鋁合金需求淺析
2024年12月12日 14:53 3358次瀏覽 來源： 中國有色金屬報 分類： 有色市場 作者： 顧馮達 張嘉藝
鋁通常以各類合金的形式廣泛應用于眾多終端領域，涵蓋了建筑、交通運輸、電子電力、包裝等與國民經濟息息相關的多個行業。其中，建筑用鋁和交通運輸用鋁的占比超過了一半。
近年來，隨著房地產行業的疲軟以及“雙碳”目標的推進，新能源板塊，特別是電動汽車和光伏領域，已成為鋁需求的新增長點。因此，鋁需求結構發生了顯著變化，建筑結構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上升。
鑄造鋁合金因其良好的鑄造性能和機械性能廣泛應用于汽車、摩托車等交通工具的制造中。而變形鋁合金則因其優異的加工性能和輕量化特性，更多地以鋁合金支架結構等形式應用于建筑結構、交通運輸以及其他需要高強度和輕量化材料的領域。
建筑用鋁合金
建筑結構用鋁主要體現在竣工階段，其中，變形鋁合金占據了地產用鋁量的75%以上。這些產品形式多樣，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出來。除此之外，鋁還以鋁合金模板的形式廣泛應用于建筑開工階段。
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量受到多種因素的影響，包括門窗設計、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越。憑借壽命長、耐腐蝕、材料易回收且再利用率高等優勢，鋁合金門窗，以及系統門窗、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構體系組成，具有規定的承載能力、變形能力和適應主體結構位移的能力，同時，不承擔主體結構所受的作用。在幕墻中，鋁合金主要應用于玻璃幕墻的支承結構和金屬幕墻的面板，常用的鋁合金型號包括3系、5系和6系。
鋁模板在施工環節中具有輕盈堅固、高效施工、可回收再利用、高耐用性和可重復使用性等優點，因此，在建筑行業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，在建筑行業中，鋁模板與多種模板并存，根據工程項目的特點選擇相適應的模板。
今年以來，房地產開發景氣指數緩慢回升，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。這一態勢也對鋁合金的需求產生了一定的負面影響。
交通運輸用鋁合金
交通運輸領域也是鋁合金最主要的應用領域之一，近年來，交通運輸用鋁量在整體鋁需求結構中的占比也逐漸提高，其所涵蓋的汽車行業，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，也會大量使用到鋁合金。
（1）汽車
汽車行業是鋁合金應用的另一大關鍵領域。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用于動力系統、底盤系統和車身3個領域，具體包括發動機缸體、缸蓋、離合器殼、保險杠、車輪以及發動機托架等部件。其中，動力系統的鋁合金滲透率已超過90%，而底盤和車身結構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。
新能源汽車領域對鋁合金的應用更為廣泛。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構件和鋁合金鍛件；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，傳統燃油車面臨著巨大挑戰。研究表明，約75%的油耗與整車重量有關，因此，輕量化成為降低傳統燃油車油耗的最有效方法。鋁合金因其密度小、耐蝕性好、塑性優良以及生產成本低、易于回收等優越性，成為汽車工業中的首選輕量化材料。根據工業和信息化部《節能與新能源汽車技術路線圖》的提出，汽車輕量化標準用鋁將大幅度提升，預計到2025年和2030年，將分別實現250千克/輛和350千克/輛的用鋁量。
在中國汽車市場的推動下，鋁合金在汽車行業中的用量預計將不斷提高。中國汽車工業協會發布的數據顯示，2024年1—10月，我國汽車產銷量分別達到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。據中國汽車工業協會數據，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。
（2）航空
鋁合金因其高強度重量比、優異的延展性和高耐腐蝕性的獨特優勢，在航空工業中扮演著至關重要的角色，成為首選的輕量化結構材料。在航空飛行器的制造中，鋁合金廣泛應用于機身的多個關鍵部位，包括蒙皮、框架、壁板、油箱、發動機以及起落架等組件。在這些應用中，變形鋁合金占據主導地位，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這樣的傳統機型中，鋁合金材料的占比高達81%，顯示出其在傳統機型結構中的重要地位。然而，隨著復合材料的廣泛應用，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%。
（3）軌道交通
在軌道交通領域，鋁合金憑借其低密度、高強度以及優良的抗腐蝕性，成了制造高速列車車體及其關鍵部件的首選材料。鋁合金不僅能夠有效替代鋼，實現輕量化設計，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，被廣泛應用于天窗、車門、車窗以及車體側板等部件的制造中。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、輪軸箱和各種構件的理想選擇。6061鋁合金則因其優異的強度和韌性，被廣泛應用于車廂制造、車身加固、座椅以及車門等組件的生產中。此外，7系鋁合金因其高強度和輕質特性，在高速列車和市區快速軌道交通等領域得到了廣泛應用，主要用于車身強度加固、門窗結構、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展。
值得注意的是，軌道交通行業一直受到國家的高度重視和政策支持。據國家鐵路局數據，2024年1—10月，全國鐵路固定資產投資累計完成6351億元，同比增長10.9%。根據相關政策目標，到2035年，全國鐵路網將達到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勢，成為船艦工業中不可或缺的主要結構材料之一。
在船艦工業中，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中應用廣泛，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。這些應用不僅彰顯了變形鋁合金在船艦結構中的重要作用，也體現了其在提高船艦性能和降低重量方面的獨特優勢。
與此同時，鑄造鋁合金在船艦工業中也發揮著不可或缺的作用。它主要應用于泵、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至關重要，而鑄造鋁合金的優異性能和加工特性使其成為這些部件的理想選擇。
從工信部最新發布的數據來看，我國造船業在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了同比增長，且在全球市場中占據了重要地位。這一成績的取得，不僅得益于我國造船業的技術實力和生產能力，也與鋁合金等先進材料在船艦工業中的廣泛應用密不可分。
光伏用鋁合金
鋁合金在光伏行業中扮演著至關重要的角色，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系鋁合金因其優良的性能而被廣泛應用于這些領域。據SMM數據，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，鋁邊框占據了約95%的絕對份額，這充分說明了鋁合金在光伏行業中的重要地位。
在光伏發電系統中，支架是支撐太陽能面板的重要結構，而分布式電站主要采用的是鋁合金材質的支架。鋁合金邊框則是光伏組件中的關鍵封裝輔材，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縮減成本的重點環節。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。
結合上市公司數據和行業測算，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。反映了光伏行業對鋁合金的巨大需求。
近年來，受到能源轉型和“雙碳”目標的推動，我國光伏裝機量增長顯著。據國家能源局數據，截至2024年9月底，全國光伏發電裝機容量已達到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。除了國內光伏發電的發展帶來的需求增量，海外各國光伏的發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增長。據中國光伏行業協會數據，2025年，全球光伏新增裝機容量有望達到586GW。特別是印度、巴西等國家和地區的光伏裝機增速預計較為可觀。這將為鋁合金在光伏行業中的應用提供更為廣闊的市場空間和發展機遇。
家電用鋁合金
鋁合金在家電行業的應用確實非常廣泛，其美觀性、耐腐蝕性、導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、空調的散熱器和冷凝器，到洗衣機的缸體和微波爐的波導管，再到電視機的支架、音響設備的散熱片，以及各類家電的外殼，鋁合金都發揮著重要作用。
隨著銅鋁比價的走高，“以鋁代銅”的趨勢在家電行業，尤其是空調行業中愈發明顯。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”政策為家電行業帶來了新的發展機遇。這一政策不僅促進了白電的排產與銷量的回暖，還推動了家電產品的更新換代，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變，家電產品的更新換代速度將會加快，為鋁合金在家電行業的應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向凈進口狀態，目前仍是鋁合金的凈進口國。據海關總署數據，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%。總體來看，2020年，未鍛軋鋁合金進口量大幅增長，出口量則出現顯著下降，主要是受到廢鋁資源供應緊張的影響，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、可持續發展、綠色發展理念的指引下，以及我國大力推動新質生產力發展的各項方針政策下，未來鋁合金的應用前景及創新潛力值得期待。我們有理由相信，鋁合金將在更多領域發揮其獨特優勢，為國民經濟的持續健康發展貢獻力量。
（作者單位：國信期貨）
責任編輯：任飛
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