鋁及鋁合金的特性與應用

鋁是地球上含量最豐富的元素之一，具有質量輕、高導電性、高導熱性、可塑性(易拉伸、易延展)、耐腐蝕性等優(yōu)良特性，是世界上產(chǎn)量和用量僅次于鋼鐵的金屬，尤其在節(jié)能環(huán)保領域體現(xiàn)出其獨到價值。近年來，隨著全球環(huán)保及節(jié)能減排意識的增強，鋁及鋁合金的綠色環(huán)保性能也正在被社會廣泛認可，其應用規(guī)?？焖僭鲩L。

其次，在交通運輸領域，以鋁代鋼以實現(xiàn)汽車輕量化的趨勢日益明顯。由于鋁的密度僅約為鋼的1/3，且合金化之后其性能可以達到汽車材料的相關要求，使用鋁在汽車領域替代能大幅降低汽車重量，減少油耗，進而達到節(jié)能降耗減排的效果。

最后，除具有優(yōu)異的性能外，鋁還具有易于回收利用的特性。鋁的回收利用率超過90%，且回收時重新冶煉所消耗的能量僅為初次冶煉時的5%，循環(huán)利用性能優(yōu)異。

鋁型材企業(yè)競爭格局

從整個鋁行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈來看，產(chǎn)業(yè)鏈前端的鋁土礦行業(yè)主要為以礦產(chǎn)資源為導向的開采型行業(yè);氧化鋁與電解鋁則是以標準化加工為特點的制造行業(yè)。而處于產(chǎn)業(yè)鏈中端的鋁加工行業(yè)需要根據(jù)下游應用行業(yè)的不同，生產(chǎn)出滿足不同需求的產(chǎn)品，技術工藝水平要求較高，是一個應用導向的行業(yè)。

在鋁加工方式中，擠壓是最重要的加工方法之一。鋁型材是通過對鋁合金鑄錠進行加熱、擠壓、表面處理等工序，生產(chǎn)得到的具有不同截面與表面的鋁合金型材，廣泛用于建筑、汽車輕量化、交通運輸、自動化設備、消費電子、電信通訊等下游領域。

我國現(xiàn)代化鋁型材工業(yè)可以追溯到上世紀50年代。1956年以生產(chǎn)軍工鋁型材為目的的“東北輕合金有限責任公司”(原名哈爾濱鋁加工廠)建成，標志著我國鋁型材工業(yè)的起步。之后，經(jīng)過一段時間的發(fā)展，我國鋁加工業(yè)在1985年以來進入飛速發(fā)展的30年。

我國鋁擠壓企業(yè)眾多，超過900家。但其中，大部分企業(yè)生產(chǎn)能力較為薄弱，比如生產(chǎn)能力低于5萬噸/年的企業(yè)數(shù)量超過800家。

根據(jù)公開披露數(shù)據(jù)，2018年度國內鋁擠壓材生產(chǎn)企業(yè)的上市公司市場占有率情況計算如下：

隨著鋁擠壓材行業(yè)逐漸進入行業(yè)整合階段，企業(yè)的規(guī)模效應在市場上的優(yōu)勢越來越明顯，大規(guī)模企業(yè)市場份額不斷上升的同時將淘汰一部分資金實力較弱、競爭能力較差的中小企業(yè)。因此，在此市場供求情況下，規(guī)模與資金成為進入該行業(yè)的重要壁壘，未來具有相當規(guī)模的鋁擠壓材企業(yè)將在競爭中占據(jù)優(yōu)勢。

汽車的日益普及使得我國的節(jié)能減排需求日益迫切

新世紀以來，我國汽車年產(chǎn)量迅速增長。2003年我國汽車年產(chǎn)量為444.37萬輛，到2018年達到2,780.92萬輛，增長了5.25倍，年均復合增長率達13.00%。

2019年我國汽車產(chǎn)銷量受到各種因素影響出現(xiàn)輕微下滑趨勢，但單車用鋁量相對更高的新能源汽車產(chǎn)銷量仍保持快速增長，2019年1-6月累計產(chǎn)量同比增長48.62%，累計銷量同比增長49.70%。

汽車的日益普及，使汽車燃油消耗、碳排放等一系列問題日益嚴峻。在全球，汽車導致的二氧化碳排放量已占總排放量的21%，是碳排放的主要來源之一。根據(jù)崔瑩等學者的研究，2015年我國乘用車平均碳排放水平為151.65g/km，處于較高水平。

不斷趨嚴的汽車油耗標準將持續(xù)促進鋁合金在汽車的應用

面對嚴峻的環(huán)保壓力，世界各國均制定了一系列的汽車油耗標準，通過不斷趨嚴的標準引導汽車環(huán)保升級。以歐盟、日本為例，其2020年油耗限值目標相比2015年分別下降了20%、17.14%。

面對嚴峻的環(huán)保形勢，我國亦進行了一系列的政策、標準制定工作，以切實行動推動汽車油耗標準降低。根據(jù)上圖可見，預計2020年、2025年、2030年，我國汽車新車油耗將分別降至5L/100km、4L/100km、3.2L/100km，而基于鋁合金的汽車輕量化改造是實現(xiàn)油耗降低的重要途徑。

我國汽車輕量化鋁型材發(fā)展空間廣闊

據(jù)研究表明，汽車燃料約60%用于負荷汽車自重，汽車乘用車每減重100kg能節(jié)油0.39L/100km。若汽車整車重量降低10%，燃油消耗可降低6%-8%，從而使排放降低5%-6%;同時，可使加速時間減少8%，制動距離減少5%，輪胎壽命提高7%，疲勞壽命明顯提升。

相比鋼材，鋁合金具有質輕質優(yōu)的特點。一方面，鋁合金密度只有約2.68g/cm3，僅為鋼的30%，使用鋁合金替代鋼材可有效減輕汽車重量;另一方面，鋁合金在強度、導熱性各方面均滿足替代鋼材的要求，且耐腐蝕能力優(yōu)異、易于循環(huán)利用，使鋁合金替代鋼材具有可行性。

目前而言，在汽車上使用鋁合金對鋼材進行替代，是進行汽車輕量化的最主要途徑。以車身結構與保險杠為例，用鋁型材替代鋼材，可減輕重量30%-40%，且保持有與鋼結構具有同等的抗沖擊強度，能有效吸收沖擊，保護人身安全。

橫向對比來看：截至2016年，全球的單輛汽車用鋁量平均水平為170公斤，而國內僅為130公斤左右，我國汽車單車用鋁量有廣闊的提升空間。就全世界而言，2015年國外汽車工業(yè)用鋁約750萬噸，約占鋁消費量的25.7%;而我國汽車用鋁僅320萬噸，占我國鋁消費量的比例不到10%，占比明顯偏低。

縱向對比來看：根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》，我國汽車將在2020年、2025年、2030年分別達到較2015年減重10%、20%、35%的目標。為完成該目標，我國汽車單車用鋁量也將持續(xù)增長。

可見，我國汽車用輕量化鋁型材發(fā)展空間廣闊。

以上數(shù)據(jù)及分析均來自于前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國鋁加工行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》。

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