輕量化和(hé)新能(néng)源,共驅汽車用(yòng)鋁材爆發
鋁及其合金(jīn)是當前用(yòng)途最廣泛、最經濟适用(yòng)的材料之一,全球鋁産量 1956 年開(kāi)始超過 銅,此後一直居有色金(jīn)屬之首,當前鋁用(yòng)量僅次于鋼鐵(tiě),成爲人類應用(yòng)的第二大(dà)金(jīn)屬。縱觀材料發展史,一種材料之所以被廣泛應用(yòng),性能(néng)與成本兩大(dà)特征,缺一不可。相較 于鋼鐵(tiě),鋁合金(jīn)雖成本高(gāo),但(dàn)密度低(dī)、質量輕,因此被廣泛應用(yòng)于輕量化市場。相較于 銅,鋁盡管導電、導熱性相對(duì)較差,但(dàn)由于成本優勢明(míng)顯,因此,也(yě)被用(yòng)于部分導電、 導熱領域。
汽車用(yòng)鋁産業鏈:鑄造+軋制+擠壓+鍛造
汽車用(yòng)鋁合金(jīn)主要包括鑄造、軋制、擠壓和(hé)鍛造四大(dà)類,其中,鑄造鋁合金(jīn)主要用(yòng)于汽 車發動機缸體、缸蓋、離合器殼、保險杠、車輪、發動機托架等零部件;軋制鋁闆帶箔 主要用(yòng)于車身面闆、車門(mén)蒙皮、散熱系統、電池殼、電池箔等;擠壓型材主要用(yòng)于防撞 梁、懸挂件、各種支架、電池托盤等;鍛造件主要用(yòng)于車輪、保險杠、曲軸等。從(cóng)汽車用(yòng)鋁占比來(lái)看(kàn),2016 年鑄造占 66%,軋制占 18%,擠壓占 11%,鍛造占 5%, 相比 2012 年占比變化而言,鑄造下(xià)降約 7pct,軋制增長 5pct,擠壓增長 1pct,鍛造增 長 2pct。究其原因,軋制用(yòng)的高(gāo)強高(gāo)韌性鋁材,更适合汽車輕量化工(gōng)藝升級,因此在車 身結構件等重要部件用(yòng)量比例明(míng)顯擡升。
輕量化和(hé)新能(néng)源共驅,汽車用(yòng)鋁需求 CAGR9%
新能(néng)源車因車身結構差異,用(yòng)鋁量有顯著提升。根據 DuckerFrontier 研究,新能(néng)源車 單車鋁合金(jīn)使用(yòng)量比傳統燃油車多 41.6%。其中由于減少了(le)燃油車用(yòng)發動機、傳動系統 以及其他(tā)零部件,使燃油車用(yòng)鋁量分别減少了(le) 24.0%、18.9%和(hé) 2.2%。而純電動車因 動力系統和(hé)車身結構件鋁合金(jīn)用(yòng)量更多,動力傳動系統、結構件及其他(tā)零部件分别使單 車用(yòng)鋁量提高(gāo)了(le) 10.3%、48.7%、2.3%。從(cóng)鋁材類型來(lái)看(kàn),傳統壓鑄用(yòng)鋁比例下(xià)降,軋 制闆帶箔和(hé)擠壓型材占比相對(duì)提升。
根據 CM GROUP 分析,2021 年傳統油車和(hé)新能(néng)源車的單車用(yòng)鋁量分别爲 145kg 和(hé) 173kg,随着輕量化戰略持續推進,預計(jì) 2021-2025 年兩者分别實現(xiàn) CAGR 達 5%和(hé) 7% 的穩步提升,至 2025 年的 180kg 和(hé) 227kg。結合全球車的銷量預估,測算(suàn) 2021 年全 球汽車用(yòng)鋁量約 1177 萬噸,2021-2025 年需求 CAGR 達 9%,其中油車用(yòng)鋁和(hé)新能(néng)源 車用(yòng)鋁分别 CAGR 達 4%和(hé) 40%。此外(wài),新能(néng)源車用(yòng)鋁占比從(cóng) 2021 年 9%快(kuài)速提升至 26%。
從(cóng)汽車用(yòng)鋁結構來(lái)看(kàn),根據 DuckerFrontier 分析,北美(měi)地區(qū) 2022-2026 年軋制鋁闆帶 箔用(yòng)量增長最爲突出,單車用(yòng)鋁 CAGR 達 5%,其次爲擠壓型材和(hé)鍛造鋁材,CAGR 均 爲 3%,最後是壓鑄件,CAGR 約 1%。
賽道(dào)排序:鋁熱>免熱合金(jīn)>汽車闆>電池箔>擠壓>電極箔
基于鋁具有優異的輕量化結構性能(néng),同時(shí)還有突出的導電導熱性,因此在輕量化和(hé)新能(néng) 源導電導熱領域獲得重要産業化應用(yòng),比如汽車結構件四門(mén)兩蓋、電池箔、鋁熱傳輸材 料、壓鑄一體化免熱合金(jīn)、擠壓電池托盤等,紛紛有望在未來(lái)打開(kāi)廣闊成長空(kōng)間。從(cóng)具體賽道(dào)來(lái)看(kàn),輕量化和(hé)新能(néng)源加持之下(xià)的需求彈性,是支撐賽道(dào)景氣的前提;不過,中 長期的競争壁壘和(hé)格局,才是夯實盈利持續性的關鍵所在。
從(cóng)需求彈性來(lái)看(kàn),随着工(gōng)業優化升級而二次加速爆發的賽道(dào)亦值得重視(shì),新能(néng)源或者輕 量化比例越高(gāo)的賽道(dào)更勝一籌。綜合而言, (1) 首先,橫空(kōng)出世的壓鑄一體化的需求爆發性脫穎而出,一體壓鑄有望成爲改變 行業生态的重要創新。通過材料技術突破和(hé)壓鑄機噸位的提升,産品從(cóng)後地闆 到(dào)全車身,乃至副車架等均可一體鑄造,油車和(hé)新能(néng)源車都有望釋放(fàng)巨大(dà)潛力 空(kōng)間;(2) 其次,汽車闆、電池箔在輕量化或新能(néng)源比例占比較高(gāo),因此需求彈性亦相對(duì) 豐厚;(3) 最後,擠壓汽車型材、鋁熱傳輸材料和(hé)電極箔,由于面對(duì)存量龐大(dà)油車市場或 消費電子基數,因此新能(néng)源加持對(duì)整體需求拉動彈性相對(duì)有限,細分新能(néng)源景 氣賽道(dào)更爲靓麗(lì)。
壓鑄一體化:橫空(kōng)出世,爆發彈性豐厚
壓鑄一體化産業鏈屬于汽車輕量化和(hé)新能(néng)源發展進程中的二次加速産業,特斯拉提出車 身一體壓鑄概念,其後底闆一體壓鑄降低(dī) 40%的成本,并提高(gāo)生産效率、節約 35%産 線生産空(kōng)間,大(dà)幅解決了(le)全鋁車身的成本與技術問題。當下(xià)除特斯拉外(wài),蔚來(lái)、小(xiǎo)鵬等 車企均開(kāi)始投入一體壓鑄的研發,一體壓鑄有望成爲改變行業生态的重要創新。預計(jì) 2025 年國内新能(néng)源車和(hé)傳統燃油車一體壓鑄件市場規模有望達到(dào) 107.8 億元、20.8 億 元,其中新能(néng)源乘用(yòng)車對(duì)應的 2021-2025 年 CAGR 約爲 109.1%。
1)單車鋁合金(jīn)一體壓鑄件使用(yòng)量和(hé)鋁合金(jīn)價格
參考目前研發進展,未來(lái)一體壓鑄工(gōng)藝除應用(yòng)于後車底外(wài),還将應用(yòng)于電池盒、副車架、 電機殼體等部件,根據前述部分重量計(jì)算(suàn),預計(jì) 2025 年新能(néng)源車一體壓鑄工(gōng)藝部件重 量可達 100KG。根據 DuckerFrontier 研究,純電動車因動力系統和(hé)車身結構件鋁合金(jīn)用(yòng)量更多,新能(néng)源 車單車鋁合金(jīn)使用(yòng)量比傳統燃油車多 41.6%,且無電機、電池盒等部件需要,假設 2025 年傳統燃油車一體壓鑄工(gōng)藝部件重量約爲 70kg。目前鋁合金(jīn)價格爲鋼材的 2-5 倍,一方面未來(lái)随着技術成熟鋁合金(jīn)材料價格有望下(xià)降, 另一方面随着汽車輕量化的發展對(duì)車用(yòng)鋁合金(jīn)的性能(néng)要求會(huì)更高(gāo)。參考文(wén)燦股份、旭升 股份、愛柯迪三家公司招股說明(míng)書披露的原材料成本占比及毛利率,合理(lǐ)推算(suàn)假設未來(lái) 車用(yòng)鋁合金(jīn)價格保持在 50 元/kg。
2)使用(yòng)一體壓鑄工(gōng)藝的乘用(yòng)車銷量
國内新能(néng)源乘用(yòng)車和(hé)傳統燃油車銷量和(hé)輕量化部分預測保持一緻。根據目前有公布采用(yòng)一體壓鑄工(gōng)藝的國内整車廠(chǎng)(特斯拉、蔚來(lái)、小(xiǎo)鵬、高(gāo)合、小(xiǎo)康汽 車(僅考慮賽力斯))2021 年銷量約占國内新能(néng)源乘用(yòng)車銷量的 22%,假設上(shàng)述整車廠(chǎng)2025 年所有車型标配一體壓鑄工(gōng)藝,加之可能(néng)有其他(tā)整車廠(chǎng)後續也(yě)采用(yòng)一體壓鑄工(gōng)藝, 假設 2025 年使用(yòng)一體壓鑄工(gōng)藝的純電動車占比達 30%。因目前國内尚無傳統燃油車品牌宣布入局一體壓鑄,考慮到(dào)車型設計(jì)時(shí)間,假設 2025 年有 5%的傳統燃油車采用(yòng)一體壓鑄工(gōng)藝。
電池箔:新能(néng)源驅動,需求空(kōng)間廣闊
新能(néng)源汽車動力電池是锂電池主要應用(yòng)領域。全球汽車産業的電動化浪潮已然來(lái)臨,新 能(néng)源、新材料、5G 基站(zhàn)建設、醫(yī)療設備等領域相關産業的國内市場迎來(lái)了(le)蓬勃發展。動力電池作(zuò)爲新能(néng)源汽車的核心部件,未來(lái)仍有數倍的增長空(kōng)間。
鋁箔因其優良的特性,被廣泛運用(yòng)各個行業中,近幾年,受益于全球新能(néng)源汽車的快(kuài)速 發展,動力電池進入快(kuài)速成長期,上(shàng)遊材料電池鋁箔市場的需求也(yě)随之快(kuài)速增長。電池 鋁箔主要應用(yòng)于動力、儲能(néng)電池的正極集流體材料,相比普通的電池箔, 作(zuò)爲電池集流 體鋁箔要求較高(gāo),厚度要求控制在 10-50 微米,部分電池廠(chǎng)甚至使用(yòng) 8 微米的鋁箔。
受益全球新能(néng)源汽車的快(kuài)速發展,動力電池将進入快(kuài)速成長期。随着各主要國家紛紛制 定燃油車禁售計(jì)劃,全球新能(néng)源汽車與動力電池産業将進入成長期。根據長江電新測算(suàn), 未來(lái) 5 年全球動力電池行業将持續高(gāo)速增長,預計(jì)到(dào) 2025 年全球動力電池裝機量将達 到(dào) 1390GWh。根據 CNKI 數據統計(jì),1GWh 锂電池的鋁箔用(yòng)量在 600-800 噸左右,動 力電池行業高(gāo)增長也(yě)将帶動電池鋁箔步入快(kuài)車道(dào)。
汽車闆:單車用(yòng)量增加,新能(néng)源景氣加持
汽車闆主要指 ABS 鋁合金(jīn)闆,廣泛用(yòng)于車身覆蓋件,包括四門(mén)兩蓋(前後車門(mén)、引擎 蓋、後備箱蓋)、頂棚、翼子闆等。車身輕量化作(zuò)爲節能(néng)減排的手段,逐漸成爲新能(néng)源汽 車的重要發展方向。1)根據南山鋁業闆帶事(shì)業部預測,平均來(lái)看(kàn),純電動車的整備重量比内燃機車重大(dà)概 100~250kg,因此具有更強的輕量化需求。從(cóng)車型來(lái)看(kàn),A、A0、SUV(C)三個級别 的車,純電動車和(hé)内燃機車的平均整備重量相差較大(dà)。2)根據《汽車輕量化——汽車鋁闆在白(bái)車身和(hé)覆蓋件減重中的應用(yòng)》(世界有色金(jīn)屬), 在整車中,白(bái)車身重量占比 28%,而汽車鋁闆基于優越的材料屬性,能(néng)夠在其上(shàng)産生有 效的減重效果。對(duì)于白(bái)車身重量爲 375kg 的中量級轎車,在保證車身剛度和(hé)強度且不降低(dī)碰撞安全要求的情況下(xià),進行材料替換處理(lǐ)後的高(gāo)強度鋼制白(bái)車身重量約爲 340kg, 減重 9%;使用(yòng)鋁合金(jīn)汽車闆重量僅爲約 230kg,減重 32%。
鋁材的廣泛應用(yòng)同樣催生鋁金(jīn)屬回收的重要性,在回收鋁金(jīn)屬時(shí),我們需要更好(hǎo)的辨别不同的合金(jīn)材料,防止它們混淆,易諾科技推薦大(dà)家一款可以輕松辨析鋁金(jīn)屬的儀器,便是奧林(lín)巴斯手持式合金(jīn)分析儀。