光期有色:“铸铝有道”——铝合金期货上市前瞻
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摘要
铝合金是以铝为基础并添加一定量其他合金化元素的合金。在当前市场中,最具代表性的再生铸造铝合金牌号是 ADC12。它属于典型的 A1-Si-Cu 系再生铸造铝合金。预计它将成为上期所铝合金期货的基准交割标的。
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废铝原料的进口渠道受到政策和产业两方面的限制,其供应的重心一直在持续向国产废铝进行转移。在国内,华东地区的沿海以及周边省份是废铝主要的供应集中地,同时也是进口废铝到达港口的地方。我国对东南亚国家进口铝合金执行协定零关税政策。国内废铝进口标准提升了。欧美地区一些杂质较多且级别偏低的固体废物开始寻求马来西亚等东南亚国家作为中转站。这些中转站用于集中加工以及二次进口。
政策持续鼓励清洁产能,ADC12 是再生铸造铝合金的主流品种,其市场份额逐年提升;近些年海外经济通胀且地缘政治变得复杂,国内外价差逐渐拉大,原铝进口压力迅速增加,ADC12 作为铝合金进口贸易的主要力量,也开始显示出替代进口原铝的潜能。
国内废铝需求的流向包括生产再生铝合金,制造重熔棒用于挤压铝型材,以及在铝板带行业中添加部分废铝。因为铝合金加工技术的壁垒相对较低,所以铝合金生产企业的规模较大,扩张速度较快,利润却偏低。这使得再生铝合金行业存在产能过剩的问题,其开工率仅为 50%。
ADC12 终端的应用领域主要集中在交通运输行业,同时也拓展到了电子、家电工业领域以及其他新兴领域。目前,它的核心竞争力体现在高性价比、成熟的铸造工艺以及再生铝的环保属性上。随着市场竞争越来越激烈,再加上一体化压铸技术存在潜在的替代性风险,生产厂商必须不断优化生产工艺,以满足环保和可持续发展的目标。[]
正文
铝合金是以铝为基础,并添加了一定量其他合金化元素的合金。它在航天领域有应用,在航空领域有应用,在交通运输领域有应用,在建筑领域有应用,在机电领域有应用,在轻化领域有应用,在日用品领域也有广泛应用。上期所即将推出上市铝合金期货,其基准标的为再生铸造铝合金 ADC12。光期研究将会带您全面了解铝合金期货的基础特征、相关政策以及产业格局。
一、铝合金基础特征
(一) 铝合金的基本概况
铝合金是轻金属材料的一种。它除了具备铝的普遍特性之外,因为添加的合金化元素的种类以及数量有所不同,所以还具备一些合金的具体特性。铝合金的密度处在 2.63~2.85g/cm³这个范围。它具有较高的强度,其中 σb 为 110~(具体数值未给出)。其比强度与高合金钢相近,比刚度则超过了钢。铝合金的铸造性能良好,塑性加工性能也良好。它的导电性能良好,导热性能同样良好。并且,它的耐蚀性良好,可焊性也良好。所以,铝合金可作结构材料使用。
下游环节主要是铝合金成品在航空、航天、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品等终端领域的广泛应用。
(二) 铝合金的基础分类
铝合金依据其原料来源划分,可分为再生铝合金和原生铝合金。原生铝合金是以通过电解槽提炼出的纯铝作为原料,接着添加其他合金元素而生成的。再生铝合金是把废旧铝、废铝合金材料或者含铝的废料进行重新熔化提炼,并且添加少量原铝以及其他合金元素来生产的。
铝合金依据其成分和加工方法来划分,可分为变形铝合金与铸造铝合金。在这其中,变形铝合金首先要把合金配料熔铸成坯锭,接着进行塑性变形加工,通过轧制、挤压、拉伸、锻造等这些方法,从而制成各种塑性加工制品,像是管、棒、线、型等这类半成品铝合金。铸造铝合金是将配料熔炼后,通过砂模、铁模、熔模和压铸法等方式,直接铸成各种零部件的毛坯。例如,可以直接浇铸各种形状的机械零件的铝合金。所以,变形铝合金大多应用于建筑、电力电子、耐用消费品、包装容器等领域,而铸造铝合金则大多应用于汽车、机械制造、家用电器以及建筑等领域。
铝合金依据其加入的主要元素的不同,在变形铝合金方面,又能够进一步细分为 9 系(包含 1xxx 系到 9xxx 系合金);在铸造铝合金方面,可细分为 4 系(包括铝硅系合金、铝铜系合金、铝镁系合金以及铝锌系合金)。
(三) 再生铝基础概况
再生铝合金产业链包含上游、中游和下游这三个主要环节。上游主要是废铝的回收环节。中游环节包括再生铝的生产,以及后续对其进行合金化的加工处理。下游环节主要是再生铝合金成品在汽车制造、建筑、电子电器等终端领域被广泛应用。SMM 称,再生铝的用途如下:80%用于生产再生铸造铝合金;20%用于变形铝合金;15%用于再生铝棒;5%用于再生铝板带箔。
双碳目标起到引领作用,具有显著低碳排优势的产业得以大力发展。近些年来,国内铝产能开始步入加速产能升级和置换的阶段。其中,原铝冶炼从以火电产能为主转变为以水电为主的产能。同时,以废铝为原料生产的再生铝在铝合金端的份额持续提升,并且成为未来可持续发展的主要力量。
1. ADC12 基础概况
当前市场里最具代表性的再生铸造铝合金牌号是 ADC12(12 号铝料),它在铸造铝合金当中的市场占比超过 70%。国标 GB/T8733-2016 的 383Y.3 以及日标 -2006 的 ADC12.1,它们属于典型的 A1-Si-Cu 系再生铸造铝合金。这种铝合金的熔点是 580℃,沸点是 2519℃,密度为 2.7g/cm³。它具有低熔化温度且流动性高,还具备良好的导热性能以及较高的耐腐蚀性能。主要应用于汽车的壳体零部件,像传感器支架、继电器壳、缸体类等;也应用于摩托车零部件,如各类缸体、箱体;还应用于通机零部件,包括缸体;以及农林机械的各类零部件。
上期所上期铝合金期货的交割标的预计为再生铸造铝合金,其中基准交割品就是 ADC12。
2.ADC12成本测算
从 A1-Si-Cu 系合金 ADC12 的成本结构方面来看,废铝所占比例在 85%以上。硅、铜等属于辅料材料,能源成本包含天然气和电力。其他成本有人工成本、折旧等加工费。因为除废铝之外的各项成本所占比例都比较小,所以 ADC12 与废铝的价格关联度非常高,并且也是企业生产成本的主要控制方向。标准 ADC12 中硅的含量一般在 9.6%到 12%之间。其生产原料大多是以生铝废料为主。近些年来,硅价和铜价呈现出截然不同的格局。企业采用了相对灵活的控制成本的方式,比如对于边际影响持续降低的工业硅,不会进行过多的限制。同时,采用含铜更高的废料来规避高铜价。
二、产业政策梳理
2024 年 11 月,生态环境部等六部门发布了一则公告,是关于规范再生铜及铜合金原料、再生铝及铝合金原料进口管理的相关事项。此公告放宽了再生铸造铝合金原料的标准要求,并且新增了再生变形铝合金原料以及再生纯铝原料的类别。
三、产业格局
(一) 上游:废铝回收
废铝是再生铝合金行业原材料的重要来源。参与废铝环节的企业有废铝回收企业,还有铝制品生产企业,以及废铝贸易企业等。
从制品的来源方面来看,废铝供料可以分成废铝新料和废铝旧料这两类。一类是废铝新料,它是在铝材加工以及铸件这个环节当中所产生的工艺废铝,还有就是因为成分或者性能不合格而被当作废品的产品。另一类是废铝旧料,指的是建筑、交通运输、电力电子、包装、日用消费品等这些终端应用产品用完其使用寿命之后,经过回收处理而得到的废铝件。废铝新料由生产方自行回炉熔炼,所以实际流入市场的量级有限,而废铝旧料就成为了主要的回收渠道来源。在我国,汽车、建筑和包装容器是废铝的主要来源。目前,国内建筑废铝和汽车废铝的整体回收量级是比较可观的。然而,饮料罐、铝箔等变形材由于保有量和技术方面的限制,整体回收率比较低。
从地域来源方面来看,能够分为国产废铝以及进口废铝。由于 2017 年国内在固体废物进口方面变得更加严格,并且 2020 年公共卫生事件爆发,对进口贸易造成了强力的打击,所以我国废铝原料的进口渠道受到了政策和产业这两个方面的限制,进口的量级逐年下降,供应的重心持续朝着国产废铝进行转移。进口的废铝大多来自东南亚以及欧美等市场,这些市场的铝制品需求旺盛。
我国对东南亚国家进口铝合金执行协定零关税政策,这使得东南亚国家废铝的进出口贸易得到了大大提升。国内废铝进口标准提升之后,欧美地区一些杂质较多且级别偏低的固体废物开始把马来西亚等东南亚国家当作集中加工以及二次进口的中转站。
(二) 中游:再生铝生产
国内废铝的需求流向包括生产再生铝合金,制造重熔棒用于挤压铝型材,以及在铝板带行业中添加部分废铝。近些时候,国内铝合金行业的规模一直在持续扩大,其中再生铝合金有着更大的增长潜力和发展空间。根据国家统计局的数据,在 2024 年,我国铝合金的产量累计达到了 1614 万吨,与去年同期相比增长了 9.6%。SMM 称,2024 年全国再生铝合金的产能达到 1762 万吨。其产量累计约为 704.5 万吨,与去年相比增长了 2.8%。并且,因为铝合金加工技术的壁垒相对较低,所以铝合金生产企业的规模较大,扩张速度较快,利润也偏低。这使得再生铝合金行业出现了产能过剩的问题,开工率仅为 50%。
政策持续鼓励清洁产能,这使得 ADC12 在铝合金进口比重方面逐渐提升,它开始成为铝合金进口贸易的主要力量;近些年,海外经济出现通胀且地缘政治变得复杂,国内外价差逐渐拉大,原铝进口压力急剧增加,而 ADC12 也开始显示出替代进口原铝的潜力。
(三) 下游:终端应用市场
1.铝合金终端需求
铝合金成品在航天领域有广泛应用。铝合金成品在航空领域有广泛应用。铝合金成品在交通运输领域有广泛应用。铝合金成品在建筑领域有广泛应用。铝合金成品在机电领域有广泛应用。铝合金成品在轻化领域有广泛应用。铝合金成品在日用品等终端市场有广泛应用。根据材料加工特性,铝合金可分为铸造合金体系和变形合金体系。铝合金的终端应用呈现出显著的差异化分布特征。
1) 变形铝合金应用领域
变形铝合金应用图谱的核心应用领域主要是建筑与工程结构。它在新型电力领域有重点应用,比如光伏支架系统、幕墙支撑框架等。还涵盖了 5G 基站散热器、电力母线槽等精密部件。在电子端也有应用,主要用于 3C 产品壳体。同时也应用于家电结构件和食品药品包装等民用制品。
2) 铸造铝合金应用领域
铸造铝合金终端的分布主导着应用方向,该应用方向为交通运输领域。它覆盖了发动机缸体、新能源车电驱壳体等关键部件。并且集中应用于摩托车发动机箱体和电动车电机端盖。其余的则分布在机械装备、能源设施等重工领域。
3)交叉应用领域
在汽车轻量化的进程里,两类铝合金成为其集中应用的领域。阿拉丁称,铸造铝合金在汽车铝材应用中占比 77%,成为主力。轧制铝板带箔材与铝挤压材的市场份额均为 10%。少量的铝锻造铝材以 3%的占比应用于一些特殊场景。
从应用分布角度而言,铸造铝合金因其具备优异的成型性能,主要在动力系统与结构部件制造领域得到应用。它覆盖了新能源车型三电系统壳体中的电池包以及电机壳体,还涵盖了传统燃油车发动机核心组件里的缸体和缸盖部分,同时也在底盘结构件中的悬挂支架和离合器壳体等关键结构中有所应用。铝合金通过塑性变形加工后聚焦于车身覆盖件开发。轧制板材用于引擎盖等外饰件以及车门等外饰件。挤压型材构成车顶纵梁等承载结构以及地板骨架等承载结构。锻造工艺制造出高强度的转向节等精密部件。这些共同构建起汽车的白车身防护体系。
2.ADC12终端需求
ADC12 是再生铸造铝合金的主流品种。它的核心应用领域高度集中在交通运输行业。并且逐步向电子、家电工业领域拓展。同时也向其他新兴领域渗透。
1)核心应用领域
ADC12 的终端应用主要集中在汽车端,在 ADC12 的终端需求中废铝期货,汽车端所占比重超过 70%。在传统燃油车领域,由于 ADC12 具有优异的流动性、耐热性和机械性能,所以被广泛用于制造发动机缸体、缸盖、离合器壳体等核心部件,并且它的抗拉强度和耐腐蚀性能够满足复杂工况的需求。此外,摩托车的发动机箱体这一部件大量采用 ADC12,并且电动车的电机端盖这一部件也大量采用 ADC12。主要是利用了 ADC12 的高耐压性以及铸造效率。在新能源汽车方面,随着轻量化需求的提升废铝期货,ADC12 在新能源车的三电系统(包括电池托盘、电驱壳体、电控箱体)中的应用有了显著的增长。其中,一体化压铸技术促使免热处理 A356 合金得以应用。然而,ADC12 仍然凭借其成本优势而占据主流地位,在结构件生产中所占比例达到 75%。
2)次级应用领域
ADC12 在工业机械等方面的次级应用占比为 20%-25%。ADC12 在电子电力端可用于制造精密部件,如 5G 基站散热器、电力母线槽等。其关键优势在于优于钢材的导热性能和轻量化特性。在家电端,ADC12 可作为空调压缩机壳体、冰箱支架等部件,由于需要耐腐蚀和轻量化设计,逐步替代了传统材料。在工业机械方面,在新兴潜力领域,如工业机械液压系统壳体、泵体等需要复杂形状和耐压性能的部件,常选择 ADC12 进行压铸生产。
3) 新兴潜力领域
目前 ADC12 在建筑终端的占比还不到 5%。不过,在幕墙支撑框架以及光伏支架系统等新型基建场景中,已经开始尝试使用 ADC12 了。未来,或许会随着再生铝政策的倾斜而进一步拓展其应用范围。在航空航天领域,ADC12 开始被应用于非承重结构件,像仪表外壳等结构中。但是,它的耐热性和强度仍然需要进行优化,目前正处于技术验证阶段。
ADC12 是高性能铝合金材料,其市场需求量在逐年增加。目前,它的核心竞争力体现在高性价比、成熟的铸造工艺以及再生铝的环保属性上。随着市场竞争变得越来越激烈,还有一体化压铸技术存在潜在的替代性风险,生产厂商必须不断地对生产工艺进行优化。另外,环保和可持续发展已经成为行业关注的重点,开发更加环保的生产技术成为未来的发展走向。未来 ADC12 市场的增量将会在很大程度上依赖于新能源车的轻量化以及再生铝产业链的升级。
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