【山证有色】碳中和对有色金属行业的影响
（以下内容从山西证券《【山证有色】碳中和对有色金属行业的影响》研报附件原文摘录）
山证有色 报告正文： 1. 1.碳中和对有色行业的影响 我国是世界最大的有色金属生产国和消费国，有色冶金一直以来和钢铁、化工、建材等传统行业倍重点管控。有色金属工业碳排放具体有如下显著特点：1）有色金属工业碳排放相对集中，铝冶炼行业碳排放占有色金属工业的76%；2）我国有色金属资源禀赋差，现行技术能耗高、碳排放量大；3）冶炼使用可再生能源及再生金属占比低；4）锂电、光伏等新型载能产业发展迅速，硅、锂、镍等新兴载能金属冶炼的碳排放量将显著增加。 1.1 直接影响：高耗能子行业的环境成本提升，引发供给格局重塑 据有色金属工业协会统计，2020年我国有色金属工业二氧化碳排放量约6.6亿吨，占全国总排放量的比重约为5%，其中有色金属冶炼、压延加工、采选分别排放二氧化碳5.88亿吨、0.63亿吨、0.09亿吨，分别占比89%、10%、1%，因此有色金属冶炼是有色金属工业碳排放的重点。在有色金属冶炼中，铝冶炼行业二氧化碳排放量约为5.0亿吨（其中氧化铝0.7亿吨、电解铝4.2亿吨、再生铝0.1亿吨），占有色金属工业总排放量的76%，后续依次为锌冶炼和镁冶炼，分别为0.24亿吨和0.17亿吨。 2021年4月，国家有关部门已出台《有色金属行业碳达峰实施方案》，其中指出，到2025年有色行业力争率先实现碳达峰，2040年力争实现减碳40%。考虑到铝产业在有色行业排碳占比大，国内电解铝产销水平仍呈上升趋势，“碳达峰”阶段铝行业减碳任务较重。根据中国电解铝产量数据及安泰科电解铝排碳测算，单吨电解铝电解环节耗电量对应碳排放量在10.69-14.62吨，高于世界均值约95%，电解铝的高能耗主要受电能来源影响。在碳中和背景下，火电弱化或替代将成为趋势。 1.2 间接影响：新能源领域成为有色消费的新驱动 尽管可再生能源可以降低碳排放，但具有更高的矿产耗用强度要求，需要各种金属矿产原材料作为物质基础。根据The World Bank统计，相比化石燃料，清洁能源具有跟高的矿产耗用强度，包括17种矿产原材料，例如，太阳能、风能、燃料电池、电池、电解、氢储存、电动汽车和节能照明等技术，需依赖铂族金属、稀土金属或其他关键金属。相比于化石燃料，可再生能源中光伏发电所需的铜是其40倍以上，风电所需的铁则是其14倍。随着低碳能源需求的增加，预计超过20种金属矿产需求随之增加，包括铁、铜、铝、镍、锂、钴、铂、银和稀土金属等。据估计，在《巴黎协定》2℃温控目标下，为满足储能技术的需求，2050年石墨、锂和钴的产量将要比2018年增加约450%。 “双碳”目标的提出，将推动新需求增长点的诞生。有色金属工业将在清洁能源领域起到非常重要的作用。随着风光电项目和输配电网的建设、新能源汽车行业的发展，重要金属将迎来较长时间周期的增长。数字化、智能化的持续深入也将对铜、铝、镍、钴、锂等有色金属提出高需求，材料替代的热潮也将为轻量金属的高质量发展和高层次应用打开市场空间。 2 2.碳中和对电解铝行业供给的影响 2.1 电解铝是有色行业污染大户 电解铝行业属于高碳排放行业，2005-2020年电解铝企业带来的碳排放量几乎翻番。2020 年，我国电解铝产量为3712.4 万吨，生产一吨电解铝约需消耗13500kWh电能，2020行业总耗电约为5011.74亿kWh，占2020 年我国全社会用电量75110亿kWh的6.67%。生产电解铝的过程中，每产出一吨电解铝所排放的二氧化碳约为11.2吨，依据碳交易所披露的数据来看，2020 年电解铝行业二氧化碳总排放量约为 4.26 亿吨，约占全社会二氧化碳净排放总量5%。在碳中和制约下和十四五节能减排的背景下，电解铝碳排放势必会受到监管。 生产电解铝过程中，电解过程中的电力消耗是造成碳排放是主要的原因。电解铝的碳排放高主要由自备火电厂引起。电解铝生产的电力主要分为火电生产与水电生产，使用火电生产一吨电解铝排放的二氧化碳量约为11.2吨，而使用水电生产一吨电解铝排放的二氧化碳量几乎为零。 我国水电铝仅占全部电解铝产能的10%，低于全球平均。2020年全球电解铝生产结构中，煤电占64%，水电占25%，天然气占10%，核能占1%；而我国火电占比为86%，水电仅为10%。据安泰科测算，在“十四五”节能减排和碳中和远景目标的背景下，中国能源结构的整体改善，未来电解铝行业运行产能能源结构将会进一步优化；云南规划电解铝产能全部投产后，清洁能源的占比将会显著提升至24%。 2.2 总量：4500万吨天花板已经基本到达 自2010年以来，我国电解铝产能以每年400万吨的速度迅速扩张，造成严重的产能过剩。在大环境经济压力的背景下，铝价下行，利润空间压降，产能利用率不断走低。2017年在供给侧改革的背景下，四部委联合发布《关于印发清理整顿电解铝行业违法违规专项行动工作方案的通知》，形成了全行业电解铝产能天花板，全国电解铝产能指标大约为4500万吨左右。产能天花板形成后，一些环境敏感区域关停了部分旧产能。据卓创资讯数据，2022年10月国内铝冶炼企业建成产能4471.9万吨，运行产能4017.2万吨。这意味着产能天花板已经实现。 2.3 结构：水电铝成为布局重点，云南作为最后的迁移地即将完成 新疆、陕西、内蒙古煤炭价格相对低廉，电力成本比较有优势；随着水电铝的不断发展和产能转移，四川、云南两省的电价排名有所上移，未来将更有潜力；其他地区用电成本较高，企业生产压力相对较大。近两年，国内电解铝产能区域分布总体表现出由北向南、由东向西的转移过程。内蒙古等西北代表性省市电解铝产能占比增速明显放缓甚至停滞；而在水电资源及铝土矿较为丰富的西南地区，如云南，新增电解铝产能较多，60%以上的产能增加都分布在云南省。云南省2020年新增电解铝产能200万吨，2021-22年有150万吨产能投产，云南在17年后电解铝产能全国占比从3%上升为22年12%。在魏桥红河州泸西县193万吨项目投产后，产能的转移有望告一段落，云南的产能占比将进一步提升至17%，并超过山东跃居全国电解铝第一生产大省。 2.4 未来：碳税或将改变成本曲线 十四五以及未来减碳压力及环保压煤趋严，火电成本未来将会有上升的趋势；而水电成本可控、环保且有下降空间。另外，大型水电站一旦建成较为稳定，摊薄折旧费用趋于下降，发电成本也将不断下降，成本更有优势。 未来碳排放交易价格可能会随着碳中和政策而提高，进一步加剧了火电与水电生产电解铝的价格差距。2021年1月5日，国家生态环境部印发《碳排放交易管理办法（试行）》，并于2月1日起实施。2020年，试点碳市场年成交额为21.5亿元，较2019年增长3%；碳交易年平均价格为28.6元/吨，上涨25%。多个机构数据显示，预计2021年我国碳交易市场成交金额将超过60亿元，成交量或将达到2.5亿吨，为2020年的三倍；未来随着碳达峰和碳中和的目标实施，到2030年，累计交易额或将超过1000亿，拥有良好碳排放数据基础电解铝行业将可能优先纳入全国碳交易市场。 从电解铝的角度看，碳税会使火电铝和水电铝的成本差异越来越大，同时会降低火电铝厂毛利率。当前碳排放配额免费分配，会降低低于配额排放的企业成本，如水电铝，同时抬高超额排放企业的成本，而且水电铝厂可通过出售自身碳配额来实现更多的收入。未来存在变成有偿分配的可能性，将直接抬高火电铝厂的成本。假设氧化铝、预焙阳极、氟化铝、运输成本等其它生产配料价格相同，使用火电与水电生产一吨电解铝在电力环节的碳排放差异为11.2吨。不考虑碳排放交易价格时，近期随着国内煤炭价格走高，自备电厂平均电力成本为0.3050元/千瓦时，国内水电平均成本仅为0.29元/千瓦时，自备电厂生产成本较水电高出202.5元/吨。考虑碳排放交易价格时，如果碳排放交易价格为30元/吨，那么两者在生产一吨电解铝过程中碳排放成本差异为538.5元/吨，会使火电铝厂毛利率下降8.2%；如果交易价格达到100元/吨，该成本差则高达1322.5元/吨，会使火电铝厂毛利率下降27.33%。碳交易价格为100元时，约相当于电解铝厂电力价格提高0.08元/度。未来在碳目标蓝图下，水电与火电生产电解铝成本将越差越大。 3 碳中和对镁行业的影响 3.1 能耗问题突出 皮江法是我国金属镁冶炼应用最广泛的硅热还原工艺。皮江法优点如下：一是工艺流程和设备较简单，建厂投资少，生产规模灵活；二是成品镁的纯度高；三是其炉体小，建造容易，技术难度小，并且可以直接利用资源丰富的白云石作为原料。主要缺点在于热利用率低、还原罐寿命短，还原炉所占的成本较大，属于劳动密集型产业，生产过程不连续。目前国内原镁几乎均采用皮江法生产，然而大多厂家均存在规模小、设备工装落后、能耗污染大、成本高、质量不稳定等缺陷，云海金属针对这些不足研发出“短流程粗镁一步法”生产优质原镁：劳动生产率提高1倍，冶炼总耗能降低30%-40%，吨镁CO2减排5-8吨，原镁成本降低20%以上；同时自主研发“竖罐蓄热式燃烧技术”，比普通燃烧方式节能30%左右；并开发建设大型生产线，极大地提升了公司机械自动化生产效率，降低了人力成本。 竖罐炼镁升级投入难度较大，进度较慢。目前有云海金属（10万吨）、府谷新田镁合金（3万吨）、新疆腾翔镁制品（0.5万吨）和宁夏开泰镁业（1.5万吨）等几家镁冶炼企厂使用竖式还原炉，竖罐炼镁的产量仅占全国原镁总产量的15%左右。虽然单罐产量高，料镁比低，单位产能投资成本低，但改造投入较大，适用于建设大型镁冶炼厂。参考同类公司投资成本，一台双面单排26支罐还原炉投资成本约为98万元，单吨产量设备投入261元，中式竖罐还原炉成本为1190万元，单吨产量设备投入793元。参考府谷县新田镁业金属镁竖罐炼镁改造项目投入产出，年产3万吨的竖罐金属镁生产线需投入2亿元，投产后实现利润5400万元，相较横罐技术能（每吨）降低（成本）1000元左右，投资回收期为4.7年。云海金属是率先全部采用竖罐炼镁技术的企业，在竖罐节能炼镁工艺上拥有专利。 3.2 产地集中加大供应链风险 我国有色金属镁行业主要集中于陕西、山西、新疆等资源大省。从2012年起，陕西超越山西，成为全国原生镁锭第一大省并连续多年遥遥领先被业界评价为“世界镁业在中国，中国镁业看陕西” ，陕西镁业主要分布在榆林府谷、神木等地。陕西和山西两省产量占到全国镁锭产量的84%。 我国原镁行业集中度较低，头部企业与中小企业产量差距巨大，CR3为21.58%，CR5为32.65%，头部原镁冶炼商（产量大约3万吨）数量共13家，环保政策影响下小型企业难以达到最小产能门槛要求（1.5万吨），行业集中度有望进一步提升。 由于镁合金生产工艺有一定技术壁垒，镁合金行业集中度高于原镁，目前国内产能为50万吨左右，其中云海金属镁合金产能为18万吨，占36%，瑞格金属次之，产能为7万吨。 3.3 环保整顿势在必行，优势企业有望提升集中度 虽然区域采用兰炭尾气冶炼原镁，生产成本较国内其他地区低约 3000元/吨镁左右，但无论是兰炭生产还是原镁生产，生产方式都较为落后，属于受环保、双控政策影响较大的区域。 一方面，兰炭生产能耗强度高，污染物排放量大，是典型的“两高”行业，目前兰炭的环保升级改造进程落后于计划，2021年12月22日，中央第三生态环境保护督察组指出，榆林市一些地方淘汰兰炭落后产能不力，违规建设问题多发，生产方式粗放，工业园区环境问题突出，榆林市政府承诺2022年完成整改。 另一方面榆林金属镁企业多为民营企业，且多数企业生产规模在1万吨/年以下，主要采用皮江法炼镁，耗能较大，污染较为严重，单吨二氧化碳排放量居而且原镁产量受限于兰炭产量，榆林政府2021年9-12月对区域内用电量较大的企业进行限产停产，涉及煤化工、洗选煤、兰炭、硅铁、电石、金属镁等多个行业领域，确保实现2021年全市单位GDP能耗降低3.2%的目标任务。根据榆林发改委整改通知，约15家镁厂被要求暂停运营，30家镁厂被要求减产50%。考虑到榆林现有冶镁产线相对落后，能耗较高，双控政策下减产、停产可能性较大。据榆林市统计局数据，2022年1-4月，榆林镁产量18.11万吨，同比下降8.1%，4月产量约为 5.12 万吨，环比增长约 1.38%，虽然4月份原镁产量边际改善，但长期来看仍受到环保的制约。 从政策方面来看，2021年12月3日，工信部印发《“十四五”工业绿色发展规划》（以下简称《规划》）提出，到2025年，工业产业结构、生产方式绿色低碳转型取得显著成效，绿色低碳技术装备广泛应用，能源资源利用效率大幅提高，绿色制造水平全面提升，为2030年工业领域碳达峰奠定坚实基础。在《规划》所列的重点行业清洁生产改造工程中，明确提出要实施镁冶炼行业竖式还原炼镁等技术和装备改造，到2025年，完成4000台左右有色金属窑炉清洁生产改造，这为镁冶炼行业技术改造提出了明确要求。原镁冶炼是有色金属冶炼中单吨碳排放最大的品种，而2022年政府工作报告明确从“能耗双控”向“碳双控”转变”，榆林地区镁金属扩产仍将严格受限。 4 碳中和背景下新能源对金属的需求增长 4.1 汽车电动化与新型储能带动锂等能源金属需求 近年来，汽车大规模生产和使用所带来的能源资源、环境、交通等约束越来越强，迫切要求汽车产业加速转型。汽车的动力来源由传统化石能源向可再生能源转变，汽车使用环节碳排放大幅减少，汽车全产业链低碳发展将更好地与社会能源、环境承载能力相适应，提高能源资源利用效率、降低化石能源消耗、减少二氧化碳以及其它污染物的排放。根据行业分析测算，预计汽车产业将在2028年左右提前实现碳达峰，随着新能源汽车的推广应用进程加快，达峰时间有望进一步提前。此外，新型储能不仅可促进新能源大规模、高质量发展，助力实现“双碳”目标，同时作为技术含量高、增长潜力大的全新产业，新型储能还有望成为新的经济增长点。2021年至今，全国600多项储能相关政策出台，支持力度达到空前之高。同时，各地方基于区域能源发展的切实需求相继发布了“十四五”储能发展目标。 2020-2021年全球各经济体对新能源汽车都提出了补贴和促进政策，其中中国仅2020年就颁布了近十项政策，主要内容为延长补贴期限，完善财税支持政策，下乡促销等。根据我国汽车技术发展总体目标，到2025年，混动新车占传统能源乘用车的50%以上，新能源汽车占总销量20%左右；到2035年，混动汽车占传统能源乘用车的100%，新能源汽车成为主流，占总销量50%以上。 据统计一辆普通的电动汽车电池板需要约8kg的锂、25kg的镍、20kg的锰和14kg的钴。除了锂离子电池，电池制造商麻省固能公司还开发出世界最大锂金属电池，阴极、阳极和电解液都使用锂元素而大大改善电池性能，并有望在2025年前商业化应用于电动汽车从而也大大强化了锂需求容量。特斯拉公司正在通过电动汽车、太阳能屋顶电池板以及家庭企业的综合可再生能源解决方案，鼓励网络家庭用户利用双向逆变充放电技术将多余的电量销售汇集到公司进行储能而加速世界向可持续能源转变。苹果、谷歌也都在经营太阳能、风能、水电等“绿电”的网络汇集于销售。一旦清洁电能存储普及全球，世界低碳社会即为期不远。这一切都以储能技术为基础，而其中能源金属锂将占很大的市场比重。 2015年前后，充电电池市场就成为了全球锂需求增长的主要推动力，其中电动汽车和混合动力汽车是主要的需求增长点。到2020年，可充电电池占锂需求的65%，预计到2025年这一比例将超过80%；2020年电动和混合动力汽车占锂离子电池需求的70%以上，预计到2031年，这两个领域的锂用量比重将持续增加。 在储能系统中，锂电池储能系统是将能量以电的形式吸收、储存、释放的一款产品，其效率最高，运用最广。电池储能系统主要由蓄电池系统、PCS变流器系统、电池管理系统BMS、能量管理系统EMS、监控系统等组成。而其中，锂电池由于其重量轻、能量密度高、循环寿命长且充电时间短等特性，在电化学储能中占比高达90%。我国储能行业正跨越历史性节点，迈向高速发展新时期。 根据CNESA出版的《储能产业研究白皮书2021》预测，2025年我国储能市场保守场景下将达3550万千瓦，理想场景下将达5590万千瓦，这意味着2022年至2025年期间，储能将保持年均72%以上符合增长率持续高速增长。在政府鼓励和市场需求的双重加持下，预计2025年储能将形成千亿级市场规模。WoodMac报告称，2021Q4美国储能市场安装了1613MW/4727MWh，这是一个创美国记录的安装季度。2021年美国电网增加了3.5GW/10.5GWh的新储能，帮助整合可再生能源并支持健康的电网。在全球，成规模的百兆瓦量级的储能项目频繁出现，2020年新增投运项目规模达4.73GW，电化学储能的大时代已然开启。 4.2 新能源汽车及其充电桩拉动铜需求 与传统车相比，新能源汽车多了电源及电力驱动装置，电池、电机及绕组线使得其对铜需求增加。根据国际铜业协会和IDTechEx最新的研究数据，目前纯电动乘用车平均单车用铜量约为83kg，是传统燃油车的3-4倍，其中锂电池、逆变器、电机、高压连接器均为电动汽车带来铜增量需求。混合动力汽车耗铜量约为60kg/辆，大型车辆例如纯电动巴士更是需要使用224-369kg/辆，明显高于传统车的20kg/辆，而纯电动汽车单车耗铜量约为整车耗铜量的一半。 新能源汽车的蓬勃发展离不开充电桩等配套设施的建设，充电桩按接口类型可分为交流慢充和直流快充，交流充电功率通常在3-22kw不等，充电时间6-10小时；支流快充功率为30-220kw，充电时间为0.3-1小时；直流快充功率具备进一步提升的态势，最新的特斯拉V3超级充电桩的峰值充电功率可以达到250kw。充电桩中主要用铜包括电线电缆、充电机模块、插接件以及各种开关。据SMM测算，家用充电桩用铜量2-5kg/个，公共充电站用铜量4-7kg/个，直流充电桩用铜量约为25-70kg/个。 中投产业研究院发布的《2022-2026年中国充电桩行业深度调研及投资前景预测报告》中显示：全球已建成公共充电桩数在2021年底增长至180万座。2021年共新建47.4万座公共充电桩，其中超快速充电桩占比27%，2020年该比例为15%。 清洁能源革命背景下，新能源领域将快速发展，结合光伏、风电、储能、新能源汽车以及充电桩等领域用铜量需求进行测算，预计2025年全球铜绿色需求量将达到382万吨，占全球铜需求总量的约13.8%，相对于2021年的170万吨（占比6.7%）将有明显提升，预计对未来铜需求总量的边际影响力也将逐步提升。 4.3 节能电机拉动稀土永磁需求 稀土永磁电机是70年代初期出现的一种新型永磁电机，由于稀土永磁材料的磁性能优异，它经过充磁后不再需要外加能量就能建立很强的永久磁场，用来替代传统电机的电励磁场所制成的稀土永磁电机不仅效率高，而且结构简单、运行可靠，还可做到体积小、重量轻。既可达到传统电励磁电机所无法比拟的高性能（如特高效、特高速、特高响应速度），又可以制成能满足特定运行要求的特种电机，如电梯曳引电机、汽车专用电机等。稀土永磁电机与电力电子技术和微机控制技术相结合，更使电机及传动系统的性能提高到一个崭新的水平。从而提高所配套的技术装备的性能和水平，是电机行业调整产业结构的重要发展方向。 新能源汽车驱动电机是新能源汽车的三大核心部件之一，是纯电动车和燃料电池汽车上唯一驱动部件，是油电混合动力汽车实现各种工作模式的关键， 直接影响混合动力汽车的油耗指标、排放指标、动力性、经济性和稳定性。适合新能源汽车驱动电机的主要有永磁同步、交流异步和开关磁阻三类。稀土永磁驱动电机因其具有尽可能宽广的弱磁调速范围、高功率密度比、高效率、高可靠性等优势而被用作新能源汽车驱动电机，有效地降低新能源汽车的重量和提高其效率。高性能烧结钕铁硼永磁材料是用于稀土永磁驱动电机的核心关键材料，对电机的性能起着重要作用。2019年以来我国新能源车95%左右均配置永磁同步电机。 风电方面，随着陆上风电发展空间的收窄，海上风电将会迎来爆发式地增长。而推动海上风电度电成本不断下降的驱动力之一便是风机功率大型化。随着功率增加，海上风电难以承受机组故障宕机付出的高成本。为了提高海上风电的稳定性，国外风电厂商布局更早，提前研发稳定性更高、适应性更强的直驱或半直驱技术。2016年欧洲地区新增海上风电机组中传统鼠笼异步发电机还占据40%的份额，而5年后的2021年新增海上风机全部变为直驱与半直驱型。2016年中国海域新增风机中超过90%属于传统双馈和鼠笼发电机，2021年除高速永磁占据一定分额外，直驱与半直驱占比也迅速也提升到60%。 根据我们测算，2021-2025年全球钕铁硼年复合增速在20%-25%之间，其中增量贡献主要来自新能源汽车、工业电机和工业机器人，其中新能源汽车贡献近半。 4.4 汽车轻量化与光伏带动铝需求 随着汽车保量的不断增加，节能、环保、安全和智能都成为汽车发展的新动向，而能源和环境又是当今世界面临的两大问题，制造出“低能耗”、“低排放”甚至“零排放”的汽车是汽车发展的主要趋势。巴斯夫公司统计结果表明，汽车每减重100kg，每百公里油耗可降低0.3～0.6L、二氧化碳排放可减少5g/km。相较于汽车的动力系统和传动系统的技术改革，轻量化是降低能耗、减少排放的最为有效的措施之一。在《中国制造2025》中关于汽车发展的整体规划中也强调了“轻量化仍然是重中之重”，“轻量化”已然成为国家的重要战略，越来越多的研究机构和汽车行业将其研究工作的重点放在汽车轻量化上。 实现汽车轻量化主要有三种途径：（1）结构优化，使部件薄壁化、中空化、小型化或复合化；（2）新材料的使用，如高强度钢、铝、镁合金及一些非金属材料的使用；（3）工艺的改进，主要包括成形技术和连接技术。 轻质新材料的应用是汽车实现轻量化的关键。为实现轻量化，世界各大汽车生产商和材料生产厂家一直致力于轻量化材料的研发，轻量化材料应用的多少已经成为衡量汽车生产技术和新材料开发水平的重要标准之一。目前用于汽车轻量化的新材料主要分为金属材料和非金属材料。金属材料包括高强钢、铝合金、镁合金。使用高强钢、铝合金、镁合金，车体重量可分别减轻15%～25%、40%～50%和55%～60%。目前，高强度钢主要被应用于汽车结构件、安全件、前后保险杠等部位；铝合金主要应用在车身结构材料的替换上；镁合金主要应用在零部件上，其中包括壳体类与支架类零部件，包括仪表盘支架、座椅支架、显示屏支架、中控支架、方向盘、转向件等部件。 2020 年国内单车用铝量仅为 120-140 千克，与欧美国家的 190 千克仍存在较大的差距。根据国际铝协预测，2030 年全球单车用铝量将超过 280 千克，到2030年对铝需求增长有望超过600万吨。中国2030年单车用铝量也有望达到230千克，由于2017年是国内汽车产销最高的年份，汽车换购周期大约为3-6年，2021汽车市场有望迎来换购高峰。2010年左右是汽车销量快速增长的时期，对应汽车淘汰周期为10年左右，2021同样有望进入增购期。 《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中指出，到2030年、2035年和2050年，中国新能源汽车的普及率将达到20％、40％和50％，而2020 年该比例仅为6%。2030、2035、2050年新能源汽车拥有量有望为515万辆、1030万辆和1286万辆，预计新能源汽车将继续保持较高的增长。新能源车耗铝量近似于商用车的两倍，中汽协预测，我国2021汽车销量将达到2630万辆，告别负增长，同比增长4%左右，新能源汽车销量将达到180万辆，同比增长40%，预计贡献用铝增量76万吨，2021汽车用铝增速将达到7.5%左右。国际铝业协会2019年9月预测，中国汽车的单车耗铝量在2030年将比2018年增加78％，其中新能源汽车的耗铝量将增加近20倍、并贡献全国铝消费量的7.2％。 在不降低零部件强度条件下，镁合金铸件比铝铸件的重量减轻大约25％，即0.75 单位重量的镁合金可以近似替代1单位重量的铝合金。在不考虑两种金属性质差异及加工技术难度的情况下，仅从合金用量及合金价格角度分析，若镁合金与铝合金的价格比低于1.3，汽车厂商将倾向于选择镁合金作为原材料以达到单个部件原料成本最低的目标。目前镁合金价格/铝合金价格已经从2021年年底的2.5左右下降至1.4左右，目前已处于合理区间，预计随着未来榆林地区政策限制有所放松，云海金属及行业内其他企业产能释放，镁铝比将进一步下降，镁金属应用空间随之扩大。 光伏：国家电网投资超预期拉动铝需求。2020年3月，国家电网公司将固定资产投资增至 4600 亿元，比去年实际投资额同比增加 2.8%，以保障新基建投资供应。5G建设用铝需求主要集中在基站，占比约90%左右，而5G基站用铝集中在光伏逆变器、5G天线、5G基站散热材料及热传动等，预计2021年5G基站将增加100万个。按照目前主流设备厂商用铝比例40kg/个来讲，2021年5G基站将消耗约4万吨用铝，考虑可能消耗一定的废铝，5G大概率将消耗3.6万吨铝。在这样的大基数背景下，十四五规划国网预计电网及相关产业投资将超过6万亿，有望拉动铝消费增长。 铝合金型材是光伏领域另一主要应用。2021年，国内光伏将全面进入平价上网时代，随着光伏发电成本及储能成本的持续下降，光伏或将从辅助能源逐步成长为主力能源，装机市场前景广阔。十四五提出2030年非化石能源消费占比20%的战略目标，国内光伏装机量有望大幅度扩张，预计2021年光伏新增装机有望达到 55GW-60GW。据中国光伏协会，预计2025国内新增光伏装机量将能达到90GW，根据测算，建设装机一兆瓦光伏电站需要耗铝19 吨，则未来每年光伏新增用铝量达到100万吨左右，到2025年新增用铝量超过180万吨，复合增长率13%。将进一步带动铝需求的扩张。预计2021年光伏装机有望继续发力，增速维持在30%或以上。 地址： 上海市浦东新区杨高南路799号陆家嘴世纪金融广场3号楼802室 广东省深圳市福田区林创路新一代产业园5栋17层 太原市府西街69号国贸中心A座28层 北京市西城区平安里西大街28号中海国际中心7层 山西证券股份有限公司 http://www.i618.com.cn 敬 请 关 注 风险提示 分析师承诺： 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山证有色 报告正文： 1. 1.碳中和对有色行业的影响 我国是世界最大的有色金属生产国和消费国，有色冶金一直以来和钢铁、化工、建材等传统行业倍重点管控。有色金属工业碳排放具体有如下显著特点：1）有色金属工业碳排放相对集中，铝冶炼行业碳排放占有色金属工业的76%；2）我国有色金属资源禀赋差，现行技术能耗高、碳排放量大；3）冶炼使用可再生能源及再生金属占比低；4）锂电、光伏等新型载能产业发展迅速，硅、锂、镍等新兴载能金属冶炼的碳排放量将显著增加。 1.1 直接影响：高耗能子行业的环境成本提升，引发供给格局重塑 据有色金属工业协会统计，2020年我国有色金属工业二氧化碳排放量约6.6亿吨，占全国总排放量的比重约为5%，其中有色金属冶炼、压延加工、采选分别排放二氧化碳5.88亿吨、0.63亿吨、0.09亿吨，分别占比89%、10%、1%，因此有色金属冶炼是有色金属工业碳排放的重点。在有色金属冶炼中，铝冶炼行业二氧化碳排放量约为5.0亿吨（其中氧化铝0.7亿吨、电解铝4.2亿吨、再生铝0.1亿吨），占有色金属工业总排放量的76%，后续依次为锌冶炼和镁冶炼，分别为0.24亿吨和0.17亿吨。 2021年4月，国家有关部门已出台《有色金属行业碳达峰实施方案》，其中指出，到2025年有色行业力争率先实现碳达峰，2040年力争实现减碳40%。考虑到铝产业在有色行业排碳占比大，国内电解铝产销水平仍呈上升趋势，“碳达峰”阶段铝行业减碳任务较重。根据中国电解铝产量数据及安泰科电解铝排碳测算，单吨电解铝电解环节耗电量对应碳排放量在10.69-14.62吨，高于世界均值约95%，电解铝的高能耗主要受电能来源影响。在碳中和背景下，火电弱化或替代将成为趋势。 1.2 间接影响：新能源领域成为有色消费的新驱动 尽管可再生能源可以降低碳排放，但具有更高的矿产耗用强度要求，需要各种金属矿产原材料作为物质基础。根据The World Bank统计，相比化石燃料，清洁能源具有跟高的矿产耗用强度，包括17种矿产原材料，例如，太阳能、风能、燃料电池、电池、电解、氢储存、电动汽车和节能照明等技术，需依赖铂族金属、稀土金属或其他关键金属。相比于化石燃料，可再生能源中光伏发电所需的铜是其40倍以上，风电所需的铁则是其14倍。随着低碳能源需求的增加，预计超过20种金属矿产需求随之增加，包括铁、铜、铝、镍、锂、钴、铂、银和稀土金属等。据估计，在《巴黎协定》2℃温控目标下，为满足储能技术的需求，2050年石墨、锂和钴的产量将要比2018年增加约450%。 “双碳”目标的提出，将推动新需求增长点的诞生。有色金属工业将在清洁能源领域起到非常重要的作用。随着风光电项目和输配电网的建设、新能源汽车行业的发展，重要金属将迎来较长时间周期的增长。数字化、智能化的持续深入也将对铜、铝、镍、钴、锂等有色金属提出高需求，材料替代的热潮也将为轻量金属的高质量发展和高层次应用打开市场空间。 2 2.碳中和对电解铝行业供给的影响 2.1 电解铝是有色行业污染大户 电解铝行业属于高碳排放行业，2005-2020年电解铝企业带来的碳排放量几乎翻番。2020 年，我国电解铝产量为3712.4 万吨，生产一吨电解铝约需消耗13500kWh电能，2020行业总耗电约为5011.74亿kWh，占2020 年我国全社会用电量75110亿kWh的6.67%。生产电解铝的过程中，每产出一吨电解铝所排放的二氧化碳约为11.2吨，依据碳交易所披露的数据来看，2020 年电解铝行业二氧化碳总排放量约为 4.26 亿吨，约占全社会二氧化碳净排放总量5%。在碳中和制约下和十四五节能减排的背景下，电解铝碳排放势必会受到监管。 生产电解铝过程中，电解过程中的电力消耗是造成碳排放是主要的原因。电解铝的碳排放高主要由自备火电厂引起。电解铝生产的电力主要分为火电生产与水电生产，使用火电生产一吨电解铝排放的二氧化碳量约为11.2吨，而使用水电生产一吨电解铝排放的二氧化碳量几乎为零。 我国水电铝仅占全部电解铝产能的10%，低于全球平均。2020年全球电解铝生产结构中，煤电占64%，水电占25%，天然气占10%，核能占1%；而我国火电占比为86%，水电仅为10%。据安泰科测算，在“十四五”节能减排和碳中和远景目标的背景下，中国能源结构的整体改善，未来电解铝行业运行产能能源结构将会进一步优化；云南规划电解铝产能全部投产后，清洁能源的占比将会显著提升至24%。 2.2 总量：4500万吨天花板已经基本到达 自2010年以来，我国电解铝产能以每年400万吨的速度迅速扩张，造成严重的产能过剩。在大环境经济压力的背景下，铝价下行，利润空间压降，产能利用率不断走低。2017年在供给侧改革的背景下，四部委联合发布《关于印发清理整顿电解铝行业违法违规专项行动工作方案的通知》，形成了全行业电解铝产能天花板，全国电解铝产能指标大约为4500万吨左右。产能天花板形成后，一些环境敏感区域关停了部分旧产能。据卓创资讯数据，2022年10月国内铝冶炼企业建成产能4471.9万吨，运行产能4017.2万吨。这意味着产能天花板已经实现。 2.3 结构：水电铝成为布局重点，云南作为最后的迁移地即将完成 新疆、陕西、内蒙古煤炭价格相对低廉，电力成本比较有优势；随着水电铝的不断发展和产能转移，四川、云南两省的电价排名有所上移，未来将更有潜力；其他地区用电成本较高，企业生产压力相对较大。近两年，国内电解铝产能区域分布总体表现出由北向南、由东向西的转移过程。内蒙古等西北代表性省市电解铝产能占比增速明显放缓甚至停滞；而在水电资源及铝土矿较为丰富的西南地区，如云南，新增电解铝产能较多，60%以上的产能增加都分布在云南省。云南省2020年新增电解铝产能200万吨，2021-22年有150万吨产能投产，云南在17年后电解铝产能全国占比从3%上升为22年12%。在魏桥红河州泸西县193万吨项目投产后，产能的转移有望告一段落，云南的产能占比将进一步提升至17%，并超过山东跃居全国电解铝第一生产大省。 2.4 未来：碳税或将改变成本曲线 十四五以及未来减碳压力及环保压煤趋严，火电成本未来将会有上升的趋势；而水电成本可控、环保且有下降空间。另外，大型水电站一旦建成较为稳定，摊薄折旧费用趋于下降，发电成本也将不断下降，成本更有优势。 未来碳排放交易价格可能会随着碳中和政策而提高，进一步加剧了火电与水电生产电解铝的价格差距。2021年1月5日，国家生态环境部印发《碳排放交易管理办法（试行）》，并于2月1日起实施。2020年，试点碳市场年成交额为21.5亿元，较2019年增长3%；碳交易年平均价格为28.6元/吨，上涨25%。多个机构数据显示，预计2021年我国碳交易市场成交金额将超过60亿元，成交量或将达到2.5亿吨，为2020年的三倍；未来随着碳达峰和碳中和的目标实施，到2030年，累计交易额或将超过1000亿，拥有良好碳排放数据基础电解铝行业将可能优先纳入全国碳交易市场。 从电解铝的角度看，碳税会使火电铝和水电铝的成本差异越来越大，同时会降低火电铝厂毛利率。当前碳排放配额免费分配，会降低低于配额排放的企业成本，如水电铝，同时抬高超额排放企业的成本，而且水电铝厂可通过出售自身碳配额来实现更多的收入。未来存在变成有偿分配的可能性，将直接抬高火电铝厂的成本。假设氧化铝、预焙阳极、氟化铝、运输成本等其它生产配料价格相同，使用火电与水电生产一吨电解铝在电力环节的碳排放差异为11.2吨。不考虑碳排放交易价格时，近期随着国内煤炭价格走高，自备电厂平均电力成本为0.3050元/千瓦时，国内水电平均成本仅为0.29元/千瓦时，自备电厂生产成本较水电高出202.5元/吨。考虑碳排放交易价格时，如果碳排放交易价格为30元/吨，那么两者在生产一吨电解铝过程中碳排放成本差异为538.5元/吨，会使火电铝厂毛利率下降8.2%；如果交易价格达到100元/吨，该成本差则高达1322.5元/吨，会使火电铝厂毛利率下降27.33%。碳交易价格为100元时，约相当于电解铝厂电力价格提高0.08元/度。未来在碳目标蓝图下，水电与火电生产电解铝成本将越差越大。 3 碳中和对镁行业的影响 3.1 能耗问题突出 皮江法是我国金属镁冶炼应用最广泛的硅热还原工艺。皮江法优点如下：一是工艺流程和设备较简单，建厂投资少，生产规模灵活；二是成品镁的纯度高；三是其炉体小，建造容易，技术难度小，并且可以直接利用资源丰富的白云石作为原料。主要缺点在于热利用率低、还原罐寿命短，还原炉所占的成本较大，属于劳动密集型产业，生产过程不连续。目前国内原镁几乎均采用皮江法生产，然而大多厂家均存在规模小、设备工装落后、能耗污染大、成本高、质量不稳定等缺陷，云海金属针对这些不足研发出“短流程粗镁一步法”生产优质原镁：劳动生产率提高1倍，冶炼总耗能降低30%-40%，吨镁CO2减排5-8吨，原镁成本降低20%以上；同时自主研发“竖罐蓄热式燃烧技术”，比普通燃烧方式节能30%左右；并开发建设大型生产线，极大地提升了公司机械自动化生产效率，降低了人力成本。 竖罐炼镁升级投入难度较大，进度较慢。目前有云海金属（10万吨）、府谷新田镁合金（3万吨）、新疆腾翔镁制品（0.5万吨）和宁夏开泰镁业（1.5万吨）等几家镁冶炼企厂使用竖式还原炉，竖罐炼镁的产量仅占全国原镁总产量的15%左右。虽然单罐产量高，料镁比低，单位产能投资成本低，但改造投入较大，适用于建设大型镁冶炼厂。参考同类公司投资成本，一台双面单排26支罐还原炉投资成本约为98万元，单吨产量设备投入261元，中式竖罐还原炉成本为1190万元，单吨产量设备投入793元。参考府谷县新田镁业金属镁竖罐炼镁改造项目投入产出，年产3万吨的竖罐金属镁生产线需投入2亿元，投产后实现利润5400万元，相较横罐技术能（每吨）降低（成本）1000元左右，投资回收期为4.7年。云海金属是率先全部采用竖罐炼镁技术的企业，在竖罐节能炼镁工艺上拥有专利。 3.2 产地集中加大供应链风险 我国有色金属镁行业主要集中于陕西、山西、新疆等资源大省。从2012年起，陕西超越山西，成为全国原生镁锭第一大省并连续多年遥遥领先被业界评价为“世界镁业在中国，中国镁业看陕西” ，陕西镁业主要分布在榆林府谷、神木等地。陕西和山西两省产量占到全国镁锭产量的84%。 我国原镁行业集中度较低，头部企业与中小企业产量差距巨大，CR3为21.58%，CR5为32.65%，头部原镁冶炼商（产量大约3万吨）数量共13家，环保政策影响下小型企业难以达到最小产能门槛要求（1.5万吨），行业集中度有望进一步提升。 由于镁合金生产工艺有一定技术壁垒，镁合金行业集中度高于原镁，目前国内产能为50万吨左右，其中云海金属镁合金产能为18万吨，占36%，瑞格金属次之，产能为7万吨。 3.3 环保整顿势在必行，优势企业有望提升集中度 虽然区域采用兰炭尾气冶炼原镁，生产成本较国内其他地区低约 3000元/吨镁左右，但无论是兰炭生产还是原镁生产，生产方式都较为落后，属于受环保、双控政策影响较大的区域。 一方面，兰炭生产能耗强度高，污染物排放量大，是典型的“两高”行业，目前兰炭的环保升级改造进程落后于计划，2021年12月22日，中央第三生态环境保护督察组指出，榆林市一些地方淘汰兰炭落后产能不力，违规建设问题多发，生产方式粗放，工业园区环境问题突出，榆林市政府承诺2022年完成整改。 另一方面榆林金属镁企业多为民营企业，且多数企业生产规模在1万吨/年以下，主要采用皮江法炼镁，耗能较大，污染较为严重，单吨二氧化碳排放量居而且原镁产量受限于兰炭产量，榆林政府2021年9-12月对区域内用电量较大的企业进行限产停产，涉及煤化工、洗选煤、兰炭、硅铁、电石、金属镁等多个行业领域，确保实现2021年全市单位GDP能耗降低3.2%的目标任务。根据榆林发改委整改通知，约15家镁厂被要求暂停运营，30家镁厂被要求减产50%。考虑到榆林现有冶镁产线相对落后，能耗较高，双控政策下减产、停产可能性较大。据榆林市统计局数据，2022年1-4月，榆林镁产量18.11万吨，同比下降8.1%，4月产量约为 5.12 万吨，环比增长约 1.38%，虽然4月份原镁产量边际改善，但长期来看仍受到环保的制约。 从政策方面来看，2021年12月3日，工信部印发《“十四五”工业绿色发展规划》（以下简称《规划》）提出，到2025年，工业产业结构、生产方式绿色低碳转型取得显著成效，绿色低碳技术装备广泛应用，能源资源利用效率大幅提高，绿色制造水平全面提升，为2030年工业领域碳达峰奠定坚实基础。在《规划》所列的重点行业清洁生产改造工程中，明确提出要实施镁冶炼行业竖式还原炼镁等技术和装备改造，到2025年，完成4000台左右有色金属窑炉清洁生产改造，这为镁冶炼行业技术改造提出了明确要求。原镁冶炼是有色金属冶炼中单吨碳排放最大的品种，而2022年政府工作报告明确从“能耗双控”向“碳双控”转变”，榆林地区镁金属扩产仍将严格受限。 4 碳中和背景下新能源对金属的需求增长 4.1 汽车电动化与新型储能带动锂等能源金属需求 近年来，汽车大规模生产和使用所带来的能源资源、环境、交通等约束越来越强，迫切要求汽车产业加速转型。汽车的动力来源由传统化石能源向可再生能源转变，汽车使用环节碳排放大幅减少，汽车全产业链低碳发展将更好地与社会能源、环境承载能力相适应，提高能源资源利用效率、降低化石能源消耗、减少二氧化碳以及其它污染物的排放。根据行业分析测算，预计汽车产业将在2028年左右提前实现碳达峰，随着新能源汽车的推广应用进程加快，达峰时间有望进一步提前。此外，新型储能不仅可促进新能源大规模、高质量发展，助力实现“双碳”目标，同时作为技术含量高、增长潜力大的全新产业，新型储能还有望成为新的经济增长点。2021年至今，全国600多项储能相关政策出台，支持力度达到空前之高。同时，各地方基于区域能源发展的切实需求相继发布了“十四五”储能发展目标。 2020-2021年全球各经济体对新能源汽车都提出了补贴和促进政策，其中中国仅2020年就颁布了近十项政策，主要内容为延长补贴期限，完善财税支持政策，下乡促销等。根据我国汽车技术发展总体目标，到2025年，混动新车占传统能源乘用车的50%以上，新能源汽车占总销量20%左右；到2035年，混动汽车占传统能源乘用车的100%，新能源汽车成为主流，占总销量50%以上。 据统计一辆普通的电动汽车电池板需要约8kg的锂、25kg的镍、20kg的锰和14kg的钴。除了锂离子电池，电池制造商麻省固能公司还开发出世界最大锂金属电池，阴极、阳极和电解液都使用锂元素而大大改善电池性能，并有望在2025年前商业化应用于电动汽车从而也大大强化了锂需求容量。特斯拉公司正在通过电动汽车、太阳能屋顶电池板以及家庭企业的综合可再生能源解决方案，鼓励网络家庭用户利用双向逆变充放电技术将多余的电量销售汇集到公司进行储能而加速世界向可持续能源转变。苹果、谷歌也都在经营太阳能、风能、水电等“绿电”的网络汇集于销售。一旦清洁电能存储普及全球，世界低碳社会即为期不远。这一切都以储能技术为基础，而其中能源金属锂将占很大的市场比重。 2015年前后，充电电池市场就成为了全球锂需求增长的主要推动力，其中电动汽车和混合动力汽车是主要的需求增长点。到2020年，可充电电池占锂需求的65%，预计到2025年这一比例将超过80%；2020年电动和混合动力汽车占锂离子电池需求的70%以上，预计到2031年，这两个领域的锂用量比重将持续增加。 在储能系统中，锂电池储能系统是将能量以电的形式吸收、储存、释放的一款产品，其效率最高，运用最广。电池储能系统主要由蓄电池系统、PCS变流器系统、电池管理系统BMS、能量管理系统EMS、监控系统等组成。而其中，锂电池由于其重量轻、能量密度高、循环寿命长且充电时间短等特性，在电化学储能中占比高达90%。我国储能行业正跨越历史性节点，迈向高速发展新时期。 根据CNESA出版的《储能产业研究白皮书2021》预测，2025年我国储能市场保守场景下将达3550万千瓦，理想场景下将达5590万千瓦，这意味着2022年至2025年期间，储能将保持年均72%以上符合增长率持续高速增长。在政府鼓励和市场需求的双重加持下，预计2025年储能将形成千亿级市场规模。WoodMac报告称，2021Q4美国储能市场安装了1613MW/4727MWh，这是一个创美国记录的安装季度。2021年美国电网增加了3.5GW/10.5GWh的新储能，帮助整合可再生能源并支持健康的电网。在全球，成规模的百兆瓦量级的储能项目频繁出现，2020年新增投运项目规模达4.73GW，电化学储能的大时代已然开启。 4.2 新能源汽车及其充电桩拉动铜需求 与传统车相比，新能源汽车多了电源及电力驱动装置，电池、电机及绕组线使得其对铜需求增加。根据国际铜业协会和IDTechEx最新的研究数据，目前纯电动乘用车平均单车用铜量约为83kg，是传统燃油车的3-4倍，其中锂电池、逆变器、电机、高压连接器均为电动汽车带来铜增量需求。混合动力汽车耗铜量约为60kg/辆，大型车辆例如纯电动巴士更是需要使用224-369kg/辆，明显高于传统车的20kg/辆，而纯电动汽车单车耗铜量约为整车耗铜量的一半。 新能源汽车的蓬勃发展离不开充电桩等配套设施的建设，充电桩按接口类型可分为交流慢充和直流快充，交流充电功率通常在3-22kw不等，充电时间6-10小时；支流快充功率为30-220kw，充电时间为0.3-1小时；直流快充功率具备进一步提升的态势，最新的特斯拉V3超级充电桩的峰值充电功率可以达到250kw。充电桩中主要用铜包括电线电缆、充电机模块、插接件以及各种开关。据SMM测算，家用充电桩用铜量2-5kg/个，公共充电站用铜量4-7kg/个，直流充电桩用铜量约为25-70kg/个。 中投产业研究院发布的《2022-2026年中国充电桩行业深度调研及投资前景预测报告》中显示：全球已建成公共充电桩数在2021年底增长至180万座。2021年共新建47.4万座公共充电桩，其中超快速充电桩占比27%，2020年该比例为15%。 清洁能源革命背景下，新能源领域将快速发展，结合光伏、风电、储能、新能源汽车以及充电桩等领域用铜量需求进行测算，预计2025年全球铜绿色需求量将达到382万吨，占全球铜需求总量的约13.8%，相对于2021年的170万吨（占比6.7%）将有明显提升，预计对未来铜需求总量的边际影响力也将逐步提升。 4.3 节能电机拉动稀土永磁需求 稀土永磁电机是70年代初期出现的一种新型永磁电机，由于稀土永磁材料的磁性能优异，它经过充磁后不再需要外加能量就能建立很强的永久磁场，用来替代传统电机的电励磁场所制成的稀土永磁电机不仅效率高，而且结构简单、运行可靠，还可做到体积小、重量轻。既可达到传统电励磁电机所无法比拟的高性能（如特高效、特高速、特高响应速度），又可以制成能满足特定运行要求的特种电机，如电梯曳引电机、汽车专用电机等。稀土永磁电机与电力电子技术和微机控制技术相结合，更使电机及传动系统的性能提高到一个崭新的水平。从而提高所配套的技术装备的性能和水平，是电机行业调整产业结构的重要发展方向。 新能源汽车驱动电机是新能源汽车的三大核心部件之一，是纯电动车和燃料电池汽车上唯一驱动部件，是油电混合动力汽车实现各种工作模式的关键， 直接影响混合动力汽车的油耗指标、排放指标、动力性、经济性和稳定性。适合新能源汽车驱动电机的主要有永磁同步、交流异步和开关磁阻三类。稀土永磁驱动电机因其具有尽可能宽广的弱磁调速范围、高功率密度比、高效率、高可靠性等优势而被用作新能源汽车驱动电机，有效地降低新能源汽车的重量和提高其效率。高性能烧结钕铁硼永磁材料是用于稀土永磁驱动电机的核心关键材料，对电机的性能起着重要作用。2019年以来我国新能源车95%左右均配置永磁同步电机。 风电方面，随着陆上风电发展空间的收窄，海上风电将会迎来爆发式地增长。而推动海上风电度电成本不断下降的驱动力之一便是风机功率大型化。随着功率增加，海上风电难以承受机组故障宕机付出的高成本。为了提高海上风电的稳定性，国外风电厂商布局更早，提前研发稳定性更高、适应性更强的直驱或半直驱技术。2016年欧洲地区新增海上风电机组中传统鼠笼异步发电机还占据40%的份额，而5年后的2021年新增海上风机全部变为直驱与半直驱型。2016年中国海域新增风机中超过90%属于传统双馈和鼠笼发电机，2021年除高速永磁占据一定分额外，直驱与半直驱占比也迅速也提升到60%。 根据我们测算，2021-2025年全球钕铁硼年复合增速在20%-25%之间，其中增量贡献主要来自新能源汽车、工业电机和工业机器人，其中新能源汽车贡献近半。 4.4 汽车轻量化与光伏带动铝需求 随着汽车保量的不断增加，节能、环保、安全和智能都成为汽车发展的新动向，而能源和环境又是当今世界面临的两大问题，制造出“低能耗”、“低排放”甚至“零排放”的汽车是汽车发展的主要趋势。巴斯夫公司统计结果表明，汽车每减重100kg，每百公里油耗可降低0.3～0.6L、二氧化碳排放可减少5g/km。相较于汽车的动力系统和传动系统的技术改革，轻量化是降低能耗、减少排放的最为有效的措施之一。在《中国制造2025》中关于汽车发展的整体规划中也强调了“轻量化仍然是重中之重”，“轻量化”已然成为国家的重要战略，越来越多的研究机构和汽车行业将其研究工作的重点放在汽车轻量化上。 实现汽车轻量化主要有三种途径：（1）结构优化，使部件薄壁化、中空化、小型化或复合化；（2）新材料的使用，如高强度钢、铝、镁合金及一些非金属材料的使用；（3）工艺的改进，主要包括成形技术和连接技术。 轻质新材料的应用是汽车实现轻量化的关键。为实现轻量化，世界各大汽车生产商和材料生产厂家一直致力于轻量化材料的研发，轻量化材料应用的多少已经成为衡量汽车生产技术和新材料开发水平的重要标准之一。目前用于汽车轻量化的新材料主要分为金属材料和非金属材料。金属材料包括高强钢、铝合金、镁合金。使用高强钢、铝合金、镁合金，车体重量可分别减轻15%～25%、40%～50%和55%～60%。目前，高强度钢主要被应用于汽车结构件、安全件、前后保险杠等部位；铝合金主要应用在车身结构材料的替换上；镁合金主要应用在零部件上，其中包括壳体类与支架类零部件，包括仪表盘支架、座椅支架、显示屏支架、中控支架、方向盘、转向件等部件。 2020 年国内单车用铝量仅为 120-140 千克，与欧美国家的 190 千克仍存在较大的差距。根据国际铝协预测，2030 年全球单车用铝量将超过 280 千克，到2030年对铝需求增长有望超过600万吨。中国2030年单车用铝量也有望达到230千克，由于2017年是国内汽车产销最高的年份，汽车换购周期大约为3-6年，2021汽车市场有望迎来换购高峰。2010年左右是汽车销量快速增长的时期，对应汽车淘汰周期为10年左右，2021同样有望进入增购期。 《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中指出，到2030年、2035年和2050年，中国新能源汽车的普及率将达到20％、40％和50％，而2020 年该比例仅为6%。2030、2035、2050年新能源汽车拥有量有望为515万辆、1030万辆和1286万辆，预计新能源汽车将继续保持较高的增长。新能源车耗铝量近似于商用车的两倍，中汽协预测，我国2021汽车销量将达到2630万辆，告别负增长，同比增长4%左右，新能源汽车销量将达到180万辆，同比增长40%，预计贡献用铝增量76万吨，2021汽车用铝增速将达到7.5%左右。国际铝业协会2019年9月预测，中国汽车的单车耗铝量在2030年将比2018年增加78％，其中新能源汽车的耗铝量将增加近20倍、并贡献全国铝消费量的7.2％。 在不降低零部件强度条件下，镁合金铸件比铝铸件的重量减轻大约25％，即0.75 单位重量的镁合金可以近似替代1单位重量的铝合金。在不考虑两种金属性质差异及加工技术难度的情况下，仅从合金用量及合金价格角度分析，若镁合金与铝合金的价格比低于1.3，汽车厂商将倾向于选择镁合金作为原材料以达到单个部件原料成本最低的目标。目前镁合金价格/铝合金价格已经从2021年年底的2.5左右下降至1.4左右，目前已处于合理区间，预计随着未来榆林地区政策限制有所放松，云海金属及行业内其他企业产能释放，镁铝比将进一步下降，镁金属应用空间随之扩大。 光伏：国家电网投资超预期拉动铝需求。2020年3月，国家电网公司将固定资产投资增至 4600 亿元，比去年实际投资额同比增加 2.8%，以保障新基建投资供应。5G建设用铝需求主要集中在基站，占比约90%左右，而5G基站用铝集中在光伏逆变器、5G天线、5G基站散热材料及热传动等，预计2021年5G基站将增加100万个。按照目前主流设备厂商用铝比例40kg/个来讲，2021年5G基站将消耗约4万吨用铝，考虑可能消耗一定的废铝，5G大概率将消耗3.6万吨铝。在这样的大基数背景下，十四五规划国网预计电网及相关产业投资将超过6万亿，有望拉动铝消费增长。 铝合金型材是光伏领域另一主要应用。2021年，国内光伏将全面进入平价上网时代，随着光伏发电成本及储能成本的持续下降，光伏或将从辅助能源逐步成长为主力能源，装机市场前景广阔。十四五提出2030年非化石能源消费占比20%的战略目标，国内光伏装机量有望大幅度扩张，预计2021年光伏新增装机有望达到 55GW-60GW。据中国光伏协会，预计2025国内新增光伏装机量将能达到90GW，根据测算，建设装机一兆瓦光伏电站需要耗铝19 吨，则未来每年光伏新增用铝量达到100万吨左右，到2025年新增用铝量超过180万吨，复合增长率13%。将进一步带动铝需求的扩张。预计2021年光伏装机有望继续发力，增速维持在30%或以上。 地址： 上海市浦东新区杨高南路799号陆家嘴世纪金融广场3号楼802室 广东省深圳市福田区林创路新一代产业园5栋17层 太原市府西街69号国贸中心A座28层 北京市西城区平安里西大街28号中海国际中心7层 山西证券股份有限公司 http://www.i618.com.cn 敬 请 关 注 风险提示 分析师承诺： 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