輕量化和新能源,共驅(qū)汽車用鋁材爆發(fā)
鋁及其合金是當(dāng)前用途最廣泛、最經(jīng)濟(jì)適用的材料之一,全球鋁產(chǎn)量 1956 年開始超過 銅,此后一直居有色金屬之首,當(dāng)前鋁用量僅次于鋼鐵,成為人類應(yīng)用的第二大金屬??v觀材料發(fā)展史,一種材料之所以被廣泛應(yīng)用,性能與成本兩大特征,缺一不可。相較 于鋼鐵,鋁合金雖成本高,但密度低、質(zhì)量輕,因此被廣泛應(yīng)用于輕量化市場。相較于 銅,鋁盡管導(dǎo)電、導(dǎo)熱性相對較差,但由于成本優(yōu)勢明顯,因此,也被用于部分導(dǎo)電、 導(dǎo)熱領(lǐng)域。
汽車用鋁產(chǎn)業(yè)鏈:鑄造+軋制+擠壓+鍛造
汽車用鋁合金主要包括鑄造、軋制、擠壓和鍛造四大類,其中,鑄造鋁合金主要用于汽 車發(fā)動機(jī)缸體、缸蓋、離合器殼、保險(xiǎn)杠、車輪、發(fā)動機(jī)托架等零部件;軋制鋁板帶箔 主要用于車身面板、車門蒙皮、散熱系統(tǒng)、電池殼、電池箔等;擠壓型材主要用于防撞 梁、懸掛件、各種支架、電池托盤等;鍛造件主要用于車輪、保險(xiǎn)杠、曲軸等。從汽車用鋁占比來看,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,軋制用的高強(qiáng)高韌性鋁材,更適合汽車輕量化工藝升級,因此在車 身結(jié)構(gòu)件等重要部件用量比例明顯抬升。
輕量化和新能源共驅(qū),汽車用鋁需求 CAGR9%
新能源車因車身結(jié)構(gòu)差異,用鋁量有顯著提升。根據(jù) DuckerFrontier 研究,新能源車 單車鋁合金使用量比傳統(tǒng)燃油車多 41.6%。其中由于減少了燃油車用發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng) 以及其他零部件,使燃油車用鋁量分別減少了 24.0%、18.9%和 2.2%。而純電動車因 動力系統(tǒng)和車身結(jié)構(gòu)件鋁合金用量更多,動力傳動系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件及其他零部件分別使單 車用鋁量提高了 10.3%、48.7%、2.3%。從鋁材類型來看,傳統(tǒng)壓鑄用鋁比例下降,軋 制板帶箔和擠壓型材占比相對提升。
根據(jù) CM GROUP 分析,2021 年傳統(tǒng)油車和新能源車的單車用鋁量分別為 145kg 和 173kg,隨著輕量化戰(zhàn)略持續(xù)推進(jìn),預(yù)計(jì) 2021-2025 年兩者分別實(shí)現(xiàn) CAGR 達(dá) 5%和 7% 的穩(wěn)步提升,至 2025 年的 180kg 和 227kg。結(jié)合全球車的銷量預(yù)估,測算 2021 年全 球汽車用鋁量約 1177 萬噸,2021-2025 年需求 CAGR 達(dá) 9%,其中油車用鋁和新能源 車用鋁分別 CAGR 達(dá) 4%和 40%。此外,新能源車用鋁占比從 2021 年 9%快速提升至 26%。
從汽車用鋁結(jié)構(gòu)來看,根據(jù) DuckerFrontier 分析,北美地區(qū) 2022-2026 年軋制鋁板帶 箔用量增長最為突出,單車用鋁 CAGR 達(dá) 5%,其次為擠壓型材和鍛造鋁材,CAGR 均 為 3%,最后是壓鑄件,CAGR 約 1%。
賽道排序:鋁熱>免熱合金>汽車板>電池箔>擠壓>電極箔
基于鋁具有優(yōu)異的輕量化結(jié)構(gòu)性能,同時(shí)還有突出的導(dǎo)電導(dǎo)熱性,因此在輕量化和新能 源導(dǎo)電導(dǎo)熱領(lǐng)域獲得重要產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,比如汽車結(jié)構(gòu)件四門兩蓋、電池箔、鋁熱傳輸材 料、壓鑄一體化免熱合金、擠壓電池托盤等,紛紛有望在未來打開廣闊成長空間。從具體賽道來看,輕量化和新能源加持之下的需求彈性,是支撐賽道景氣的前提;不過,中 長期的競爭壁壘和格局,才是夯實(shí)盈利持續(xù)性的關(guān)鍵所在。
需求彈性:免熱合金>電池箔>汽車板>擠壓>鋁熱>電極 箔
從需求彈性來看,隨著工業(yè)優(yōu)化升級而二次加速爆發(fā)的賽道亦值得重視,新能源或者輕 量化比例越高的賽道更勝一籌。綜合而言, (1) 首先,橫空出世的壓鑄一體化的需求爆發(fā)性脫穎而出,一體壓鑄有望成為改變 行業(yè)生態(tài)的重要?jiǎng)?chuàng)新。通過材料技術(shù)突破和壓鑄機(jī)噸位的提升,產(chǎn)品從后地板 到全車身,乃至副車架等均可一體鑄造,油車和新能源車都有望釋放巨大潛力 空間;(2) 其次,汽車板、電池箔在輕量化或新能源比例占比較高,因此需求彈性亦相對 豐厚;(3) 最后,擠壓汽車型材、鋁熱傳輸材料和電極箔,由于面對存量龐大油車市場或 消費(fèi)電子基數(shù),因此新能源加持對整體需求拉動彈性相對有限,細(xì)分新能源景 氣賽道更為靚麗。
壓鑄一體化:橫空出世,爆發(fā)彈性豐厚
壓鑄一體化產(chǎn)業(yè)鏈屬于汽車輕量化和新能源發(fā)展進(jìn)程中的二次加速產(chǎn)業(yè),特斯拉提出車 身一體壓鑄概念,其后底板一體壓鑄降低 40%的成本,并提高生產(chǎn)效率、節(jié)約 35%產(chǎn) 線生產(chǎn)空間,大幅解決了全鋁車身的成本與技術(shù)問題。當(dāng)下除特斯拉外,蔚來、小鵬等 車企均開始投入一體壓鑄的研發(fā),一體壓鑄有望成為改變行業(yè)生態(tài)的重要?jiǎng)?chuàng)新。預(yù)計(jì) 2025 年國內(nèi)新能源車和傳統(tǒng)燃油車一體壓鑄件市場規(guī)模有望達(dá)到 107.8 億元、20.8 億 元,其中新能源乘用車對應(yīng)的 2021-2025 年 CAGR 約為 109.1%。
1)單車鋁合金一體壓鑄件使用量和鋁合金價(jià)格
參考目前研發(fā)進(jìn)展,未來一體壓鑄工藝除應(yīng)用于后車底外,還將應(yīng)用于電池盒、副車架、 電機(jī)殼體等部件,根據(jù)前述部分重量計(jì)算,預(yù)計(jì) 2025 年新能源車一體壓鑄工藝部件重 量可達(dá) 100KG。根據(jù) DuckerFrontier 研究,純電動車因動力系統(tǒng)和車身結(jié)構(gòu)件鋁合金用量更多,新能源 車單車鋁合金使用量比傳統(tǒng)燃油車多 41.6%,且無電機(jī)、電池盒等部件需要,假設(shè) 2025 年傳統(tǒng)燃油車一體壓鑄工藝部件重量約為 70kg。目前鋁合金價(jià)格為鋼材的 2-5 倍,一方面未來隨著技術(shù)成熟鋁合金材料價(jià)格有望下降, 另一方面隨著汽車輕量化的發(fā)展對車用鋁合金的性能要求會更高。參考文燦股份、旭升 股份、愛柯迪三家公司招股說明書披露的原材料成本占比及毛利率,合理推算假設(shè)未來 車用鋁合金價(jià)格保持在 50 元/kg。
2)使用一體壓鑄工藝的乘用車銷量
國內(nèi)新能源乘用車和傳統(tǒng)燃油車銷量和輕量化部分預(yù)測保持一致。根據(jù)目前有公布采用一體壓鑄工藝的國內(nèi)整車廠(特斯拉、蔚來、小鵬、高合、小康汽 車(僅考慮賽力斯))2021 年銷量約占國內(nèi)新能源乘用車銷量的 22%,假設(shè)上述整車廠2025 年所有車型標(biāo)配一體壓鑄工藝,加之可能有其他整車廠后續(xù)也采用一體壓鑄工藝, 假設(shè) 2025 年使用一體壓鑄工藝的純電動車占比達(dá) 30%。因目前國內(nèi)尚無傳統(tǒng)燃油車品牌宣布入局一體壓鑄,考慮到車型設(shè)計(jì)時(shí)間,假設(shè) 2025 年有 5%的傳統(tǒng)燃油車采用一體壓鑄工藝。
電池箔:新能源驅(qū)動,需求空間廣闊
新能源汽車動力電池是鋰電池主要應(yīng)用領(lǐng)域。全球汽車產(chǎn)業(yè)的電動化浪潮已然來臨,新 能源、新材料、5G 基站建設(shè)、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)的國內(nèi)市場迎來了蓬勃發(fā)展。動力電池作為新能源汽車的核心部件,未來仍有數(shù)倍的增長空間。
鋁箔因其優(yōu)良的特性,被廣泛運(yùn)用各個(gè)行業(yè)中,近幾年,受益于全球新能源汽車的快速 發(fā)展,動力電池進(jìn)入快速成長期,上游材料電池鋁箔市場的需求也隨之快速增長。電池 鋁箔主要應(yīng)用于動力、儲能電池的正極集流體材料,相比普通的電池箔, 作為電池集流 體鋁箔要求較高,厚度要求控制在 10-50 微米,部分電池廠甚至使用 8 微米的鋁箔。
受益全球新能源汽車的快速發(fā)展,動力電池將進(jìn)入快速成長期。隨著各主要國家紛紛制 定燃油車禁售計(jì)劃,全球新能源汽車與動力電池產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入成長期。根據(jù)長江電新測算, 未來 5 年全球動力電池行業(yè)將持續(xù)高速增長,預(yù)計(jì)到 2025 年全球動力電池裝機(jī)量將達(dá) 到 1390GWh。根據(jù) CNKI 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),1GWh 鋰電池的鋁箔用量在 600-800 噸左右,動 力電池行業(yè)高增長也將帶動電池鋁箔步入快車道。
汽車板:單車用量增加,新能源景氣加持
汽車板主要指 ABS 鋁合金板,廣泛用于車身覆蓋件,包括四門兩蓋(前后車門、引擎 蓋、后備箱蓋)、頂棚、翼子板等。車身輕量化作為節(jié)能減排的手段,逐漸成為新能源汽 車的重要發(fā)展方向。1)根據(jù)南山鋁業(yè)板帶事業(yè)部預(yù)測,平均來看,純電動車的整備重量比內(nèi)燃機(jī)車重大概 100~250kg,因此具有更強(qiáng)的輕量化需求。從車型來看,A、A0、SUV(C)三個(gè)級別 的車,純電動車和內(nèi)燃機(jī)車的平均整備重量相差較大。2)根據(jù)《汽車輕量化——汽車鋁板在白車身和覆蓋件減重中的應(yīng)用》(世界有色金屬), 在整車中,白車身重量占比 28%,而汽車鋁板基于優(yōu)越的材料屬性,能夠在其上產(chǎn)生有 效的減重效果。對于白車身重量為 375kg 的中量級轎車,在保證車身剛度和強(qiáng)度且不降低碰撞安全要求的情況下,進(jìn)行材料替換處理后的高強(qiáng)度鋼制白車身重量約為 340kg, 減重 9%;使用鋁合金汽車板重量僅為約 230kg,減重 32%。
鋁材的廣泛應(yīng)用同樣催生鋁金屬回收的重要性,在回收鋁金屬時(shí),我們需要更好的辨別不同的合金材料,防止它們混淆,易諾科技推薦大家一款可以輕松辨析鋁金屬的儀器,便是奧林巴斯手持式合金分析儀。