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【招商有色|行业深度】镁合金行业深度:青翠欲滴镁为体,翘首展望有所期

招商有色刘文平  · 公众号  ·  · 2023-04-21 00:01

正文

本篇报告从供需角度研究了镁合金行业的发展前景,对下游两大需求(汽车用镁、镁建筑模板) 进行了详细测算。在规模化、技术升级等驱动下,镁合金逻辑长期向好,或爆发出批高成长企业。


报告日期:2023年4月20日

摘要
  • 镁合金中游集中度高,汽车是最主要应用领域。 镁合金是目前最轻质的商用金属工程材料,应用场景较为广泛。从镁产业链来看,上游原镁冶炼集中度高度分散(CR5 为22.89%),未来头部企业扩产或显著提升集中度;中游镁合金集中度很高(CR5高达82%),云海金属占比35%(排名第一)。下游应用方面,目前汽车领域为镁合金的主要应用方向,占镁合金消费总量的70%,3C、航空航天、生物医药、建筑模板、储氢等领域也有应用。
  • 汽车轻量化或推动镁需求放量,镁建筑模板应用潜力较大。 2022年中国原镁产量89.36万吨,占全球比重约80%,多年来产量较为稳定。镁合金是目前效果最好的汽车轻量化材料,整车的减重效果最高可以达到43%。在“双碳”、政策等推动下,未来汽车用镁或快速增长。预计2025、2030年我国汽车原镁消耗量分别为38.85、78.23万吨,2022-2030年复合增速为21.70%。其中,仪表盘支架、中控支架等各类支架产品是未来主要增量。此外,镁建筑模板相关技术也已研发完毕,即将开始批量供货,未来有望快速发展,预计2025、2030年建筑模板原镁消耗量分别为32.53和60.77万吨,复合增速为30.69%。
  • 规模化、技术升级等驱动下,镁合金逻辑长期向好。 当镁铝比在1.5倍以内时,就具有一定的性价比。镁供给方面,部分企业在积极新增产线,能够及时满足下游需求增长,同时规模化效应下成本或将逐渐下降,利于稳定镁价。而铝受到国家产能天花板和欧洲能源危机的限制,供给较为刚性,铝价中枢或将中长期向上,为镁合金经济性应用创造条件。此外,我国在镁合金压铸方面也取得了较大的技术进步,可进一步提升镁的推广和应用。
  • 产业链企业。 1 )云海金属: 唯一全产业覆盖企业,拥有原镁产能 10 万吨、镁合金产能 20 万吨,随着青阳项目年底前投产,原镁和镁合金产能将分别增至 50 万吨。此外,云海积极探索镁的新应用,镁模板即将批量供货,和宝钢、重庆大学合作开展镁基固态储氢材料的研发及中试。 2 )万丰奥威: 旗下镁瑞丁是汽车镁合金压铸件领域的龙头企业,目前年产能约 1800 万件,在北美市场达到占有率 65% ;国内业务也在不断开拓中,业务规模有了显著提升。 3 )星源卓镁: 主营镁、铝合金压铸件,目前营收主要来自于国外,正积极开拓国内市场,业务规模较小但发展迅速。 4 )春秋电子: 3C 镁合金部件具有核心竞争力,目前正在利用自己的技术优势积极布局汽车电子件领域。 5 )宜安科技: 全球范围最早布局大型镁铝合金压铸设备的企业之一,能够为特斯拉、宁德时代等知名企业供货,同时在生物镁合金领域也是行业领军者。
  • 资建议: “双碳”和新能源车快速发展背景下,汽车轻量化、建筑模板打开镁应用空间。随着原镁冶炼成本的降低,深加工技术的进步,预计未来镁合金需求将快速增长 。个股方面,建议关注 云海金属(全产业链覆盖) 、万丰奥威(汽车)、星源卓镁(汽车) 等布局较早,且拥有成本优势和技术优势的公司。综上,首次覆盖给予行业“推荐”评级。
  • 风险提示: 原材料成本波动、汽车产销下降、产业政策风险、技术突破不及预期、其他材料替代风险、电解铝供给放送的风险。



一、 汽车轻量化需求增加,镁的应用潜力显现

随着新能源车续航和传统油车节能减排的要求提升,轻量化成为目前汽车产业发展的重点,镁合金作为最轻质的商用金属工程材料需求有望快速增长。从镁的产业链来看,上游的原镁冶炼行业 cr5 市占率 22.89% ,集中度较低,未来随着云海金属生产线的扩建,以及行业部分落后产能的淘汰,集中度有望显著提升。中游的镁合金加工行业集中度很高, cr5 市占率达到 82% ,云海金属占比 35% (排名第一),形成规模效应,具有较大的竞争优势。下游应用方面,汽车领域为镁合金的主要应用方向,达到了镁合金消费总量的 70% 3C 、航空航天、生物医药、建筑、储氢等领域也有应用。

1. 轻盈性是镁的主要特性之一

(1)镁是地球上储量最丰富的金属元素之一

镁是一种银白色的轻质碱土金属,元素符号 Mg ,化学性质活泼,具有一定的延展性和热消散性,是人体的必需元素之一。镁元素在自然界广泛分布,在地壳中含量约占 2% 。排名位于第 8 ,也是地壳中含量第 6 丰富的金属元素。含镁固体矿物主要来自白云岩、菱镁矿、水镁矿和橄榄石等,每年能够保持在 130 万吨的产能;以及海水、盐湖等液态资源,每年保持在 5 万吨以上的产能。根据同花顺 iFind 统计数据, 2022 年全球菱镁矿基础储量约为 68 亿吨,主要分布在俄罗斯、斯洛伐克、中国等地区。我国菱镁矿基础储量约为 5.8 亿吨,占全球菱镁矿基础储量的 8.53% 。在我国,镁冶炼的主要方法是皮江法,以白云石为原料,查明储量 40 亿吨以上,并且质量优,杂质含量低,主要分布省区有山西、宁夏、河南、吉林、青海、贵州等地区。用于电解法的主要原料是液态资源,主要分布在西藏和青海的盐湖,柴达木盆地内大小不等的数十个盐湖的镁盐储量约为 60.03 亿吨,占全国已查明镁盐总量的 99 %。

(2)镁合金相较于铝、钢等材料具有诸多优势

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金,是目前全球最轻质的商用金属工程材料,相对于其他常用的传统材料,镁合金具有密度小、比强度高、弹性模量低,散热好、抗冲击力和抗蠕变性强、阻尼减震降噪能力强、电磁屏蔽性能优异等特点。相比于其他材料,镁合金可吸收更多的振动冲击,比强度明显高于铝合金和钢,比刚度与铝合金和钢相当,远远高于工程塑料,为一般塑料的 10 倍。

镁于 1774 年首次被发现,属于轻金属的一种, 1886 年开始应用于工业生产,至今已有逾 130 年之久。随后,镁的工业化技术以及应用范围得到了广泛发展,至 1930 年,世界镁产量达到了 1200 / 年以上,二战期间随着军用需求的急剧扩大,镁合金工业进入了第一个飞速发展期。 20 世纪 90 年代,世界各国政府开始高度重视镁合金的研究与开发,皮江法炼镁技术的快速发展,使原镁的价格降低到与铝相当的程度,镁合金进入了第二个飞速发展期。自此之后,全球范围内镁工业一直处于稳步增长之中。

目前镁合金应用范围仍远不及于铝合金和钢,主要因为过去镁合金有很多难题待解决,如加工成本和原材料成本较高,镁自身的理化性质导致它的耐腐蚀性、耐热性和深加工性能较差,生产过程会造成环境污染等。随着近几年国内外科研院所、相关企业等对镁的研究和经验逐渐进步,镁合金或将打开下游广阔的应用场景。

2. 产业链上游集中度较为分散,中游集中度很高

镁的产业链的基本结构为:上游是镁矿开采以及原镁冶炼,中游是镁合金冶炼,下游是镁合金的深加工。

(1)产能分布:中国为主要原镁生产国
我国是产镁大国,据中国有色金属工业协会镁业分会初步统计, 2022 年,中国共生产原镁约 89.36 万吨,同比下降 5.82% ,同时全球原镁产量预测为 111.5 万吨,中国产量约占全球的 80.14% 。按地区来看,陕西地区生产约 54.84 万吨,同比下降约 12% ;山西地区全年生产约 20.25 万吨,同比增长 3.27% ;内蒙古地区全年生产约 4.37 万吨,与 2021 年大致相同;新疆地区全年生产约 2.82 万吨,同比增长约 8.88% 。陕西省原镁产量占比达到了 61.37% ,是我国原镁的最主要产区。

2021 年和 2022 年我国的原镁产量有所下滑,主要原因是环保政策限制和作为原料之一的硅铁煤炭价格上涨,推升了镁的价格,导致下游需求一般,需求的疲软反过来也对供给造成了一定的影响。

我国也是镁产品的主要出口国,具有充分的议价权。 2022 年中国共出口各类金属镁产品 49.77 万吨,同比增加 4.30% 。其中镁锭共出口 27.28 万吨,同比减少 2.75% ;镁合金共出口 13.72 万吨,同比增加 26.34% ;镁粉共出口 6.76 万吨,同比减少 12.09%

(2)原镁冶炼:皮江法为主流,产能集中度较低

我国皮江法生产普遍采用白云石。白云石要是由碳酸钙与碳酸镁组成的矿物,是制取各种镁化合物的重要原料。白云石几乎与石灰石一样分布广泛。我国已探明的储量在 40 亿吨以上,其资源遍及我国各省区。皮江法以煅烧白云石为原料、硅铁为还原剂、萤石为催化剂,经过煅烧、压团,加热还原,冷凝结晶、溶剂精炼等步骤,产出商品镁锭,即精镁。皮江法具有流程短、投资少、建厂快、成本较低的优势,因此皮江法在我国占据了绝对主流,但是由于其资源能源消耗比较大,污染比较严重,镁冶炼被发改委列入限制性产业名单之中。

除皮江法之外,还有电解法制镁的技术,由氯化镁的生产及电解制镁两大过程组成。电解法生产镁的细分工艺很多,但基本原理相同。

国内原镁产能高度分散,镁冶炼行业集中度较低,据中国有色金属工业协会镁业分会数据, 2021 年我国原镁产能为 137.61 万吨,前十家企业占据了 31.03% 的市场空间,产能超过 3 万吨的企业仅 7 家,占全国产能比重为 27.25% ,绝大部分是 0.5-2 万吨产能的公司,且很多企业已经缩减产能甚至停产。从地域分布来看,截至 2021 年,共有企业数量 49 家,其中陕西 34 家,山西 8 家,新疆 3 家,内蒙古 3 家,宁夏 1 家,其中又以府谷占据着主导地位。

云海金属作为镁冶炼行业的绝对龙头,原镁产能 10 万吨,国内第一,占有率 7.27% ,远高于行业第二银光华盛镁业的 6.5 万吨产能。此外,公司青阳项目正在按照预期计划进行建设,预计于 2023 年底投产, 2025 年公司扩建产能完全达产以后,能够达到 50 万吨原镁和 50 万吨镁合金的规模。随着国家环保高压持续,镁冶炼转型政策推动,预计未来将高成本落后产能逐步出清以后,行业集中度能够得到进一步提升。

在我国原镁消费结构中,镁合金占比最大为 41% ,其次为铝合金添加剂,占比 34% ,此外,海绵钛和钢铁脱硫分别占比 16% 9% 。据初步统计, 2022 年我国原镁消费量为 39 万吨,同比减少 17.37% 。主要是由于镁价高企,以及疫情导致下游企业需求再度放缓。

(3)镁合金冶炼:产业集中度高,云海金属占据龙头

2019 年以前我国镁合金产量呈增长态势, 2020-2022 年由于疫情和环保政策等影响产量有所波动。 2022 年,我国镁合金产量为 30.69 万吨,同比减少 3.49% 。镁合金的生产主要包括熔化、精炼、加入其他原料、浇铸、静置等流程,近年来有研究表明国内外镁合金冶炼企业使用的主要干燥溶剂对于大气层具有污染和破坏作用,如何研制出一种无公害、有效的镁合金熔炼保护技术一直是国内外关注的问题。

不同于原镁冶炼,我国镁合金行业的集中度较高, CR5 超过 80% 。云海金属是镁合金冶炼的龙头,具有年产 20 万吨镁合金的生产能力,占据了行业总产能的 35% ,属于绝对的龙头地位,规模效应明显,竞争优势显著。

(4)镁合金深加工:以压铸为主,有一定的行业壁垒

在镁合金进一步深加工过程中,铸造镁合金占整个镁合金产品用量的 70% ,镁合金产品的应用开发得益于压铸工艺技术的发展,近 20 年来,一些新的压铸方法包括真空压铸、充氧压铸、半固态压铸也相继发展应用。其在消除铸造缺陷,提高铸件内在质量方面具有传统压铸方法无法比拟的优点。除了压铸以外,铸造镁合金成形技术还包括:重力和低压铸造、镁合金的半固态成型和挤压铸造等,镁合金塑性加工技术与装备包括镁合金挤压、镁合金轧制、镁合金锻造、镁合金拉拔、镁合金超塑成型等。
镁合金压铸后的下游产品主要用于交通运输、电子产品、航空航天和生物医药等,其中汽车领域是最主要的应用方向,占比达到了 70% ,其次为 3C 领域,占比为 20%

我国大多数镁合金压铸企业产能规模均较小,只有少数企业具备产品方案设计、模具设计与制造、压铸及精加工工艺控制等多个环节的整体能力。随着汽车轻量化的发展,初具规模的企业凭借先发的技术优势和成功产品的经验效应可以获取更多的业务机会,未来行业结构将逐步调整。

镁合金压铸具有一定的技术壁垒,对生产过程中安全性要求也较高。由于很多镁合金压铸企业是在铝合金的基础上扩展的新业务,两者在材料物理性质上的差异,镁合金压铸工艺设计在填充速度、温度控制、油路设计、防止缩孔、防止形变、安全生产要求等方面与铝合金不尽相同,行业新进入者往往需要付出一定的试错成本。

5)镁合 应用:攻坚汽车领域 ,3C、航空等也 有应用

随着国内外技术不断精进,可生产镁合金零部件种类不断增加。目前国内可研制镁合金汽车零部件已超 100 种,海外发达国家部分车型单车用量已超 25kg ,整体应用增速提升明显。

在航空工业中,镁合金在航空工业中主要用于制造设备支架、仪器仪表壳体、操纵系统支座、座舱骨架、发动机附件机匣、直升机变速箱、发动机架、机轮轮毂等零部件,其中镁合金铸件超过 90 %。我国的飞机、导弹、火箭和飞船上均有稀土镁合金构件使用。

镁合金在 3C 领域的应用较为普及的有笔记本电脑结构件、手机中板等。在 3C 产品朝着轻、薄、短、小方向发展的推动下,镁合金的应用得到了持续增长。镁合金的轻量化、刚性高、减震性好、无磁、散热、可回收、触感好等优点推动其设计和消费的流行趋势。 镁在骨科中是医用金属的常用材料。镁与人体骨骼密度接近,容易加工成形,并且具有优良的综合力学性能以及独特的生物降解功能,而镁又是人体所必需的宏量金属元素之一,因此镁合金是医用金属材料的不二选择。

除此之外,镁在建筑模板、储氢、高铁等领域也有一定的应用。其中,建筑模板很可能是下一个用镁需求快速增长的领域。

二、汽车用镁需求有望快速增长,镁模板市场潜力大

通过镁合金实现汽车轻量化,相比于钢、铝合金等材料具有更好的减重性能。目前我国的单车用镁量相比于欧美还有一定差距,未来汽车用镁需求有望显著提升。根据预测,我国汽车行业 2025 2030 年的镁合金消耗量分别达到 35.32 71.12 万吨,原镁消耗量达到 38.85 78.23 万吨, 2022-2030 国内原镁消耗量复合增长率为 21.70% 。目前国内压铸工艺比较成熟的主要是小型配件,未来主要突破点在于各类支架产品。另外,镁合金建筑模板相关技术也已研发完毕,即将开始批量供货,未来也有望快速发展,预测到 2025 2030 年的原镁消耗量分别为 32.53 60.77 万吨,复合增长率为 30.69%

1. 节能减排标准收紧,轻量化受到政策鼓励

汽车轻量化是指在满足汽车使用要求、安全性和成本控制的条件下,将结构轻量化设计技术与多种轻量化材料、轻量化制造技术集成应用所实现的产品减重。汽车质量越轻,行驶同等里程燃油或者电力消耗越少,排放更少,续航更长。另外,降低汽车质量有助于提高汽车的安全性和灵活性,由于惯性与质量直接相关,汽车操控能够变得更加灵活,刹车制动距离减少也能增加行驶中的安全性。根据研究表明,燃油汽车每减重 10% ,在环保、安全性、节能性等方面都具有一定效果,具体效果见下表。

我国出台了有关倡议、法规和政策,对碳达峰和清洁能源发展提出了要求,同时积极鼓励镁合金其制品在汽车相关产业链的应用,以及新能源汽车的发展。

2. 国内单车用镁量较低,渗透 率提升潜力大

当今,钢铁、铝合金和塑料是汽车上使用最多的三大类材料,按重量计算,三类材料占整车比例合计约为 80 %,其中钢和铁约占 62 %,铝合金和塑料大体相当,均占 8%~10 %。而镁合金在汽车上的应用比例仅仅为 0.3 %,有研究表明,使用高强钢、铝合金、镁合金,车体重量可分别减轻 15% 25% 40% 50% 55% 60% 。镁合金拥有最好的减重效果,是汽车轻量化材料的不二之选。

从具体部件来看,对于质量小于 5kg 的小型部件,使用镁合金后可以实现 1-3kg 的减重效果,而对于质量大于 15kg 的大型部件,使用镁合金的减重效果绝对值可以达到 5-10kg 左右,根据不同零件生产厂商的工艺流程和技术水平,实际的减重效果会有所不同。在理想情况下,如果所有的部件都能完全由镁合金替代,那么汽车整车最多可实现 43% 的减重效果。

中国汽车工程学会于 2016 10 月发布《节能与新能源汽车技术路线图》,规划到 2020 2025 2030 年,我国单车用镁量要分别达到 15kg 25kg 45kg ,镁合金占汽车整备质量的比例分别达到 1.2% 2% 4% 。根据 2022 79 届镁业大会 CM 公司数据,目前我国的单车用镁量为 3.5kg ,与欧美汽车还存在较大差距,也没有达到《技术路线图》中设定的 15kg 目标。主要是过去企业对镁合金的观望和谨慎、镁合金自身的缺陷、镁价较高等影响,随着汽车相关镁零部件的技术成熟,以及新能源车渗透率的快速提升,未来汽车用镁渗透率或显著提升。

2021 年开始我国的新能源汽车行业开始出现爆发式增长, 2022 年,我国新能源车销量已经达到了 680 万辆,占比 25.6% ,相比于 2020 年的 136.6 万辆增长了 397.8% 。生态环境部和发改委的《减污降碳协同增效实施方案》指出,到 2030 年,在大气污染防治重点区域,新能源汽车新车销量要占新车销量的 50% 左右。随着新能源车占比提高以及对续航提升需求,单车用镁量有望迅速提升。

3. 新能源车是用镁主 力,2022-2030国内复合增长率可达21.70%

2022 年,我国汽车产量为 2702.1 万辆,假设镁合金消费量与 2021 年的 20.96kg 基本持平,按照 70% 用于汽车行业计算,汽车行业的镁合金总消耗量为 14.67 万吨,单车用镁量按照 3.5kg 计算,即 2022 年汽车合计用镁量为 9.46 万吨,由此可得 2022 年年汽车行业的镁合金材料利用率为 64% 2022 年,新能源车销量占比为 25.6% ,结合 3.5kg 的平均用镁量来估计,估计当前新能源车平均用镁量在 7kg 左右,燃油车用镁量在 2.3kg 左右。

我们假设未来新能源车的产量占比均与销量占比保持一致,到 2025 2030 年,新能源车的销量占比分别达到 35% 50% ,单车用镁量分别达到 15kg 25kg ,而燃油车对镁的需求稍低,单车用镁量分别按照 5kg 10kg 预测。汽车产量年均增长率为 1% ,材料利用率每年增长 1% ,原镁生产镁合金比例为 1.1 ,镁合金下游消费结构保持不变。

综合以上假设,汽车行业 2025 2030 年的镁合金消耗量可以分别达到 35.32 71.12 万吨,原镁消耗量达到 38.85 78.23 万吨, 2022-2030 的原镁消耗量总的复合增长率为 21.70%

2022 年,全球汽车产量为 8501.67 万辆,新能源车占整体市场的 14% 份额。假设新能源车的全球产量与全球销量占比一致,则新能源车全球产量为 1190 万辆。 2022 年全球金属镁需求量预计为 106 万吨,假设全球原镁和镁合金的消费结构与中国相同,则 2022 年全球汽车行业镁合金需求总量为 30.42 万吨。根据中国有色金属报的报道显示,目前世界平均单车用镁量 2.1kg/ 辆,则全球汽车用镁总量为 17.85 万吨,材料利用率为 59% 左右。依上述数值为基准,假设目前全球新能源车的平均单车用镁量为 5kg ,计算可得当前燃油车单车用镁量为 1.63kg

在未来预测上,考虑到除了欧美国家以外,全球范围内还有较多地区因为经济条件较差、原料成本较高、技术水平不足等原因难以将镁合金普及到汽车中,未来的全球单车用镁量平均水平或略低于中国。因此假设到 2025 2030 年,全球新能源车单车用镁量分别为 12kg 20kg ,燃油车单车用镁量分别为 4kg 8kg 。新能源车销量占比分别为 20% 30% 。材料利用增长率、汽车年均产量增长率、消费结构等假设与预测中国时一致。

综合以上假设,预计全球汽车行业到 2025 年和 2030 年时,镁合金总消耗量分别为 79.12 159.39 万吨,原镁消耗量分别为 87.03 175.33 万吨, 2022-2030 年的复合增长率为 23.07%

4. 汽车细分产品需求:各类中小型支架或是

用镁突破口

在国内,汽车镁合金配件的渗透率因部件大小的不同差异较大,方向盘等重量在 1kg 左右的小部件发展较为成熟,接下来以稳固市场份额为主;净重 3-5kg 的仪表盘支架已在海外批量应用,但是国内的普及程度还不高;更大型的部件目前应用很少,还有待进行更多的研发和推广。

方向盘是目前最为成熟的镁合金压铸汽车零配件,渗透率和材料利用率都很高,已经在 80% 以上的汽车上得到大规模应用。据国外预测,未来汽车都将安装安全气囊。因镁合金方向盘轻、减震和安全。汽车安装安全气囊后,几乎所有汽车都要 100% 地换成镁合金方向盘。因此假设 2025 2030 渗透率和材料利用率分别能够提升至 85% 90% 。预计到 2025 2030 年,方向盘消耗的镁合金分别为 2.51 万吨和 2.63 万吨,原镁消耗量分别为 2.76 万吨和 2.9 万吨。方向盘市场已经接近饱和,未来的主要提升点在于通过进一步改进压铸工艺继续提高材料利用率,节约原材料。

仪表盘支架、中控支架、显示屏支架、空调支架等重量在 5kg 以内的中小型支架类的产品,技术相对比较成熟,材料利用率比较可观,估计可以达到 70% ,但该类产品目前主要运用于中高端品牌所以市场渗透率还比较低,估计在 5% 左右。由于支架类产品本身技术已经比较成熟,在开始向中低端车型推广以后,市占率能够以较快的速度增长。对于支架类产品统一进行预测,假设到 2025 2030 渗透率能够分别达到 15% 60% ,材料利用率能够分别达到 75% 85% ,那么预计到 2025 2030 年,各类支架类产品的镁合金消耗量分别可以达到 9.68 35.92 万吨,原镁消费量可以分别达到 10.65 万吨和 39.51 万吨。

镁合金轮毂由于其较好的减重比例,是具有潜力的汽车零配件产品,主要有锻造和铸造两种加工方式,铸造工艺成熟度较高,但是存在着轮毂组织不够致密,组织成份不够均匀,以及成型轮毂机械强度较低等缺点。在锻造上,镁合金由于自身塑性性能比较差,大型锻件加工难度大、成材率和力学性能低。 目前镁轮毂的加工技术还没有出现明显突破,市场渗透率极低,应用的速度也较为缓慢,按当前渗透率为 0.01% ,材料利用率 40% 来算,假定到 2025 年渗透率达到 1% 2030 年渗透率达到 5% ,材料利用率在 2025 2030 分别达到 45% 50% 来计算。预计到 2025 2035 年,镁轮毂方面镁合金消耗量分别为 1.11 5.27 万吨,原镁消耗量分别为 1.22 5.79 万吨。

对于其他的零部件,根据其质量分为大( 15kg 以上)、中( 5-15kg )、小型( 5kg 以内)零件,总体来说其工艺成熟程度和市场渗透率根据大小呈负相关关系,这里预估三种类型的零件目前的平均材料利用率分别为 40% 50% 70% ,平均市场渗透率分别为 0.5% 5% 20% ,按照 2030 年能够达到材料利用率分别达到 55% 75% 85% ,市场渗透率分别达到 5% 15% 50% 来预测,那么到 2030 年,下述零件镁合金和原镁的消耗总量分别为 34.49 万吨和 37.94 万吨。

综合以上预测,预计 2030 年我国汽车各个零部件镁合金总消耗量为 71.52 万吨,原镁总消耗量 78.67 万吨。

目前特斯拉、比亚迪等知名汽车品牌均在积极研发镁合金仪表盘骨架,取得显著效果,万丰和比亚迪合作研发的支架基本已经能够实现批量化供货。镁合金轮毂主要制造商为鼎鑫科技和德威股份,且均采用一次正反挤压成型锻造技术,万丰奥威具有生产镁合金轮毂的技术能力,但还未应用到乘用汽车上。造成镁合金轮毂市场渗透率低的原因主要在于下游,通用汽车、凯迪拉克已经推出了使用镁合金轮毂的固定车型,但市场整体依然处于供过于求的状态。镁合金显示器背板支架、中控台骨架类产品出现了一个比较快速的增长,博奥镁铝、山东华盛荣镁业都有相应的产品和专利。新能源汽车用镁合金动力总成壳体也具有一定的潜力,星源卓镁研发的该类产品已经应用于上汽部分车型 镁合金还可以应用于电池包中,例如三源新材与宁德时代合作投资建设镁合金项目,将共同开发镁合金动力电池壳体材料,利臻科技研发了一种镁合金电池包托盘,并已经取得了专利。中国工程院院士潘复生和他的团队近年来在镁电池、镁固态储氢材料上取得了突破,有应用于新能源汽车上的可能。更大规格的一体化铸造件还在发展中,一旦成功量产,单车应用量可以超过 100kg

5. 推进建筑材料可持续 发展,镁合金模板走向市场

近年来,建筑模板是镁合金的一个新应用领域,节能、环保、绿色、可持续发展成为建筑行业的大趋势,建筑模板现场需要人工搬运,轻量化的要求高,镁相对其他材料在轻量化方面更有优势;镁耐碱,不容易沾水泥,清理费用低。随着镁价的稳定,已经有多家企业开始生产镁合金建筑模板并在建筑工地使用, 2023 年将批量供货,为镁合金在建筑领域的应用打下了坚实的基础。

在我国的建筑行业中,目前最常用的建筑模板主要有木胶合板、竹胶合板、钢模板、塑料模板和铝模板,由于竹胶合板模板可重复使用的次数一般较少,约 15 次左右,质量不稳定,等厚公差过大,制作过程繁琐。因此,竹胶合板模板难以大面积的推广使用。而木板、钢板、塑料板、铝板目前的市占率分别为 60% 15% 5% 20% 。近年来,国家及地方政府也在不断推出相关政策,《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》强调了提升绿色建筑发展质量、提高新建建筑节能水平等重点任务,因此铝模板在全国各地的应用持续渗透。

镁合金建筑模板在保持铝合金模板使用周期长、可回收等优点的基础上,还拥有以下 4 点优势: 1 )质量更轻,加工率高:建筑模板现场需要人工搬运,每平米镁合金模板比铝合金模板轻 25% ;每吨原材料可生产的面积多 50% ,可减轻施工人员工作强度以及节约土建总包成本。 2 )具有较强耐碱性:通常建筑混凝土的化学性质为弱碱性,镁合金模板对于碱性物质具有较强的耐腐蚀性且不易沾水泥,可有效降低清理费用。 3 )可回收率高:镁合金模板多次使用后可以进行回收,重新进行冶炼制作成镁锭或者镁棒,又一次使用于模板或者其他镁合金产品。 4 )压铸性能好:镁合金建筑模板使用压铸工艺一体化成型,后加工的成本要比原来铝合金挤压型材焊接的成本要更低。

2022 年,我国建筑模板产量和需求量分别降至 29225 万平方米和 28416 万平方米。相比于过去几年有所下降,主要是受疫情和地产行业去杠杆政策导致。


由于镁合金模板重量轻、可回收等特点,叠加镁上游矿端资源丰富,未来镁模板渗透率或将显著提升,目前国内以云海金属为代表的一些企业已开始生产并应用。假定 2022 年,镁模板的市占率为 1% 2025 2030 年镁模板的市占率可分别达到 5% 10% ,每平方米镁模板使用 16kg 镁合金,建筑模板的需求量年度增长率为 1% 2021 2025 年和 2030 年镁建筑模板压铸的材料利用率分别为 70% 80% 90% 。预计到 2025 年和 2030 年,建筑模板的镁合金需求量分别为 29.57 55.25 万吨,原镁需求量分别为 32.53 60.77 万吨, CAGR 达到 30.69%

三、规模化、技术升级等驱动下,镁合金 长期向好

当镁铝比在 1.5 倍以内时,就具有一定的性价比。镁供给方面,部分企业在积极新增产线,能够及时满足下游需求增长,同时规模化效应下成本或将逐渐下降,利于稳定镁价。而铝受到国家产能天花板和欧洲能源危机的限制,供给较为刚性,铝价中枢或将中长期向上,为镁合金经济性应用创造条件。此外,我国在镁合金压铸方面也取得了较大的技术进步,可进一步提升镁的推广和应用。

1、 皮江法为我国主要炼镁方法,成本易受原料价格 影响







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