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图2:
图3:
中国铝消费量增长迅速
中国铝消费增长强劲。
根据“十三五”有色金属工业规划,到2020年我国铝消费总量将达到4300万吨,2016-2020年期间的年均复合增长率(CAGR)将达到7.24%。
安泰科数据显示,2016年我国铝消费总量达到3250万吨,同比增长8%,预计2017年铝消费将达到3470吨,同比增长6.77%。
图4:
中国铝消费长周期增长预测
中国铝材消费正发生着结构性变化
高端铝材消费正在大幅上升。
虽然我国是全球铝材第一大消费国,但从消费结构上与欧美发达国家存在较大差异。
建筑业是我国铝材最大应用领域,占比33%,其次是交通,电力、包装、机械制造、耐用消费品和电子通讯,分别占比21%、12%、10%、8%、8%和4%。
而以美国为例,交通运输是第一大用铝领域,占比39%,而建筑领域占比为25%,包装领域占比为16%。
图5:
中国交通及包装领域有提升空间
图6:
发达国家交通和包装领域用铝占比大
中国铝消费的结构特点决定了产品结构缺陷,“十二五”期间,中国挤压材比例占加工材比例的60%左右,国外发达国家铝型材和板带材应用比例为2:
3,而我国目前这一比例较低,我国铝加工规模世界第一,但产品同质化严重,技术创新实力比较薄弱,目前航空级铝厚板、汽车车身用铝板带、高压阳极电子箔等高端铝板带、箔产品大多依靠进口。
目前铝在包装,新能源汽车,高铁,船舶以及航空等高端领域的应用渗透为中国智造升级带去增量。
汽车“轻量化”高端铝材消费迅速扩张
汽车产业是用铝最多的产业,铝合金因其密度低,单位质量的能量吸收能力强等特性是汽车轻量化的首选材料,汽车轻量化技术包括结构设计轻量化与轻质材料的应用。
研究表明,当整车质量减轻10%,燃油经济性提高6-8%,加速时间减少8%,制动距离减少5%,转向力减小6%,CO2排放减少4.5%,轮胎寿命提高7%。
伴随排放法规的日趋严格,汽车轻量化的步伐显著加快。
图7:
汽车CO2排放趋势
图8:
汽车用铝合金产品比例分布
从成本和累计降低车重来看,铝在汽车轻量化方面的应用潜力大于高强度钢:
1)传统特种钢材无法有效降低车重,燃油效率低;
2)汽车用铝可以回收,利用率高;
3)用铝可以增加载重,降低运输成本
图9:
汽车可进行轻量化替代的部分
图10:
为什么要以铝代钢
根据中国汽车工业协会数据,预计2017年汽车市场产销约为2940万辆,同比增长5%左右。
2016年中国汽车产销呈现较快增长,产销总量再创历史新高2016年中国汽车产销分别完成2811.9万辆和2802.8万辆,比上年同期分别增长14.5%和13.7%,高于上年同期11.2和9.0个百分点。
中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》明确提出,2020年、2025年和2035年,汽车年产销规模将分别达到3000万辆,3500万辆,3800万辆,其中新能源汽车的销量占比将分别达到7%、15%、和40%。
图11:
北美汽车部件铝材渗透率不断提高
安泰科预测,2020年中国单车用铝量达到180KG/辆的水平,新能源汽车达到200KG/辆,那么我国的汽车单体用铝量将以每年13%的速度增长。
2016年发达国家每辆轿车用铝量平均达150-160千克/辆,铝化率达15%以上,中国汽车用铝量约为110千克/辆,铝化率仅为5%,与发达国家差距明显。
AudiA8、JaguarXJ、RangeRover以及特斯拉等高端车用量超过500千克/辆。
表1:
中国汽车用铝市场空间估算
结合汽车产销以及用铝率提升的数据,估算2020年汽车用铝达到540万吨水平,2016-2020年均复合增速15%,其中新能源汽车用铝12万吨。
图12:
中国汽车销量预测(单位:
万辆)
图13:
ABS用铝发展预测
ABS薄板是汽车车身薄板(AutoBodySheet)的英文缩写,可简称ABS,专用于冲制乘人轿车的钣金件,是当今生产技术门槛最高的且产量大的板、带材,厚度为0.8mm-1.8mm,宽度通常为800mm-2200mm。
根据安泰科数据,2025年全球对于ABS的需求量将达到1200万吨,2015年全球汽车车身薄板用铝185万吨,2015-2025年间年均复合增长率为13%。
2025年中国需求量预计达到350万吨,2015年汽车ABS中国用量仅为3.2万吨,全部国产化后中国汽车用ABS量2015-2025期间的年均复合增长率CAGR将保持60%左右。
航空领域将成就高端铝材尖端制造
高端铝合金材料的比强度和比刚度与钢相似,但密度更小,同样强度水平下可提供截面更厚的材料,受压时的抗屈曲能力更佳,成为经典的飞机结构材料。
高强铝合金具有密度低、强度高、热加工性能好等优点,其制成的板材、挤压型材、毂件等在航空航天构件上有广泛的应用前景。
比如高强铝合金厚板作为主要承力构件,使用比例占飞机上总铝材用量的30%-35%。
图14:
民用干线飞机铝材比例达到70%以上
图15:
航空用铝比例分布
波音公司预测,2015-2034年间全球航空客运量年平均增长将达到4.9%,需新增客货飞机22730架;
此外,约16890架低燃油效率的客货飞机将要退役,由新飞机替代;
全球新增宽体客货飞机需求约9300架,按飞机数量算,占同期新飞机总量的30%,全球飞机总数有望增长一倍,其中35%的增长来自亚洲地区。
美铝数据显示,2016年依赖大型商用飞机和喷气式飞机引擎的强劲需求,全年全球航空用铝增长8%-9%,航空产品用铝量30余万吨。
另外,航天器用铝合金结构材料总质量的70%以上,材料多为2XXX系以及7XXX系高性能铝合金,航天事业的迅速发展为铝-锂合金等高端铝合金板带材研发实现助力。
图16:
全球航空用铝量需求预测(单位:
万吨)
随着全球航空业尤其是亚太地区的快速增长,全球航空用铝在未来仍将保持稳定增长态势,按照飞机交付量以及单机铝消费量计算,2016-2020年全球航空用铝需求将超过200万吨,年均40余万吨。
图17:
波音预测全球飞机需求(单位:
架)
图18:
中国航空用铝预测(单位:
根据中国航空工业第一集团公司预测,到2025年国内航空运输飞机拥有量将达到3900架,其中大型客机将达2000架。
届时中国成为仅次于美国的全球第二大航空市场。
中国航空用高端铝材进口替代空间巨大。
目前中国制造C919大飞机与ARJ21支线客机所采用的一切铝材都是美国铝业提供,ARJ飞机铝合金为主,空机重量25吨,铝制部件质量占飞机净质量的75%,C919空机重量42吨,铝制工件总质量占飞机总净质量的65%。
工信部《有色金属工业发展规划(2016-2020年)》力推航空铝材国产化,将重点牌号铝材研制和应用列为2017年重点工作方案,力争突破技术壁垒,达到铝材全部国产化的目的。
中国C919干线客机、ARJ21及新周系列支线客机、运-20重型军用运输机、歼10系列/歼20/歼31等军用航空器、通用航空器项目,预计将把80%的航空铝板采购机会给中国本土企业,基于现有铝加工的装机水平和研发投入,预估2018年国产铝材用量占比将提升至35%,2022年可提升至75%,2025年全部国产化将达到95%
图19:
C919零部件将逐渐实现国产化
根据单架飞机用铝合金以及总体飞机数量测算,2018年中国民机制造对于铝材的需求为2.5万吨左右,2025年将达到10万吨左右的水平,2016年到2025年年均复合增长率将达到25%,高于任何产业的铝材需求特别是高性能合金材。
表2:
国内航空铝材总体需求量
高效高速节能推动先进轨道“智造”
第一,高速铁路车体的节能减排
中国铁路总公司数据显示,到2016年底,全国铁路营业里程达12.4万公里,其中高速铁路2.2万公里以上,2005-2016年中国铁路里程数由7.54万公里增长到12.4万公里,12年年化复合增长率CAGR达到4.23%;
2008-2016年,高铁里程由671.5公里上升至2.2万公里,年均复合增长率CAGR为47.36%。
图20:
中国铁路运营里程
图21:
中国高铁运营里程
根据中国国家铁路局发布数据,《铁路“十三五”发展规划(送审稿)》表明2015-2020年,中国高速铁路里程将由1.9万公里达到3万公里,年均复合增速CAGR保持在12%以上。
国家发改委发布的《中长期铁路网规划》数据显示,到2025年高铁里程将达到3.8万公里。
根据中国有色金属协会数据,按照1公里配备一辆铝合金车辆运营密度计算(含机车),需要1.6万辆,加上更换和维修需求,乐观计算需要1.8-2.0万辆,平均每年1800辆到2000辆,每辆铝合金车辆铝材消费量平均12吨左右(外购产品用铝),其中每辆合金车辆用挤压材10.6吨,平轧材0.8吨,铸件0.4吨,锻件0.2吨。
那么“十三五”国内对于高铁的总需求量为21.6-24.0万吨,加之施工建设以及维护建设需要的铝材用量,按每公里1吨计算,总体需要1.6万吨,那么铝材的需求总量约为23.2-25.2万吨。
目前中国的动车组类型中CRH5、CRH3、CRH2等列车车体都是用铝合金制造的,只有CRH1的车体是不锈钢。
但由于材料的特性和焊接方式的现代化,时速在250km/h的列车车身都采用铝合金。
据2015年铁道统计公报显示,2015年“和谐号”动车组1883组、17648辆,比上年增加479组、3952辆,同比增长28.9%,增速稳定维持在30%左右。
表3:
中国已投入运行的高速列车
铁路“十三五”规划(送审稿)提出,到2020年,城际铁路规模达到5000公里(服务半径大于100公里),重点区域在京津冀,长三角和珠三角地区。
按照1公里配备1.5辆铝合金车辆运营密度计算,总体需要7500辆,其中每辆合金车辆铝材消费若达到9吨,城际铁路铝材的总需求量将达到6.75万吨。
规划显示,“十三五”期间将建设成都至兰州、拉萨至林芝、蒙西至华中铁路通道,运输能力1亿吨每年,C80型运煤车每辆用板材1.8吨,型材1.6吨,中国有色金属协会预计至2020年需要C80型运煤车25000辆,C80总共用铝需求约8.5万吨。
第二,城市轨道交通拉动需求增长
预计到2020年中国城市轨道交通列车保有量将达到6万辆,从2015至2020年平均年需求量为7000辆左右。
通常城市轨道列车密度是每公里配置6-7辆车,按照6辆的保守计算,2015年城市轨道列车保有量为22344辆;
中国城市轨道交通协会测算,2020年城市轨道营运里程数约9953公里,列车保有量为59718辆。
表4:
各种轨道机车车辆对铝材需求(采购量,千吨)
图22:
城市轨道交通运营总里程预测
预计2020年大约需要铝材12万吨,加之线路、车站建设用铝,总体铝材需求将达到15万吨。
现有城市轨道交通运输装备主要包括地铁、轻轨、磁悬浮、中低速磁悬浮等,一般磁悬浮车辆以及速度大于200km/h的动车组车厢体都是铝材制造,轻轨与地铁车体的35%是铝合金制造。
在所所采用的铝中,以挤压型铝材为主,约占总铝材用量的76%,板、箔、管、带约占24%。
第三,“一带一路”蕴含巨大潜力
铁路“十三五”规划送审稿显示,为落实一路一带战略规划,我国要建设并扩能改造14个铁路工程和10个路口岸。
国内方面:
中国有色金属协会数据显示,在“十三五”期间“一带一路”带动国内铝材总消费可达12万吨。
一是京沈、京昆高铁贯通后可将西部经济与东北经济板块联为一体,使得我国的开发战略从沿海地区转向内地;
二是这两条高铁沿线分布着北京和7个省会城市,并包括一批老工业基地;
三是通过新泛亚高铁与现有的“四纵四横”高铁网联通;
交汇地区中心城市沈阳、太原、西安、成都、昆明可发挥更大的区域辐射影响力,这些高铁项目的建设将拉动铝需求的较大幅度上升。
图23:
“八纵八横”铁路规划图
图24:
“一带一路”铁路规划图
国外方面,我们测算,2016年至2030年海外新建高铁里程将达到8万公里,投资总额将达16.8万亿元。
如果车辆需求量按1.3辆/公里,铝材采购量按12吨/辆计算,则需要铝材124.8万吨。
“一带一路”的战略构想将东亚、东南亚、南亚、欧洲、非洲东部与南部的65个国家联系在一起,总人口超过44亿,经济总量超过21.3万亿美元,对应3条高铁:
一条为欧亚高铁,另一条为中亚高铁,第三条为(新)泛亚高速铁路。
中国高铁技术输出近几年保持强劲,参与国外多项大型高铁建设项目。
表5:
预计到2025年轨道交通合计拉动高端用铝需求近150万吨
供应分析:
铝材供给呈现结构调整
新投产产能以深加工为主低端产能增速放缓
2010-2015年,中国铝材产能结构进一步优化,根据中国有色金属加工工业协会数据,2015年中国铝加工材实际产能约为4800万吨,其中挤压材产能2500吨,平轧材产能1500吨,铝箔及其它产品产能800万吨左右。
2010年,我国铝加工总产能约为2055万吨,当时加工的产能结构挤压材、平轧材和铝箔等产品比例约为6:
3:
1,截止2015年末这一比例达到5:
2。
图25:
产能结构优化升级(单位:
挤压产能增速明显放缓
根据中国有色加工工业协会数据,2016年中国挤压材生产能力约为2806万吨/年,同比增长超过8.8%,预计到2018年挤压材生产能力将达到2947万吨/年,年均复合增长率CAGR为2.5%。
表6:
铝材企业新增挤压机数和生产能力
平轧方面产能增加ABS和航空厚板是主流
中国2016/17两年新增产能主要是汽车铝合金厚板和航空厚板和板带。
2015年中国平轧产品产能1400万吨,同比增加12.2%(不含铝箔产量,含铝箔带坯),产能利用率68%,比工业发达国家低15%。
表7:
国内铝材企业新建平轧项目统计
全世界这一轮ABS项目改建、扩建与新建项目工程可于2016年基本结束,形成总生产能力337.5万吨/年,可以满足汽车制造业2025年以前对ABS的需求。
其中美国的生产能力最大,总计129万吨/年,生产企业5个;
中国产能91.5万吨/年,生产企业9个;
德国产能41万吨/年,生产企业4个;
日本20万吨/年,生产企业4个;
其他6国的总生产能力56万吨/年,分别是韩国、沙特阿拉伯、瑞士、法国、比利时和奥地利,产能分别为12、12、8、10、8、6万吨/年。
表8:
全球ABS项目建设情况
目前全球的航空铝材生产主要集中在5家拥有先进技术的铝加工企业,合计产能58万吨,为空客和波音两家飞机制造公司供货。
表9:
航空铝材主要生产企业情况
伴随包装,电子领域用箔的增长,铝箔产能将进一步扩大。
根据安泰科数据,2015年铝箔产量铝箔生产能力411万吨/年,同比增长6.8%,增速下滑3.2%。
中国目前拥有2000mm的宽幅轧机35台,几乎能够生产所有品种、规格和各种用途的铝箔产品。
表10:
国内铝材企业新建铝箔生产项目统计
铝加工材产量维持较高增速
按照工信部有色金属工业发展“十三五”规划估算,2020年铝材4000万吨的产量估算,2016-2020年铝加工材产量的年均复合增长率将保持在5.92%,低于2010-2015年年均13.6%的复合增速,但是高端铝材占比将大幅提升。
根据中国有色金属加工工业协会数据,2016年中国铝加工材的实际产量为3300万吨左右(剔除重复统计),较2015实际产量增长10%。
2015年中国铝挤压材产量1930吨,同比增长9.6%,平扎产品产量1075万吨,同比增长8.08%,铝箔产量290万吨,同比增长9.4%。
图26:
中国铝加工材产量预测(单位:
图27:
2015年中国铝材产量细分(单位:
高端铝材加工强者恒强
截至2016年,中国前十大铝加工企业合计产能458.4万吨,仅占总产能的10.91%,产能超过40万吨/年的企业仅为五家,而且大多生产的是低端用铝,高附加值铝材占比不到15%,产能利用率70%左右,远低于发达国家84%的水平。
中国忠旺在建年产高附加值铝压延材180万吨项目,南山在建20万吨特种压延材项目、年产1.4万吨的高端锻件项目以及年产4万吨的高端铝箔生产项目进一步提升了我国铝加工产业的集中度,但是我国铝加工规模化、产业化和专业化与世界先进水平相比依旧落后,产品同质化和市场无序竞争问题突出,研发能力也较弱。
图28:
中国铝加工业集中度情况
高端铝材生产面临的问题
中国高端铝材生产面临的难点有两个:
1)对于国内汽车和航空用铝板来讲,熔炼—铸造—热轧—冷轧工序设备相同,但精整处理工序差异较大,核心装备是“铝合金气垫式连续热处理炉”,目前全球已建和在建27台气垫炉,中国目前拥有7台,完整装备气垫炉仅3台(诺贝丽斯常州、南山、忠旺),全部进口,已经开始工业化试制,后期若要满足汽车铝板需求,数量是远远不够的。
2)合金研制,目前国外已经有十几种铝-锂达到工业化生产水平,我国已经基本掌握了熔炼技术,但合金成分和性能的研究还比较落后,需要在熔炼-铸造环节提升自身水平。
美国铝业带来的启示
驱动铝加工创新、增值服务新模式
美国铝业公司(ALCOA,NYSE:
AA)简称美铝,于1888年成立于美国匹兹堡,是世界领先的氧化铝、电解铝和铝加工产品的生产商,清晰的战略定位以及市场前瞻性使得美铝在128年的产业更替与变革中铸就辉煌。
图29:
美铝历史重要研发与创新时间轴
2015年,美铝销售收入225亿美元,氧化铝和电解铝的销售收入分别为33.3亿和50.9亿,总共占比为40%,加工品销售收入132.9亿,占比59%,其中航空航天板块的平轧铝销售收入62.4亿元,铸件收入18.1亿元,扣件系统收入21.7亿元,整个航空板块的销售收入超过100亿美金,细分终端市场的行业领先地位无人撼动。
图30:
2004-2015美国铝业营收及EBITDA(万美元)
2016年11月1日,美铝分拆完毕,新公司Arconic(NYSE:
ARNC)2016年11月2日上市交易,包括原来美铝的熔模铸造和锻造业务,将专注于航空航天工业(喷气发动机和工业燃气轮机叶片、航空航天紧固件等),以及铝密集的汽车市场(通过轧制产品和铝商业卡车轮毂)。
2015年,Arconic公司三个部门销售收入145亿美元,同比增长6.6%,未计利息、税项、折旧及摊销前的利润21.81亿美元,同比增长14.8%,2015息税折旧摊销前利润率15%。
图31:
Arconic分部门收入(单位:
十亿美元)
图32:
Arconic分部门利润(单位:
亿美元)
Arconic业务布局分析
全球轧制产品业务
GRP一直服务于高增长的细分领域,根据公司预测,北美汽车板市场2017预计增速20.3%,2017-2019年的年均复合增速将上涨至23.3%,这部分收入占GRP2015收入的15%,GRP决定停止产能的扩张避免过剩导致的价格侵蚀,同时利用MicromillTM技术对于传统铸锭热轧工艺的技术优势,去生产各项性能都优于过去的升级版ABS产品,继续领先于市场和竞争对手,预计2018年汽车板材的收入与2013年相比将增长6倍到13亿美金。
图33:
GRP收入(细分市场)
图34:
GRP北美汽车市场收入预估(单位:
表11:
Mircomill技术与铸锭热轧技术差异
航空细分市场领域仍是GRP收入增长主要的驱动因素,2017年Arconic与主要采购商协作开发新型高强度,耐腐蚀的铝锂合金等材料,为其进一步的市场拓展奠定了基础。
2016年,GRP签订了超过30亿美金的订购合同,其中包括空客10亿美金用在机身壁板、结构部件和机翼外壳的铝板产品和新一代的合金零部件。
工程产品及解决方案业务
工程产品及解决方案部门包括紧固系统和紧固件(FasteningSystems&
Rings),喷气式发动机和涡轮增压发动机(Power&
Propulsion),大型复杂零部件(Forgings&
Extrusions)和钛合金工程产品(TitaniumandEngineeredProducts)四条业务线,这是Arconic盈利能力最好的一个部门,息税折旧摊销前利润率达到21%。
图35:
预计未来2年美铝EPS业务收入高于市场增速
图36:
2015年EPS各产品线收入情况
EPS75%的收入主要来自航空板块,逐步完成铝-锂合金产能扩张,2014年将大约95%的新增资本投入在增值型产品加工业务,其中包括花费28.5亿美元完成对英国FirthRixson公司的收购,2015年Arconic以15亿美元收购钛金属生产商RTI,逐步的并购扩张目的在于扩大航空领域下游高附加值产品的研发,向下游金属增值服务领域延伸。
交通及建筑解决方案
主要包括建筑和建设系统业务线(BuildingandConstructionSystems)、车轮及交通产品(WheelsandTransportationProducts)业务线,以及拉丁美洲型材(LatinAmericaExtrusions)业务线。
2015年总体收入19亿美金,其中建筑和建设系统业务线收入10亿美金,车轮以及交通用铝材业务线收入8亿,税息折旧及摊销前利润率14%,在商用交通,建筑和建设用铝材方面处在领先位置。
表12:
TRC未来增长预测
图37:
Arconic应用于卡车上的高端增值型铝产品
第一,航空板块处在引擎以及结构领域换代升级的加速期,更高的性能以及材料标准意味着铝锂合金等升级型铝材具备更大的消费空间;
第二,汽车铝化率提升趋势是未来轻量化的主要方向,燃油经济性、排放标准以及新能源汽车自重考虑,未来这部分铝材消费的爆发式增长可以期待,这是技术驱动带来细分市场份额增加不可逆转的趋势,Arconic走在了市场最前沿,中国正在经历着美铝发展的历史
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