汽车镁铝合金轻量化分析报告.docx

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汽车镁铝合金轻量化分析报告

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正文目录

1.节能减排渐严苛，镁铝合金受益轻量化发展5

1.1.全球减排政策力度空前，各国纷纷提高减排标准5

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5

1.3.车身材料轻量化是目前最为可行的节能减排手段8

1.4.镁、铝合金综合性能优异，为理想轻量化材料8

2.国内镁合金应用方兴未艾，放量速度或超预期11

2.1.我国镁资源储量丰富，镁合金应用具备良好优势11

2.2.镁合金在汽车方面应用历史悠久，我国应用较为低端12

2.3.政策、外延双发力，我国有望打破镁合金应用僵局14

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17

3.铝代钢进行时，铝压延材将成轻量化重点18

3.1.铝合金汽车轻量化应用广泛，铸造及变形合金皆有应用变形18

3.2.汽车铝代钢稳步推进，铝压延材将成轻量化重点20

3.3.目前国内尚无铝压延材大规模供货，市场空间巨大22

4.主要公司分析25

4.1.明泰铝业26

4.2.云海金属26

4.3.南山铝业26

4.4.亚太科技27

5.风险提示28

图目录

图1：

特斯拉ModelS采用全铝车身7

图2：

特斯拉ModelS车身重量分布7

图3：

2020年美国乘用车平均需要减重50kg8

图4：

铝、镁合金减重效果显著9

图5：

《路线图》对镁、铝合金轻量化应用给予高度重视10

图6：

镁合金牌号及成分一览12

图7：

镁合金优缺点鲜明12

图8：

镁瑞丁客户涵盖全球众多高端汽车品牌15

图9：

镁瑞丁技术先进，盈利能力强（单位：

万元）16

图10：

铝合金在汽车上应用广泛19

图11：

车用铝合金铝材具备诸多优势20

图12：

覆盖件和白车身是汽车铝轻量化的下一个目标21

图13：

白车身占汽车重量比重最大，达到28%21

图14：

采用铝合金材料能减轻白车身重量38.7%22

图15：

12款路虎揽胜铝车身减重420kg22

表目录

表1：

各国节能减排标准越发严苛5

表2：

近年我国节能减排、汽车轻量化政策频发6

表3：

新能源乘用车、混合动力乘用车应用补贴标准（万元）6

表4：

镁、铝合金密度更小，减振性能更好9

表5：

采用复合材料工艺流程大幅简化10

表6：

我国镁资源储量丰富，镁合金应用具备良好基础11

表7：

国外汽车厂家采用镁合金制造的汽车零部件13

表8：

2011-2016年中国镁市场供求平衡表（单位：

万吨）13

表9：

欧美车身用镁部件数量走在世界前列14

表10：

2016中国镁行业大事件15

表11：

近两年来制造业重大海外并购频发16

表12：

2030年轻量化发展目标17

表13：

路线图汽车轻量化相关指标及测算17

表14：

全球镁市场供求平衡表（单位：

万吨）18

表15：

国外ABS板（汽车车身薄板）产能建设详情23

表16：

中国铝压延板产能建设详情24

表17：

预测2020年我国汽车铝压延材需求量将达54万吨24

表18：

相关标的产能、汽车轻量化亮点简介25

表19:

重点覆盖公司盈利预测、估值情况25

1.节能减排渐严苛，镁铝合金受益轻量化发展

我们认为全球节能减排力度空前，近年我国相关政策频出且正不断落地实施，汽车轻量化市场放量速度或超预期。

而车身材料轻量化作为目前最为可行的节能减排手段，镁、铝合金又作为轻量化主力材料将深度受益于轻量化市场快速放量。

1.1.全球减排政策力度空前，各国纷纷提高减排标准

汽车尾气为大气污染的重要来源，目前全球对汽车减排要求逐渐严苛：

欧盟要求到2020年所销售的95%新车二氧化碳排放量不超过每公里95克，超出碳排放标准的车辆将受到每辆95欧元/克/公里（约合18600元/升/百公里）的罚金处罚。

其他国家诸如美国、日本等也纷纷提高了排放标准，而我国要求到2025年，汽车耗油标准将从6.9L/100km降至4L/100km，年均降幅将达5.0%。

表1：

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；10001600kg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