我國是世界上第壹個擁有完整鋁產業鏈的工業大國。從上遊的鋁土礦開采、氧化鋁冶煉、電解鋁冶煉，到下遊的原鋁加工，再到下遊各行各業的鋁材深加工，以及後續的應用和消費，除了上遊的鋁土礦儲量，其他環節的產能和產量都是世界第壹。
二、鋁土礦:進口依賴高峰已過。
鋁土礦的成分和質量標準
由於其活潑的化學性質，鋁在自然界中只以化合狀態存在。鋁礦物很少以純態形成工業礦床，而是全部與其他脈石和礦物共生。鋁土礦是指可用於工業的礦石，主要由三水鋁石、壹水硬鋁石或壹水硬鋁石組成。根據主要成分，鋁土礦可分為三種類型:三水鋁石、壹水硬鋁石和壹水硬鋁石。
鋁土礦含有多達42種元素，主要成分是氧化鋁及其水合物，含量在30%-70%之間。還含有氧化矽、氧化鐵、二氧化鈦、少量碳酸鈣和碳酸鎂、鈉、鎵、釩、鉻、硫、磷、氟、鋅和有機物等雜質。鋁土礦根據其化學成分、氧化鋁含量和礦物類型分為六個等級。質量標準參照YB123-62，如下表所示:
全球鋁土礦儲量分布
根據USGS美國地質調查局的數據，2022年全球鋁土礦基礎資源儲量為31.3億噸，產量接近37億噸，基礎資源保有期接近1.000年。
從全球鋁土礦儲量分布結構來看，幾內亞儲量占首位，幾內亞鋁土礦基礎資源儲量74億噸，占全球鋁土礦基礎儲量的23.62%；越南擁有第二大儲量，擁有58億噸鋁土礦資源。占18.51%；澳大利亞儲量占第三位，達到16.28%；中國儲量第七，占2.27%。
從全球鋁土礦儲量來看，中國並不是鋁土礦資源豐富的國家，鋁土礦儲量不僅遠低於幾內亞、澳大利亞和巴西，甚至低於亞洲的越南和印尼。
全球礦藏分類:大部分是高品位的。
世界上鋁土礦床的類型通常可分為兩類:紅土型和沈積型。其主要成分、理化特征、儲量及分布見下表:
鋁土礦冶煉難度由低到高:三水鋁石型、壹水硬鋁石型、壹水硬鋁石型。從全球數據可以發現，大部分礦床為紅土型鋁土礦，屬於三水鋁石型和壹水硬鋁石型，占88%，即高品位礦山。
我國鋁土礦主要是第三種，只有在高溫高壓下才能溶解。最難冶煉，占全國總資源的99%以上，而三水鋁石型鋁土礦不到1%，品位低，規模小。
中國鋁土礦儲量和品位分布:喜憂參半。
我國鋁土礦探明儲量765438+億噸，居世界第七位，占比2.27%，資源豐度處於中等水平。
我國鋁土礦資源分布較為集中，主要集中在廣西、河南、貴州和山西四省，總儲量占全國總儲量的91.9%。廣西鋁土礦資源最多，儲量占全國儲量的30%。河南、貴州、山西緊隨其後，河南24.43%，貴州24.10%，山西13.37%。其余6個有鋁土礦的省區市總儲量僅占全國總儲量的8.1%。
我國鋁土礦鋁矽比低，多為高鋁(Al2O3大於60%)、高矽(SiO2在5% ~ 15%之間)、低鐵(Fe2O3小於10%)，礦體薄，品位波動大。適合經濟開發利用的鋁土礦資源很少。
全球鋁土礦生產分布:相對集中
iFind數據顯示，全球鋁土礦產量從2014年的2 . 45億噸增長到2022年的3 . 8億噸。
從2022年產量分布格局來看，全球鋁土礦產量主要集中在澳大利亞、中國和幾內亞，三國產量占全球的72.63%。
雖然我國鋁土礦儲量居世界第七位，但2022年鋁土礦產量約9億噸，占比23.68%，居世界第二位。澳大利亞產量約6543.8億噸，居世界第壹，占比26.32%；幾內亞鋁土礦產量約8600萬噸，占比22.63%，居世界第三位。巴西、印度尼西亞和印度的產量分別為3300萬噸、0.21億噸和0.1.7億噸，居世界第四、第五和第六位。
中國鋁土礦進口逐年增加。
由於資源儲量相對有限、燒結品位和質量不利、開采成本上升等多重制約，國內對進口礦石的依賴逐年增加。
從進口來源看，幾內亞礦進口量逐年增加，自2021以來占比超過50%；自2020年以來，澳大利亞礦山的進口量逐年下降；近年來，從印度尼西亞礦山的進口量壹直保持在2000萬噸左右。這三大鋁資源國占中國進口總量的比重穩步上升，2022年達到99.48%。
鋁土礦-概述
全球和中國儲量可觀，基礎資源保有期100年，遠超銅、原油等上遊大宗商品；世界上88%的礦藏都是高品位的，我國儲量中的高品位礦產不到1%；中國進口量世界第壹，產量也位居世界前列。以環保雙碳為主題，產量上方空間有限；從中國的進口數據來看，澳大利亞、幾內亞和印尼占進口資源的99%以上。隨著從澳大利亞進口的逐年減少以及印尼禁止鋁土礦出口的政策風險，中國對幾內亞礦石的進口依賴越來越明顯。
三。氧化鋁:產能過剩出口可期。
冶金級氧化鋁:90%
氧化鋁根據生產用途不同可分為冶金級氧化鋁和非冶金級氧化鋁，世界上90%以上的氧化鋁都是冶金級氧化鋁。95%的氧化鋁是由鋁礬土冶煉而成的。冶金級氧化鋁是用於熔鹽電解生產金屬鋁的氧化鋁，是生產電解鋁的主要原料。
氧化鋁中含有多種金屬氧化物，電解時這些金屬會首先在陰極析出，降低鋁的質量。因此，用於電解鋁冶煉的氧化鋁必須具有較高的純度，其雜質含量應盡可能低。全國有色金屬標準化技術委員會規定了冶金級氧化鋁的行業標準，其中冶金級氧化鋁按化學成分和物理性能分為三個等級，劃分標準如下:
以下提到的氧化鋁是指冶金級氧化鋁。
冶煉工藝:多采用拜耳法。
氧化鋁的冶煉工藝大致可分為燒結法、拜爾法和燒結-拜爾聯合法等。目前燒結法已經較少使用，拜耳法是主流的冶煉方法。
拜耳法:用燒堿溶液將氧化鋁溶解在鋁土礦中，制得鋁酸鈉溶液；通過冷卻溶液、加入晶種並增加攪拌，從溶液中分離出Al (OH) 3。分解後的母液被蒸發，用於重新溶解新壹批鋁土礦，剩余的殘渣形成赤泥。溶解過程是在加熱加壓下進行的，相當於燒堿母液的循環利用。將獲得的Al(OH)3洗滌並煆燒以獲得氧化鋁。
燒結法:將純堿和石灰石混入爐料中，高溫燒結，得到矽酸鈣、鋁酸鈉和鐵酸鈉；燒結產物用稀堿液溶解，鋁酸鈉溶解，鐵酸鈉水解釋放出堿，氧化鐵以水合物形式與正矽酸鈣壹起進入赤泥，最終得到鋁酸鈉溶液；後續工藝與拜耳法相同。
拜爾法成本低，母液可循環利用，對鋁土礦品位要求高，要求品位高。具體數據是鋁矽比。鋁矽比過低的礦石不僅消耗大量燒堿，而且直接用拜爾法很難得到純氧化鋁，需要燒結法。鑒於世界上高品位富礦所占比例較大，拜耳法是最具冶煉工藝。
氧化鋁成本結構
按照氧化鋁的生產工藝，氧化鋁的生產成本主要包括鋁礬土、石灰石、燒堿等原料、電耗、汽耗、焦炭等燃料和動力費用，以及人工、制造和管理等其他費用。生產1噸氧化鋁(生產1噸氧化鋁所需鋁礬土量因品級不同而差異很大)約需2.1-2.7噸鋁礬土，0.3-0.5噸煤，0.12-0.14噸燒堿，0.2-0.9噸石灰。根據最新數據，成本比例分布如下:
資料顯示，鋁礬土、燒堿、電耗三項成本合計占總成本的62.11%。
全球氧化鋁產量分布:全球產量依賴亞洲，亞洲產量依賴中國。
從2014到2022年全球產量數據來看，中、非、亞(除中國外)產量保持穩定增長，方向與全球總產量壹致，趨勢明顯；同時，大洋洲和南美洲的產量也很可觀，產量相對穩定；
就國家而言，中國遙遙領先，而澳大利亞和巴西的產量相對穩定。
從2022年氧化鋁產量和占比分布來看，中國產量占比54.29%，位居第壹；澳大利亞排名第二，占比14.29%；然後是巴西7.86%，印度5.29%，俄羅斯2.21%。
中國氧化鋁產能分布:山東、山西居首。
2011-2022年期間，除2020年出現短暫下降外，我國氧化鋁產能壹直穩步增長，2022年達到9500萬噸。其中，山東和山西長期處於產能穩定省份的前兩位，占總量的近六成。
2022年各省產能數據顯示，山東、山西位列2500萬噸以上梯隊，合計占比57.92%；廣西、河南位列13萬噸梯隊，合計占比28.74%；貴州、重慶、內蒙古、雲南處於10萬噸以下的梯隊，合計占13.33%。
中國氧化鋁生產分布:與產能分布壹致。
中國氧化鋁生產趨勢與產能趨勢壹致。其中山東和山西長期處於前兩個省份，2017以來產量相對穩定，合計占比近六成。
從2022年的產量數據來看，山東產量2600多萬噸，長期保持第壹；山西產量在2000萬噸左右，位居第二，前兩者占比57.25%；廣西的產量也在10萬噸以上，占比15.70%，且逐年遞增。河南產量相對穩定，始終在654.38+00萬噸左右波動，占比654.38+02.28%；其他主產省份均在10萬噸以下。
中國氧化鋁產能利用率:相當大的供給彈性。
從2011-2022年的產能利用率來看，除2017年達到90%外，其余年份均在88%以下；2017以來，如果排除疫情，從趨勢上看利用率有所下降，但總產能有所增加。同時結合氧化鋁冶煉工藝簡單的特點，可以隨時開停，因此目前我國氧化鋁的供應彈性相當可觀。從幾個主產區的利用率來看，雲南是滿負荷運行，山東常年在90%以上，廣西、貴州在80%以上相對穩定，河南、山西、內蒙古逐年降低，重慶逐年上升。
中國氧化鋁產能過剩:出口模式可能註定要失敗。
根據上圖中的SMM數據，從2014到2022年中國氧化鋁凈進口和供需平衡的數據來看，產量壹直在上升，凈進口放緩，供需平衡逐漸由缺口轉為過剩，而且過剩還在增加。
根據上圖國家統計局和海關總署的數據，從2014-2022年中國氧化鋁凈進口和供需平衡的數據來看，氧化鋁過剩的狀態更加明顯。
從氧化鋁總產能、電解鋁總產能及其各自開工率數據來看，電解鋁產能增速遠小於氧化鋁，但開工率明顯高於電解鋁。結合電解鋁冶煉中與氧化鋁的比例關系，從產能角度也可以看出，氧化鋁的過剩狀態是在發酵。
2014-2022，除2018外，出口量小於進口量，呈凈進口狀態；進出口數量越來越接近，進口減少，出口增加；進出口量與目前國內產能和產量相比微不足道；結合國內氧化鋁產能和電解鋁產能天花板，未來氧化鋁出口格局可能註定。
四。電解鋁:未來金屬需求可期。
1.熔煉工藝:熔鹽電解。
鋁電解的生產過程分為焙燒、啟動和正常生產三個階段，其中焙燒和啟動大約需要幾天或幾天以上的時間，其質量對以後的正常生產和電解槽的壽命有很大的影響。焙燒:焙燒電解槽的主要目的是幹燥爐體，使電解槽達到930℃~970℃的運行溫度，防止電解槽啟動時加入的熔融電解質凝固，壹般需要4~8天。啟動:焙燒結束後，冰晶石等溶劑熔化，形成鋁電解所需的熔融電解質，同時進壹步加熱加熱爐爐襯，清理碳渣，使電解槽主要技術參數在電解所需範圍內。正常生產:在930℃~970℃的高溫電解槽中，以1.92 ~ 1.94噸氧化鋁為原料，與冰晶石、氟化鋁等氟化物溶劑形成熔融電解質，向電解槽中通入1.35萬kW·h直流電，在陰極和陽極發生電化學反應，得到電解產物，液態鋁在陰極。氧化鋁在冰晶石中熔化形成的電解質密度約為2.1g/cm_，鋁液密度為2.3g/cm_。因為密度差，鋁液上下分層。鋁液沈積在電解槽底部，經真空提升抽出，凈化過濾，得到純度為99.5%~99.85%的原鋁1t。
電解鋁冶煉過程屬於重固定資產投資。在日常生產過程中，除維修等不可抗拒因素外，連續生產過程不會停止，每次重啟電解槽成本高且會影響電解槽的使用壽命。
2.電解鋁的成本結構
冶煉1噸電解鋁需要約1.93噸氧化鋁、0.50噸預焙陽極、20kg氟化鋁、10kg冰晶石、13500 kw·h·h·DC。根據最新數據，成本分布如下，其中氧化鋁、電力和預焙陽極為主要成本，分別占總成本的365，438+0.68%、365，438+0.34%和65，438+03.94%，合計76.97%。
3.全球電解鋁產量分布:中國位居第壹。
中國是世界上最大的電解鋁生產國。據iFind數據顯示，2022年全球電解鋁產量為6848.6萬噸，中國為4043萬噸，占全球產量的59.03%。2013以來，我國電解鋁產量占世界電解鋁產量的50%以上。除2019占比有所下降外，其他年份均保持增長，2022年達到59%。
從產量分布數據來看，除中國外，海灣地區、亞洲(中國除外)、俄羅斯、東歐和北美的產量相對穩定。
4.中國電解鋁產能分布:“鋁北移南”。
中國電解鋁產能相對集中。根據阿拉丁2022年的數據，山東(809萬噸)、新疆(654萬噸)、內蒙古(6654.38+0.9萬噸)、雲南(495萬噸)、廣西(283萬噸)的電解鋁產能合計約占全國產能的67.6%。其中，新疆、內蒙古煤炭資源豐富，冶煉廠可享受低成本火電，廣西、雲南水資源豐富，冶煉廠可享受低成本水電，山東冶煉廠享受壹定的電價補貼政策，本質上決定了產能的分布。
隨著“二氧化碳排放峰值”和“碳中和”的不斷推進，我國電解鋁產能上限已經確定。資料顯示，自2019產能暴跌以來，我國電解鋁產能處於緩慢恢復狀態，但增速明顯較之前放緩。
同時，全國電解鋁產能有“鋁北移南”的趨勢。受限於環保和碳排放，北方的電解鋁產能逐漸向南方水資源豐富的省份轉移。事實上，這壹進程已經加快。從數據中可以看出，山東、新疆、河南三省產能下降明顯，雲南、廣西產能上升明顯。火電-電解鋁的產能在逐年下降，水電-電解鋁的產能在逐年上升，占比也在逐年上升。
5.中國電解鋁產能利用率:供給彈性不大。
根據我國電解鋁產能利用率數據，從2015年到2022年，利用率呈逐步上升趨勢。從2019開始利用率就在88%以上，2021提高到90%以上。
從主產區利用率來看，除廣西外，其他產區利用率維持在較高水平，提升空間有限。考慮到廣西電解鋁產能在全國處於中等水平，電解鋁冶煉工藝屬於重固定資產投資，短期內電解鋁國內供應彈性有限。
6.中國電解鋁4500萬噸產能上限:增量空間有限。
2017以來，國內政策壹直在收緊對電解鋁的管控。主要限制性措施包括:壹是嚴格控制產能增加，新項目必須等量置換或減量；二是加強對自備電廠的管理，嚴格執行階梯電價政策；第三，加大力度淘汰落後產能，推動建立綠色電力生產模式。隨著有色金屬行業供給側改革和雙碳政策的深入，國內電解鋁行業總產能已形成4500萬噸的總天花板。
近年來，由於政策端管制收緊，產能擴張速度有所放緩，但在2019之後仍呈上升趨勢。目前國內總產能已經逼近4500萬噸的紅線值。2023年5月國內電解鋁總產能為4471.1萬噸，達到紅線值的99.36%。目前產能為41.083萬噸，產能利用率達到91.46%。未來增量空間有限，行業整體供給相對剛性。
7.火電審批難度更大:主動限制電解鋁產能。
目前，我國電力結構仍以火力發電為主，2022年火力發電將占全國總發電量的70%以上。同時，火電也是重點碳排放行業。據電網統計，國內電力行業碳排放量占能源行業總量的465，438+0%，其中火電是最主要的來源。因此，2020年“雙碳政策”出臺後，國內火電審批難度明顯增加。2022年國內火電新增裝機容量4471萬千瓦，同比下降3.39%，比2020年下降21.01%。
由於電解鋁行業的高能耗、高耗電，目前主流的生產模式仍然需要自備熱電廠供電。這種模式在節能降碳的大背景下進入瓶頸期，產能難以提升。以天山鋁業公司為例，原計劃的10臺350MW火電機組，最終只完成了6臺。即使公司位於環境影響評價壓力相對較低的新疆，但與原建設計劃相比，仍有較大幅度的削減。
8.電解鋁進出口:進口窗口逐步打開。
我國電解鋁的進口窗口常年關閉，進口量少。但長期來看，隨著產能天花板的臨近，進口鋁錠會穩步增長。從2020年下半年凈進口數據來看，這壹趨勢已經得到體現。
9.下遊應用廣泛。
目前電解鋁終端需求仍以傳統行業需求為主，其中建築、交通、電力電子、包裝用鋁占比分別為28.75%、22%、17.23%、11.63%，合計約占79.61%。隨著新能源汽車、光伏等產業的快速增長，
10，未來需求增量1:新能源汽車
汽車輕量化是新能源汽車產業發展的重要方向。目標是在保證汽車性能和實現成本控制的前提下，通過各種手段降低整車質量。
目前輕量化的研究方向主要包括以下三個方面:使用輕量化材料、使用輕量化技術、優化汽車結構，其中最直接有效的途徑就是使用更輕的材料。鋁合金材料密度低、強度適中、耐腐蝕性好，是車輛輕量化的主流材料。
交通鋁是原鋁終端應用的重要組成部分，主要用於汽車制造。國內汽車市場逐漸恢復，新能源汽車占比不斷提升。2022年下半年，受新冠肺炎疫情影響，國內汽車銷量出現壹定程度的下滑。2023年6月國內汽車月銷量為1.9762萬輛，為2017年6月以來最低。進入2月份後，隨著國內疫情防控政策的優化，車市得到快速修復，目前已回升至近年來的中高端水平。與此同時，新能源汽車的銷量和銷售占比也在逐年提升。從2014到2022年的數據來看，占比從0.32%上升到25.64%，增速較快，未來還有很大的提升空間。
11.未來需求增量II:光伏組件
鋁在光伏行業的主要應用領域是框架、支架和鋁漿。鋁漿主要作為正極漿料塗在電池表面，用量相對較少；框架作為固定和密封電芯的部件，需要保護玻璃的邊緣並加強部件的密封。目前，國內企業普遍采用鋁合金作為制造車架的材料。支架是整個光伏系統的支撐結構。主流材料是熱鍍鋅碳鋼或鋁合金。國內應用以鋼結構為主，出口構件以鋁合金為主。從光伏組件的成本構成來看，框架和支架占10%。
鋁在光伏領域的主要競爭材料是鋼，但與鋁相比，兩種材料具有諸多性能優勢，未來光伏的單位鋁耗有望繼續增加；與鋼相比，鋁與光伏玻璃的相容性更好，在經歷外界溫度變化時，可以保證同步變形。鋼材加工精度低，惡劣天氣下容易產生局部應力集中，導致模塊板爆炸。從質量上來說，鋁支架單位面積重量約為1.5kg，鋼支架為3.5kg，對於承載力較低的屋頂分布式光伏電站建設來說，使用鋼材無疑會增加承載風險；此外，在風沙、水等強腐蝕性的場景下，鋁合金的耐腐蝕性明顯優於鋼材料。
在“雙碳”目標下，光伏產業是我國電力基礎設施建設領域的重點扶持對象，近年來發展迅速。目前，我國光伏產業已經形成了從矽材料、矽片、電池組件、設備制造、整機安裝、應用的完整產業鏈。是全球最大的光伏組件生產國和出口國，年出口量占國內總產量的60%以上。在政策支持、財政補貼、技術創新等多重利好因素的推動下，國內光伏產業發展迅速。2022年，全國光伏新增裝機8800萬千瓦，同比增長60.35%。
2021年，中央、國務院在《關於全面準確全面貫徹新發展理念做好二氧化碳排放峰值碳中和工作的意見》中指出，到2030年，風光發電總裝機容量達到12億kW以上，到2023年5月，風光發電總裝機容量8.3億KW，未來光伏產業仍有較大發展空間。
12.未來供應增量:再生鋁
鋁及其合金因其耐磨、耐腐蝕，在使用過程中損耗極低，反復回收後也不會失去其基本特性，因此具有較高的回收利用價值。國際鋁業協會數據顯示，世界歷史上生產的6543.8+0.5億噸鋁中，70%以上仍在使用，鋁罐回收率可達95%以上。
再生鋁不僅具有明顯的經濟優勢，還能有效節約自然資源，保護生態環境。與原鋁生產相比，再生鋁以廢鋁和廢鋁合金材料為原料，經過分揀、簡單處理、重熔精煉，直接進入鋁加工環節，省去了鋁土礦開采、氧化鋁冶煉和電解鋁冶煉三個工序，降低能耗95%以上，具有極高的經濟優勢。氧化鋁生產過程中會產生大量含金屬廢棄物的赤泥。目前沒有合適的治療方法。大量赤泥的堆積嚴重影響生態環境，而再生鋁的生產不涉及赤泥的產生，對環境保護有積極影響。
歐美等發達國家經歷了長期的工業化過程，社會積累了較多的廢鋁，已經有了比較完整的鋁的回收利用體系。根據國際鋁業協會和USGS的數據，歐洲再生鋁占原鋁和再生鋁總量的60%左右，美國占83%。我國再生鋁的比例僅為17%，不僅遠低於歐美等發達國家，也低於全球34.3%的平均水平，說明我國再生鋁的產量相對於原鋁仍較低，未來有廣闊的提升空間。