汽车用铝测算及汽车行业发展对铝金属的影响
来源: | 作者:chinacaw | 发布时间: 2019-09-05 | 7878 次浏览 | 分享到:

从发达国家的终端消费结构来看,交通运输行业是铝材的第一大应用领域,在美国、日本等发达国家占比均超过30%,其中汽车制造业、铁路及轨道车辆制造业、集装箱制造业是应用最广、增长最快的三大领域。近几年,我国交通用铝占比在逐渐上升,2018年占比达到21%,属于第二大用铝行业。

国内众多加工企业正在探索铝材在各高端领域新应用,不断强化与汽车、客车、轨道车辆等终端领域客户的合作。相比发达国家而言,我国汽车铝化率进步空间巨大。因此,本文将从交通运输中的汽车板块着手,测算汽车行业用铝量,并预测未来汽车行业发展对铝消费的影响。
   
2汽车行业用铝测算

2.1汽车轻量化

所谓汽车轻量化,就是在保证汽车强度和安全性能的前提下,尽可能降低汽车整车重量,从而提高汽车动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。近年来,由于环保和节能要求日趋严格,汽车轻量化已成为世界汽车发展势不可挡的趋势。据欧洲铝业协会报告,汽车质量每降低100kg,每百公里可节约0.6L燃油,减排二氧化碳800-900g。铝的密度仅为钢的1/3,且具有良好的可塑性和回收性,使用铝材的成本远低于碳纤维,因此铝材是理想的汽车轻量化材料。

自铝材进入汽车工业领域后,用量逐年增加,由最初的散热器、车轮毂慢慢过渡到发动机缸体、发动机罩、白车身等部位。不同的应用部位,也对应不同的加工工艺。接下来,本文将从汽车不同的部位来测算消耗铝的金属量。

2.2铝合金在汽车上的用途及用量测算

2.2.1车身

汽车车身是汽车中用材量且质量最大的部件,约占汽车总质量的30%,所以汽车车身的轻量化对于减轻汽车自重具有重要的意义。根据是否使用铝材作为车身,可以分为全铝车身汽车和非全铝车身汽车。目前国产全铝车身的乘用车品牌屈指可数:凯迪拉克CT6、捷豹XFL、捷豹XFL、路虎揽胜极光、蔚来ES8、奇瑞eQ1小蚂蚁。而客车和货运车的铝化率极低,不超过5%,虽有部分企业生产全铝化厢式挂车,但是产量不多,统计起来较为困难。

用于汽车车身板的铝合金主要有2000系、5000系和6000系合金,而蔚来ES8车身上某些部件上采用了7系铝合金,准确说是比较成熟的7003系,常被用于飞机的起落架,以及战斗机机身等需要最高材料强度的部位。

总体来说,用于汽车车身的铝合金含铝量均较高,在90%以上,因此将四种合金含铝比例取平均值94%,来计算各个车型车身铝合金的含铝量。结合2018年的生产量,推算得到这6种乘用车的铝车身消耗铝金属量约36720吨。

2.2.2车轮毂

相较于汽车车身,汽车轮毂用铝合金则比较广泛。铝合金轮毂以其质量轻、散热快、减震性能好、轮胎寿命长等优点,在汽车工业中脱颖而出,发展潜力巨大。铝轮毂使用的材料有AlSi系列合金、Mg合金、6061变形铝合金,其中AlSi7Mg合金用量最大,占比约90%。以A356.2合金为典型代表,其化学成分为:6.5-7.5 Si0.30-0.45 Mg0.13 Fe0.1 Cu0.05Zn0.05 Mn0.02Ti0.05+0.15杂质,余量为Al.A356.2合金的含铝比例约为91.895%

由于汽车车型不一致,对应使用的车轮毂的直径也不一致,因此在计算车轮毂用铝时需要将汽车进行分类。根据GB/T3730.1-2001标准,可以把汽车分为乘用车与商用车两种。其中,乘用车指的是车辆座位少于九座(含驾驶员位),以载客为主要目的的车辆。具体来说,乘用车又可以分为轿车、MPV车型、SUV车型以及交叉型等。商用车指车辆座位大于九座(含驾驶员位)或者以载货为主要目的的车辆,具体又分为客车、货车、牵引车等。

大货车和大客车需要长时间、高负荷运载,普遍采用钢制车轮毂而非铝合金车轮毂,因此在计算车轮毂用铝量时只考虑乘用车。我们从各个车型中选择2018年销量最高的品牌作为代表,计算单个轮毂用铝量,如表4所示。

2018年国内轿车、SUVMPV、交叉型汽车的产量分别为11456448辆、9932167辆、1677611辆、422461辆。在轿车当中,A级车、B级车和C级车分别占比75%20%5%,因此可以估算得到2018年铝合金车轮毂的用铝金属量为486610吨。

2.2.3发动机

汽油发动机的缸体分铸铁和铸铝两种。在同等排量的发动机中,使用铝缸体发动机,比使用铸铁的缸体发动机要轻20kg左右的重量。汽车整车重量每减少10%,燃油的消耗可降低6%~8%。而铸铝缸体的发动机采用的合金主要来源于再生铝而非原铝,以ADC12为主,又称12号铝料,Al-Si-Cu系合金,是一种压铸铝合金,适合气缸盖罩盖、传感器支架、缸体类等,其化学成分为:10.8 Si0.3 Mg1.3 Fe2.5 Cu1.0 Zn0.5 Mn0.5 Ti0.3杂质,余量为Al.ADC12合金的含铝比例约为82.8%

与车轮毂用铝的测算方法类似,从各个车型中选择2018年销量最高的品牌作为代表,计算单个汽车发动机用铝量。但有一些不同的地方是:C级车,如奥迪A6L、宝马5系、奔驰E级车等,均采用铸铁发动机;交叉型汽车,如五菱宏光V等,也采用铸铁发动机。

根据2018年各种车型的产量,可以估算得到2018年铸铝发动机的用铝金属量为1768793吨。

2.2.4车用空调

过去汽车中的散热器普遍采用铜合金,即铜管,若采用铝管铝翅片散热器替代铜合金,质量可以减轻20%~45%,汽车轻量化的发展将逐渐推动我国的汽车空调散热器100%铝合金化。据铝道网推算,汽车空调平均每台耗用铝箔4kg左右,其中冷凝器每台用量2.5kg,蒸发器每台用量1.5kg

汽车铝制热交换器是由通冷却水的铝管与起散热作用的散热片组成,铝管一般用1xxx3xxx系铝合金经挤压、拉拔而成,散热翅片由3xxx系、6xxx系铝合金芯材与4xxx系、7xxx系铝合金钎焊层的复合箔制成。合金牌号众多,以3003合金为主,其化学成分为:0.6 Si0.7 Fe0.05-0.20 Cu0.1 Zn1.0-1.5 Mn0.1+0.2杂质,余量为Al.3003铝合金的含铝比例约为96.925%。根据汽车工业协会公布的数据,2018年汽车产量约2780.92万量,车用空调的用铝金属量约为107816吨。

2.3小结

综上,从汽车车身、车轮毂、发动机和汽车空调这四个部位测算得到的2018年汽车用铝金属量约为2399939(36720 +486610 +1768793 +107816),即240万吨左右。其中,约63.1万吨的金属量是由原铝贡献的,另外176.9万吨的金属量是由再生铝贡献的。

3未来三年汽车行业发展对铝金属的需求量预测

3.1汽车行业现状

近年来,在经济快速发展与行业政策刺激等因素的作用下,我国的汽车的产销量不断上升,总的用铝金属量也在不断增加。但在高基数以及汽车的使用寿命不断提升的作用下,国内汽车的产销增速逐渐放缓。自20187月开始,中国汽车产销量同比已连续13个月下滑,在制造业大类中汽车行业下行明显。

根据汽车工业协会的统计数据,20191-7月,我国汽车产销1393.3万辆和1413.2万辆,同比下降13.5%11.4%。其中乘用车产销1150.1万辆和1165.4万辆,同比下滑15.3%12.8%;商用车产销243.2万辆和247.7万辆,同比下滑3.53%4.36%

3.2未来展望

2019年全年汽车产销增速大概率呈现前低后高的走势,但整体仍然呈现下滑。2019年上半年汽车产销增速同比下滑13.7%12.4%7月份的数据略有所好转。由于2016-2017年的1.6L及以下乘用车购置税低于2018年,相当于前两年透支了2018年的部分汽车消费,而2019年的1.6L及以下乘用车购置税与2018年相同,均为10%,汽车购置税优惠政策全面退出对2019年汽车的影响明显低于2018年。

国六排放标准将在201971日实施的预期对上半年汽车产销产生了较大影响。一方面是在上牌和过户上会受到一定的限制,同时一些二手车的迁入也会受到一定的影响,另一方面是车辆本身性能方面的影响,因为要达到更严苛的排放要求,动力系统也必然要经过重新调校,因此消费者处于观望的状态,等待国六政策落地。各个厂商和经销商都赶着在国六落地之前清理国五库存,所以很多滞销车型都出现了幅度非常大的降价行为,清理库存的同时也带走了本该是78月的一部分销量。目前,国六标准已经正式落地,消费抑制情况或有所好转。

应对经济增速下行压力,政府也采取各项措施来保增长,如保持积极的财政政策和稳健的货币政策。如果汽车产业持续表现不振,不排除政府采取其他方式促进汽车消费的可能性,例如年初出台的“汽车下乡”政策。而政策的实施效果需要一定的时间才能显现,因此下半年汽车产销增速相对于上半年或略有改善,评级机构穆迪预测2019年中国汽车销量增速约为-6.5%。虽有政策持续推出,但汽车行业仍在寻底的过程中,预计2020年销量或与2019年持平。

4总结

从前面的计算中我们可以得知,2018年汽车行业贡献了约240.0万吨的用铝量,随着2019年汽车行业增速出现下滑,对铝金属的消费有一定的拖累,预计2019年汽车行业用铝金属量约为192.5万吨(其中再生铝为141.5万吨,原铝为51.0万吨),比2018年减少47.5万吨。但由于再生铝合金在其中占比很高,对ADC12等再生铝的价格影响更明显,导致再生铝价格低于原铝价格,形成了一段时期的倒挂。

相比之下,汽车行业萎靡对原铝消费影响则较为有限,还需结合原铝其他终端情况。基于下半年汽车产销增速会略有所改善的预期,同时特高压用铝出现好转,据SMM估计下半年至少贡献30万吨的需求增量;国电投821日完成开标后,下游招标定标陆续完成,预计9月进入国内竞价项目安装旺季,光伏对工业型材用铝也有一定拉动作用,下半年铝消费增速大概率与去年同期持平。由于电解铝产量增速下滑,新增及复产产能释放速度也不及预期,“金九银十”旺季到来铝锭或将延续去库。