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2018年北美铝挤压品产量创历史新高

  • 发布时间：2020-12-08 18:20:21
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2018年北美铝挤压品产量创历史新高

  • 发布时间：2020-12-08 18:20
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据外媒报道，2018年北美铝挤压产量创历史新高。

2018年生产商出货量55.1亿磅，较2017年同比增长4.5%。

2018年，建筑业仍是铝挤压品*大消费市场，出货量为21.2亿磅，其次是交通运输业，出货量为18.2亿磅。

汽车和轻型卡车是挤压品消费的主要增长市场，自2006年以来，该行业的出货量增长了72％以上。

2018年，北美铝挤压品进口量持续增长，总量为4.72亿磅。2018年进口渗透率增至8.4%，2017年为7.5％。2010年的峰值进口量为4.88亿磅。2018年进口的前五大来源国分别是：墨西哥、越南、马来西亚、印度尼西亚和中国。

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2022年汽车铝合金压铸行业市场现状及发展趋势分析 双碳背景下轻量化是汽车行业发展的大趋势

双碳背景下，轻量化是汽车行业发展的大趋势。汽车轻量化作为支撑汽车产业发展尤其是节能减排的重要有效途径之一，既是国内外汽车企业应对能源环境挑战的共同选择，也是汽车产业可持续发展的主要路径。发展汽车轻量化技术，是我国汽车产业节能减排的需要，也是产业结构调整的需要，更是提升汽车产品国际竞争力和建设汽车强国的需要。 对于燃油车：根据国际铝业协会的相关数据，燃油车的重量与耗油量大致呈正相关关系，汽车质量每降低100kg，每百公里可节省约0.6L燃油，减排800-900g的CO2。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中的数据，三厢轿车、两厢轿车、SUV和MPV四种车型每减重100kg，节油量分别为0.37L/100km、0.31L/100km、0.46L/100km、0.45L/100km。 对于电动车：根据国际铝业协会的相关数据，电动车的重量与耗电量呈正相关关系，纯电动汽车整车重量若降低10kg，续驶里程则可增加2.5km。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中的数据，当有能量回收时，每减少100kg，A级车的续驶里程将增加12.3km，C级车的续驶里程将增加13.0km；如果除动力电池以外的部件减少10kg，并将减少的质量分配给动力电池，保持整车的整备质量不变，则A级车的续驶里程将增加12.5km，C级车的续驶里程将增加9.3km。 根据规划，到2035年燃油和电动乘用车的整车轻量化系数将分别比2019年的基数下降25%和35%。中国汽车工程学会的团体标准《乘用车整车轻量化系数计算方法》，定义了整车轻量化系数。该系数通过名义密度（M/V）、质量功率比（M/P）和脚印油耗/电耗（Q/A、Y/A）来衡量整车轻量化程度。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，到2025/2030/2035年，燃油和电动乘用车的整车轻量化系数，将分别比2019年降低10%/18%/25%和15%/25%/35%。 在汽车轻量化在材料及成形工艺上主要有三种技术路线：1）高强度钢及其成型技术；2）铝、镁合金及其成型技术；3）非金属材料及其成型技术。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中的规划，到2035年我国将形成汽车轻量化多材料综合应用体系。 2.铝合金是汽车轻量化的首选材料，压铸为主要工艺 铝合金综合性价比突出，是汽车轻量化的首选材料。从减重效果看，高强度钢-铝合金-镁合金-碳纤维的减重效果递增；从成本方面看，高强度钢-铝合金-镁合金-碳纤维的成本递增。在汽车轻量化材料中，铝合金材料综合性价比要高于钢、镁、塑料和复合材料，无论应用技术还是运行安全性及循环再生利用都具有比较优势。据赛瑞研究的数据，2020年在轻量化材料市场中，铝合金占比为64%，是目前最主要的轻量化材料。 汽车轻量化带动单车用铝量快速增长。根据达科国际（DuckerWorldwide）公布的研究数据表明，欧洲汽车平均用铝量自1990年已经翻了三倍，由50kg增长到目前的151kg，并将在2025年增长至196kg。而据国际铝业协会（IAA）在2019年发布的报告中预测，2020年中国的新能源客车、混动乘用车、纯电动乘用车、内燃机乘用车和内燃机商用车单车用铝量将分别达到为232.2kg、198.1kg、157.9kg、136.4kg和70.3kg。 车用铝合金按不同加工性能可分为铸造铝合金和变形铝合金两种，目前汽车用铝合金以压铸铝合金为主，压铸铝合金制品在汽车用铝中约占54%～70%。 铸造铝合金：熔点低、流动性能良好，通过重力铸造与压力铸造等方式实现复杂形状零件的成型，铸造铝合金是目前大部分汽车上用量最大的铝合金种类，广泛用于车轮、发动机部件、底架、减震器支架以及空间框架等结构件； 变形铝合金：强度高、塑性好，主要有2XXX系、5XXX系以及6XXX系，应用于汽车结构件、装饰件和散热系统。相较于铸造铝合金，变形铝合金主要在车身起到轻量化作用，但因铝化率较低，在汽车上的平均应用份额还较少。随着化学技术在汽车材料中的融入以及金属处理工艺研究的进步，变形铝合金在汽车中的应用渐广。 目前，国内外汽车用铝合金压铸件应用范围按使用功能分类，已用于结构件、受力件、安全件和装饰件等，主要包括以下应用场景： 动力系统：缸体、缸体盖、缸盖罩、曲轴箱、气缸盖罩盖、油底壳、活塞、泵体、泵盖、进气管、发电机壳体、发动机齿轮室、六座摇臂座、发动机各类支架等； 传动系统：变速器壳体、变速器油路板、离合器壳体、换挡拔叉、变速箱支架等； 转向系统：链条盖、齿条壳体与涡轮壳体。 底盘总成：悬置支架与横梁； 车身：轮毂、车身结构件与装饰制品； 其他：减震器下端盖、压缩机支架、离合器踏板及刹车踏板等。 新能源汽车行业的发展推动铝合金压铸技术不断创新。伴随着新能源汽车行业对动力性、安全性、舒适性、轻量化等技术指标要求的不断提高，所需汽车用铝合金制品逐渐向薄壁、高强、低成本与一体化集成结构方向发展，为压铸技术的发展提供了应用基础与源动力。总体而言，近年来汽车用铝合金压铸技术的发展，主要是通过对汽车用铝合金材料成分进行不断优化调整，结合高真空压铸技术与热处理工艺参数调控，充分发挥汽车用铝合金材料的工艺特性，借助高压注射与低速充型不断提高压铸合金材料的综合力学性能。 在新能源汽车领域，目前铝合金压铸已经在混动汽车电池包壳体、电驱动壳体、电机和减速器一体机壳等场合得到应用。 对于车身结构件等一些在强度、耐磨度等方面有特别要求的汽车零部件，一般的铝合金材料及真空压铸技术所压铸出来的产品无法满足相关性能要求；对于纯电动汽车的电池包壳体等体积较大的大型薄壁铝合金件，目前主要采用挤压+焊接的工艺。我们认为，随着新材料开发和制备技术的发展、更高真空度压铸技术的发展，以及大吨位压铸机和一体化压铸技术的发展，铝合金压铸在车身与底盘结构件以及电池壳体上的应用有望逐步提升，进而提升铝合金压铸的单车价值量。 3.一体化压铸为发展趋势，预计2025年市场空间超270亿 特斯拉率先应用一体化压铸的后地板。2020年9月的电池日上，特斯拉宣布ModelY将采用一体式压铸后地板总成，将原来通过零部件冲压、焊接的总成一次压铸成型，相比原来可减少79个部件，制造成本因此下降40%。 下车体总成一体压铸成型为特斯拉的发展方向。特斯拉宣布下一步计划将应用2-3个大型压铸件替换由370个零件组成的整个下车体总成，重量将进一步降低10%，对应续航里程可增加14%。 特斯拉未来可能实现白车身一次压铸成型，从而完全取消组装生产线。而根据2019年7月特斯拉发布名为“汽车车架的多面一体成型铸造机和相关铸造方法”的专利，根据专利信息，该压铸机包括一个具有车身盖件模具的中心部分，以及多个可相对盖件模具平移的凸压模具部分，多个凸压模具可在中心区汇合后，负责不同部件的压铸，最终完成完整或部分的一体式车架铸造。 虽然目前该专利方案并未得到商业化，但我们认为这代表了特斯拉一体化压铸的未来趋势。若能完成整体车身由单一压铸机一体成型，则有望完全取消原有的组装生产线，并很大程度地降低车身制造成本（包括但不限于工厂运营成本、工具成本、时间成本、人工及其他设备成本）。 除了能够实现轻量化之外，一体化压铸相比较现有生产技术能够提高效率、降低成本，因此我们认为一体化压铸技术是未来的发展趋势，其渗透率将逐步提升，有望替代现在的冲压焊接工艺： 1）提高生产效率：大型压铸机一次压铸加工的时间不足两分钟，80-90秒即可完成，每小时能完成40-45个铸件，一天能生产1000个铸件。如果采用传统加工工艺，冲压加焊装70个零件组装一个部件，至少需要两个小时，必须多线并进，才能满足生产节奏。 2）降低生产成本；汽车四大工艺为冲压、焊装、涂装、总装。在现有生产技术成本框架下，除了冲压成本比压铸低以外，其它各个环节都要比压铸高很多。传统生产70个零部件，至少需70套模具，再算上生产线周边的机器臂、传输线、各种夹具，总体成本较高。 3）降低土地成本：一台大型压铸机占地面积仅100平方米，根据埃隆-马斯克的说法，采用大型压铸机后，工厂占地面积减少了30%。 4）降低人工成本：传统汽车焊装工厂投资大约10亿元，同样的投资成本换成一体压铸机，以当前售价预计可以换成三台，而这三台压铸机的生产效率肯定是高于现有传统冲压焊装生产线的，国内主流汽车工厂一个焊装工厂大概配套200-300名生产线工人，采用一体压铸技术后，所需的技术工人至少能缩减到原来的十分之一。 目前一体化压铸技术应用的壁垒主要体现在生产工艺、一体化压铸机和铝合金材料等方面： 1）生产工艺：生产工艺会影响产品的成品率，由于一体化压铸技术正处于起步阶段，需要压铸商在生产工艺上有较好的经验和技术积累才能保证量产的良品率。 2）一体化压铸机：特斯拉的一体化压铸机GigaPress，由特斯拉和压铸机厂商IDRAGroup联合定制，深度参与了软硬件的设计制造，其大小与房子相当，长19.5米、高5.3米，重达410吨。除了压铸机定制设计与开发的技术壁垒之外，一体化压铸机价格较高，需要大批量生产带来的规模效益，来分摊压铸机和模具的综合成本。 3）铝合金材料：GigaPress所使用的铝合金材料是特斯拉为改进生产工艺的独家配方，是一种不需要涂层和热处理的高强度合金。 2023年开始市场空间将快速提升，我们预计2022-2025年的CAGR可达221%。将继特斯拉之后，蔚来、小鹏、高合、小康赛力斯等新势力以及大众、沃尔沃等传统车企均开始跟进布局和规划应用一体化压铸技术，考虑新技术导入车型的开发周期，我们预计从2023年开始一体化压铸的市场空间将迎来快速提升。据我们测算，国内一体化压铸的市场空间到2025年预计将达272亿规模，2022-2025年的CAGR达221%。   （本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
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汽车铝压铸行业深度研究：一体化压铸、轻量化大市场初现峥嵘

一、汽车轻量化势在必行，铝压铸工艺优势显著 1.1“碳中和”目标驱动汽车行业向绿色转型，轻量化助力实现节能降耗目标 汽车尾气污染持续威胁环境，“碳中和”驱动节能减排势在必行。截至 2021 年底，我国机动车保有量达 3.95 亿辆，同比增长 6.18%，年增量始终保持在两千万辆左右，中长期看仍具有较快增速。高机动车保有量使 得机动车尾气污染严重。机动车排放的氮氧化物、挥发性有机物分别达 595/196 万吨，占全国排放总量的 33.3%与 19.3%。因此，在“蓝天保卫战”和“双碳”政策驱动 下，汽车减排、低碳化发展形势较为紧迫。 燃油乘用车整体降耗目标不断提升，新能源汽车助力节能减排潜力显著。按照 2020 年 10月正式发布的《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》规划，2020-2035年我国乘用车百公里油耗年均降幅逐步提高，减排压力逐年 增加。然而依据国家部委发布的 2016-2019 年度《中国乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分核算情况 表》，可计算得到 2016-2019年传统能源乘用车新车实际平均百公里油耗分别为 6.88L、6.77L、6.62L 及 6.46L， 始终高于达标油耗 6.7L、6.4L、6L、5.5L。但受新能源汽车销量持续提升影响，乘用车总体新车平均百公里油耗低于达标值，且拉动幅度越来越大。由此可见，新能源汽车具有较大节能减排潜力，随着新能源汽车渗透率的逐步提高，可以进一步缓解汽车行业的节能减排压力。 技术路线图明确新能源发展目标，2035年节能与新能源汽车销量占比各 50%。为进一步推动汽车低碳化进 程，《节能与新能源汽车技术路线图（2.0 版）》提出“汽车产业碳排放总量先于国家碳排放承诺于 2028 年左右提前达到峰值，到 2035年排放总量较峰值下降 20%以上”和“新能源汽车逐渐成为主流产品，汽车产业实现 电动化转型”等愿景目标。具体里程碑目标如下：至 2035 年，节能汽车与新能源汽车年销量各占50%，汽车产 业实现电动化转型；氢燃料电池汽车保有量达到 100 万辆左右，商用车实现氢动力转型。 全球电动化趋势不断提速，新能源汽车渗透率持续超预期。国际能源署（IEA）数据显示，2010-2020 年， 随着各国政府加速电动化转型，汽车行业全面向“新四化”进军，全球新能源汽车实现年销量“十连增”, CAGR 约 81%，新能源汽车（纯电+插混）渗透率由 0.01%上升至接近 4%。进入 2021年以来，中国、欧洲作为全球前两 大新能源汽车市场，销量表现持续超预期。2021 国内新能源汽车累计销量 352.1 万辆，同比+158%，渗透率达 14.2%，提升 8 个 pct，首次突破两位数。同时期欧洲新能源汽车销量达 214.2 万辆，同比+70%，渗透率达到 14.6%， 提升 6 个 pct，延续了 2020 年以来超高景气表现；美国新能源汽车销量达 65.2 万辆，同比+101%，渗透率达到 4.3%，提升 2 个 pct，预计 2022 年有望达到 8%。 车重制约降耗、续航能力提升，轻量化需求顺应而生。电动车动力系统包括电池、电机和电控三大系统， 通常占整车总质量的 30~40%，在动力电池能量密度的现有水平下，电动车以及广义新能源汽车的动力系统质量与空间占比显著高于传统燃油车，车重高于传统燃油车 5~25%，未来搭载智能网联相关配置后，车重会进一步 上升。以广汽丰田品牌的 C-HR 及其纯电车型 C-HR EV 为例，纯电车型的整备质量高于燃油版本 18.27%。目 前，由于电驱动系统过重、配套成熟度不高等问题，电动汽车的实际续航能力被严重制约，成为影响消费者购车决策的重要因素。因此通过减轻整车重量以提高汽车续航能力成为解决该问题的热点技术路线，电动汽车的 轻量化需求随之诞生。 轻量化可全面提升降耗和续航效率，是节能减排的有效手段之一。在节能减排和新能源汽车长续航里程持 续提升的需求下，汽车轻量化是目前最直接且有效的手段。电动汽车与燃油车的整备质量每减少 10%，续航里程均增加 6-8%，尾气排放量和能耗将减少 6-8%。此外，在保证安全强度的前提下，汽车重量越轻，加速时间越短，车身动态响应更灵活，制动 距离、车身震动和噪音也会减少。随着消费者对汽车驾乘体验要求的不断提高，轻量化带来的经济性、安全性 和舒适性等方面的提升将更加迎合消费者的需求，采取轻量化技术的车企的竞争优势将更加凸显。因此通过轻 量化方案来提升节能和电动汽车的降耗和续航能力已成为当前的优先选择。 1.2 轻量化技术多点突破，铝压铸工艺综合占优 材料、工艺、设计多点突破，三大举措相辅相成。目前实现轻量化的路径主要包括材料、工艺和设计三个 方向。1）轻量化材料：采用高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维材料等轻量化材料代替普通钢材料，通过降低 用量或降低密度实现减重；2）轻量化工艺：发展一体化压铸、激光拼焊、液压成形、轻量化连接等制造工艺， 通过减少零部件或连接件用量实现减重；3）轻量化设计：通过计算机自动化设计软件和力学理论对现有零部件 进行尺寸优化、形状优化、拓扑优化实现产品减重。其中，材料轻量化是工艺和结构轻量化的基础，根据轻量 化材料的选用，工艺与结构在其基础上进行进一步减重设计；同时针对工艺与结构减重的技术发展，还可以进 一步拓展不同的轻量化材料的应用范围。轻量化三大举措彼此相辅相成，共同发展。 铝压铸工艺综合优势突出，一体化压铸趋势逐步凸显。在不同的轻量化材料中，铝合金的性能、密度、成 本和可加工性等综合优势突出，与多种金属合金和碳纤维相比是极具性价比和技术成熟度的轻量化材料。在制 造工艺中，高压压铸产品在高压下成型，具有致密性高、产品强度及表面硬度高、表面光洁度好等优势，适合 生产复杂、薄壁的各类结构件。当前汽车技术迭代和产能提升需求不断加速，铝压铸方案综合优势明显。随着 新型铝合金材料和大型压铸设备的研发攻关不断取得突破，车企和压铸厂商已经开始陆续布局大吨位压铸机， 一体化压铸技术的成熟度快速爬坡。随着大吨位压铸机的落地投产，采用一体化压铸技术生产大型车用结构件 的趋势将更加清晰。一体化压铸技术可以生产更加复杂的结构件，从而为轻量化设计提供更可靠的生产工艺。（报告来源：未来智库） 二、汽车铝合金市场空间广阔，车用铝铸件应用占比第一 2.1 铝合金具备综合优势，单车用铝量提升显著 钢铝车身是当下主流方案，铝合金中长期增量优势明显。根据现有工艺与成本因素，高强度钢和铝合金占 据了轻量化市场较大份额。高强度钢的材料成本因强度不同范围跨度大，工艺技术成熟，同时在抗碰撞性能方 面较铝、镁合金具有明显的优势，多用于白车身上的结构件、安全件上。高强度钢通过提高自身强度性能减少 车身钢材用量来实现轻量化。铝合金的优势在于本身密度比钢低，且优良的金属性质使其可以更好地将材料减 重与工艺、结构轻量化结合起来，综合减重。随着轻量化趋势、技术和材料的不断进步，铝合金将成为轻量化 市场最主要的材料。《节能与新能源汽车技术路线图》中规划了我国轻量化分阶段目标，2025 年与 2030 年单 车铝合金将分别达到 250kg、350kg，用量将大幅超越高强度钢。镁合金减重效果优于铝，一般应用于内饰和传 动零部件；目前主要受限于镁自身化学性质活跃、加工生产成本高昂，价格高于铝 2-3 倍，无法普遍应用于大 众车型。碳纤维复合材料减重率最优，还具有耐腐蚀性以及良好的可加工、可设计性；但碳纤维目前受限于制 造加工成本与难度高、回收再利用率低等因素，价格高达 120 元/kg 以上，多应用在赛车、超跑等豪华轿车中。 铝合金减重率和性价比兼顾，单车用铝量提升显著。相比于轻量化的其他材料——高强度钢、镁合金和碳 纤维，（1）从成本看：铝合金材料价格略高于高强度钢，远低于镁合金与碳纤维材料；（2）从减重率看：铝 合金密度为 2.8g/cm3，减重率在 40%~50%之间，仅弱于碳纤维和镁合金，大幅强于高强度钢；（3）从工艺难 度看：铝合金相关工艺已十分成熟，生产效率较高，铝压铸、铝压延、铝挤压、铝锻造工艺已实现大规模应用； （4）从回收率上看：铝合金的回收率最高，广泛应用可推动再生铝产业发展，符合当前节能减排迫切需求，同 时也可进一步降低上游原材料成本。综合上述在高比强度、高减重率、防腐性能优异等优势，铝合金材料在汽 车上的用量逐年增长。 2016-2019 年，中国乘用车单车用铝量方面，燃油车、纯电动车、混动车单车用铝量增幅分别为 15.7%、33.6%、 28.1%，且纯电动汽车单车用铝量增速明显高于传统燃油车。 2.2 铝合金产业链：上游受大宗商品价格影响，下游交通运输行业用量最多 产业链上游为铝合金冶炼生产、下游深加工制造应用空间广阔。产业链上游为将电解铝、再生铝等原材料 与中间合金熔炼加工为铝合金，下游为汽车、建筑等厂商。上游纯铝等原材料价格和下游汽车建筑等行业需求 对铝合金加工公司的生产经营产生影响。 上游受大宗商品价格影响，中游具备一定议价能力。铝合金产业链上游为铝合金冶炼，铝料从来源上分为 电解铝与再生铝。上游材料供应商受大宗商品价格影响大，中游制造厂商一般采取成本加成定价，定期根据铝 价的变动进行调整，具备技术壁垒的铝压铸制造商有一定议价能力，可以通过与下游客户谈判提高产品价格转 嫁成本，具有一定抗风险能力。但由于中游制造商在结算上对上下游存在时间差，若短时间内铝价发生剧烈波 动，产品价格未能及时调整，会在一定时间内对公司经营业绩造成不利影响。2021 年受宏观经济调控+疫情持 续影响供给等因素扰动，铝价波动较为剧烈，Q2、Q3 持续上涨，一度突破 20000 元/吨，铝压铸供应商受铝价 波动影响，毛利相对承压。 “双碳”调控下再生铝产量持续提升，有望带动行业整体成本下降。原材料方面，目前电解铝与再生铝的市 场占比约为 4：1。电解铝又称原铝，由铝土矿中的氧化铝与用烧碱冶炼而成的预焙阳极一起电解而成；再生铝 是将工业生产与社会消费中的可回收废铝材重新熔炼成型。生产电解铝消耗的电力资源较大，在“双碳”背景下 面临限产调控的趋势。而每利用一吨的再生铝合金比电解铝可降低二氧化碳、二氧化硫排放 11 吨，节约用电 1.3 万度，能源消耗小且环境友好；此外，再生铝价格低于电解铝 800-1000 元/吨，具有成本优势，再生铝市场 迎来机遇。一般而言，原铝相对比再生铝，强度、硬度、韧性、抗氧化性能更强，使用寿命更长，因此对于硬 度、抗撞击能力有要求的部件（如车身结构件）只能用原铝，不能用回收铝；但随着技术的不断进步，再生铝 的质量已经越来越接近于原生铝。未来预计再生铝对电解铝的替代趋势将会愈发显著，助力上游原材料降本。 下游深加工应用广泛，交通部门（含汽车）用量最多。铝合金深加工的下游产业覆盖广泛，包括建筑建材、 交通运输（航空、汽车等）、电线电缆与食品医药包装等。交 通和建筑部门占比最高，分别为 29%、26%。其中，交通板块对铝的需求占比将会持续保持，且总量不断增加， 因而车用铝合金制造厂商的订单量受下游整车厂影响较大。此外，新能源单车用铝量普遍高于传统燃油车近 42%， 随着新能源汽车渗透率的提高，车用铝合金的市场规模将会不断扩大。 2.3 应用：汽车铝合金应用广泛，汽车铝铸件占比超 70% 2.3.1 车用铝合金覆盖范围广泛，单车用铝量持续提升 车用铝合金目前主要应用于白车身、动力总成、底盘和内饰，且继续向其余部件渗透。铝合金在整车上的 应用广泛，主要包括汽车的白车身、动力系统、底盘等部分。从汽车各部件质量分布来看，车身、动力与传动 系统、底盘、内饰等占比较大，分别为 27.2%、22.5%、20.4%、20.4%，合计超过整车质量 90%，为轻量化的主 要突破方向。北美轻型车的单车用铝量 2020 年总计 208.2Kg；其中，单车发动 机、变速和传动系统、车轮、覆盖件用铝量分别为 47.2Kg、38.6kg、32.7Kg 和 26.8Kg，合计占比
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发布时间：2020-12-18 09:06:02
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