虑建筑行业使用铝合金的种类繁多，估算整个建筑行业所用铝合金量约在250-350万吨之间。
商品住房门窗方面，随着经济下行和房企资金链影响的不断扩大，我国商品住房竣工面积近来年屡创新低。但受保交楼政策的刺激，2023年商品住房的竣工面积将回升至正增长水平，然而随着保交楼政策的支撑效应减退和开工面积持续的回落趋势，推测2024年开始商品住房的竣工面积将继续下降，同时考虑到铝合金门窗的市场占有率将继续攀升，特别是其中断桥铝合金门窗的使用率将进一步扩大，从而提升铝合金门窗的平均用铝合金量，因此我们预计2023-2027年商品住房门窗所用铝合金量将在90-97万吨之间。
幕墙方面，预计未来办公楼的竣工面积波动幅度不大，商业营业用房的竣工面积在供给过剩的背景下预计在2023-2025年间增幅相对有限，维持在1-2%之间，且在2026-2027年间大概率呈现下降趋势。同时考虑到未来复合材质幕墙的使用比例将大幅增加的背景，玻璃幕墙和金属幕墙的市场占有率将持续走低。因此预计2023-2027年幕墙所用铝合金量约在218-240万吨之间，增速将从9%逐步放缓至-5%左右。
整体来看，预计2023-2027年间，建筑行业用铝合金的增速将逐渐降低但整体用量仍保持高位，其预测量约在300-400万吨之间，因此未来建筑行业仍将是铝合金最重要的需求终端之一，但其萎缩的趋势不可避免。
3.3、光伏
光伏行业用铝主要为组件和装机所用支架两部分，我国出口光伏组件仅边框用铝，新增光伏装机用铝量则包括组件和支架两部分。按照目前大尺寸主流组件计算，光伏边框用铝量约0.52万吨/GWh。分布式光伏装机支架用铝量约1.5万吨/GWh。此外，目前光伏组件的边框材料分为铝合金、钢材、复合材料边框三种，其中铝合金边框使用比例约为95%以上。光伏装机支架分为集中式和分布式两种，其中仅分布式主要采用铝合金支架，集中式光伏因造价和载重需求一般不采用铝合金支架。
根据国家能源局光伏装机数据测算，2018年中国光伏装机所用铝合金量为50万吨左右，而2022年已接近120万吨，同比增长140%。与此同时，中国光伏出口组件也呈现快速增加趋势，2018-2022年间出口量同比增加275%，至2022年光伏组件出口消费铝合金约76万吨。在我国光伏装机量和出口需求的拉动下，光伏用铝合金量亦不断增加。
得益于碳中和的目标和可再生能源项目的经济性所带来的政策扶持，光伏市场仍具有巨大潜力，不过随着累计装机规模的扩大，消纳配套将逐步成为限制。因此我们预计2023-2027年我国新增光伏装机继续保持增长，但增速或逐渐放缓，预计所用铝合金量的增速将从高速增长高位逐渐降低至15%左右的中高速增长状态，对铝合金的消费将从210万吨增长至470万吨。对于光伏组件出口量，在全球各国对于碳减排和可再生能源积极响应的背景下，我国作为光伏出口大国的地位将继续稳固，推测光伏组件的出口量将持续攀升，此外考虑到光伏组件出口仅边框用铝的情况，如前所述其边框用铝合金量将维持不变，因此我们预计2023-2027年我国光伏组件出口所用铝合金量的增速将从60%逐步放缓至10%，其所用的铝合金量约在120-250万吨之间。整体来看，未来光伏行业所用铝合金量将呈现快速增长的趋势，并成为铝合金最重要的需求终端之一。
3.4、摩托车
摩托车是应用铝合金较多的行业，但以配件为主，轮毂、发动机气缸、前叉、托架、交换器零件、活塞等。目前我国中小排量（排量≤250cc）的摩托车主车身仍采用钢材以保证强度和安全性，其中铝制品占比约为10%。而电动摩托车车身采用ABS工程塑料且没有发动机，因此整体车身较轻，铝制品占比低于10%。整体来看，每辆摩托车的铝合金含量大概在15-16千克左右。
摩托车历年产量较为稳定，根据过去五年数据测算，摩托车铝合金年度消费量为24-34万吨之间。虽然全国仍有很多城市存在“禁限摩”政策，但基于其便利性和社交属性等因素，预计摩托车的产量不会进一步下滑，并进入平稳状态。预计2023和2024年其产量增速将逐步回正，年度消费铝合金量约在25-30万吨之间。在2025-2027我们预计其增速将小幅转负，其所用铝合金量也将从30万吨减少至28万吨左右。整体来看，摩托车行业所用的铝合金量相对而言较为稳定，且其基数并不大，因此作为需求终端对铝合金的影响较小。
3.5、交通运输
交通运输行业所用的铝合金集中在铁路和轨道交通上。铁路领域主要指高速铁路，高铁所用铝合金主要为5系和6系铝合金，通常集中使用在车身、受力结构和内部装饰上，每节高铁车厢约消耗12吨铝合金左右，其中挤压材10.6吨，平轧材0.8吨，铸件0.4吨和锻件0.2吨。轨道交通领域主要指地铁、市域快轨和有轨电车，其车身35%为铝合金制造，平均每节车厢对铝合金需求约为6.5万吨。由此测算，2018-2022年间铁路领域所用铝合金量在10-15万吨之间，轨道交通领域在15-30万吨之间，考虑其他各交通运输及车站所用铝合金，整个交通运输行业所用铝合金总量约在30-45万吨之间。
对于铁路领域，根据《现代综合交通运输体系五年发展规划》，预计未来铁路营业里程将呈现稳定增长状态，同时考虑到损耗替换情况、我国高铁未来的配备密度将小幅增长和2022年机车产量高达32%的增速带来的饱和度，推测机车产量增速在2023-2027年间由-2%缓慢增加至5%，且其所用铝合金部件的渗透率和使用比例将维持稳定，因此预计铁路领域所用铝合金量将从2023年的13.8万吨增长到15.6万吨左右。对于轨道交通领域，根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划2035年远景目标纲要》和各省市的城轨规划，在2023年轨道交通的新增营业里程大幅下降后逐步回升，推测2023-2027年间轨道交通行业的配置车辆数增速将从-40%回升至8%，且增速或呈现冲高回落的趋势，同时考虑到其损耗替换和所用铝合金部件的渗透率及使用比例的稳定，预计轨道交通领域所用铝合金量将在2023年大幅下降至15万吨左右，并在2024- 2027年间继续下降至11万吨后缓慢回升至13万吨左右。整体来看，交通运输行业在2023-2027间所用铝合金量约在30-35万吨左右，相较于以往不仅没有产生较大幅度的需求拉动，甚至处于萎缩趋势。
3.6、家电
家电类产品众多，因此选取较为主流的四种家电进行分析，即洗衣机、冰箱、空调和彩电。洗衣机绝大部分的电机为铝电机，部分配件及内筒为铝合金，整体来看，每台洗衣机所用铝合金约为1kg。冰箱用铝集中在压缩机和内胆等部分，整体来看，每台冰箱用铝合金量约为0.94kg。彩电用铝部分通常为中框、前壳和底座等，整体来看每台彩电用铝合金约为0.4kg。空调用铝，目前主要是铝箔形式，用于制作空调冷凝器和蒸发器翅片，铝箔通常为1系、3系和8系铝合金，每台空调所用铝合金约为5.6kg。经测算，2018-2022年间，空调所用铝合金量约在95-110万吨之间，而洗衣机和冰箱仅在6-8万吨之间，彩电在18-19万吨之间。由此可见家电业所用铝合金主要集中在空调领域，这均得益于单台空调较高的用铝量。整体来看，各类型家电产量相对较为稳定，增长幅度变化不大，尤其是空调产量近年来均维稳小幅增长。考虑到未来家电的置换损耗情况，我们预计2023-2027年间，洗衣机和冰箱的产量将呈现维稳状态，其增速将从-5%和4%之间波动；彩电产量在手机和电脑等电子产品的替代背景下将继续走低，增速保持在-2%左右；空调产量在全球夏季高温的常态化趋势下，其增速将从8%逐步放缓至2%保持小幅增长，所用铝合金量约在115-130万吨之间。整个家电行业所用铝合金量未来会保持相对稳定的水平，约在150-160万吨之间，波动幅度不大。
四、上海铝工业展浅谈铝合金进出口
按包含铝合金制品的全统计口径来看，铝合金自2003起始终处于贸易顺差的状态，但近年来进出口数量的差额却在逐步缩小。2016-2022年间出口量仅从386万吨增长到518万吨，但进口量却从36万吨增加到165万吨，进口量的增速远高于出口量。
但若按照未锻轧的铝合金进出口数据来看，我国从2020年以来从净出口国变为了净进口国。2022年，我国进口未锻轧的铝合金127.8万吨，出口22.5万吨，国外铝合金正在填补国内飞速增长的需求。
整体来看，我国全口径铝合金产品出口仍保持增长，但铝合金原料逐渐转向进口补充，这也从侧面说明了我国制造业正逐渐转型升级，从出口铝合金原料逐渐转向出口铝合金制成品，而未来这一趋势或将延续。
五、总结
在经济下行的背景下，当前铝合金行业正伴随着新能源汽车和光伏产业仍高速成长。上海铝工业展小编觉得，凭借其优异的性能，铝合金未来或还将继续从更多领域中脱颖而出，不断拓展其应用范围。
文章来源：CFC金属研究