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鋁合金需求淺析

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發(fā)表時間:2024-12-13 14:33

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  鋁通常以各類合金的形式廣泛應(yīng)用于眾多終端領(lǐng)域,涵蓋了建筑、交通運輸、電子電力、包裝等與國民經(jīng)濟息息相關(guān)的多個行業(yè)。其中,建筑用鋁和交通運輸用鋁的占比超過了一半。

  近年來,隨著房地產(chǎn)行業(yè)的疲軟以及“雙碳”目標的推進,新能源板塊,特別是電動汽車和光伏領(lǐng)域,已成為鋁需求的新增長點。因此,鋁需求結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化,建筑結(jié)構(gòu)用鋁的占比逐漸下降,而交通運輸及電子電力用鋁的占比則持續(xù)上升。

  鑄造鋁合金因其良好的鑄造性能和機械性能廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車等交通工具的制造中。而變形鋁合金則因其優(yōu)異的加工性能和輕量化特性,更多地以鋁合金支架結(jié)構(gòu)等形式應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)、交通運輸以及其他需要高強度和輕量化材料的領(lǐng)域。

         


  建筑用鋁合金

  建筑結(jié)構(gòu)用鋁主要體現(xiàn)在竣工階段,其中,變形鋁合金占據(jù)了地產(chǎn)用鋁量的75%以上。這些產(chǎn)品形式多樣,包括鋁合金門窗、鋁塑管、裝飾板以及鋁板幕墻等。通常,鋁消費量的增長會先于房屋竣工面積的增長體現(xiàn)出來。除此之外,鋁還以鋁合金模板的形式廣泛應(yīng)用于建筑開工階段。

  在門窗市場中,鋁合金門窗的占比高達六成,主要采用的是6系鋁合金。鋁合金門窗所需的鋁合金數(shù)量受到多種因素的影響,包括門窗設(shè)計、所選鋁合金的類型和厚度等。同時,鋁合金門窗中的含鋁量也直接影響到其強度、耐腐蝕性和使用壽命。含鋁量越高,門窗的性能往往越優(yōu)越。憑借壽命長、耐腐蝕、材料易回收且再利用率高等優(yōu)勢,鋁合金門窗,以及系統(tǒng)門窗、鋁包木窗等,在“雙碳”目標推動和改善型住房需求增長的背景下,逐漸展現(xiàn)出更大的市場空間。具體而言,鋁合金門窗所含的鋁合金約為9.3千克/平方米,而鋁包木門窗則約為6千克/平方米。

  建筑幕墻由面板和支承結(jié)構(gòu)體系組成,具有規(guī)定的承載能力、變形能力和適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)位移的能力,同時,不承擔主體結(jié)構(gòu)所受的作用。在幕墻中,鋁合金主要應(yīng)用于玻璃幕墻的支承結(jié)構(gòu)和金屬幕墻的面板,常用的鋁合金型號包括3系、5系和6系。

  鋁模板在施工環(huán)節(jié)中具有輕盈堅固、高效施工、可回收再利用、高耐用性和可重復(fù)使用性等優(yōu)點,因此,在建筑行業(yè)的使用范圍正逐步擴大。然而,它也存在高成本、強度相對較低以及熱脹冷縮等不足。目前,在建筑行業(yè)中,鋁模板與多種模板并存,根據(jù)工程項目的特點選擇相適應(yīng)的模板。

  今年以來,房地產(chǎn)開發(fā)景氣指數(shù)緩慢回升,至10月份已達到92.49。城中村改造和保障性住房需求在一定程度上支撐了建筑用鋁的需求。然而,整體來看,建筑用鋁的消費仍然疲軟,在鋁消費中的占比呈下降趨勢。這一態(tài)勢也對鋁合金的需求產(chǎn)生了一定的負面影響。

  交通運輸用鋁合金

  交通運輸領(lǐng)域也是鋁合金最主要的應(yīng)用領(lǐng)域之一,近年來,交通運輸用鋁量在整體鋁需求結(jié)構(gòu)中的占比也逐漸提高,其所涵蓋的汽車行業(yè),尤其是新能源汽車,是不可忽視的鋁合金需求增長點。此外,軌道交通、航空航天以及船舶行業(yè),也會大量使用到鋁合金。

 ?。?)汽車

  汽車行業(yè)是鋁合金應(yīng)用的另一大關(guān)鍵領(lǐng)域。在汽車制造中,變形鋁合金和鑄造鋁合金均得到了廣泛應(yīng)用。目前,汽車用鋁合金主要包括軋制材、擠壓材、鍛造材以及鑄造鋁合金,它們在汽車上的使用比例大致為:鑄鋁占77%、軋制材占10%、擠壓材占10%、鍛壓材占3%。

  軋制材、鍛造材和擠壓材作為變形鋁合金,主要用于汽車車身的制造,包括發(fā)動機罩、翼子板、頂蓋、后備廂蓋、車身骨架、車門以及車頂棚等部件。而鋁合金壓鑄件則主要應(yīng)用于動力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和車身3個領(lǐng)域,具體包括發(fā)動機缸體、缸蓋、離合器殼、保險杠、車輪以及發(fā)動機托架等部件。其中,動力系統(tǒng)的鋁合金滲透率已超過90%,而底盤和車身結(jié)構(gòu)件的鋁合金鑄件用量在汽車輕量化要求的推動下,仍有進一步提升的空間。

  根據(jù)汽車車身不同部位的具體要求,會選擇不同系列的鋁合金進行制造。例如,汽車的四門兩蓋主要選用5系和6系鋁板,前后保險杠橫梁則較多選用鋁型材,懸架固定座則主要選用壓鑄鋁等。

  新能源汽車領(lǐng)域?qū)︿X合金的應(yīng)用更為廣泛。新能源汽車用鋁合金的部件涵蓋了車身、車輪、底盤、防撞梁、地板、動力電池以及座椅等多個方面。其中,車身骨架采用高性能鋁型材制作,蒙皮及車門則采用高精鋁板制作;車輪和底盤則包括高強度大截面鋁型材結(jié)構(gòu)件和鋁合金鍛件;防撞梁保險杠、新能源客車地板以及座椅系統(tǒng)等則采用鋁型材制作。鑄造鋁合金在新能源汽車中主要用于制造發(fā)動機零部件、殼體類零件以及底盤上的其他零件。

  在“雙碳”目標的背景下,傳統(tǒng)燃油車面臨著巨大挑戰(zhàn)。研究表明,約75%的油耗與整車重量有關(guān),因此,輕量化成為降低傳統(tǒng)燃油車油耗的最有效方法。鋁合金因其密度小、耐蝕性好、塑性優(yōu)良以及生產(chǎn)成本低、易于回收等優(yōu)越性,成為汽車工業(yè)中的首選輕量化材料。根據(jù)工業(yè)和信息化部《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》的提出,汽車輕量化標準用鋁將大幅度提升,預(yù)計到2025年和2030年,將分別實現(xiàn)250千克/輛和350千克/輛的用鋁量。

  在中國汽車市場的推動下,鋁合金在汽車行業(yè)中的用量預(yù)計將不斷提高。中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2024年1—10月,我國汽車產(chǎn)銷量分別達到2446.6萬輛和2462.4萬輛,同比分別增長1.9%和2.7%。其中,新能源汽車產(chǎn)銷分別完成977.9萬輛和975萬輛,同比分別增長33%和33.9%,新能源汽車新車銷量已占到汽車新車總銷量的39.6%。此外,我國新能源汽車在國際市場上也具有較強的競爭力。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),2024年1—10月,新能源汽車出口達到105.8萬輛,同比增長6.3%。在歐盟加征臨時反補貼稅的措施下,歐洲以外的市場承接我國新能源汽車出口量出現(xiàn)明顯增長,巴西已成為2024年前5個月中國新能源汽車出口的最大目的國。

 ?。?)航空

  鋁合金因其高強度重量比、優(yōu)異的延展性和高耐腐蝕性的獨特優(yōu)勢,在航空工業(yè)中扮演著至關(guān)重要的角色,成為首選的輕量化結(jié)構(gòu)材料。在航空飛行器的制造中,鋁合金廣泛應(yīng)用于機身的多個關(guān)鍵部位,包括蒙皮、框架、壁板、油箱、發(fā)動機以及起落架等組件。在這些應(yīng)用中,變形鋁合金占據(jù)主導(dǎo)地位,而鑄造鋁合金的使用量相對較少,僅占整體航空器鋁消耗的約5%。

  飛機對鋁合金的性能要求極為嚴格,相較于普通鋁合金,飛機用鋁合金在強度、硬度、韌性、抗疲勞性以及塑性等方面均需達到更高的標準。因此,在航空工業(yè)中,多使用高強度的2系鋁合金和超高強度的7系鋁合金來滿足這些嚴苛的性能要求。

  此外,不同機型的鋁合金使用量也存在顯著差異。例如,在波音737這樣的傳統(tǒng)機型中,鋁合金材料的占比高達81%,顯示出其在傳統(tǒng)機型結(jié)構(gòu)中的重要地位。然而,隨著復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用,如波音787這樣的新一代機型中,鋁合金材料的占比有所下降,僅為20%。

 ?。?)軌道交通

  在軌道交通領(lǐng)域,鋁合金憑借其低密度、高強度以及優(yōu)良的抗腐蝕性,成了制造高速列車車體及其關(guān)鍵部件的首選材料。鋁合金不僅能夠有效替代鋼,實現(xiàn)輕量化設(shè)計,還能顯著降低列車的維護成本。

  具體來說,不同型號的鋁合金在軌道交通中發(fā)揮著各自獨特的作用。3003鋁合金因其良好的加工性能和耐腐蝕性,被廣泛應(yīng)用于天窗、車門、車窗以及車體側(cè)板等部件的制造中。而5083鋁合金則以其高強度和良好的焊接性,成為高速列車、地鐵車廂制造以及車身加固、輪軸箱和各種構(gòu)件的理想選擇。6061鋁合金則因其優(yōu)異的強度和韌性,被廣泛應(yīng)用于車廂制造、車身加固、座椅以及車門等組件的生產(chǎn)中。此外,7系鋁合金因其高強度和輕質(zhì)特性,在高速列車和市區(qū)快速軌道交通等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,主要用于車身強度加固、門窗結(jié)構(gòu)、輪軸箱和座椅等組件的制造。

  除了車體及部件制造,鋁合金線纜也逐漸成為鐵路傳輸和安裝中的重要材料,逐漸替代傳統(tǒng)的銅電纜。這不僅有助于降低線路重量,還能提高傳輸效率,進一步推動軌道交通的輕量化發(fā)展。

  值得注意的是,軌道交通行業(yè)一直受到國家的高度重視和政策支持。據(jù)國家鐵路局數(shù)據(jù),2024年1—10月,全國鐵路固定資產(chǎn)投資累計完成6351億元,同比增長10.9%。根據(jù)相關(guān)政策目標,到2035年,全國鐵路網(wǎng)將達到20萬公里左右,其中,高鐵7萬公里左右。

  (4)船艦

  船艦工業(yè)在材料選擇上極為嚴苛,要求材料具備高的比強度和比模量、優(yōu)良的焊接性能、出色的耐蝕性能以及良好的冷、熱成形性能。鋁合金因其獨特的性能優(yōu)勢,成為船艦工業(yè)中不可或缺的主要結(jié)構(gòu)材料之一。

  在船艦工業(yè)中,5系鋁合金和6系鋁合金因其融合了鎂和硅等元素,而展現(xiàn)出卓越的耐腐蝕性、強度重量比、可焊性和多功能性等特點。這兩種鋁合金型號在船艦行業(yè)中應(yīng)用廣泛,其中5系鋁合金更是首選材料。使用鋁合金建造的船舶,與采用鋼材或其他合成材料建造的船舶相比,重量可減輕15%~20%,這對于提升船舶的性能和燃油效率具有重要意義。

  在船艦制造過程中,變形鋁合金和鑄造鋁合金都得到了廣泛應(yīng)用。變形鋁合金因其良好的加工性能和強度特性,主要被用于大型水面艦船的上層建筑、全鋁海洋研究船、遠洋商船和客船、各類高速客船和軍用快艇等。這些應(yīng)用不僅彰顯了變形鋁合金在船艦結(jié)構(gòu)中的重要作用,也體現(xiàn)了其在提高船艦性能和降低重量方面的獨特優(yōu)勢。

  與此同時,鑄造鋁合金在船艦工業(yè)中也發(fā)揮著不可或缺的作用。它主要應(yīng)用于泵、活塞、舾裝件及雨水雷殼體等部件的制造中。這些部件對于船艦的正常運行和性能表現(xiàn)至關(guān)重要,而鑄造鋁合金的優(yōu)異性能和加工特性使其成為這些部件的理想選擇。

  從工信部最新發(fā)布的數(shù)據(jù)來看,我國造船業(yè)在2024年1—9月取得了顯著增長。造船完工量、新接訂單量和手持訂單量均實現(xiàn)了同比增長,且在全球市場中占據(jù)了重要地位。這一成績的取得,不僅得益于我國造船業(yè)的技術(shù)實力和生產(chǎn)能力,也與鋁合金等先進材料在船艦工業(yè)中的廣泛應(yīng)用密不可分。

  光伏用鋁合金

  鋁合金在光伏行業(yè)中扮演著至關(guān)重要的角色,特別是在分布式光伏的支架和光伏組件的邊框制造方面。6系鋁合金因其優(yōu)良的性能而被廣泛應(yīng)用于這些領(lǐng)域。據(jù)SMM數(shù)據(jù),光伏邊框在光伏用鋁中的占比超過70%,而在光伏邊框市場中,鋁邊框占據(jù)了約95%的絕對份額,這充分說明了鋁合金在光伏行業(yè)中的重要地位。

  在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,支架是支撐太陽能面板的重要結(jié)構(gòu),而分布式電站主要采用的是鋁合金材質(zhì)的支架。鋁合金邊框則是光伏組件中的關(guān)鍵封裝輔材,它不僅能夠固定和密封太陽能電池組件,保護玻璃邊緣,加強光伏組件的密封性能,提高整體機械強度,還便于光伏組件的運輸和現(xiàn)場安裝。

  盡管光伏邊框在整體組件中的成本占比約為9%,僅次于電池片,但在原材料價格波動的影響下,光伏邊框一度成為企業(yè)縮減成本的重點環(huán)節(jié)。鋼邊框、卡扣邊框等替代品雖然受到過市場的熱捧,但由于鋁合金邊框在使用性能、維護成本和使用壽命等方面的顯著優(yōu)勢,其不可替代性得到了市場的廣泛認可,目前仍是市場的主流選擇。

  結(jié)合上市公司數(shù)據(jù)和行業(yè)測算,每GW光伏組件的耗鋁量為0.6萬~1.1萬噸,而每GW光伏電站所需的光伏支架用鋁量約為1.9萬噸。反映了光伏行業(yè)對鋁合金的巨大需求。

  近年來,受到能源轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標的推動,我國光伏裝機量增長顯著。據(jù)國家能源局數(shù)據(jù),截至2024年9月底,全國光伏發(fā)電裝機容量已達到7.7億千瓦,同比增長48.4%。其中,集中式光伏4.3億千瓦,分布式光伏3.4億千瓦。除了國內(nèi)光伏發(fā)電的發(fā)展帶來的需求增量,海外各國光伏的發(fā)展也有力帶動了我國光伏組件的出口需求。

  展望未來,全球光伏市場將持續(xù)增長。據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),2025年,全球光伏新增裝機容量有望達到586GW。特別是印度、巴西等國家和地區(qū)的光伏裝機增速預(yù)計較為可觀。這將為鋁合金在光伏行業(yè)中的應(yīng)用提供更為廣闊的市場空間和發(fā)展機遇。

  家電用鋁合金

  鋁合金在家電行業(yè)的應(yīng)用確實非常廣泛,其美觀性、耐腐蝕性、導(dǎo)熱性以及成本效益等特點使其成為家電制造中不可或缺的材料。從冰箱、空調(diào)的散熱器和冷凝器,到洗衣機的缸體和微波爐的波導(dǎo)管,再到電視機的支架、音響設(shè)備的散熱片,以及各類家電的外殼,鋁合金都發(fā)揮著重要作用。

  隨著銅鋁比價的走高,“以鋁代銅”的趨勢在家電行業(yè),尤其是空調(diào)行業(yè)中愈發(fā)明顯。這主要是因為鋁合金在保持一定性能的同時,成本相對較低,有助于家電企業(yè)降低成本,提高競爭力。此外,鋁合金的輕量化特性也有助于提升家電產(chǎn)品的整體性能和用戶體驗。

  2024年,國家推出的“以舊換新”政策為家電行業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇。這一政策不僅促進了白電的排產(chǎn)與銷量的回暖,還推動了家電產(chǎn)品的更新?lián)Q代,進一步擴大了市場需求。作為耐用消費品,家電的使用時間和換新頻率對家電的需求量有著重要影響。因此,隨著人們生活水平的提高和消費觀念的轉(zhuǎn)變,家電產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度將會加快,為鋁合金在家電行業(yè)的應(yīng)用提供了更廣闊的市場空間。

  鋁合金進出口

  自2020年起,我國鋁合金由凈出口轉(zhuǎn)向凈進口狀態(tài),目前仍是鋁合金的凈進口國。據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù),2024年1—10月,我國累計進口鋁合金100.5萬噸,同比增長10.6%;累計出口20.1萬噸,同比下降2.5%??傮w來看,2020年,未鍛軋鋁合金進口量大幅增長,出口量則出現(xiàn)顯著下降,主要是受到廢鋁資源供應(yīng)緊張的影響,2020年至今,鋁合金進口量增速顯著高于出口量增速。從進口來源國來看,馬來西亞為最主要的進口來源國,其次為泰國、越南、韓國及俄羅斯,2023年,以上5國進口量合計占比75.2%。

  在“雙碳”目標、可持續(xù)發(fā)展、綠色發(fā)展理念的指引下,以及我國大力推動新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的各項方針政策下,未來鋁合金的應(yīng)用前景及創(chuàng)新潛力值得期待。我們有理由相信,鋁合金將在更多領(lǐng)域發(fā)揮其獨特優(yōu)勢,為國民經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展貢獻力量。

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