2024年中国铝工业全景观察(下)

铝用炭素:绿色智能,品质升级

(一)环保与节能并重

铝用炭素行业作为铝工业的重要组成部分,面临着日益严格的环保要求。在2024年,环保政策的持续收紧促使企业加大节能减排和清洁生产的力度。许多铝用炭素企业积极投入资金进行技术改造,采用先进的环保设备和工艺,以降低生产过程中的污染物排放。部分企业引进了高效的脱硫、脱硝和除尘设备,使废气排放达到或优于国家环保标准。在废水处理方面,通过建设完善的污水处理系统,实现了废水循环利用,减少了水资源浪费。

为了降低能源消耗,企业还从生产流程入手,优化工艺参数,提高能源利用效率。据了解,通过这些节能减排措施的实施,一些铝用炭素企业的单位产品能耗降低了10%~15%,有效减少了对环境的影响,同时也降低了企业的生产成本。建中集团旗下的中商碳素研究院研发的“铝用炭素焙烧绿色节能关键技术及装备”,首次开发了多参数共检的焙烧炉节能测试诊断技术和专用仪器设备、国家标样,开发了多措并举的在产焙烧炉节能运行技术,创新设计多因素优化的新型节能焙烧炉并建设大型工业窑炉,使阳极天然气单耗降至55Nm3/t以下,阴极降至30Nm3/t,达到国际领先水平,该技术已在多家企业得到应用,为行业的绿色发展树立了典范。

(二)技术创新加速

技术创新是铝用炭素行业提升竞争力的关键。2024年,炭素行业在生产工艺和产品质量提升方面取得了显著成果。在生产工艺上,中商碳素研究院研发的“磨粉粒度在线监控系统”利用自主研发的数据库系统和专家智能优化控制系统,稳定磨粉纯度,实现闭环连续控制,可根据不同厂家的现场设备和工艺进行编程,实现自适应控制,满足不同厂家的自动磨粉控制要求,解决了传统人工操作导致的磨粉粒度参差不齐、产品质量不稳定的难题,并在国家电投青铜峡铝业成型二车间成功安装应用;“沥青智能优化控制系统”以先进智能的传感器仪表为眼、智能数字化执行机构为手、数据库智能优化算法为脑,针对连续(间断)混捏生产线沥青加量比例高、焙烧周期长等行业痛点问题,在降低沥青使用量、改善阳极的空气渗透、提高沥青的浸入性以及降低焙烧能耗等方面有积极作用,解决了人工操作和管理效率低下、产品质量不稳定、生产成本高、能耗高、装备智能化水平低下等问题,已与央企达成科研合作意向,正在一个炭素厂进行项目施工;“中碎筛分效率检测智能监控系统”结合当前物料现状,通过自动取样系统、自动筛分检测系统和自动弃料系统,实现中碎筛分检测的全过程管控,提升了质量管理效率和企业经济效益,避免了人为因素和环境因素的干扰,提高了筛分检测的实时性和准确性,在现有物料中碎筛分条件下尽力达到一个新的物料平衡水平。

在产品质量提升方面,企业通过优化原材料配方、改进生产工艺和加强质量控制,提高了铝用炭素产品的纯度、密度和强度等关键指标,满足了电解铝生产对高品质阳极的需求。例如,中铝郑州研究院研发的“提高铝用炭阳极抗氧化性技术”围绕微量元素对阳极氧化性能的影响机理开展相关基础研究工作,开发了可以减缓氧化反应速率的提高阳极抗氧化性能技术及新型抗氧化复合添加剂。采用这一技术后,在使用低品质原料(原料中硫含量≤3.5%、钒含量≤500ppm、钠含量≤350ppm、钙含量≤400ppm、铁含量≤700ppm、镍含量≤350ppm)情况下,可使阳极的空气反应残余率≥85%,CO反应残余率≥90%。这些技术创新成果不仅提升了企业的市场竞争力,还推动了整个铝用炭素行业的技术进步。

(三)市场集中度提高

随着行业的发展,铝用炭素行业的市场集中度逐渐提高。大型企业凭借资金、技术和规模优势,在市场竞争中占据主导地位。数据显示,2024年,铝用炭素行业前十大企业的市场份额总和达到了60%左右,较上一年提高了5个百分点。这些优势企业通过扩大产能、兼并重组等方式,不断整合市场资源,优化产业布局。例如,索通发展通过在国内外建设生产基地,扩大预焙阳极产能,其产品质量和市场份额不断提升,成为行业内新的领军企业之一。

在市场策略方面,大型企业注重品牌建设和客户服务,与国内外大型电解铝企业建立了长期稳定的合作关系,同时加大在技术研发和环保改造方面的投入,以保持技术领先和环保合规优势。一些小型企业则由于技术落后、资金短缺和环保压力等原因面临生存困境,逐渐被市场淘汰或被大型企业兼并。这种市场集中度提高的趋势有利于行业的整合与升级,促进资源的优化配置和行业的可持续发展。

铝加工材:需求多元,高端突破

(一)产量稳步增长

2024年,中国铝加工材产量延续了增长态势。据相关数据显示,上半年我国铝材产量累计值达3325.5万吨,期末总额比上年累计增长9.5%。从全年来看,预计产量将达到6460万吨左右,较2023年的6303.4万吨增长2.49%。在各类铝加工材料中,铝挤压材的产量占比最高,约为49.84%,铝板带材占比28.75%,铝箔材和铝线材等也占据一定份额。

这种产量的增长得益于多个行业对铝加工材需求的增加。在建筑领域,尽管房地产市场整体低迷,但铝门窗、幕墙等产品在新建商业建筑、高端住宅以及旧建筑改造项目中仍有稳定需求。据统计,建筑行业用铝量约占铝消费总量的28%。交通运输领域,特别是新能源汽车的快速发展,对铝加工材的需求呈现出强劲增长势头。随着汽车轻量化进程的加速,铝合金在车身结构件、轮毂、电池托盘等部件中的应用越来越广泛。以某新能源汽车为例,其车身用铝量超过400公斤/辆,相比传统燃油汽车大幅增加。此外,电力行业对铝导体、铝散热器等产品的需求也随着电网建设和升级改造而稳步上升。

(二)应用领域拓展

铝加工材的应用领域在2024年得到进一步拓展。在新能源领域,除了新能源汽车外,光伏产业对铝加工材的需求也日益增长。铝边框是太阳能光伏组件的重要组成部分,其用量随着光伏电站建设规模的扩大而不断增加。预测未来几年,光伏用铝需求将保持每年10%~15%的增长率。在汽车轻量化方面,铝合金材料凭借其密度低、比强度高、回收利用率高等优势,成为汽车制造商实现节能减排和提高性能的首选材料之一。除了车身结构件和轮毂,铝合金在发动机部件、悬挂系统、制动系统等方面的应用也在逐步推广。例如,某汽车品牌的新型发动机缸体采用铝合金制造,缸体重量减轻了20%~30%,有效提高了燃油经济性和动力性能。

在建筑领域,铝加工材的应用不再局限于传统的门窗和幕墙,还扩展到建筑结构件、屋顶材料、装饰材料等。一些新型建筑采用铝合金结构框架,具有重量轻、强度高、耐腐蚀、施工方便等优点。在航空航天领域,铝锂合金等高端铝加工材因其优异的性能,被广泛应用于飞机机身、机翼、起落架等部件。随着航空航天技术的发展,对高性能铝加工材的需求也在不断提升,推动了铝加工行业向高端化方向发展。

(三)高端产品待兴

随着市场需求的升级和行业竞争的加剧,铝加工行业正朝着高性能、高精度产品方向发展。高端铝材和铝基新材料在航空航天、电子信息、新能源等领域的需求日益增长,但目前国内相关产品的研发和生产仍面临诸多挑战。在航空航天领域,对铝加工材料的强度、韧性、耐腐蚀性和耐高温性等性能要求极高。例如,航空发动机用铝合金部件需要承受高温、高压和高速旋转等极端工作状况,对材料的质量和性能的稳定性提出了严格要求。目前,国内能够生产满足此类需求的高端铝加工材的企业较少,部分关键材料仍依赖进口。南山铝业作为行业内的领先企业,其高端铝销量占总销量的14%,毛利率和净利润率显著高于同行业平均水平,但其在高端市场也面临着国内外企业的激烈竞争,需要不断加大研发投入,优化产品结构,以提升产品的性能和质量。

在电子信息领域,随着电子产品的轻薄化、高性能化发展,对铝箔、铝带等铝加工材料的精度、导电性和散热性等性能要求也越来越高。例如,智能手机中的电池箔要求厚度均匀、表面光洁、导电性好,生产工艺难度较大。国内企业在高端电子铝箔生产方面与国际先进水平仍存在一定差距,主要体现在产品质量稳定性和生产效率方面。为了满足市场需求,企业需要不断引进先进设备,改进生产工艺,加强质量控制,提高高端产品的研发和生产能力。

(四)国家重大科技项目用材国产化尚需发力

在航空航天领域,铝合金用于国产大飞机制造、运载火箭箭体及燃料罐、支架等结构部件以及宇宙航天器的部分构件制造,但此类高尖端铝合金材料在国际上就是有钱也买不到,只有依靠国内科研力量自主研发制造。在国防军工和国家高科技项目中所用的高端铝合金材料更是如此。中铝高端旗下的西南铝、东轻等企业,为国家多款重点型号的飞机、导弹等提供了高品质的铝合金材料,承担了多项国家重大科研项目。长征系列火箭、神舟系列飞船、北斗定位系统、嫦娥绕月登月取壤工程、祝融访火工程、射电望远镜、C919大飞机等项目中都有中铝高端的贡献。但这些国防军工和国家重大科技项目用高端铝材的国产化率还有较大的提升空间,尚需不断付出新的努力。

再生铝:绿色再生,潜力无限

2024年,是中国再生铝取得重大突破的标志性之年,全年再生铝产量突破千万吨大关,约达到1055万吨,再生铝与原铝比例已近1∶4。但是,再生铝发展之源——废铝的回收情况却不容乐观。

(一)废铝回收滞后于再生铝发展

再生铝产业的发展高度依赖于废铝原料的供应,当前我国再生铝原料供应面临着严峻的紧张局面。国内废铝回收体系尚不完善,尽管我国旧废铝回收率在部分领域处于世界领先水平,如易拉罐类的废铝回收可达100%,建筑业废铝回收能达到90%,汽车交通领域为87%,但整体回收率仍有待提高。回收渠道分散且不规范,大量废铝资源未能得到有效回收利用。

进口政策的调整也对再生铝原料供应产生了显著影响。近年来,我国对废铝进口实施了更为严格的管控措施,以加强环境保护和资源管理。这导致再生铸造铝合金原料进口量波动较大,如2023年再生铸造铝合金原料进口量为175.2万吨,同比上涨15.55%,但进口量的增长难以弥补国内需求缺口,且进口原料的品质和供应稳定性也存在一定问题。马来西亚、日本、泰国等是我国再生铝原材料主要的进口来源国,其中马来西亚占比15.6%、日本占12.5%、泰国占12.0%。然而,这些国家和地区的政策变化、贸易环境以及废铝资源的自身限制,都可能对我国再生铝原料进口造成冲击。2024年10月,我国废铝进口量为13.3万吨,环比增长0.81%,同比下降13.59%,进口量的下降趋势反映了供应的不稳定。

(二)产业升级加速

面对原料供应紧张和市场竞争加剧的双重压力,再生铝行业正加速推进技术升级、设备更新和工艺优化,以提升自身的竞争力和可持续发展能力。在技术创新方面,众多企业和科研机构加大研发投入,致力于开发高效的废铝回收和处理技术。例如,一些企业采用先进的分选设备和工艺,能够更精准地分离废铝中的杂质和其他金属,提高再生铝的纯度和质量。通过优化熔炼过程中的温度控制、添加特定的合金元素和采用新型精炼剂等手段,有效提升了再生铝的性能,使其能够满足更高端应用领域的需求。

在设备更新方面,企业积极引进先进的生产设备,如高效节能的熔炼炉、自动化的铸造设备和精密的质量检测仪器等。这些先进设备的应用不仅提高了生产效率,降低了能源消耗和生产成本,还显著提升了产品的质量稳定性和一致性。例如,新型熔炼炉采用先进的燃烧技术和热回收系统,能够将燃料利用率提高20%~30%,同时减少废气排放。自动化铸造设备则能够实现精确的浇铸控制,减少产品缺陷,提高成品率。

工艺优化也是再生铝行业升级的重要方向。企业通过对整个生产流程的精细化管理和优化,实现了资源的高效利用和循环利用。一些企业建立了完善的废铝分类回收体系,根据废铝的来源、成分和质量进行分类处理,确保不同类型的废铝能够得到最适宜的加工处理。在熔炼过程中,采用先进的余热回收技术,将余热用于预热原料或其他生产环节,进一步降低了能源消耗。通过优化合金配方和铸造工艺,开发出了一系列高性能的再生铝合金产品,广泛应用于航空航天、汽车制造、电子信息等高端领域,实现了再生铝产品附加值的大幅提升。

(三)市场前景广阔

再生铝行业在资源循环利用和节能减排方面具有显著优势,在当前全球倡导绿色发展和可持续发展的大背景下,其市场前景十分广阔。随着人们对环境保护和资源节约意识的不断提高,再生铝作为一种绿色环保材料,受到了越来越多行业的青睐。在汽车行业,再生铝被广泛应用于发动机缸体、轮毂、车身结构件等部件的制造。与钢材相比,使用再生铝能够显著降低汽车的重量,从而提高燃油经济性和减少尾气排放。据相关研究表明,汽车整车重量每减少100kg,百公里电耗可降低约7.5%。在建筑行业,再生铝可用于制造门窗、幕墙、建筑结构件等,其良好的耐腐蚀性和可回收性符合建筑行业对可持续材料的需求。

政策支持也为再生铝行业的发展提供了强大助力。国务院印发的《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》提出实施设备更新、消费品以旧换新、回收循环利用、标准提升四大行动,为再生铝产业的发展提供了政策指引和保障。国家对再生有色金属产业的重视程度不断提高,明确提出加快再生有色金属产业发展,推动“城市矿山”基础设施建设,并出台了一系列相关政策措施,如《减污降碳协同增效实施方案》等,旨在提高再生铝比例,推广高效低碳技术。这些政策的实施将有助于规范再生铝行业的发展,推动企业加大技术创新和产业升级投入,提高行业整体竞争力。

从市场需求来看,随着我国经济的持续发展和工业化进程的加速,铝的需求量仍将保持增长态势。在电解铝产能受限的情况下,再生铝将成为满足铝需求增长的重要来源。特别是在新能源汽车、光伏、电子信息等新兴产业的快速发展带动下,对高性能再生铝产品的需求将呈现出强劲增长势头。预计到2025年,我国再生铝产量将达到1150万吨,再生铝在铝总产量中的比例将进一步提高,行业发展将迎来新的机遇期。

铝工业:砥砺前行,创新致远

展望未来,中国铝工业将面临一系列新的机遇与挑战。在技术创新方面,随着科技的不断进步,铝工业各环节将加大研发投入,推动生产工艺的改进和产品性能的提升。例如,电解铝行业将致力于提高能效水平,降低能源消耗和碳排放,研发新型电解槽技术和储能技术,以应对能源转型的挑战;铝加工行业将重点开发高性能、高精度的铝材产品,满足航空航天、电子信息等高端领域的需求,加强与下游产业的深度合作,推动铝基新材料的应用拓展。

在绿色发展方面,环保政策将继续趋严,中国铝工业企业将更加注重节能减排和清洁生产。特别是要通过采用先进环保设备和技术、加强资源循环利用、降低污染物排放,实现可持续发展。例如,再生铝行业将在政策支持下,进一步完善废铝回收体系,提高再生铝产量和质量,降低对原生铝的依赖,成为铝工业绿色发展的重要力量;铝用炭素行业将持续优化生产工艺,减少能源消耗和温室气体排放,开发绿色环保的炭素产品,为电解铝生产提供更优质的原材料。

在市场拓展方面,随着全球经济的复苏和新兴产业的快速发展,铝的需求将继续增长。中国铝工业企业将积极拓展国内外市场,加强国际合作与竞争。一方面,抓住“一带一路”倡议机遇,扩大在沿线国家和地区的投资与市场份额,推动铝产品的出口;另一方面,满足国内新能源汽车、光伏、锂电产品等新兴产业对铝的需求增长,优化产品结构,提高产品附加值,增强企业在国内市场的竞争力。同时,企业还要关注国际贸易环境的变化,积极应对贸易摩擦,维护行业的稳定发展。

在政策影响方面,国家的“双碳”目标、国务院发布的《2024-2025年节能降碳行动方案》《电解铝行业节能降碳专项行动计划》《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》以及取消铝材出口退税等政策,都对铝产业正在并且还将产生重大影响。这些政策的实施,既有挑战,也有机遇。2024年11月15日,财政部发布取消铝材出口退税政策,短期或利空国内铝价,影响铝材出口企业的积极性,但长期来看,中国铝加工行业在技术装备、科技创新以及产品种类等方面的比较优势仍在,海外对中国铝材需求仍然具有较大依赖性,随着内外比值修复,未来铝材出口前景仍具备较大潜力。

中国铝工业的新质生产力尚待激发催生。在未来将通过技术创新、绿色发展和市场拓展等多方面的努力,实现转型升级和可持续发展,在全球铝工业领域继续保持重要地位并发挥更大的影响力。

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陈雪
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