汽车镁铝合金轻量化展望调研投资分析报告Word格式.docx

汽车镁铝合金轻量化展望调研投资分析报告Word格式.docx

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各国节能减排标准越发严苛

1.2.节能减排政策频发，我国汽车轻量化市场有望逐步放量

近年我国节能减排政策路线逐渐明晰，相关政策文件频发不断。

从2012年的《乘用车燃料消耗量第四阶段标准》到2016年的《节能与新能源汽车技术路线图》，节能减排要求越发严苛，技术路线越发明晰，相关政策正不断落地施行。

2016年颁布的《中国制造2025规划》要求：

到2020年通过高强度钢、铝镁合金等复合材料在汽车上的应用，实现平均整车减重目标5%至20%。

而基于对汽车研发周期较长（一般为四至五年）的判断，我们推测为了在2020年能够达标，制造商理论上已经开始了针对轻量化的车型研发及制造，汽车轻量化市场在未来几年或便将开始放量，放量速度或超市场预期。

表2：

近年我国节能减排、汽车轻量化政策频发

补贴新政倒逼新能源汽车减重，其轻量化诉求更为明显：

新能源汽车作为节能减排重要贡献力量，其发展备受市场关注，而2017年出台的新能源补贴新政把整车重量作为重要参考标准：

“纯电动乘用车产品，按整车整备质量（m）不同，工况条件下百公里耗电量（Y）应满足以下要求：

m≤1000kg时，Y≤0.014×

m+0.5；

1000<

m≤1600kg时，Y≤0.012×

m+2.5；

m>

1600kg时，Y≤0.005×

m+13.7。

”整车重量越小，补贴门槛也会随之降低。

同时更低的车身重量也会带来更长的续航里程。

对新能源汽车而言，整车每减重100公斤，续航里程可提高3-5公里。

但由于其需要大容量电池，重量较同级别燃油车重数百公斤，而过重的体量制约了电动车的续航能力。

但削减电池重量则意味着要提高电池能量密度，这一难题目

前尚无良好解决方案。

故同传统车一样，车身轻量化也是目前新能源汽车的现实选择。

表3：

新能源乘用车、混合动力乘用车应用补贴标准（万元）

以全球电动车先驱特斯拉的代表车型ModelS为例，其采用了铝合金作为车身框架材料，并且在四门两盖上也采用了铝制车身板，从而控制了整体车重，给消费者带来了更好的驾驶体验。

ModelS的重量大约为2100Kg，其中铝合金车身占比17%，大约360kg。

图1：

特斯拉ModelS采用全铝车身

图2：

特斯拉ModelS车身重量分布

1.3.车身材料轻量化是目前最为可行的节能减排手段

一般认为汽车轻量化是节能减排的有效实现路径，相关研究表明，汽车自重每减少100kg，可以降低油耗0.5L/100km，CO2排放减少5g/km。

同时，车重每减少10%，轿车燃油经济性会提高6%，轻卡的燃油经济性会提高8%。

而轻量化实现途径分为结构设计优化、制造工艺创新以及车身材料的轻量化，前两者技术难度更大，减排效果更低，而车身材料轻量化则更具可行性及发展前景。

以美国为例，根据Duckerworldwide的计算，美国方面为了达成减排目标，平均整车质量在2020年需要相对2015年减轻54公斤，到2030年更是需要减重160公斤，若单靠结构设计优化恐难达减重目标，车身材料轻量化则更显实际。

图3：

2020年美国乘用车平均需要减重50kg

1.4.镁、铝合金综合性能优异，为理想轻量化材料

相对钢而言，铝合金的比重仅为其30%，为2.68g/cm。

当弯曲刚度相等时，铝合金的相对厚度为1.43，减重潜能为49%。

相关研究结果显示，若材料选用铝合金，那么车身将在同等情况下比低碳钢、铸铁等每千克少排放13～20千克温室气体；

而镁是当前广泛使用材料中质量较轻的金属，其比重仅为钢的1/4，为1.74g/cm，且其比强度和比刚度也较高，综合性能优异。

图4：

铝、镁合金减重效果显著

此外镁、铝两种合金弹性模量较低，因此在受相同外力冲击时，相较其他材料，镁、铝合金可吸收更多的振动冲击，起到减震、降噪的作用。

表4：

镁、铝合金密度更小，减振性能更好

若再结合先进加工工艺，制造成本将大幅降低。

根据福特公司2007年所做的研究称，实施“材料设计、结构设计、工艺设计并行工程”后，采用轻量化材料（镁铝合金等）可将零部件种类减为原来的8%，加工费用相对钢材降低60%，粘结费用相对焊接减少25%～40%。

同时，复材模具费只约占钢制件模具的10%～20%，成本节约更为显著。

表5：

采用复合材料工艺流程大幅简化

综上，镁、铝合金目前被认为是汽车轻量化的最理想材料，而国内来看，2016年颁布的《节能与新能源汽车技术路线图》也认为镁、铝合金将是10年内的主流轻量化材料。

《路线图》提出要重视先进制造及轻量化这类共性化技术，在2025年之前的两个阶段在用材方面以扩大铝、镁合金的用量为主，2020年单车用铝量达到190kg,用镁量达到15kg，较目前水平（2016年单车用铝量约为130Kg，单车用镁量不足1Kg）尚有较大提升空间。

图5：

《路线图》对镁、铝合金轻量化应用给予高度重视

2.国内镁合金应用方兴未艾，放量速度或超预期

2.1.我国镁资源储量丰富，镁合金应用具备良好优势

我国已探明菱镁矿储量34亿吨，居世界之首；

含镁白云石资源储量达40亿吨以上；

镁及镁合金应用具备良好资源优势。

表6：

我国镁资源储量丰富，镁合金应用具备良好基础

而目前国外工业应用较广泛的镁合金是压铸镁合金，主要有以下4个系列：

AZ系列Mg-Al-Zn；

AM系列Mg-Al-Mn；

AS系列Mg-Al-Si和AE系列Mg-Al-RE，我国铸造镁合金主要有如下三个系列：

Mg-Zn-Zr、Mg-Zn-Zr-RE和Mg-Al-Zn系列，变形镁合金有Mg-Mn、Mg-Al-Zn和Mg-Zn-Zr，镁含量大致都在90%以上。

图6：

镁合金牌号及成分一览

2.2.镁合金在汽车方面应用历史悠久，我国应用较为低端

世界范围内镁合金交通应用已有70多年历史，但因镁材料性能（耐蚀性较差）、生产工艺（易燃烧）和材料成本（价格高）所限，导致其并没像铝合金一样广泛应用。

车用镁合金主要为压铸件，发达国家已广泛使用但国内应用较少。

镁合金主要应用在发动机罩盖、方向盘、座椅支架、车内门板、变速器外壳等方面。

目前北美地区每辆汽车使用镁合3.8kg，日本为9.3kg，欧洲PASSAT和AudiA4上每辆车使用镁合金达到14kg，而国产汽车每辆用量平均不足1Kg。

图7：

镁合金优缺点鲜明

表7：

国外汽车厂家采用镁合金制造的汽车零部件

除用镁量较少外，我国车用镁产品大多为附加值低的初级产品。

我国在镁合金零部件抗腐蚀性方面的技术能力较差，同时加工成本偏高，种种原因限制了镁合金加工业的发展及在汽车领域的应用。

目前国内镁产品出口量占产量的50%左右，但大部分为低附加值的初级产品。

表8：

2011-2016年中国镁市场供求平衡表（单位：

万吨）

而具体应用领域也印证我国镁合金技术落后事实。

镁容易腐蚀，在车身上的应用难度较高，而从欧美亚三个地区的车身用镁分布来看，美国在内部、机壳、动力总成、车身四大块的运用都较为广泛，日本和中国（亚洲主力汽车消费地区）在车身用镁方面则大幅落后于美国和欧洲。

表9：

欧美车身用镁部件数量走在世界前列

2.3.政策、外延双发力，我国有望打破镁合金应用僵局

政策方面，国家对于镁产业发展高度关注。

2016年10月18日发布的有色金属工业“十三五”发展规划中多方面提及镁行业，习主席也亲临青海，考察关注镁合金新材料等产业。

而2016年我国在镁合金领域取得众多突破，如世界首例镁合金电动客车在山东下线。

我们认为随着科研水平、技术实力不断增强，未来我国镁合金在汽车领域的应用僵局有望打破。

表10：

2016中国镁行业大事件

奥威收购镁瑞丁，外延并购或成突破技术瓶颈捷径。

2015年，A股上市公司万丰奥威以定增的方式收购了万丰镁瑞丁，后者为全球镁加工巨头，镁合金汽车零部件市场占有率在北美达65%以上，客户囊括保时捷、特斯拉、奥迪、奔驰、宝马、沃尔沃、路虎、本田、丰田、福特、通用、菲亚特、克莱斯勒等全球高端品牌。

图8：

镁瑞丁客户涵盖全球众多高端汽车品牌

镁瑞丁主要产品为镁合金压铸件产品，包括汽车仪表盘骨架、前段支架、后提升门的门内板、动力总成件及其他部件。

其产品减重效果明显，客户认可度高，美国的福特、通用等厂商都是镁瑞丁的长期客户。

2013年被天硕投资收购后，通过降本的方式镁瑞丁盈利能力获得了大幅提升，2015年净利润达到2.18亿元，同比增加96%。

图9：

镁瑞丁技术先进，盈利能力强（单位：

万元）

而近年国内企业并购海外企业以实现技术跨越式发展的例子所见不鲜，在化工、机器人、电子、材料加工等行业屡有较大并购案。

中国加工企业尤其是上市公司，或能通过资本市场力量较快获取国外先进技术。

基于此逻辑及上述奥威收购镁瑞丁实例，我们认为国内镁加工行业技术难题或许有望通过外延并购得到较快突破。

表11：

近两年来制造业重大海外并购频发

2.4.预计2020年我国车用镁合金需求将达45万吨，镁供需平衡将被打破

2016发布的《节能与新能源汽车技术路线图》中指出，未来汽车单车用镁率将大幅提升。

根据该路线图，我国将大力推进镁合金材料在中国汽车上的应用。

据推测2016年中国单车用镁合金量为1.5kg左右。

而根据路线图，未来单车用镁量的具体目标为：

2020年达到15kg，2025年达到25kg，2030年达到45kg。

表12：

2030年轻量化发展目标

此外根据《路线图》规划，在2020/2025/2030三个时间结点，彼时汽车产销规模将达到3000/3500/3800万辆，结合单车用镁量，全年在汽车产业上的用镁合金总量将达到45/88/171万吨。

而根据我们测算，2016年全年国内汽车用镁量仅在3.6万吨左右，若2020年汽车用镁量可达45万吨，则2016-2020复合增速高达88%。

表13：

路线图汽车轻量化相关指标及测算

轻量化大潮难挡，供需格局将被打破。

目前全球80%左右的原镁产能集中在中国，根据十三五规划，中国原镁产能在2020年约在130万吨，据此我们做出假设；

1）中国产能占全球80%保持不变。

故全球产能约在160万吨，考虑到产能利用率，产量在150万吨左右。

2）全球需求方面，欧美日韩四国目前2016汽车产销4100万辆，考虑到其单车用镁合金量从目前的不到10公斤提高至20公斤，需求增量为41万吨，加上国内总需求增量为86万吨，需求将达到182万吨，折合原镁163.8万吨。

3）镁合金中镁含量大致在90%。

根据上述假设，我们测算轻量化市场放量将使2020年镁供需缺口达13.8万吨左右，供需平衡局面将被打破。

表14：

全球镁市场供求平衡表（单位：

3.铝代钢进行时，铝压延材将成轻量化重点

除了镁合金，我们认为铝合金也将深度受益于汽车轻量化不断推进，